灰铸铁手工电弧焊工艺分析.docx
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灰铸铁手工电弧焊工艺分析
1.绪论
工业中应用最早的铸铁就是以片状石墨存在于金属基体中的灰铸铁。
由于其成本低廉，并具有铸造性、可加工性、耐磨性及减振性均优良的特点。
迄今是工业中应用最广泛的一种铸铁。
20世纪80年代初，铸铁材料发展进入了顶峰期，随后，世界的铸铁产量便出现急剧递减，然而铸铁仍是当今金属材料中应用最为广泛的基础材料。
灰铸铁在结晶过程中，约有w（C）为80%的碳以石墨的形式析出，这就给灰铸铁带来两方面的特点：
一方面，由于石墨强度较低（Rm﹤20N/mm2），且以片状的形态存在，割裂了基体的连续性，因此灰铸铁的强度不高，脆性较大。
另一方面，由于石墨的存在，灰铸铁具有良好的减震性、耐磨性、切削加工性和缺口敏感性。
由于共晶结晶过程中石墨化膨胀，还有减少缩松、缩孔的倾向。
同时，灰铸铁还有较高的抗压强度。
灰铸铁传统的化学成分中Si/C比较低（0.40～0.55）。
适当提高Si/C比（0.65～0.85），是提高铸铁内在质量的重要途径之一。
提高Si/C比的作用是：
可使连续的初析奥氏体枝晶增加，这就像混凝土中的钢筋一样，对灰铸铁起到加固的作用，可扩大稳定系和介稳定系的温度差，增加过冷度△T，从而细化石墨，有效地扩大集体组织的利用率；还可降低灰铸铁的白口倾向，减小断面敏感性，提高弹性模量和形变抗力。
当然，Si/C比较高，会使铁素体增加，强度和硬度有所降低。
我国各种铸铁的年产量现约为800万吨，有各种铸造缺陷的铸件约占铸铁年产量的10%~15%，即通常所说的废品率为10%~15%，若这些铸件工报废,将是极大的浪费。
采用焊接方法修复这些有缺陷的铸铁件，由于焊接成本低，不仅可获得巨大的经济效益，而且有利于及时完成生产任务。
常用的焊既接方法有气焊、钎焊、电弧焊等,其中手工电弧焊应用最多。
但是铸铁件的焊补极易产生白口和裂缝，其中产生白口的主要原因是冷却速度过快和石墨元素不足;而产生裂缝的原因主要是焊接应力。
焊接是一种将材料永久性的连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。
几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用到焊接技术。
焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。
近年来，焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业，在这些产业中，焊接在其中占有重要地位，是决定其产品使用安全的关键。
有些直接出焊接产品或在现场装焊接后投入使用，有些是作成主体结构然后在其上安装动力和机电设备后应用，有焊接结构的质量和安全保证在整体结构设计合理的情况下，主要决定与焊接联结部位的结构、材料匹配、工艺设计、先进的焊接制造工艺及设备和准确的无损检测技术，这些都决定了焊接联结部位的的内在和外观质量，形成了分布在各工业和基础设施建设部门各具特色的焊接结构行业，同时也形成了结构焊接需要的焊接设备行业和焊接材料行业。
这些行业是互相关联促进的行业。
焊接结构已有日新月异的发展:
在装备制造业结构中用焊接结构局部或全部代替铸件或锻件结构和由局部铸件或锻件焊接成组合结构是大重型结构发展的方向，可大大节约大型铸锻车间及其设备的基本建设投资和生产过程的能源消费，同时还可缩短生产周期;在各种建筑行业广泛采用钢质焊接结构代替钢筋混凝土结构，可达到大跨度、轻自重、工厂制造、设计优、工程在建周期短、环境污染少，基础费用省，折除后材料可循环使用，因而符合目前绿色制造和资源循环利用建设节约型社会的大潮流。
目前我国微电子及IT行业中的发展，高强有色金属、光钎、超导和复合材料及高分子材料的应用，都对焊接工艺、设备和材料提出了很多新的要求，因而得到了相应发展。
2.灰铸铁
铸铁是含碳量在2％以上的铁碳合金。
工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。
碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。
