灰铸铁由于成本低、铸造性能好、容易切削加工、吸振、耐磨等优点，因此应用比较广泛。但灰铸铁中C、S、P杂质比较高，碳以片状石墨的形式存在，在常温下几乎没有塑性及韧性，当铸造过程中存在缺陷，搬运、起吊过程中稍有不慎或强度超过极限时，常会产生裂纹。生产过程中常用补焊工艺来修补缺陷，冷焊时, 稍有不当，就会产生裂纹；当灰铸铁件预热温度达到600~700℃焊接时，就有一定的塑性，伸长率可达2%~3%，焊缝与母材的温差较小，大大降低了接头的热应力，可以避免产生白口组织及淬硬组织，能有效防止焊接裂纹产生。根据灰铸铁件特性，氩弧焊与焊条电弧焊、气焊、CO2气体保护焊相比，氩弧焊是比较理想的焊接方法，因为受氩气流的压缩和冷却作用，电弧热量比较集中，热影响区很窄，焊接变形与应力小；同时，焊接时，熔池观察方便，操作简单，电弧稳定，能够有效控制熔池尺寸和大小, 熔池内缺陷容易外溢，大大提高了焊接质量。故采用氩弧焊热焊工艺，用于焊接比较重要的铸铁件。
1    焊接性分析

含碳量大于2%的铁炭合金称为铸铁，含碳量越高，焊接性越差，对裂纹的敏感性就越大。铸铁产生裂纹的主要原因是：焊接过程中焊件局部不均匀受热，产生很大的拉应力，而铸铁在400℃以下基本无塑性，当拉应力大于材料的抗拉强度时，就会产生裂纹，因此焊前必须预热，控制焊缝冷却速度，延长熔合区红热状态时间，使石墨能够充分析出；同时选用C、Si石墨化元素的焊接材料，增强脱硫、脱磷的能力, 降低焊接应力，控制焊接裂纹。

2    焊接工艺

2.1    坡口设计、加工

根据铸铁件损坏的大小设计坡口，一般壁薄的构件采用单面V、U型坡口，壁厚的构件为了减少焊接变形和焊接应力，防止裂纹，应采用X或双面U型坡口。坡口加工的方法有：机械加工、磨光机开坡口、电弧开坡口等。

2.2    坡口清理

铸铁组织与钢相比，比较疏松，大多数铸铁件使用环境比较差，如油、潮气等，很容易进入组织内部，给补焊带来一定的难度，因此坡口的清理尤为重要。坡口加工后，对坡口进行加热，加热的方法有火焰加热和电热履带加热等，小的构件可以直接放在烘箱内加热，加热温度不得低于400℃，时间不得少于30分钟, 具体根据构件坡口的大小而定。加热的目的是将坡口附近铸铁组织内部油、潮气高温燃烧蒸发。加热一定时间后，用钢丝刷对坡口及附近燃烧的杂质清理干净。

2.3    焊前预热

焊前对坡口进行预热，预热温度600~700℃, 用红外线测温计进行测量。当不预热焊接时，焊缝很容易产生白口、淬硬组织、裂纹等，且铸铁含碳量高，铁水流动性极差，几乎无法焊接。当温度达到400℃以上时，铁水流动性有了明显的转变，当温度达到600~700℃时，铁水流动较好，焊接性几乎跟碳钢相似。

2.4    焊接

尽量选用含C、Si量高的焊丝，如RZC-1，RZC-2等，也可选用TG-50碳钢焊丝。选用与母材化学成分相近的焊丝。焊丝直径应选用粗一点的，如Φ4mm、Φ5mm，焊接电流参数下降10%，即小电流、快速焊，因为焊接时母材温度比较高，加上电弧高温，形成熔池温度过高, 容易造成焊缝中合金元素烧损，影响焊缝质量。当熔池中存在残渣或其它缺陷时，用焊丝拨除, 无法拨除时，停止焊接，用打磨机去除缺陷。焊缝盖面应高于母材1~2mm，便于机械加工。焊接完毕后，立即对焊缝采取保温缓冷措施，用保温棉、锯木屑、石灰粉等覆盖。重要的构件，进行600~700℃高温回火处理，消除内部应力。

2.5    焊后检验

48小时后，采用着色探伤无损检测，数例采用氩弧焊热焊工艺修补，表面均无裂纹、未熔合等缺陷，使用多年，均无焊缝质量问题。

3    结束语

采用氩弧焊修补灰铸铁热焊工艺，严格按照焊接工艺，焊前坡口清理、预热、焊后缓冷, 能够控制焊缝裂纹现象，是多种焊接方法中比较理想的焊接方法之一。