Сварка чугуна - Дуговая сварка чугуна
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 16:11
- Просмотров: 24193
Чугун находит широкое применение в промышленности в качестве конструкционного материала, так как имеет невысокую стоимость, хорошие литейные свойства, износостойкость, стойкость при знакопеременных нагрузках и повышенных температурах. Чугун содержит свыше 2 % углерода, до 5 % кремния и некоторое количество марганца. Используются легированные чугуны с добавками хрома, никеля, молибдена. В зависимости от состава, условий кристаллизации и скорости охлаждения углерод в чугуне может находиться в химически связанном или свободном состоянии в виде графита. В первом случае чугун называется белым, так как на изломе он более светлый. Такой чугун имеет высокую твердость, износостойкость, чрезвычайно трудно обрабатывается, имеет ограниченное использование в конструкциях. Во втором случае чугун называется серым, он на изломе имеет серый цвет. Этот чугун имеет удовлетворительную прочность, достаточную твердость, хорошо обрабатывается на механическом оборудовании. Серый чугун более распространен в промышленности в качестве конструкционного материала. Высокопрочный чугун по химическому составу аналогичен серому чугуну, но за счет легирования его малыми добавками щелочных, щелочно-земельных и редкоземельных металлов и 0,03...0,07 % магния графит в чугуне приобретает шаровидную форму, что меньше ослабляет металлическую основу чугуна, такой графит не являетсяконцентратором напряжений и поэтому высокопрочный чугун, сохраняя достоинства серого чугуна, имеет высокие механические свойства, аналогичные свойствам углеродистых сталей. Ковкий чугун получают путем длительного отжига отливок из белого чугуна. Графит в этом чугуне имеет хлопьевидную форму. Такой графит также не является концентратором напряжений и придает чугуну повышенную пластичность. Серый чугун маркируется буквами "СЧ", цифры после букв - предел прочности при растяжении и испытании на изгиб. Высокопрочный чугун маркируется буквами "ВЧ" и цифрами, указывающими его прочностные свойства. Ковкий чугун маркируется буквами "КЧ", первые две цифры после букв обозначают предел прочности при растяжении, следующие - относительное удлинение. Сварку чугуна применяют главным образом для устранения дефектов в чугунных отливках, при ремонте вышедшего из строя оборудования и реже - для изготовления сварно-литых конструкций. Все чугуны имеют плохую свариваемость. Наиболее широко применяются хорошо разработанные процессы сварки деталей из серых чугунов. Чугун имеет повышенную склонность к образованию трещин, что обусловлено его низкой прочностью и пластичностью, а также образованием хрупких структур при сварке (отбеливание серого чугуна). Трещины возникают из-за неравномерного нагрева и охлаждения при сварке, литейной усадки металла шва, жесткости свариваемых изделий. Для устранения трещин, хрупких и твердых структур необходимо обеспечить такие химический состав металла шва и условия его охлаждения, при которых углерод наиболее полно перейдет в форму графита в шве. Необходим предварительный и сопутствующий подогрев изделия из чугуна и обеспечение медленного его охлаждения после сварки. Место на изделии, подлежащее подварке, подготавливают: дефект разделывают механическим способом или воздушно-дуговой резкой. При ручной дуговой сварке процесс ведется на повышенных режимах, поэтому место сварки с разделкой должно быть ограничено формирующим приспособлением. Как правило, это форма из огнеупорной смеси. Форма должна обеспечивать высоту наплавленного металла до 5 мм над поверхностью детали (рис. 74). Сварка ведется электродами с чугунными стержнями диаметром не менее 10 мм марки Б (ГОСТ 2671-70). В состав покрытия вводят компоненты, стабилизирующие дугу, шлакообразующие и легирующие углеродом и кремнием. Толщина покрытия не более 0,5 мм на сторону. Предварительный нагрев завариваемых деталей производят до температуры 400...700 °С (как правило, не выше 550 °С). Контролируют температуру либо по внешним признакам, либо с помощью термокарандашей. Нагревают чаще с помощью газовых горелок специальной формы для нагрева всего изделия без перемещения горелки. Сварку ведут на переменном или постоянном токе прямой полярности ванным способом, сварочный ток силой 900... 1300 А. Во время заполнения формы с поверхности ванны периодически удаляют лишний шлак. Для обеспечения высоких механических свойств наплавленного металла необходимо обеспечить медленное остывание места сварки. Если деталь небольших размеров, рекомендуется поместить ее в печь для отжига или засыпать асбестовой крошкой или песком слоем не менее 100... 150 мм. Для массивных деталей рекомендуется длительный подогрев места сварки с медленным уменьшением мощности подогревающего пламени. Возможна сварка чугунных деталей без предварительного нагрева (холодная сварка). Сварку ведут электродами из цветных металлов на медной основе. Медь не образует химических соединений с углеродом и нерастворима в железе, и шов получается неоднородным. Медно-железные электроды различной конструкции применяют чаще для заварки трещин, при сварке разбитых деталей с обеспечением хорошей прочности: 18...25 кгс/мм2 (180...250 МПа). Электроды со стержнем из никелевого сплава используют в тех случаях, когда необходимо обеспечить хорошую обрабатываемость сварного соединения. Однако такие швы весьма склонны к усадке. И поэтому сварку необходимо вести при минимальном токе и малом проплавлении металла, при небольшой длине валиков с обязательной проковкой. Ремонт мелких и крупных деталей можно производить сваркой стальными электродами в тех случаях, когда не требуется механическая обработка соединений и не оговаривается их прочность. Процесс ведут электродами для сварки низкоуглеродистых сталей типа УОНИ-13/46 на минимальном токе короткими швами с перерывами для охлаждения. Для получения более высокой прочности процесс необходимо вести с наложением отжигающих валиков на уже наплавленные слои. Сварку производят без демонтажа деталей с установкой в разделку стальных шпилек в шахматном порядке. Затем шпильки обваривают и заплавляют разделку стальными электродами. Сварку ведут с минимальной глубиной проплавления, участками 40...50 мм с перерывами для охлаждения. После заполнения разделки заваренный участок можно усилить приваркой стальных прутков в направлении действующих нагрузок. По поверхности наплавки укладывают слой "отжигающих" валиков.
Комментарии
RSS лента комментариев этой записи