鋳鉄の溶接：成功の秘訣とテクニック

多くの人が、鋳鉄の溶接の可能性について疑問を抱いている。鋳鉄が本当に溶接できるのかどうか、どのような方法で溶接できるのか、どのような注意を払えばよいのかがわからないのです。

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鋳鉄溶接の方法と注意点、およびその選び方について説明しよう。 溶接棒.

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鋳鉄とは？

鋳鉄とは、溶けた鉄を鋳造して作られたものを指す。

鋳鉄は鋼鉄に比べ強度や塑性は劣るが、優れた耐摩耗性、衝撃吸収性、鋳造性、機械加工性を誇る。

製造設備がシンプルで製造コストが低いため、箱、シェル、胴体、ベースなどの大型機械部品の製造によく使用される。

小型ディーゼルエンジンのクランクシャフトなど、衝撃の少ない重要な部品はダクタイル鋳鉄で製造されている。

しかし、鋳鉄の貧弱さ 溶接性 は、溶接構造での使用を制限している。

現在 鋳鉄の溶接 主に修理やメンテナンスに使用され、複合部品の製造に使用される例はほとんどない。

鉄鋳物は、いくつかの要因によって、エアホール、ピンホール、スラグ・インクルージョン、クラック、ピットなどの欠陥が発生しやすい。

一般的に使用される補修機器には、アルゴンアーク溶接機がある、 抵抗溶接 機械、冷間溶接機。

について 鋳造欠陥 品質や外観の要求が低い場合は、アルゴン・アーク溶接機や、高熱と高速を発生する他の溶接機を修理に使用することができる。

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鉄鋳物は溶接できますか？

鋳鉄は溶接できるが、溶接性は悪い。

鋳鉄とは、溶けた鉄を使って鋳造された製品のことである。残念ながら、さまざまな要因によって、空気孔、ピンホール、スラグの介在、亀裂、ピットなどの欠陥が生じることがある。これらの欠陥は、鋳鉄の外観品質、内部品質、および使用品質に影響を与える可能性があります。

外観の質とは、その品質に影響を与えるさまざまな要因のことである。 表面粗さ鋳物の表面欠陥、寸法偏差、形状偏差、重量偏差。

主に鋳物の金属組織、鋳物内の穴、亀裂、介在物、偏析の有無が含まれる。

サービス品質とは、耐摩耗性、耐食性、耐寒性、耐熱性、疲労性、衝撃吸収性などの特性や、機械加工性、溶接性などの加工特性など、さまざまな使用条件下での鋳鉄の耐久性を指す。

さまざまな要因によって、鉄鋳物には空気穴、ピンホール、スラグ介在物、亀裂、ピットなどの欠陥が生じることがある。

一般的に使用される補修機器には、アルゴンアーク溶接機がある、 抵抗溶接 機械、冷間溶接機。

外観や品質要求の低い鋳造欠陥の補修には、以下のような高熱・高速溶接機が使用される。 アルゴンアーク溶接 マシンを使用することができる。

鋳鉄の品質は機械製品の性能に大きな影響を与える。

例えば、工作機械用鋳物の耐摩耗性や寸法安定性は、工作機械の精度やメンテナンス寿命に直接影響します。

同様に、様々なポンプのインペラ、シェル、および油圧部品の内部空洞のサイズ、プロファイル精度、および表面粗さは、ポンプの作業効率、エネルギー消費、およびキャビテーションの発生に大きく影響します。 油圧システム.

さらに、シリンダーブロック、シリンダーヘッド、シリンダーライナー、ピストンリング、排気管など、内燃エンジンの鋳造銅部品の強度と耐ヒートショック性は、エンジンの運転寿命に直接影響します。

鋳鉄溶接タイプ

一般的な鋳鉄溶接は、熱間溶接と熱間溶接に分けられる。 冷間溶接.

鋳鉄の熱間溶接法では、鋳物を500～600℃の温度に予熱する。この方法では、鋳鉄芯入り溶接棒Z248または鋼芯入り鋳鉄溶接棒Z208が一般的に使用され、その結果、鋳鉄と組成が似ているため均質な溶接部が得られる。

しかし、鋳鉄の冷 間溶接では予熱は必要なく、一般に純ニッケル電極 Z308またはニッケル鉄電極Z408が使用される。その結果、溶接部の組成は鋳鉄とは異なり、異質なものとなる。

溶接の際には、以下の点を磨くことが重要である。 溶接面 不純物を防ぎ、溶接後の表面をしっかりさせるため。

鋳鉄の溶接方法は？

鉄鋳物の溶接は可能だが、一般に溶接性は悪く、困難が伴う。

通常、溶接による鋳鉄の修理は推奨されない。

応力を必要としない軽度の外観欠陥については、Z308 溶接棒と手動アーク溶接で修正できる。ただし、溶接後にハンマーで連続的にノックし、応力を除去する必要がある。 残留応力 そしてひび割れを防ぐ。

大きな欠陥の場合は、オキシアセチレンで処理する。 ガス溶接 が使用できる。溶接材料は鋳物と同じ材質の鋳鉄棒とし、フラックスにはホウ砂を使用する。溶接前の予熱は不可欠で、温度は850～900℃に設定する。

溶接後は熱処理が必要で、これはかなり面倒な作業となる。しかし、重要な応力部品には補修溶接は許されない。その 溶接技術 材質、サイズ、厚さ、複雑さ、欠陥の種類と大きさ、切断工程、鋳物の技術的要件など、さまざまな要因によって採用される。

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様々な溶接条件を満たすためには、油汚れや砂の混入物の除去、開先加工、予熱などの事前準備が重要である。

溶接方法には、ガス溶接、ろう付け、手動アーク溶接、手動溶接などがある。 エレクトロスラグ溶接.

