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(2)焊条：选用Z117(EZV型)高钒铸铁焊条和Z408(EZNiFe型)镍铁铸铁焊条，直径分别为3.2mm和4.0mm。

(3)坡口准备：加工成80°V形坡口，钝边为6mm，见图8.2。

(4)镶块和加强板：镶块用4mm厚的Q235钢板，加强板用厚10mm的Q235钢板，具体加工尺寸根据施焊需要确定。

三、任务相关知识

1.铸铁电弧冷焊特点

铸铁电弧冷焊通常不经预热，焊后也不需要热处理。但对复杂的薄型铸件，为了改善冷焊熔合性能，防止裂纹产生，减少白口，冷焊前最好将铸件焊补处预热。这样，既可以减缓焊接区的温差和焊接应力，又可以去除焊接区表面的油污、水分，从而改善焊接质量。铸铁电弧冷焊的特点如下：

(1)由于焊前不加热或低温预热，操作时的劳动强度降低，大大改善了焊工的劳动条件；

(2)焊补前的准备工作和焊接工艺过程大大简化；

(3)铸件处于低温状态，焊接变形小；

(4)可在各种空间位置进行焊补，适用于各种机床设备的修复。

2.铸铁电弧冷焊工艺要点

(1)判断铸件缺陷性质。铸件的缺陷种类较多，有的是长期工作后因疲劳而引起的裂纹；有的是因为材料疏松、缩孔一时未暴露，长期受压、负压和温差变化引起局部渗水和漏气；还有的是碰撞、跌落及急冷引起的裂纹等。判定缺陷的性质后还应查明缺陷的部位及周围的结构形状。

(2)电弧冷焊用焊条。应根据铸件的材质、形状、厚度和焊补后的强度、切削性能要求，选用成本低，但能达到焊补质量的焊条，见表8.1。通常先在铸件非工作面上进行试焊，必要时进行焊接接头的力学性能试验。

(3)裂纹端头钻止裂孔。用低倍放大镜或超声波探伤法判断出裂纹的位置和起点，然后在裂纹两端，根据铸件的壁厚钻出不同直径的止裂孔，以防焊接过程中裂纹的延伸。

(4)确定焊补顺序。当焊补区较长时，必须采用分段焊和逐步退焊法，以减少焊补处的内应力。焊补长度在200mm左右时，一般分成三个焊段。焊补薄壁铸件时，焊段长度以20～ 25mm为宜。

(5)焊补过程中的锤击。处理铸铁冷焊时，每焊完一小段焊缝，立即进行锤击，以消除内应力和提高焊缝致密性。锤击时使用0.1kg的小锤，用力不要过大，频率约每分钟20～30次。

(6)消除焊接过程中的缺陷。焊补过程中难免出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，须用专用的凿子轻轻凿去(不可用风铲)，以保证焊接质量。

(7)焊缝余高过大要进行处理。铸件焊补后，有些部位上的焊缝余高过大，会在焊趾处引起较大的应力集中，容易产生裂纹，需要使用手砂轮打磨处理。

(8)预热和后热。焊前预热和焊后后热，可以减小内应力和防止裂纹。预热和后热的温度，薄型铸件为100～150℃，厚型铸件为200～300℃，后热加温完成后须用干燥的石棉布覆盖铸件，使其缓慢冷却。

(1)底层焊接。底层需要焊接4～5层，堆焊高度约14mm，见图8.3(a)。底层焊接采用Z117(EZV型)高钒铸铁φ3.2mm的焊条，焊接电流取120～130A，分段焊接，每焊接30mm的长度，断弧及时进行锤击。按段依次将焊缝一层一层地焊至应有高度以后，再以倒退的次序，一层一层地焊接下一段，当接近14mm的焊缝厚度时，最上面一层焊缝的不平部位应补平，以便进行下面的镶块焊接。

(2)镶块焊接。在坡口内放一块4mm厚度的低碳钢板作为镶块(图8.3(b))，镶块与坡口面的间隔，以直径φ3.2mm的焊条能够一次将其焊透为宜，使用镶块可以大大减少熔敷金属量，降低焊接接头内应力，有利于防止焊缝剥离，并且能缩短焊补时间和节省焊条。在镶块两侧用抗裂性好且强度性能高的Z408镍铁铸铁焊条，将母材与镶块焊接在一起操作时，在镶块两侧交替分段焊接，每段焊缝长度不超过30mm，焊后及时锤击焊缝，将镶块一层一层往上焊接，直至将坡口填满为止，见图8.3(c)。锤击时，先将焊缝碾一遍，之后再碾靠近焊缝的镶块和镶块的中央，锤击力可稍微大一些，使镶块向两侧延伸，以便有效地消除应力。

(3)焊接接头的加固。补焊以后，由于采用高钒铸铁焊条焊接，在熔合区不可避免地会存在硬脆的一层白口层，降低了焊接接头的强度。为此可用加强板将其加固，焊接接头加固的方法见图8.3(d)，加强板(材质为Q235)的厚度为10mm，置于焊件前后两侧，螺钉(M10)沿水平方向相互错开。用螺钉3将加强板4和6拧紧在焊件1上，并使螺钉与加强板的孔壁在A侧接触。之后焊接焊缝5，采用连续焊接，为防止焊件受热过高，可用湿布对焊件进行冷却，最后焊接焊缝2以防螺钉松脱。

焊机：ZX5—300型晶闸管直流弧焊机

焊条：选用Z117(EZV型)高钒铸铁焊条和Z408(EZNiFe)镍铁铸铁焊条，直径分别为3.2mm和4.0mm。按图8.1要求练习。

单件工时：120min。

六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)

(1)铸铁冷焊时，尽量减少焊段长度，并缩短每段的焊补时间，这是减少甚至消除白口层的有效方法；具体操作方法是：用小直径的焊条，不移动电弧，当熔合良好时(熔池润湿母材)立即断弧，形成一个圆形焊点；下一个焊点与这个圆形焊点部分重叠，铸件焊完一条焊缝，然后再焊退火焊道(退火焊道能使先焊的焊道底部受到退火作用而变软)。

(2)焊补时，应采用较小的焊接电流施焊。避免使用大电流增大熔合区白口层的厚度，以免造成焊后加工困难和焊缝剥离等缺陷。