除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。
合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。
碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
在铸铁焊接中，应用得最多的是灰铸铁的焊接，球墨铸铁次之，可锻铸铁最少。
2.1.灰铸铁的化学成分
灰铸铁以片状石墨的形态存在于珠光体、铁素体或二者按不同比例混合的基体组织中。
其断口呈灰色，且因此得名。
石墨的力学性能比较低，使金属基体承受负荷的有效截面积减少，而且片状石墨使应力集中严重，因而使灰铸铁的力学性能不高，灰铸铁的石墨形式是以不同的数量、长短及粗细分布于基体中，因而对灰铸铁的力学性能产生很大的影响。
灰铸铁分≥HT250与≤HT220，其密度分别为7.35g/cm;与7.2g/m
灰铸铁按其组织可看成是碳钢的基体加片状石墨。
按基体组织的不同灰铸铁分为三类：
铁素体基体灰铸铁、铁素体—珠光体基体灰铸铁、珠光体基体灰铸铁（F基体灰铸铁、F+P基灰铸铁、P基体灰铸铁）。
常用灰铸铁的化学成分为C2.6%～3.8%，Si1.2%～3.0%，Mn0.4%～1.2%，P≤0.4%，S≤0.15%。
同一牌号的灰铸铁，薄壁件（壁厚<10mm）的C,Si量高于厚壁件。
2.2灰铸铁的物理性能、力学性能
灰铸铁的牌号是由“HT”（“灰铁”两字汉语拼音字首）和最小抗拉强度σb值（用φ30mm试棒的搞拉强度）表示。
例如牌号HT250表示φ30mm试棒的最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。
设计铸件时，应根据铸件受力处的主要壁厚或平均壁厚选择铸铁牌号。
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。
灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。
同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。
故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。
灰铸铁几乎无塑性及韧性。
表2-1灰铸铁单铸试棒的抗拉强度（摘自GB/T9439－1988）
牌号
铸件壁厚/mm
≥MPa（kgf/m㎡
＞
≤
HT100
2.5
10
20
30
10
20
30
50
130（13.3）
100（10.2）
90（9.2）
80（8.2）
HT150
2.5
10
20
30
10
20
30
50
175（17.8）
145（14.8）
130（13.3）
120（12.2）
HT200
2.5
10
20
30
10
20
30
50
220（22.4）
195（19.9）
170（17.3）
160（16.3）
HT250
4.0
10
20
30
10
20
30
50
270（27.5）
240（24.5）
220（22.4）
200（20.4）
HT300
10
20
30
20
30
50
290（29.6）
250（25.5）
230（23.5）
HT350
10
20
30
20
30
50
340（24.7）
290（29.6）
260（26.5）
注1：
硬度分级是规定位置的平均值。
2：
H235和H255所预计的硬度值相当于质量＜200Kg，且壁厚＜20mm的铸件硬度
2.3灰铸铁的使用性能及其所对应用途
灰铸铁的使用性能与其化学成分和组织有密切的联系。
其主要有分为以下几种：
1.优良的铸造性能
由于灰铸铁的化学成分接近共晶点，所以铁水流动性好，可以铸造非常复杂的零件。
另外，由于石墨比容较大，使铸件凝固时的收缩量减少，可简化工艺，减轻铸件的应力并可得到致密的组织。
2.优良的耐磨性和消震性
石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。