特にガス溶接は、熱間溶接、加熱ストレス・リリーフ・ゾーン法、非予熱ガス溶接の3種類に分類される。

手動アーク溶接は、冷間溶接、半熱間溶接、非予熱溶接、熱間溶接に分けられる。

1.ねずみ鋳鉄の溶接

灰色の鋳鉄 炭素、硫黄、リン、その他の不純物を多く含む。引張強度が低く、脆く、塑性変形能力はほとんどない。 溶接不良 パフォーマンスだ。

ねずみ鋳鉄溶接の主な問題は、白色組織や硬化組織が形成されやすく、亀裂が入りやすいことである。 溶接継手.

ねずみ鋳鉄の溶接では、溶接金属と熱影響部の 両方に白色の鋳物組織が形成されることがあ る。この結果は 溶接材料 溶接プロセス中に使用される冷却速度と、溶接後の冷却速度。

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予熱、保温、徐冷は、溶接中の白点を減らし、避けるための効果的な手段である。

均質な溶接の場合、400～700 ℃の予熱を行なえば、一般的に 溶接部の白斑の発生を防ぐことができる。 フュージョンゾーン.

異材溶接を使用する場合、一般的に溶接部を予 熱することなく室温で行なうため、融合部での白点 の形成を完全に避けることは難しい。

しかし、低温予熱、溶接後の保温、徐冷を用いることで、白点の発生を抑えることができる。

2.ねずみ鋳鉄の溶接プロセス

鋳鉄の溶接は、その硬さのために困難な作業になることがあります。しかし、適切な溶接方法と材料があれば、成功させることができます。さらに、溶接補修プロセスに協力するために、一連の適切な溶接プロセス対策が必要です。

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ねずみ鋳鉄の溶接には、アーク溶接、ガス溶接、ろう付け、手溶接など、一般的な方法がいくつかあります。 エレクトロスラグ溶接.

アーク溶接が最も広く使われている方法で、電極を使ったアーク溶接が最も一般的である。 ガスシールド溶接一方、使用頻度は低い。

溶接クラック 鋳鉄の溶接応力は、材料の強度の低さと塑性率の低さに起因する。

したがって、溶接割れを防ぐには、溶接応力を低減または除去することが第一となる。

実際には、アーク溶接補修には、冷間溶接、熱間溶接、半熱間溶接、非予熱溶接などの方法がある。ガス溶接法には、熱間溶接、加熱応力除去ゾーン、非予熱溶接などがある。

これらの溶接方法を効果的かつ合理的に使用することで、良好な結果を得ることができる。

鋳鉄の溶接補修における特有の困難の原因と対応策

これは主に、溶接部の冷却速度が速いことと、黒鉛化元素が不足していることが原因である。

ソリューション:

a.最適な結果を得るには、黒化成分を増やし、適切な 溶接棒を選ぶことによって、溶接の化学組成を調 整することを推奨する。

b.割れを防止し、黒化状態を改善するために、溶接部の 冷却速度を下げることが提案されている。これは以下の方法で達成できる。 溶接前の予熱 を使用し、溶接後は徐冷する。

c. ろう付け この方法は、鋳鉄が溶けるのを防ぐため、溶接補修に適している。

注：鋳鉄は 炭素含有量強度が低く、塑性に乏しく、収縮しやすい。その結果、クラックが入りやすく、冷却後の溶接応力で剥離することさえある。

ソリューション:

a.採用 熱溶接 メソッドを使用する；

b.加熱応力除去ゾーン法；

c.アーク冷間溶接法；

d.ガス・シールド溶接（一般的に使用される細線CO₂ シールド溶接）；

e.絹植えなどの特別な技術的措置をとる。

鋳鉄溶接部では、主に冷却速度が速く、半溶融域 が小さいため、気孔が形成されやすい。このため、溶融池に存在するガスが逃げる時間が 不足し、気孔の形成につながることが多い。

ソリューション:

a.溶接前に入念に清掃する；

b.熱溶接法を採用する；

c.溶接棒を合理的に選択する。

溶接部形成不良の主な原因は、鋳鉄の溶接時に溶けにくいシリコン酸化皮膜が溶融金属の流動性を低下させ、美しい溶接部が得られないことである。

ソリューション:

a.鋳鉄と良好な溶融性を持つ溶接材料を選択する；

b.妥当な溶接パラメータを選択する；

c.操作技術を徐々に向上させる。