Главная  Сварка 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [ 26 ] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]

Divued bv Roman Efimov httn: \™Tv.farleD.net/-ioman

как ЭТИ способы дают меньшую зону нагрева, а поэтому обеспечивают лучшее качество сварного шва. чем газовая сварка. Газовой сваркой сваривают нержавеющую сталь толщиной не более 3 мм, так как при большей толщине стали ее деформации достигают значительной величины.

§ 3

Сварка чугуна

Чугун сваривают при исправлении дефектов отливок, а также восстановлении н ремонте деталей: заварке трещин, раковин, приварке отколовшихся частей и пр. Наиболее часто приходится сваривать изделия из серого (литейного) чугуна. Получение качественной сварки чугуна требует от сварщика необходимого опыта и знаний. Разработано много способов сварки чугуна как газовой, так и электрической. Выбор наилучшего способа определяется составом чугуна, конструкцией детали, условиями ее работы и характером дефекта. При этом следует иметь в виду, что газовая сварка серого чугуна является одним из наиболее надежных способов, позволяющим получать наплавленный металл, по свойствам весьма близкий к металлу чугунной детали. Это обусловлено тем, что при газовой сварке Происходит более длительный и равномерный нагрев и охлаждение сварив&емой детали, чем, например, при дуговой сварке. Поэтому газовая сварка обеспечивает лучшие условия для графитизации углерода в наплавленном металле, делает менее вероятным появление в соседних со швом участках основного металла твердых зон отбеленного чугуна и, наконец, уменьшает внутренние напряжения в свариваемом изделии и возможность образования трещин. Газовую сварку деталей из чугуна следует производить с применением предварительного подогрева, общего или местного.

Скос кромок делают односторонний (V-образный) с углом раскрытия 90°. При толщине до 4 мм скоса кромок не делают. Кромки тщательно очищают от масла, ржавчины и грязи щеткой или пескоструйным аппаратом и прогревают пламенем горелки. В качестве присадочных прутков берут чугунные стержни диаметром 4. 6, 8, 10, 12 мм, длиной 400-700 мм. Согласно ГОСТ 2671-44 стержни (прутки) для сварки чугуна выпускают марок А и Б. Стержни марки А предназначены для сварки массивных деталей с подогревом и имеют состав (%): углерода 3-3,6; кремния 3-3,5; марганца 0,5-0,8; фосфора 0,2-0,5, серы не более 0,08,

хрома не более 0,05 и никеля не более 0,3. Стержни марки Б предназначены для сварки мелких деталей с местным подогревом, когда охлаждение детали после сварки происходит быстро. Поэтому в стержнях марки Б содержится больше кремния, способствующего графитизации углерода, а именно 3,6-4,8% кремния и 0,3-0,5% фосфора. Остальные элементы содержатся в тех же количествах, как и в прутках марки А.

При сварке чугуна образуются окислы кремния, железа и марганца; для их удаления из сварочной ванны применяют флюс, состоящий из.молотой прокаленной буры технической (ГОСТ 8429-57) или из смеси (%): буры 56, углекислого натрия (соды) 22 и углекислого калия (поташа) 22 или буры 50, соды двууглекислой 47 и кремнезема 3. Применяют также флюс из углекислого натрия и двууглекислого натрия (по 50%). Хорошей раскисляющей способностью обладает флюс состава (%): буры прокаленной 23, углекислого натрия 27 и азотнокислого натрия 50. Пруток при сварке следует чаще погружать в флюс и подсыпать флюс в сварочную ванну. Наконечник выбирают мощностью 100-120 дм1ч ацетилена на 1 мм толщины металла.

Для сварки чугуна можно применять также газообразный флюс БМ-1, разработанный ВНИИАвтогенмашем и состоящий из летучей борорганической жидкости (см. § 5 данной главы). Разработанный для сварки латуни этот флюс дает хорошие результаты и при сварке чугуна.

Сварочное пламя при сварке чугуна должно быть нормальным или науглероживающим, так как окислительное вызывает местное выгорание кремния И в металле шва образуются зерна белого чугуна. Места с включениями зерен белого чугуна очень твердые и сильно затрудняют последующую обработку шва режущим инструментом. Металл хорошо прогревают, сварку ведут быстро нижним швом, а для массивных деталей-двумя горелками одновременно. Концом прутка все время перемешивают металл сварочной ванны для облегчения выхода растворенных газов, так как иначе шов получится пористым.

