5 .Щ - Особенности сварки чугуна

Чугуцы иредставляют - обой же­лезоуглеродистые силаны, о кото пых содержание углерода превышает ,7%. Цугуны, првмеинемые. в про - мышлекиосги и строительстве, имеют следующие примеси: 2.0...4,0% угле­рода; 0,5..-1.6% марганца; 0,5,..4% кремния; 0,02 .0,2% серы н 0,02...0,2% фосфора, Спепивльные чугуцы имеют также легирующие примеси: никель, хром, медь, титан, алюминий

Углерод в чугуне может нахо­диться и виде карбида железе FejC (первичный к вторичный це­ментит) Такой чугун, называемый «белым чугуном», обладает повы­шенной твердостью н плохо поддается механической обработке в сером чугуне углерод находятся э сво­бодном состоянии в анде прослоек графита и только частично может быть 8 виде вторичных карбидов (пер. тит). Кремний способствует гра - фнгвзэцвя чугуна и увеличению раз­меров графитовых включений Мар - гакб-х ярн содержанки а чугуне до 0,7% сласо способствует графнтиза - ця о, а при содержании свыше I % пре­пятствуй распаду карбида железа. Сера явлзктся вредной примесью: она ровшггет ту‘.тот'.:<уч»"ть чугуна, ухудшает литейные качества и дает соединение FeaS, способствующее образованию трещин прн сварке. Сера препятствует распаду карбида железа и выделению свободного углерода. Фосфор является слабым графнтнаатором; он улучшает литей­ные качества чугуна, повышая жнд - котекучесть. Из легирующих яримесей Сильным графитнза горой является алюминий. Выделению графита спо­собствуют также никель, кобальт, медь, титан Хром, ванадий и молиб­ден препятствуя распаду карбида же­леза, Действуют как рвзмельчнтелк зерна

Большое применена; получили мо - дяфыцировзнные и высокопрочные чу - туны, имеющие феррцтную зли перлит­ную основу или кх сочетание. Эти чугуим обладают высокими механи­ческими свойствами н прмменяят - ся ор» нзгогоаленни ответствен­ных деталей машин. Их высокие механический свойства обусловлены тем, что вместо вытянутых пласти­нок н прожилок графита, карушвюшн» кед ост вое г ь металлической основы (кеч в сером чуіуке), графит в высокопрочном чугуне имеет г, ю - булиряую форму, обеспечивающую наибольшую сплошность металличе­ской основы.

Основные трудности, возника­ющие ори сварке чугупов, обуедпп Леды их фнэихо-механичееккмп свой

быстрое охлаждение жидкого ме­та вл а в тоне сваркв, а также выго - ранае кремния из расплаав шва сво - «обствует месткому «отбеливанию» деталла шва к околощовиой зоны, е. способствуют переходу графита в хи­мическое соединение с железом — це­ментит, плохо поддающийся механи­ческой обработке;

отсутствие периода ллаетическою состояния и высокая хрупкость при­водят агледетяне неравномерного нагрева и охлаждения, а также не­равномерной усадки металла к пр­авлению больших внутренних напря­жений к трещин как в. самом сварном шве, так и н окслсшовноЙ зоне, нкгкая температура плавления, непосредственный перевод чугуна из твердой фазы е жидкую, и наоборот, затрудняют ьыход гаэоа из металла шва, н шов получается пористым;

высокая жидкотекучесть чугуна не позволяет производить сварку не только в вертикальном, но и в на­клонном положении шва

{ S3. Горячая сварка чугуна Горячей сваркой чугуна при­нято называть сварку чугунных из­делий с предварительным их нагре­вом. Предварительный нагрев уменьшает разность температур ос­новного металла и металла в зоне соединения и тем самым снижает температурные напряжения при свар­ке - Вместе с этим снижается скорость охлаждения сплава после сварки, что способствует предупреждению отвода и получению шва хорошего качества

