Горячая сварка чугуна

Наиболее радикальным средством борьбы с образованием отбе­ленных и закаленных участков шва и околошовной зоны и обра­зованием пор и трещин служит подогрев изделия до темпера­туры 600—650° С и медленное охлаждение его после сварки. Технологический процесс горячей сварки состоит из следующих элементов: I — подготовка изделия иод сварку; II — предвари­тельный подогрев деталей; III — сварка; IV — последующее ох­лаждение.

Подготовка под сварку зависит от вида исправляемого дефекта. Однако во всех случаях подготовка дефектного места заклю­чается в тщательной очистке от загрязнений и в разделке для об­разования полостей, обеспечивающих доступность для манипу­лирования электродом и воздействия сварочной дуги. Для пре­дупреждения вытекания жидкотекучего металла сварочной ванны, а в ряде случаев для придания наплавленному металлу соответ­ствующей формы, место сварки формуют. Формовку выполняют в зависимости от размеров и местоположения исправляемого дефекта с помощью графитовых пластинок, скрепляемых формо­вочной массой, состоящей из кварцевого песка, замешенного на жидком стекле, или другими формовочными материалами, а также в опоках формовочными материалами, применяемыми в ли­тейном производстве (рис. 154).

После формовки необходима просушка формы при постепенном подъеме температуры от 60 до 120е С, затем проводят дальнейший подогрев под сварку со скоростью 120 -150° в час в печах, горнах

Рис. 154. Формовка места сварки для горячей сварки чугуна:

а — несквозной раковины; б — недолива кромки детали; в — облицовка формы графитовыми пластинами; 1 — деталь; 2 — формовка; з — графи­товые пластины

или временных нагревательных устройствах. Замедленное ох­лаждение после сварки достигается при укрывании изделий теплоизолирующим слоем (листами асбеста и засыпкой песком, шлаком или др.) или при охлаждении вместе с печами, горнами.

Способы нагрева и нагревательные устройства применяют в зависимости от характера производства (устранение литейных дефектов, ремонтная сварка и т. д.). Например, при массовом производстве в литейных цехах автомобильных и тракторных заводов целесообразно использовать конвейерные печи; для ре­монтных работ удобен нагрев в муфельных печах или в горнах с открытым кожухом; для разовых ремонтных работ крупнога­баритных изделий изготовляют временные нагревательные уст­ройства из огнеупорного кирпича, в том числе печи-ямы в земля­ном полу цеха. Для сварки используют плавящиеся электроды со стержнями из чугуна марок А или Б (табл. 91).

Таблица 91. Состав чугунных стержней для сварки чугуна (ГОСТ 2071—70), %

Марна

С

Si

МП

Р

S

Сг

Ni

Назначение

А

Б

3,0—3,5

3,0—3,4 3,5—4,0

0,5—0,8

0,2—0,4 0,3—0,5

До

0.08

До

0,05

До

0,3

Для горячей сварки Для горячей и полугорячей сварки

В состав покрытия, наносимого на литые прутки, диаметром 5—20 мм, входят стабилизирующие и легирующие материалы. В качестве последних обычно используют графит, карборунд, фер­росилиций, сшшкокальцнй, силикомагшш и другие, содержащие элементы-графитизаторы (табл. 92). Горячую сварку чугуна выполняют на больших силах тока 1/св = (60 100)г? э] без пере­

рывов до конца заварки дефекта, при больших объемах завари­ваемого дефекта два сварщика, работающие поочередно. Электро- додержатель для горячей сварки должен обеспечивать хороший контакт с чугунным электродом и иметь щиток для защиты руки сварщика от теплового ожога.

Состав покрытия

Марки электродов

ОМЧ-1

вч-з

Станколит

эпч

Мрамор или мел................................. .

25

10

14

Графит.......................................................

41

30

Ферромарганец.........................................

9

36

Полевой шпат...........................................

25

Ферросилиций.................... ....................

30

30

Карборунд................................................

60

28

Плавиковый шпат - . .......................... .

12

Мнршалит.................................................

10

Ферротптап. .............................................

15

Фсррофоефор..................................

10

Спликовальцнп........................................

Жидкое стекло (к сумме сухих ком-

15

IIOIICJ1TOB... .........................................

30—35

30—35

30

30—35

Таблица 92. Составы покрытий чугунных электродов, применяемых для горячей сварки чугуна

Подпись: Рис. 155. Электрододержатель для горячей сварки чугуна:

Подпись: 1 — електрод; 2 — стальной стержень диаметром 12 мм; з — крепление (приварка) токоподвода к стержню; 4 — щиток; 5 — рукоятка; в — кольцо; 7 — сварочный кабель

Примером одной из возможных конструкций может служить электрододержатель завода «Стапколит» (рис. 155). В этом дерша - телс электрод приваривают к стальному стержню. Для горячей сварки чугуна можно использовать дуговую сварку угольным электродом. Но возможности маневрирования тепловым воздей­ствием на свариваемый металл сварка угольным электродом занимает промежуточное положение между газовой сваркой и сваркой плавящимся электродом. Сваривают на постоянном токе прямой полярности угольными электродами диаметром 8—20 мм. Диаметр электрода и силу свароч­ного тока выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла (табл. 93).

Таблица 93. Выбор режима сварки

Толщина металла, мм

Диаметр угольного электрода, мм

Сила тока, А

6—10

8—10

280—350

10—20

10—12

300—400

20—30

12—16

350—500

30 н более

16—18

350—600

В качестве присадочного материала используют прутки ма­рок А и Б. Для перевода тугоплавких окислов в легкоплавкие соединения применяют флюсы на борной основе, чаще всего тех­ническую безводную (прокаленную) буру.

Горячая сварка чугуна ручным способом, особенно массивных изделий — тяжелый труд. Весьма прогрессивный способ, облег­чающий труд и повышающий производительность, — механизи­рованная сварка порошковой проволокой. В состав шихты вво­дят такие компоненты, которые позволяют получать состав металла шва, представляющий собой чугун. Состав порошковой прово­локи марки ГІПЧ-3 для горячей сварки чугуна приведен в табл. 94.

Таблица 94. Состап * порошковой проволоки ПІЇЧ-3 и наплавленного металла, %

Материал

с

Si

АІ

Ті

Порошковая проволока

4,5-5,0 3,0-3,8

3,3—4,0 3,0—3,8

0,1—0,3 До 0,1

0.1—0.3 До 0,1

Наплавленный металл.........

Остальное Ге.

Горячая сварка чугуна позволяет получать сварные соедине­ния, равноценные свариваемому металлу (по механическим харак­теристикам, плотности, обрабатываемости и др.), однако это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Вместе с этим в ряде слу­чаев практически к сварным соединениям чугуна не предъявля­ется таких требований. Часто, например, достаточно обеспечить только равнонрочность или только хорошую обрабатываемость или плотность сварных швов. С помощью различных металлурги­ческих и технологических средств можно получить сварные сое­динения чугуна с теми или иными свойствами при сварке с невы­соким подогревом или вовсе без предварительного подогрева (т. е. с помощью полугорячей или холодной сварки).

Комментарии закрыты.