Детали сложной формы, имеющие неодинаковое сечение в отдельных частях, отверстия, перемычки и т. д., во избежание появления трещин и внутренних напряжений от неравномерного нагрева, необходимо сваривать только с предварительным подогревом. Общий подогрев детали осуществляют в печи, горне или яме до 300-400° С, а более крупных деталей -до 600-700° С. При пользовании временными пе-




•"ЖтаТьЖлЖТют снаружи древесным углем и за-крывают асбестом. Для поступления воздуха снизу в стенках печи делают отверстия. После сварки деталь должна медленно остывать вместе с печью для того, чтобы металл шва получил однородную структуру серого чугуна и в изделии не появились трещины от неравномерного охлаждения.

В цехах массового производства, где сваривают большое количество чугунных изделий, для подогрева применяют не-ррерывно действующие конвейерные печи.

Местный подогрев применяют при сварке очень громоздких изделий или в том случае, когда форма и характер повреждения не требуют нагрева всего изделия. Местный подогрев производится горелками, паяльными лампами, индукционным злектронагревом, древесным углем, коксом. В последних двух случаях место подогрева ограждают коробкой из листового железа с отверстиями для доступа воздуха и засыпают древесным углем или коксом, которые разжигают. При местном подогреве детали подогреваемого участка должны нагреваться и охлаждаться одновременно и постепенно. Малые сечения при охлаждении следует иногда подогревать, поддерживая нх в нагретом состоянии, чтобы они не охлаждались быстрее, чем более массивные части. Местный подогрев производят так, чтобы кромки в месте сварки предварительно разошлись. На рис. 72 показан пример местного подогрева при сварке чугунной рамы. Если лопнувший средний брус рамы сварить в А без предварительного подогрева в Б и fi, то при охлаждении средний брус начнет сокращаться по длине, стремясь изогнуть поперечные брусья, как это показано пунктиром. Вследствие сопротивления изгибу поперечных брусьев они в свою очередь будут стремиться разорвать сваренный брус. Так как чугун плохо сопротивляется растяжению, то средний брус лопнет по месту сварки в А. Этого не произойдет, если перед сваркой нагреть боковые брусья в Б и В. При этом они удлинятся, кромки среднего 158

Рис. 72. Местный подогрев при

сварке чугунной рамы: . А - место сварки, Б, В ~ места подогрева

бруса в А разойдутся и в таком состоянии его сваривают. При остывании все три бруса сократятся в одинаковой степени и в Л не возникнет растягивающих усилий.

При сварке чугуна пруток погружают в сварочную ванну только после нагрева конца прутка до светло-красного каления, так как холодный пруток может вызвать местное отбеливание чугуна. Металл в ванне непрерывно перемешивают концом прутка для удаления газов и окислов. Пруток следует вынимать из ванны возможно реже и только для того, чтобы покрыть его флюсом.

Пламя нельзя отводить в сторону в процессе сварки, которую ведут с возможно большей скоростью. Если нагрев металла слишком высок, то ядро пламени можно несколько удалить от поверхности ванны, которая, однако, все время должна быть покрыта восстановительной частью пламени. Излишняя задержка пламени на одном месте приводит к выгоранию углерода и кремния в данном месте, что вызывает образование структуры отбеленного чугуна.

После окончания заварки трещин изделию дают полностью медленно охладиться вместе с горном с целью предупредить коробление и образование трещин от неравномерного охлаждения. Кроме того, медленное охлаждение препятствует появлению в шве структуры белого чугуна.

Чугуны серый, ковкий и высокопрочный можно сваривать* присадочной проволокой из латуни Л62, имеющей температуру плавления 850-900° С, т. е. ниже температуры плавления чугуна, равной 1100-1250° С. Сварку ведут без подогрева детали или с местным подогревом. Шов будет достаточно пластичен и прочен, так как латунь пластична и лучше чугуна сопротивляется растяжению и ударам. Чугунная деталь при этом способе сварки не подвергается сильному нагреву, поэтому в ней не возникают опасные деформации и напряжения. Наконечник при сварке чугуна латунью берут мощностью пламени 60-75 дм/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Угол раскрытия шва 70-80°. Применяют флюс состава (%): плавленой буры 70, поваренной соли 20 и борной кислоты 10. Можно применять только буру или смесь буры и борной кислоты, взятых в равных количествах.

