Холодной сваркой чугуна называют сварку без предва­рительного нагрева. Ее применяют тогда, когда трудно или экономически нецелесообразно производить сварку с пред­варительным подогревом из-за больших габаритов изде­лия, опасности коробления и возникновения больших внут­ренних напряжений.

Рекомендуются следующие режимы сварки:

Диаметр, мм....4 6 8 10—16

Длина, мм 250 350 450 450 500 600 700

Хорошие результаты дают электроды из аустенитных высоколегированных чугунов (никелевых, никелькремни - стых).

Никель, не вступая в реакцию с углеродом, хорошо сплавляется с железом и как графитизатор препятствует отбеливанию чугуна. Электроды имеют покрытие, состоя­щее из 70% карборунда и 30% углекислого стронция или углекислого бария, замешанных на жидком стекле (30 г на 100 г сухой смеси). Толщина покрытия — 0,6—0,8 мм. Элек­троды из никелевых чугунов применяют при сварке и на­плавке поверхностей, подлежащих последующей механи­ческой обработке. Качество шва невысокое из-за склонно­сти металла шва к образованию трещин.

Сварка стальными электродами. Большая разница в усадке чугуна и стали не позволяет получить прочное сцеп­ление между наплавленным и основным металлом при сварке стальными электродами. Поэтому таким способом сваривают швы, не работающие на растяжение или слабо нагруженные. Для повышения стойкости и снижения твер­дости металла шва уменьшают долю основного металла в металле шва, уменьшая глубину проплавления. Для этого сварку выполняют при малых сварочных токах электрода­ми малого диаметра.

Чтобы металл в зоне сваренного шва имел структуру серого чугуна, применяют электродные стержни из низ­коуглеродистой стали с толстым графитизирующим по­крытием, состоящим из, %: из ферросилиция — 33, гра­фита — 37, мела — 7 и натриевого жидкого стекла — 23. Однако полная графитизация происходит лишь при боль­шом объеме наплавленного металла и при заварке круп­ных деталей с малой скоростью охлаждения металла шва.

Для усиления связи металла шва с основным метал­лом применяют сварку стальными электродами с поста­новкой шпилек (ввертышей). Завариваемый шов тщатель­но очищают от грязи и масла и в зависимости от толщины металла и назначения шва применяют V - или Х-образную разделку. На обработанной поверхности ставят стальные шпильки диаметром 6—12 мм в шахматном порядке на рас­стоянии друг от друга в 4—6 диаметров шпильки. Иногда для усиления связи применяют стальные соединительные планки, ребра, косынки.

Заварку шва начинают с обварки шпилек кольцевыми валиками, а затем накладывают круговые швы и оконча­тельно заполняют завариваемый шов металлом. Сварку производят короткими участками (40—60 мм) вразброс с перерывами, чтобы не допустить нагрева детали выше 60— 80°С. Сварочный ток составляет 30—40 А на 1 мм диамет­ра электрода. Диаметр электродов — 3—4 мм с покрытием типа УОНИ-13. Ток постоянный, обратной полярности. В целях повышения графитизирующего действия производят сварку пучком электродов малого диаметра. Такой прием обеспечивает более полное взаимодействие капель наплав­ляемого металла с покрытием и хорошую графитизацию металла шва. В зависимости от толщины свариваемого ме­талла пучок электродов составляется из 5—20 стержней диаметром 1—2 мм. Сварочный ток определяют из расчета 10—12 А на 1 мм сечения пучка электродов. Покрытие со­стоит из 40% графита и 60% ферросилиция, замешанных на жидком стекле.

Сварка электродами из цветных металлов и сплавов. Большее применение получили электроды из меди и ее сплавов. Медь, обладая графитизирующей способностью, снижает общую твердость металла и уменьшает отбел чу­гуна. Хорошие результаты дают электроды марки МНЧ с покрытием основного типа. Стержень электрода изготов­ляют из проволоки типа НМЖМц-28—2,5—1,5 (монельме - талл), а покрытие состоит из смеси, содержащей 55—60% мела и 40—45% графита. Применяют также покрытие, со­держащее 45% графита, 15% кремнезема, 20% огнеупор­ной глины, 10% соды и 10% древесной золы. Сварку вы­полняют постоянным током обратной полярности. Реко­мендуются электроды диаметром 3 мм при сварочном токе 90—120 А. Сварку ведут возможно короткой дугой неболь­шими участками — 20—25 мм. После сварки производят проковку металла шва.