此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备活塞环、气缸套等受摩擦零件具有重要意义。
石墨可以阻止后动的传播，灰铸铁的消夸大能力是钢的10倍，常用来制作承受振动的机床底座。
3.较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能
灰铸铁中由于石墨的存在，相当于存在很多小的缺口时表面的缺陷、缺口等几乎没有敏感性，因此，表面的缺陷对铸铁的疲劳强度影响较小，但其疲劳强度比钢要低。
由于铸铁中的石墨可以起断屑作用和对刀具的润滑起减障作用，所以其可切削加工性能是优良的。
4.灰铸铁的机械性能
灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性及弹性模量都低于碳素钢，如表所示。
灰铸铁的抗压强度和硬度主要取决于基体组织。
灰铸铁的抗压强度一般比抗拉强度高出三四倍，这是灰铸铁的一种特性。
因此，与其把灰铸铁用作抗拉零件还不如做耐压零件更适合。
这就是广泛用作机床床身和支柱受耐压零件的原因。
灰铸铁的牌号所对应的特性及应用条件如下表表2-2所示：
表2-2灰铸铁的牌号所对应的特性及应用条件
牌号
特性
工作条件
应用举例
HT100
1. 减振性优良
2. 铸造性能好
3. 无需热实效
1.小载荷
2. 不要求耐磨
形状简单，不需要零件，如手柄、手轮、盖、油盘、底板、支架等，不加工或简单加工
HT150
1.有一定强度
2.减振性良好
3 .铸造性能好
4.铸造应力小，无需热实效
1. 中等载荷
2.摩擦面的压力《490kPa
3.较弱腐蚀介质
1. 一般机械零件，如支柱、轴承座容器等
2. 发动机的进、排气管、机油壳等
3. 较轻的薄壁零件，工作压力不大的管件
4.圆周速度6-12m／s的带轮
HT200
HT250
1. 强度、耐磨性、耐热性良好
2. 减振性良好
3. 铸造性能较好
4. 一般需热实效
1. 较大载荷
2. 摩擦压力/490kPa
3. 要求韧性、抗胀性
4. 要求较高气密性
5. 较弱腐蚀介质
1.较重要机械零件，如气缸，衬套，齿轮，棘轮、链轮、飞轮，机床床身，泵壳，容器。
2.发动机缸体、缸盖、活塞、活塞环、齿轮、齿轮室盖等
3.汽车、拖拉机的离合器壳、左右半轴壳、刹车毂等
4.中压油缸、阀体、泵体等
5圆周速度12-15m／s的带轮
HT300
HT350
（HT400）
1.强度高，耐磨
2.铸造性能差。
3.白口倾向大，需热时效。
1.高拉力和高弯曲力
2.摩擦面压力>1960KPa，或需表面淬火
3.要求高气密性
1.重要机械零件，如齿轮、凸轮、衬套等
2.机床导轨，冲床、剪床、压力机、车床和重型机床的
床身、机座、主轴箱、卡盘等
3.大型发动机缸体、缸盖、缸套等
4.高压油缸、水缸、泵体、阀体等
5.圆周速度20-25m／s的带轮
3.灰铸铁的焊接性
铸铁焊接中灰铸铁的焊接最为常见。
灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S、P杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。
在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。
焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。
这些因素导致焊接性不良。
主要问题两方面：
一方面是焊接接头易出现白口及淬硬组织。
另一方面焊接接头易出现裂纹。
3.1焊接接头的白口组织
灰铸铁焊接时，由于熔池体积小，存在时间短，加之铸铁内部的热传导作用，使得焊缝及近缝区的冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度。
因此，在焊接接头的焊缝及半熔化区将会产生大量的渗碳体，形成白口铸铁组织。
焊接接头中产生白口组织的区域主要是焊缝区、半熔化区和奥氏体区。
现在分别予以讨论。
3.1.1焊缝区
当焊缝成分与灰铸铁铸件（即同质焊缝）成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体，即焊缝基本为白口铸铁组织。