Кромки чугунной детали не расплавляют, а только нагревают до светло-красного каления, затем их посыпают флюсом и наплавляют латунь, которая облуживает кромки

* Этот способ иногда называют пайкой чугуна латунью, поскольку при нем не происходит расплавления основного металла.



bv Roman Efimov htto: www.farleD.net/~roman

диффундируя в чугун. После этого латунью постепенно заполняют весь шов, посыпая жидкий металл флюсом и перемешивая его концом присадочной проволоки. Наплавку ведут менее горячей частью пламени, держа ядро на большем расстоянии от ванны, чем обычно и направляя пламя преимущественно на присадочную латунную проволоку.

Лучше всего чугун смачивается расплавленной латунью прн 700-850°С. При более низкой температуре, порядка 600° С, наплавленный металл быстро застывает и содержащиеся в нем газы не успевают выделиться, что вызывает пористость швов. При температуре свыше 900° С происходит растворение железа в латуни и испарение из нее цинка, что также вызывает пористость наплавленного металла. Кроме того, при этой температуре из чугуна выгорает графит, что ухудшает смачивание чугуна латунью. Для предупреждения испарения цинка, входящего в состав латуни, пламя должно иметь избыток кислорода до 30-40%.

Для сварки чугуна латунью наиболее целесообразно применять газообразный флюс (см. § 5 этой главы). Кроме того, применяют чугунные прутки с медным покрытием, улучшающие смачиваемость кромок наплавляемым металлом, а также прутки из так называемого эвтектического чугуна, температура плавления которого 1050-1200°С. При сварке употребляются флюсы в виде пасты. При отсутствии специальных чугунных прутков или латуни Л62 трещины в чугунных деталях можно заваривать также проволокой из электролитической красной меди.

При сварке высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита применяют прутки, содержащие 0,07% магния.

Низкотемпературная заварка литейных дефектов в чугунных деталях. При данном способе, разработанном ВНИИАвто.генмашем для заварки литейных дефектов деталей из серого чугуна, применяются специальные чугунные прутки и флюсы-пасты. Заварка происходит без расплавления основного металла и процесс заварки аналогичен пайке, но вместо припоя из другого металла в данном случае применяется пруток также из чугуна соответствующей марки. Присадочные стержни марки НЧ-1 для заварки изделий с тонкой стенкой имеют состав:

Углерода Кремния Марганца Серы

3,0-3,5 3,0-3,4 0,6-0,7 не более 0,05

Фосфора Никеля Хрома . Титана

0,2-0,4 0,4-0,6 ДО 0,1 0,15-0,20

При заварке толстостенных изделий охлаждение наплавки происходит быстрее. В связи с этим применяют присадочные стержни марки НЧ-2, в которых повышено содержание кремния до 3,5-4,0%, способствующего графитизации чугуна наплавки и препятствующего отбеливанию; содержание остальных компонентов то же, что и в марке НЧ-1. Стержни отливаются в кокиль и имеют диаметр 5, 7, 9 и 12 мм. Флю-сы-пасты для этого процесса заварки имеют следующий состав (%):

Флюс ФСЧ-1 ФлюсФСЧ-2

ТУ 21-62 ТУ 22-62

Бура плавленая .... 23 18

Сода кальцинированная 27 25

Селитра натриевая обезвоженная ...... 50 56,5

Литий углекислый обезвоженный ...... - 0,5

Воды (% к весу сухой части)........ 1 I

Для прутков НЧ-1 применяют флюс ФСЧ-1, для НЧ-2- флюс ФСЧ-2.

Место сварки зачищают до металлического блеска. При толщине до 10 мм кромки делают V-образной формы с углом раскрытия 70-90°, при толщине более 10 мм - Х-об-разной. Литейные дефекты (поры, шлаковые включения) вырубают и кромки разделывают с общим углом раскрытия шва 45-60°.

Перед сваркой изделие подвергают местному нагреву горелкой до 300-400° С; изделия с более сложной формой подвергают общему нагреву в печи до той же температуры.

На нагретую поверхность наносят слой флюса-пасты и место сварки нагревают горелкой до 820-860° С. Пламя должно быть нормальным (восстановительным). При этой температуре флюс-паста плавится, покрывая место сварки тонкой пленкой. Присадочный стержень покрывается снаружи флюсом-пастой и расплавляется постепенно, капля за каплей стекая на завариваемую поверхность и растекаясь по ней. Сварку ведут справа налево, пламя горелки перемещают впереди шва. После заварки изделие медленно ох-лаждают в песке или под слоем асбеста.

При данном способе сварки в шве отсутствуют зоны твердого отбеленного чугуна, так как основной металл не доводится до плавления; наплавка получается плотной, мягкой и хорошо обрабатывается резцом. Ремонтируемое



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [ 26 ] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]

0.0013