В результате работы, про­веденной ВНИИАВТОГЕНМАШем в содружестве с заводом «Стан­колит» разработан метод низкотемпературной пайко-сварки чугуна чугунной присадкой, нашедшей применение при исправлении дефектов на механически обработанных рабочих поверхностях, подвергающихся и не подвергающихся поверхностной закалке.

При низкотемпературной пайко-сварке расплавляется только присадочный пруток, основной же металл не доводится до рас­плавления. Подготовленная под сварку поверхность нагревается пламенем горелки до 850—950° С. Расплавленный присадочный чугун не образует жидкой ванны, наплавка осуществляется кап­лями металла, которые, попадая на нагретый основной или ранее наплавленный металл, растекаются по поверхности. Наплав­ленный металл имеет структуру серого чугуна.

При низкотемпературной пайко-сварке, не связанной с рас­плавлением основного металла, дефектное место тщательно зачи­щают механическим способом до чистого металла. При газовой заварке дефектов с расплавлением основного металла, оправдывает себя методика подготовки дефекта, включающая вырубку неме­таллических включений пневматическим зубилом и окончательную расчистку раковины с помощью чугунного прутка и пламени газовой горелки. Последняя операция предшествует операции наплавки.

Наплавку ведут по следующей схеме. Место, подлежащее заплавлению (после соответствующей разделки), нагревают пла­менем горелки до цвета светло-красного каления и в зону нагрева вводят флюс. При достаточном нагреве основного металла флюс, расплавляясь, растекается тонким слоем по нагретой поверх­ности и приобретает блестящий оттенок, что свидетельствует о готовности поверхности к наплавке. Нагревая поверхность
раковины, необходимо учитывать, что сильнее будет прогреваться та часть поверхности, к которой пламя направлено перпенди­кулярно. Сварщик, начиная процесс наплавки с наиболее прогре­той части поверхности, заплавляет и ту часть поверхности, кото­рая прогрета недостаточно. В результате в зоне соединения основ­ного и наплавленного металлов в той части наплавки, где был недостаточный нагрев, образуются мелкие раковины, обнаружи­ваемые при механической обработке заваренной поверхности.

Поры могут возникать вследствие неправильного профиля разделки. При глубоких и узких разделках (рис. 20), не имеющих выхода для пламени, донная часть прогревается недостаточно, а верхняя перегревается и доводится до плавления. Такое состоя­ние обманчиво действует на визуальные ориентиры сварщика.

Наплавленный металл и в этом случае будет иметь поры, беру­щие начало от корня разделки. Расплавляя присадочный пруток, одновременно периодически вводят дополнительно флюс; при этом капли жидкого металла раскисляются и повышается их жидкотекучесть. Наплавку ведут без перерывов. Если по каким - либо причинам процесс наплавки приостановлен, то при его возоб­новлении следует очистить поверхность от шлака и окисной пленки зубилом и стальной щеткой.

По окончании наплавки пламя горелки отводят на 50—100 мм и продолжают нагрев металла в течение 0,5—1 мин с целью за­медления скорости охлаждения в интервале перлитных превра­щений. Окончательное охлаждение протекает на спокойном воз­духе. В необходимых случаях для предотвращения поводки обра­ботанной поверхности и трещин в наплавке применяют предва­рительный нагрев детали до температуры 300—350° С. Приме­няют также проковку наплавленного металла в горячем состоянии пневматическим молотком.

Как показала практика работы, если процесс наплавки сопро­вождается значительным прогревом основного металла, то пло­щадь завариваемого участка может быть доведена^до 20—25 см2 без образования трещин. Если раковина разделана'некачественно
(неметаллические включения удалены неполностью), то наплав­ленный металл в этих местах не соединяется с основным металлом, а «зависает», создающиеся при этом напряжения приводят к об­разованию трещины.

При низкотемпературной пайко-сварке дефектов на направ­ляющих станков, подвергающихся поверхностной высокочастот­ной закалке, применяют ту же методику наплавки, что и на неза - калипаемых поверхностях. После закалки наплавленный металл имеет структуру и твердость, соответствующие требованиям. Основной металл имеет перлитную структуру. Глубина закален­ного слоя составляет 1,5—2 мм. Твердость закаленного слоя основного металла на темплете поперечного разреза направля­ющей станины HRC 44—49, твердость сварного соединения HRC 42—55.