焊缝为铸铁时我们一般采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度（如：
增大线能量）或调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。
若采用低碳钢焊条（即异质焊缝中）进行焊接，常用铸铁含碳为3%左右，就是采用较小焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1／3～1／4，其焊缝平均含碳量将为0.7%～1.0%,属于高碳钢（C＞0.6%）。
这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的马氏体。
采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高硬度组织的有害作用。
思路是：
改变C的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体，铁素体及有色金属是一些有效的途径。
3.1.2半熔化区
半熔化区的特点是该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150～1250℃。
该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奥氏体。
其在半熔化区对白口铸铁有影响的有：
冷却速度及化学成分对半熔化区白口铸铁的影响
冷却很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加奥氏体。
继续冷却则为碳所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。
在共析转变温度区间，奥氏体转变为珠光体。
由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体→马氏体的过程，并产生少量残余奥氏体。
当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。
最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。
当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。
影响半熔化区冷却速度的因素有：
焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因素。
铸铁焊接半熔化区的化学成分对其白口组织的形成同样有重大影响。
该区的化学成分不仅取决于铸铁本身的化学成分，而且焊逢的化学成分对该区也有重大影响。
这是因为焊逢区与半熔化区紧密相连，且同时处于熔融的高温状态，为该两区之间进行元素扩散提供了非常有利的条件。
某元素在两区之间向哪个方向扩散首先决定于该元素在两区之间的含量梯度（含量变化）。
元素总是从高含量区域向低含量区域扩散，其含量梯度越大，越有利于扩散的进行。
提高熔池金属中促进石墨化元素（C、Si、Ni等）的含量对消除或减弱半熔化区白口的形成是有利的。
用低碳钢焊条焊铸铁时，半熔化区的白口带往往较宽。
这是因为半熔化区含C、Si量高于熔池，故半熔化区的C、Si反而向熔池扩散，使半熔化区C、Si有所下降，增大了该区形成较宽白口的倾向。
3.1.3奥氏体区
奥氏体区被加热到共晶转变下限温度与共析转变上限温度之间。
该区温度范围约为820～1150℃，此区无液相出现该区在共析温度区间以上，其基体已奥氏体化，加热温度较高的部分（靠近半熔化区），由于石墨片中的碳较多地向周围奥氏体扩散，奥氏体中含碳量较高；加热较低的部分，由于石墨片中的碳较少向周围奥氏体扩散，奥氏体中含碳量较低，随后冷却时，如果冷速较快，会从奥氏体中析出一些二次渗碳体，其析出量的多少与奥氏体中含碳量成直线关系。
在共析转变快时，奥氏体转变为珠光体类型组织。
冷却更快时，会产生马氏体，与残余奥氏体。
该区硬度比母材有一定提高。
熔焊时，采用适当工艺使该区缓冷，可使奥氏体直接析出石墨而避免二次渗碳体析出，同时防止马氏体形成。
3.2焊接接头裂纹