Комбинированные электроды для холодной сварки чу­гуна состоят из меди и железа. Применяют следующие со­четания: а) стержень из меди марки Ml, железо вводят в покрытие электрода в виде железного порошка; б) медный стержень покрывают тонкой оболочкой из жести толщи­ной 0,3 мм (в виде ленты шириной 6—7 мм или в виде трубки); в) стержень из низкоуглеродистой стали покрыва­ют оболочкой из тонкой медной ленты (медной трубкой) или применяют электролитическое покрытие медью тол­щиной 0,7—1,0 мм; г) пучок электродов составляют из од ного стального электрода с покрытием типа УОНИИ-13 и нескольких тонких медных стержней. Широкое примене­ние получили электроды ОЗЧ-1 (стержень медный Ml) и АНЧ-1 (стержень типа Св-04Х19Н9 с медной оболочкой), покрытия которых содержат мрамор, кварцевый песок и ферросплавы.

Сварка производится постоянным током обратной по­лярности. Сварочный ток определяют из расчета 30—40 А на 1 мм диаметра электрода. Успешно применяется меха­низированный способ сварки и наплавки порошковой про­волокой. Он обеспечивает высокую производительность и хорошие условия труда сварщика. Для сварки чугуна с пла­стинчатым графитом применяют проволоку типа ПП-АНЧ2, а для высокопрочных чугунов — типа ПП-АНЧ5. Сварку выполняют на полуавтоматах марок А-765, А-1035, А-1197 проволокой диаметром 3 мм, постоянным током прямой полярности.

Газовая сварка чугуна применяется как удобный и срав­нительно простой способ. Сварку выполняют с предвари­тельным местным или общим подогревом. Скос кромок делают односторонний Y-образный с углом разделки 90°. Присадочным материалом служат чугунные прутки диа­метром 6—12 мм и длиной 350—500 мм марок ПЧ1, ПЧ2, ПЧЗ и ПЧВ. Флюс марки ФСЧ-1 (23% прокаленной буры, 27% безводного углекислого натрия и 50% азотнокислого натрия) в порошкообразном виде периодически подсыпа­ется в расплавленный металл шва. В процессе сварки пру­ток погружают во флюс и переносят его в сварочную ван­ну. Допускается также применять в качестве флюса только прокаленную буру. Удельная мощность пламени должна составлять 100—120 л/(ч-мм). Пламя должно быть нейт­ральным или с небольшим избытком ацетилена. Можно производить сварку двумя горелками: первой подогревают сварочную ванну, второй производят сварку и расплавле­ние присадочного прутка. После сварки необходимо обес­печить медленное охлаждение изделия. Для этого его по­крывают асбестом или слоем песка. Рекомендуется произ­вести отжиг заваренных деталей и охлаждение вместе с печью.

Применяют также низкотемпературную сварку чугуна, сущность которой заключается в том, что свариваемые кромки изделия подогревают не до расплавления, а до тем­пературы 800—850°С. В разделку кромок вводят флюс, а затем наплавляют металл. Присадочными стержнями слу­жат прутки марки ПНЧ-1 или ПНЧ-2, покрытые флюсом. Флюсы-пасты содержат 5 % диоксида титана, 10 — азот­нокислого калия, 12 — фтористого натрия, 40 — плавле­ной буры, 11 — ферротитана, 15 — углекислого лития, 7 % — железного порошка и 7 массовых частей керосина на 50 частей сухой смеси. Допускается применение флюса ФСЧ-1 при использовании прутков ПЧН-1 и флюса ФСЧ-2 (18% буры, 25 — кальцинированной соды, 56,5 — натриевой селитры, 0,5% — углекислого лития) при сварке прутками типа ПЧН-2.

Место сварки тщательно очищают, после чего изде­

лия подвергают местному или общему подогреву до тем­пературы 300—400°С восстановительным пламенем горел­ки. Свариваемые кромки покрывают слоем пасты и на­гревают нормальным пламенем горелки до температуры 750—790°С. Паста плавится и покрывает тонким слоем поверхность кромок. Сварку ведут справа налево. После заварки сварное соединение медленно охлаждают. Шов получается плотным и хорошо поддается механической обработке. Применяют также низкотемпературную пайко - сварку латунными припоями. Кромки подготавливают ме­тодом механической обработки и очищают от жировых пятен растворителем (бензин, ацетон и др.). После пред­варительного нагрева до 300—400°С на кромки наносят флюс марки ФПСН-1, содержащий 25% углекислого ли­тия, 25% кальцинированной соды, 50% борной кислоты. Процесс пайкосварки ведут нормальным пламенем. Ис­пользуют припои марки JIOK-59—1-0,3. Пламенем горел­ки расплавляют конец прутка припоя и заполняют раздел­ку шва. После затвердевания металл шва проковывают медным молотком.