Подготовка к сварке еоетоит из вскрытия, вырубки, зачистки и раз­делки ііі еа или дефектного места. Вскрытие и чистку выполняют механи­ческим путем — вырубкой яла свер­лением. Разделка трещин — V - иди U-образноЭ формы. Разделка дефект­ного участка должав иметь плавные округленные формы. Для предупреж­дения вытекания металла и придания шву нужного очертания вокруг раз­делки выкладывают форму яэ плотно првлег&юших к изделию и друг к jppyi у графитовых кли угольных пластин Применяют также квар­цевый песок, замешанный на жидком стекле U00.-151) і. на 1 кг песка) и просушенный при температуре 40.. 60 °С При сварке излома необ­ходимо применят» приспособления, фиксирующие относительное располо­жение свариваемых частей и обес­печивающие точность сварки

В зависимости от назначения к конфигурации дет ел и, характери де­фекта н марки чугуна применяют

обший или местный подогрев. При массовом производстве для общего подогрева деталей и последующего их охлаждения после сварки при­меняют методические печи конвейер­ного типа. Для подогрева отдельных крупных деталей применяют нагре­вательные колодцы или ямы, выло­женные огнеупорным кирпичом. Для местного подогрева зоны соедине­ния (полугорячая сварка) использу­ют горны, газовые и сварочные го­релки, индукционные нагреватели и др. Температура нагрева должна быть в пределах 400...700 °С. Подо­грев должен производиться медленно и равномерно, чтобы не вызвать в детали больших внутренних напряже­ний и трещин.

Для сварки чугунов по ГОСТ 2671—80 рекомендуется приме­нять чугунные прутки следующих ма-

Диаметр..........................

Длина ... ........................

В практике при сварке при­меняют различные графитизирующие покрытия, содержащие графит, ферро­силиций, мрамор, титановую руду, замешанные на жидком стекле. В по­крытие иногда вводят термит. Это способствует медленному остыванию металла шва. Толщина покрытия —

1.5.. .2.0 мм. Сварку выполняют по­стоянным током прямой полярности, однако можно сваривать и перемен­ным током. При толщине металла до 20 мм сварку производят электродами диаметром 6 мм; при толщине

20.. .40 мм применяют электроды диаметром 8 мм, а при толщине свыше 40 мм можно рекомендовать электроды диаметром 10 мм. Свароч­ный ток определяют из расчета

50.. .60 А на 1 мм диаметра электро­да.

Сварку можно выполнять уголь­ными электродами диаметром 6... 12 мм в зависимости от толщины сварива­емой детали. Сварочный ток состав­ляет 200...450 А. Присадочным мате­риалом служат чугунные прутки ПЧ 1, ПЧ 2, ПЧ 3 и ПЧВ, а флюсом — бура или смесь буры (50%) и соды

рок: ПЧ 1 и ПЧ 2 — для газовой сварки серого чугуна с перлитной и перлитно-ферритной основой; ПЧ 3 — для газовой сварки серого чугуна с ферритной структурой; ПЧН 1 и ПЧН 2 — для пайкосварки; ПЧИ — для износостойкой наплавки; ПЧВ — для газовой сварки высоко­прочных чугунов с шаровидным гра­фитом.

Для изготовления электродов применяют прутки ПЧ 1, ПЧ 2, ПЧ 3 и ПЧВ, имеющие согласно ГОСТ 2671—80 покрытие толщиной

1.. .1.5 мм, состоящее из графита серебристого (25%), плавикового шпата (30%), карбида кремния (40%) и алюминиевого порошка (5%), замешанных на жидком стекле (60% от сухих компонентов). Прутки изготовляют следующих размеров, мм:

4 6 8 10 12 14 16

250 350 450 450 50 600, 700

(50%); ток — постоянный прямой полярности или переменный.

Важным условием качественной сварки является поддержание ванны наплавляемого металла в жидком состоянии в течение всего периода сварки. Для этого весь объем свароч­ных работ выполняют без пере­рыва процесса сварки. После оконча­ния сварки деталь подвергают медлен­ному охлаждению. Для этого зава­ренные участки засыпают слоем мел­кого древесного угля и накрывают асбестом, что предупреждает отбел чугуна и исключает возникновение больших внутренних напряжений и трещин. Затем изделие очищают и контролируют качество сварки.

Сварка с предварительным нагре­вом является самым надежным спосо­бом предупреждения дефектов чугун­ных изделий любого размера и кон­фигурации. При точном соблюдении технологического процесса сварки можно получить плотный и прочный шов, хорошо поддающийся механиче­ской обработке и по своим механи­ческим свойствам не уступающий основному металлу.