灰铸铁属脆性金属，抗裂性能差，在焊接应力的作用焊接接头很容易开裂。
灰铸铁在焊补时，接头所产生的裂纹多为低温裂纹，属冷裂纹范畴；而在某些焊接条件下也能产生热裂纹，下面分别予以分析。
可发生在焊缝或热影响区上，其分为焊缝处冷裂纹、发生在HAZ的冷裂纹。
3.2.1冷裂纹
焊缝处冷裂纹一般产生部位铸铁型焊缝当采用异质焊接材料焊接，使焊逢成为奥氏体、铁素体，铜基焊缝时，由于焊缝金属具有较好的塑性，焊接金属不易出现冷裂纹。
启裂温度一般在400℃以下。
原因有两方面，一方面是铸铁在400℃以上时有一定塑性；另一方面焊缝所承受的拉应力是随其温度下降而增大。
在400℃以上时焊缝所承受的拉应力较小。
由于焊接过程中由于工件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程中会产生很大的拉应力，这种拉应力随焊缝温度的下降而增大。
当焊缝全为灰铸铁时，石墨呈片状存在。
当片状石墨方向与外加应力方向基本垂直，且两个片状石墨的尖端又靠得很近，在外加应力增加时，石墨尖端形成较大的应力集中。
铸铁强度低，400℃以下基本无塑性。
当应力超过此时铸铁的强度极限时，即发生焊缝裂纹。
当焊缝中存在白口铸铁时，由于白口铸铁的收缩率比灰铸铁收缩率大，加以其中渗碳体性能更脆，故焊缝更易出现裂纹。
其影响因素主要与焊缝基体组织、石墨形状或焊补处刚度、体积大小及其长短有关。
焊缝中渗碳体越多，焊缝中出现裂纹数量越多。
当焊缝基体全为珠光体与铁素体组成，而石墨化过程又进行得较充分时，由于石墨化过程伴随有体积膨胀过程，可以松弛部分焊接应力，有利于改善焊缝的抗裂性。
粗而长的片状石墨容易引起应力集中，会减小抗裂性。
石墨以细片状存在时，可改善抗裂性。
石墨以团絮状存在时，焊缝具有较好的抗裂性能。
焊补处刚度大，焊补体积大，焊缝越长都将增大应力状态，促使裂纹产生。
而防止冷裂纹产生的措施有两条，一是对焊件进行整体预热（550～700℃）能降低焊接应力。
二是向铸铁型焊缝加入一定量的合金元素（Mn、Ni、Cu等）使焊缝金属先发生一定量的贝氏体相变，接着又发生一定量的马氏体相变，则利用这二次连续相变产生的焊缝应力松弛效应，可较有效地防止焊缝出现冷裂纹。
在其的同时还要防止焊缝二次相变产生焊缝应力松弛。
金属及合金在相变过程中塑性增加，这种特性称相变塑性。
贝氏体与马氏体的比容较奥氏体、珠光体及铁素体都大，相变过程中的体积膨胀也有利于松弛焊缝应力。
还有就是加入既能改变石墨形态又能促使石墨化的元素。
例如：
Ca电弧冷焊时，发现焊缝含一定量Ca时，既能促使焊缝石墨化，又能改变焊缝石墨状态。
焊缝中Ca为0.0027%时[焊缝中C=3.89%、Si=2.85%]，焊缝部分球化，另有部分蠕虫状石墨及少量片状石墨，焊缝中无白口铸铁组织。
在焊条中加入一定量Ca能改善抗冷裂性能。
3.2.2发生在HAZ的冷裂纹
主要发生在含有较多渗碳体及马氏体的HAZ，也可能发生在离熔合线稍远的HAZ。
其原因有三方面：
一在电弧冷焊情况下，在半熔化区及奥氏体区产生铁素体及马氏体等脆硬组织（白口铸铁的抗拉强度为107.8～166.8Mpa，马氏体铸铁的抗拉强度也不超过147Mpa）。
当焊接拉应力超过某区的强度时，就会在该区发生裂纹：
二在半熔化区上白口铸铁的收缩率（1.6%～2.3%）比其相应的奥氏体的收缩率（0.9%～1.3%）大得多。
在该二区间产生一定的切应力：
三是在焊接薄壁铸铁件（5～10mm）导热程度比厚壁铸件差的多，加剧了焊接接头的拉应力。
使冷裂纹可能发生在离熔合线稍远的HAZ上。
发生HAZ的冷裂纹的防止措施主要有以下三条：
①采取工艺措施来减弱焊接接头的应力及防止焊接接头出现渗碳体及马氏体。
如采用预热焊。
②采用屈服点较低而且有良好塑性的焊接材料焊接，通过焊缝的塑性变形松弛焊接接头的部分应力。
③在修复厚大件的裂纹缺陷时，可在坡口两侧进行栽丝法焊接（坡口大、焊层多、积累焊接应力大。
为防止HAZ冷裂发展成剥离性裂纹。
3.2.3热裂纹
一般采用低碳钢焊条与镍基铸铁焊条冷焊时，焊缝较易出现属于热裂纹的结晶裂纹。
铸铁型焊缝对热裂不敏感，高温时石墨析出过程中有体积增加，有助于减低应力。