Структура наплавленного металла после закалки —• мелкий и точечный графит, игольчатый мартенсит и аустенит; зоны тер­мического влияния — графит в виде изолированных и произ­вольно расположенных включений длиной 25—60 мкм; перлит - сорбитообразный и мелкопластинчатый.

Для получения постоянных высоких качественных показа­телей наплавленного металла операции технологического про­цесса низкотемпературной газовой пайко-сварки выполняют в сле­дующем порядке. Нагреть стенки в месте расположения дефекта до температуры 600° С нормальным пламенем горелки (темно­красный цвет), применять наконечники № 4 и 5. В случаях мас­сивных деталей или сложной конфигурации применять предва­рительный общий нагрев детали до температуры 300—400° С. Нанести флюс, отвести горелку с тем, чтобы не выдуть флюс из дефекта. Довести температуру нагрева до 850—950° С (светло - красный цвет), добавляя флюс. Расплавленный флюс должен равномерно покрывать стенки дефекта тонкой пленкой, что слу­жит показателем готовности поверхности.

Не прекращая нагрева завариваемого места, нагреть конец присадочного прутка, опустить его во флюс; перенести в дефект­ное место и расплавить конец прутка; капли расплавленного металла, растекаясь по поверхности дефекта, образуют прочное соединение с основным металлом. Следить за тем, чтобы основ­ной металл не расплавлялся. За первым слоем заплавляют весь объем дефекта с добавлением флюса.

Наклон горелки и расстояние пламени изменяют в зависимо­сти от условий пайко-сварки. Наплавленный металл должен возвышаться над поверхностью детали на 2—3 мм.

По окончании пайко-сварки отвести пламя горелки на рас­стояние 50—60 мм, прогреть наплавленный слой и прилегающий участок основного металла, замедляя охлаждение.

Исправленное место засыпать сухой землей или накрыть листом асбеста, при необходимости для стабилизации напряжений ис­правленную деталь в месте расположения дефекта вторично

нагреть до температуры 400—500° С с последующим медленным охлаждением.

Латунными присадочными материалами пайко-сварку чугуна целесообразно выполнять при исправлении дефектов отливок и ремонте деталей, когда разница в цвете и твердости основ­ного и наплавленного металлов не является ведущим показа­телем.

Значительное преимущество пайко-сварки чугуна латунью перед сваркой плавлением: температура процесса пайко-сварки и нагрева чугуна ниже температуры плавления латуни, благодаря чему не возникает существенных изменений структуры металла детали и значительных термических напряжений.

Дефекты подготовляют вырубкой, скос кромок — под углом *=45°. При глубоких дефектах рекомендуется ступенчатая раз­делка.

Процесс пайко-сварки осуществляют в следующем порядке. Кромки нагревают, посыпают флюсом и облуживают участками, натирая прутком латуни. При этом пламя должно быть нейтраль­ным. Процесс ведут снизу вверх. По окончании процесса металл следует прогреть по контуру соединения, укрыть асбестом и дать медленно остыть. Мощность пламени обычно подбирают в пре­делах возможностей наконечников № 4 и 5.

В качестве присадочного материала используют припои ЛОМНА, Л63 или ЛОК59-1-03, которые обеспечивают получение более плотного наплавленного металла и бездымный процесс. В качестве флюса может быть применен ФПСН-2 или МАФ-1.

Поверхность дефекта вначале прогревают слегка окисленным пламенем до температуры 450—500° С, затем в разделку вносят флюс, который расплавляется удаленной от ядра частью факела пламени. После полного расплавления флюса в наиболее горя­чей зоне пламени расплавляют сплав ЛОМНА и движением горелки по спирали заполняют разделку. Горячий наплавленный металл проковывают ручным медным молотком.

Низкотемпературная пайко-сварка припоями ЛОК и ЛОМНА практически обеспечивает отсутствие необратимого роста чугуна и тем самым сохранение геометрических размеров чугунных изделий после исправления дефектов или ремонта. Исправление дефектов не влечет серьезной дополнительной механической обработки и не снижает работоспособности деталей.

Дефекты разделывают под пайко-сварку с помощью сверла, имеющего закругленную режущую часть до полного удаления неметаллических включений. После полного охлаждения детали усиление шва снимают шлифовальной машинкой. Наплавленный металл поддается шабрению.