5 S2-~ Особенности сварка чугуна

Чу гуцы иредставлжот - обой же­лезоуглеродистые '.планы, и кото оых содержание углерода яр^'чдшае!

. Чугуны, применяемые. в про­мышленности и строительстве, имеют следующие приаесн: 2.0...4,0% угле­рода; 0,5.. Л,6% марганца; 0,5,-4% кремния; 0,02 ..0,2% серы н 0,02...0,2% фосфорй, Спеаиальные чугуны имеют также легирующие примеси: никель, хром, медь, титан, алюмяинй

Углерод в чугуне может нахо­диться в икле карбида железе FejC (первичный к вторичный це­ментит) Такой чугун, называемый «белым чугуном», обладает повы­шенной твердостью н олохо поддается механической обработке В сером чугуне углерод находится в сво­бодном состоянии в анде прослоек графита и только частично может быть в виде вторичных карбидов (пер. тит). Кремний способствует гра - фнгизацвя чугуна и увеличению раз­меров графитовых включений Map- гакб-х ярн содержании а чугуне so 0,7% слаС'-i способствует грвфмтнза- цхо, а при содержании свыше I % пре­пятствует распаду карбида желе». Сера явлзктск вредной примесью: она ровшг?<гг гу'.тот».:<уч""ть чугуна, ухудшает литевиыс качества н дает соединение FtaS, способствующее образованию трещин при сварке. Gepa препятствует распаду карбида жедеээ к выделению свободного углерода. Фосфор является слабым графнтнзатором; он улучшает лнтей - - ные качестве чугуна, повышая жнд- когекучесть. Из легирующих яримесей Сильным графитиза горой является алюминий. Выделению графита спо­собствует также никель, кобальт, медь, титан Хром, в&надий и молиб­ден препятствуя распаду карбида же­леза, действуют как раамедьчнтели аеряа.

Большой применение получили мо­дифицированные и высеколрочяые чу - гунн, имеющие феррчтную влн перлит­ную оенову или их сочетание. Эти чугуны обладают высокими механи­ческими сэойствами н применяют­ся пр» изготовлении ответствен­ных яетагей машин. Их высокие механкч^гкнк свойства обусловлены тем, что П место вытянутых пласти­нок н прожилок графита, карушвюиш* кеяоетнось металлической основы (к 84 в сером чу| уие), графят в высокопрочном чу г уие имьет гяи - бул ирную форму, обеспечивающую наибольшую сплошность металличе­ской основы.

Оенодкме трудности, возника­ющие ори сварке чугунок, обуслпп шы их физик о-мех ах и чес к и нн свой

Быстрое охлаждение жидкого ме­та ел а в "юие еввокв, а также выго - ранае мремимя из расплаав шва сво - «обстеует местному «отбеливанию» аегзлла шва к окодошовной зоны, *. <■-. с рол бета уют переходу графита в хи­мическое сведияеинь с железом — це - мбцтит, плохо поддающийся механи­ческой обработке:

Отсутствие периода ллаетического состояния и выожая хрупкость при­водят й следствие неравномерного нагреве и охлаждения, а также we ре в коверной усадки металла к пр­авлению больших внутренний напря­жений и трещин как в. самом сварном шве. так I" н окслсшовноЙ зоне, »и*кая течпература плавления, непосредственный перевод чугуна из твердой фазы е жидкую, н наоборот, затрудняют &ы?«д газоа из металла шва, и шов получается пористым;

Высокая жидкотехучесть чугуна не позволяет производить сварку не только в вертикальном, но и в на­клонном положении шва

I 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 >.оедине«ня и тем самым снижает температурные напряжения при свар­ке - Вместе с этим снижается скорость охлаждения сплава пусле сварки, что снособп вует предупреждению отбе. ча н получению и та хорошего

Подготовка к сварке еостоит из вскрытия, вырубки, зачистки н раз­делки iii ва или дефектного места. Вскрытие и чистку выполняют механи­ческим путем — вырубкой яла свер­лением. Разделка трещин — V - или У-образной формы. Разделка дефект - то го участка должав иметь плавные округленные формы. Для предупреж­дения вытекания «етапла н придания шву нужного очертание вокруг раз­делки выкладывают форму яэ плотно орвлег&юших к изделию н друг к jppyi у графитовых иди угольных пластин Применяют также квар­цевый песок, замешанный rfa жидком стекле UOfl. -151) i. на 1 кг песка) и просушенный при температуре 40.. ВО "С При сварке излома необ­ходимо причи ня-12г м^жпособлеиня, фиксирующий im-оссггвльное располо­жение свариваемых частей и обес­печивающие точность саарк*

В зависимости от калечения к конфигурации дет ел и, характеры де­фекта и марки чугуна применяют

IK

Общий 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 г - 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.