产生原因是当用低碳钢焊条焊铸铁时，即使采用小电流，第一层焊缝中的熔合比也在1／3～1／4，焊缝平均含碳量可达0.7～1.0%，铸铁含S、P量高，焊缝平均含S、P也较高，焊接表层含C及S、P较低，越靠近熔合线，焊缝含C及S、P越高。
C与S、P是促使碳钢发生结晶裂纹的有害元素，故用低碳钢焊条焊接铸铁时，第一层焊缝容易发生热裂纹。
这种热裂纹往往隐藏在焊缝下部，从焊缝表面不易发觉。
利用镍基铸铁焊条焊接铸铁时，由于铸铁中含有较多的S、P，焊缝易生成低熔点共晶，如Ni-Ni3S2,644℃,Ni-Ni3P,880℃,故焊缝对热裂纹有较大的敏感性。
解决措施主要从两方面着手:
一冶金方面：
调整焊缝化学成分，使其脆性温度区间缩小，加入稀土元素，增强脱S、P反应，使晶粒细化，以提高抗热裂性能。
二采用正确的冷焊工艺，使焊接应力减低，以及使母材是的有害杂质较少熔入焊缝。
4.灰铸铁的手工电弧焊焊接性分析
由于灰铸铁的焊接性可知，灰铸铁在焊接中主要是容易产生白口组织和出现裂纹，故应从防止上述缺陷入手，从多方面考虑来选择和制定合理的焊接方法及工艺。
4.1同质焊缝（铸铁型）的熔焊工艺与焊接材料
同质焊缝就是铸铁型焊缝。
它的焊条电弧焊工艺可分为热焊（包括半热焊）和冷焊（又称不予热焊）两种。
4.1.1电弧热焊与半热焊
铸铁焊接时，白口组织和冷裂纹的产生，主要由于熔池体积小而使冷却速度过大造成的。
针对这一问题，人们在铸铁焊接时就最先应用了热焊工艺，以达到减小铸件温差，降低冷却速度的目的。
将工件整体或有缺陷的局部位置预热到600℃—700℃（暗红色），称为热焊，预热温度300℃—400℃称为半热焊
对结构复杂而焊补处拘束度又大的工件，宜采用整体预热。
若对这种件采用局部预热焊接，可能会增大应力，有时会在焊补处再出现裂纹，甚至会在离焊补处有一定距离的位置上又出现新的裂纹。
对于结构简单而焊补处拘束度又小的工件可采用局部预热。
灰铸铁工件预热到600-700℃，不仅有效地减少了焊接接头上的温差，而且铸铁有常温完全无塑性改变位有一定塑性，其伸长率达2%-3%,再加以焊后缓慢冷却，故焊接接头应力状态大为改善。
此外由于600-700℃预热及焊后缓冷，可使石墨化过程进行充分，焊接接头可完全防止白口铸铁，缓冷又可防止淬硬组织的产生，从而有效的防止裂纹的产生，并改善了其加工性。
在合适成分的焊条配合下，焊接接头的硬度与母材很相近，有优良的加工性，有与母材的基本相同的力学性能，颜色与母材一致。
焊后焊接接头残余应力很小，故热焊的焊接质量是非常满意。
其缺点是能源消耗大，劳动条件差，生产率低。
预热温度在300-400℃时，人们称之为“半热焊”。
300-400℃可有效防止热影响区产生马氏体，改善焊接接头的加工性。
由于预热温度低，焊接接头各部分温差较大，焊接接头已形成较大拉伸应力，对结构复杂，且焊补处拘束度大的工件来说，焊后发生冷裂纹的可能性增大。
铸铁热焊时虽采取了预热缓冷的措施，但焊缝的冷速一般大于铸铁铁液在砂型中的冷速，故为了保证焊缝石墨化，不产生白口组织且硬度合适，焊缝的C+Si总量还应大于母材。
热焊时采用大直径铸铁芯焊条（＞6mm）配合采用大电流可加快焊补速度，缩短焊工从事热焊时间。
焊前应清除铸件缺陷内砂子及夹渣，并用风铲开坡口，坡口要有一定的角度，上口稍大，底面应圆滑过渡。
对边角较大缺陷的焊补常需要在缺陷周围造型，其目的是防止焊接熔池的铁液流出及保证焊补区焊缝的成形。
热焊法系同质铸铁焊接工艺。
焊前对铸件缺陷稍加修整,再将铸件置于炉中垫平,整体缓慢加热至600～650℃（此时铸件产生足够大的塑性,由于要照顾到硬度要求,预热温度不得超过700℃）,保温一定时间,铸件出炉后立即施焊,须保持铸件在400℃以上焊接,填充材料为同质铸铁材料。
常规焊接操作,不锤击焊道,焊后及时修整焊缝并须保温缓冷（重新回炉或表面加煤粉等）。
该工艺本质上是在铸件缺陷处用焊接热造一汪铁水“重新铸造”。
为补充有益元素烧损和促进石墨化,要在填充材料中加入较母材内多量的合金（如碳、硅、锰及稀土等）。
这种工艺较易操作,焊接质量容易保证是其突出优点。
其缺点是劳动条件差,焊修周期长,设备投资大。
较适合于大批量中小件铸铁焊接。
热焊用铸铁焊条典型的有“铸248”和“铸238”,是较早用
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