灰口铸铁焊接工艺综合实验

灰口铸铁焊接工艺综合实验
一、实验内容
1、实验理论方面
不同的焊接线能量产生的焊接HAZ的组织不同，不同的组织力学性能也不相同。EZNiFe焊条，不同焊接线能量电弧冷焊对HT250灰口铸铁试板和消除白口化退火试板熔合区粗晶区组织的影响。
2、实验教学方面
焊接试样，制取金相试样，用电子显微镜观察熔合区组织，打显微硬度，找出EZNiFe焊条电弧冷焊焊接HT250灰口铸铁和消除白口化退火合适的线能量。
二、实验目的及要求
1、用BX-315交流弧机和EZNiFe焊条，采用不同焊接线能量、电弧冷焊HT250灰口铸铁和消除白口化退火试板，了解灰口铸铁的焊接性能；
2、掌握EZNiFe焊条焊接HT250的电弧冷焊工艺和消除白口化退火焊接工艺；
3、要求同学在实验前了解EZNiFe焊条的成分，焊缝的力学性能。了解HT250的成分和性能；
4、实验前了解HT250消除白口化退火前后室温组织的变化；
5、要求同学在实验前了解不同线能量对HAZ组织影响的变化规律，如何调整焊接工艺参数。
三、实验条件及要求
（一）实验设备
1、焊接设备
焊接电源BX—315；
2、焊条烘干设备型号
ZYH—10；
3、显微镜型号
4×A金相显微镜；
4、显微硬度仪
71型显微硬度仪；
5、其他
抛光机、各种型号的砂纸、手工锯等。
（二）焊接试板牌号、尺寸
1、焊接试板牌号
HT250灰口铸铁；
2、尺寸
100×60×12（mm），铸造后经过机械加工保证零件尺寸。
（三）焊接材料数据
焊条型号：EZNiFe；焊条直径：3.2 mm；
（四）要求
铸铁试板成分应保持在规定的范围，室温组织应为珠光体或珠光体+铁素体；焊条表面不得有脱落并经烘干使用；试板需经机械加工，表面平整，焊接中不得在试板上乱起弧；焊接要带防护面罩、穿绝缘鞋和隔热衣服；焊接试板的学生必须经过培训。
四、实验相关知识点
本实验为综合性实验，其实验结果与铸铁成分和冷却速度不同得到的室温组织不同有关，与铸铁热处理制度得到的室温组织有关，与焊接线能量大小有关，与试样制备有关。因此，本实验牵涉铸造成型、焊接成型、热处理制度理论和试样制备技术的相关知识。
五、实验实施步骤
（一）焊前准备
1、焊接前清理试件表面油污和铁锈。
2、焊条烘干150±10℃保温1小时，烘干箱断电保温随用随取。
3、退火试板经830℃±10℃保温5小时退火。
（二）确定焊接参数及工艺
1、焊接参数
焊接速度180mm/min（不变）；电弧电压36V（不变）；焊接电流：80 A、100 A、110 A、160A四种。
2、焊接工艺
采用不同的焊接电流断续焊和连续焊。断续焊每段焊缝长度20mm，总长60mm。连续焊焊缝长度60mm。
（三）焊接
将试板放置在带有7O左右的工作台上，使金属液体有自行流动的趋势。起弧要在离试板20mm处的部位，运条要均匀、电弧要保证平稳、焊条不做横向摆动，焊条与工件夹角75о，收弧处不得有弧坑裂纹。
（四）试样制备
1、切割试样
放置12h后进行试样制备。试样尺寸16mm×12mm×12mm。为保证焊接熔
合区组织的可靠性，切割试样采用机械切割，不的采用无齿锯和氧乙炔熔割方法。
2、试样修整
为防止因试样伤手和伤害抛光机，用砂轮机将试样各棱角倒3 mm×3 mm的角，四角磨圆并将抛光面磨平。
3、磨制抛光
先在粗纱纸上由粗到细进行磨制到表面基本看不到划痕，在进行绒布抛光，抛光到表面能反映熔合区的真实组织为止。
（五）观察金相组织
用3%的硝酸酒精水溶液对试样表面进行腐蚀，中和水洗烘干。在显微镜下观察组织，并将观察到的熔合区组织进行纪录。
（六）打显微硬度
从焊缝中心到母材热影响区每隔0.5mm打一点硬度，将每一点的数据整理、绘制曲线图。
六、思考问题
1、当焊接线能量一定（较小），不同的室温组织对熔合区粗晶区组织有什么不同？
2、当焊接线能量一定（较小），不同的热处理制度对熔合区粗晶区组织有什么不同？
3、当焊接线能量一定（较小），断续焊和连续焊熔合区粗晶区组织有什么不同？
4、EZNiFe焊条焊接HT250应采用什么焊接工艺和工艺参数？
5、消除白口化退火的优点？
七、实验成绩评定办法
按照焊接试样准确、制备试样熟练、磨制金相试样并观察组织真实、打显微硬度熟练准确、实验结果准确、实验报告描述清楚，以及出勤、实验态度、团结协作、按时完成实验报告评定成绩。