Горячая сварка чугуна

Особенности сварки чугуна

Как уже указывалось, чугун относится к трудно свариваемым сплавам, и его сварка имеет целый ряд особенностей.

Как правило, трудности, возникающие при сварке чугуна, обусловлены низкой стойкостью металла сварного соединения против образования трещин (пониженная прочность и пластичность).

Эти особенности чугуна вызваны нарушениями его однородности включениями графита, а также его склонностью к закалке и отбеливанию даже при достаточно медленном охлаждении. Кроме того, при сварке чугуна происходит интенсивное выгорание углерода, которое влечет за собой образование пор в сварном шве.

Сварка чугуна применяется в основном для исправления литейных дефектов, в производстве литейно-сварных конструкций и в ремонте различных деталей.

Чугунные детали соединяют между собой газовой сваркой, термитной сваркой, пайкой, дуговой сваркой и сваркой электрошлаковой.

Принято выделять два основных способа сварки чугуна:

сварка без подогрева (холодный способ сварки);

сварка с подогревом (горячий способ сварки). Последний способ подразделяют еще на два: сварку с местным подогревом и сварку с общим подогревом всего изделия.

При холодной сварке чугуна за счет применения различных электродов удается получить металл шва с нужной прочностью и вязкостью, но полностью избежать появления закалочных структур в зоне сварки без подогрева изделия не удается. Можно только несколько уменьшить толщину закаленной прослойки, используя много проходную сварку при небольшом сварочном токе.

Горячую сварку чугуна широко применяют для исправления литейных дефектов и при ремонте небольших деталей. Горячая сварка наиболее надежна и дает хорошее качество сварного соединения.

Процесс горячей сварки чугуна разделяется на стадии:

—подготовка деталей под сварку;

предварительный подогрев деталей;

сварка;

охлаждение деталей после сварки.

Подготовка деталей к сварке зависит от вида дефекта литья или характера поломки чугунной детали. Если деталь имеет трещины, для предотвращения их распространения концы трещин засверливают. Такие дефекты, как раковины, трещины и другие перед сваркой разделывают.

Затем свариваемое изделие собирают и прихватывают по кромкам, стараясь, чтобы диаметр прихваток не превышал 5-6 мм. Детали толщиной до 4 мм сваривают без подготовки кромок, детали толщиной 5 мм и более сваривают с подготовкой кромок (разделка под углом 70-90°). Кромки тщательно очищают от масла, грязи и ржавчины с помощью металлических щеток или в пламени сварочной горелки.

Детали, подготовленные под горячую сварку, подвергают предварительному нагреву до 500-700 ^оС. Выбор температуры предварительного общего подогрева зависит от размеров деталей, их толщины, жесткости конструкции, структуры чугуна и объема наплавляемого металла. Общий подогрев деталей производится в электрических и газовых печах, а при их отсутствии - в специальных термических печах, ямах или горнах.

Газовая сварка чугуна выполняется нормальным пламенем и пламенем с небольшим избытком ацетилена. Сначала пламя горелки устанавливается почти вертикально, затем постепенно образует необходимый угол. Угол зависит от толщины свариваемого металла. Ядро пламени удерживают на расстоянии 2-3 мм от свариваемого металла. Наконечник горелки выбирается из расчета расхода ацетилена 120 дм/час на 1 мм толщины свариваемого металла.

В качестве присадки используют чугунные прутки марки «А» диаметром 1, 6, 8, 12 мм и длиной 250—450 мм. Химический состав прутков марки «А» следующий:

Углерод — 3-3,5% '

Кремний — 3-3,4% '

Сера — не более 0,08%

Марганец — 0,5-0,8% '

Фосфор — 0,2-0,4%

Хром — не более 0,05%

Никель — 0,3%

При горячей сварке следует учитывать, что чугун достаточно резко переходит из жидкого состояние в твердое, а на поверхности жидкой ванны образуется окисная пленка, затрудняющая выделение газа из жидкого металла. Поэтому сварочную ванну непрерывно помешивают присадочным прутком.

Кроме того, применяют флюс, улучшающий процесс сварки и способствующий удалению окислов. В качестве флюса используется либо прокаленная бура, либо следующая смесь:

прокаленная бура — 56%;

углекислый натрий — 32%;

углекислый калий — 22%.

Применяют также газообразный флюс БМ-1. Чтобы получить качественное сварное соединение, после сварки следует замедлить охлаждение. Для этого пламя сварочной горелки отводят от поверхности металла на 50 - 60 мм и подогревают наплавленный металл в течение 1-2 минут.

Для уменьшения внутренних напряжений в массивных деталях из нагревают вторично, а затем охлаждают вместе с печью.

Дата добавления: 2014-01-07