Cварка чугуна

Cварка чугуна

 В настоящее время применение сварки чугуна ограничивается главным образом ремонтными работами. Ее применяют для исправления сломавшихся литых чугунных деталей, заполнения раковин, образовавшихся во время литья, наплавки изношенных частей и устранения различных внешних дефектов.

Исправление дефектов в чугунных деталях может производиться без предварительного подогрева или с подогревом (местным и общим). Способ сварки чугуна без предварительного подогрева называется холодным способом, а с предварительным подогревом всего изделия — горячим способом. Если перед сваркой производится подогрев не всей детали, а только части ее, то такой способ сварки называется полугорячим. Для правильного ведения процесса сварки надо иметь в виду следующие свойства чугуна. Возникающие при быстром нагреве и охлаждении чугуна внутренние напряжения могут вызвать появление трещин и даже разрывов.

При быстром охлаждении нагретого чугуна он отбеливается, шов после этого не поддается механической обработке режущим инструментом.

В расплавленном состоянии чугун быстро окисляется и покрывается окислами, температура плавления которых может быть выше температуры плавления чугуна.

При нагреве чугун сразу переходит из твердого состояния в жидкое, а при охлаждении, наоборот— из жидкого в твердое, вследствие чего газы не успевают полностью выделиться из металла и шов получается пористым. Чугун более жидкоплавкий, чем сталь, поэтому сварку его желательно проводить только в нижнем положении.

Из всех сортов чугуна наиболее успешно и качественно сваривается газовой сваркой серый чугун.

Для сварки чугуна выбирают наконечник горелки из расхода 100—120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Пламя устанавливается нормальным или с небольшим избытком ацетилена. Окислительное пламя недопустимо, так как оно вызывает сильное выгорание кремния и марганца с последующим образованием в шве включений белого чугуна.

В качестве присадочного металла берут чугунные стержни диаметром от 6 до 12 мм , длиной 400—700 мм. Для сварки массивных деталей с подогревом применяют стержни марки А по ГОСТ 2671-44 (углерода —3,0—3,6%, кремния —3,0—3,5%, марганца 0,5—0,8%, серы — не более 0,08%, фосфора — 0,2—0,5%), а во всех остальных случаях — стержни марки Б по этому же госту (отличаются от марки А только содержанием кремния — 3,6—4,8%). Поверхность стержней должна быть чистой.

Для удаления получающихся при сварке окислов железа, марганца и кремния применяется порошкообразный флюс, состоящий из 23% прокаленной буры, 27% углекислого натрия безводного и 50% азотнокислого натрия или только из измельченной прокаленной буры.

При толщине стенок чугунных изделий больше 8—10 мм сварка, во избежание непровара, производится с предварительным скосом кромок. Скашивание кромок выполняется обычно с одной стороны, т. е. делается V -образная разделка. Х-образная разделка применяется сравнительно редко, так как подготовка кромок с обратной стороны не всегда доступна. Разделка шва производится на всю толщину стенки под углом 90°. Кромки разделываются, как правило, с помощью зубила, причем стружка, снимаемая зубилом, должна быть небольшой толщины (0,8—1 мм), так как сильные удары молотком по зубилу при снятии стружки большой толщины могут привести к образованию трещин.

При восстановлении изделия следует отдельные части собрать и закрепить хомутами или винтовыми стяжками так, чтобы было плотное соприкосновение плоскостей по излому и была обеспечена возможность свободного подхода горелкой.

Концы трещин нужно засверливать, чтобы при сварке они не распространялись дальше в тело детали. Если трещина не доходит до края детали на небольшое расстояние, то целесообразно разделку довести до конца. Трещину разделывают вначале путем просверливания ряда отверстий вдоль нее, а затем оставшиеся между сверлениями перемычки вырубают зубилом. Сверление производится не на всю глубину трещины, а так, чтобы прошла насквозь лишь вершина конуса сверла. Диаметр сверла берут равным толщине завариваемой стенки

. Все части изделия вблизи шва должны тщательно очищаться от краски, окалины, ржавчины, следов масла, песка и прочих загрязнений, так как попадание их в металл шва вызовет пористость шва и шлаковые включения в нем.

Выбор способа сварки чугуна (с подогревом или без подогрева) в основном определяется сложностью конструкции исправляемой детали, местом расположения дефекта, толщиной стенки изделия и его размерами.

Сварка без подогрева применяется только для таких деталей, которые во время сварки могут свободно расширяться. Например, при сварке рычага (фиг. 65, а) вследствие отсутствия жесткости конструкции и небольших размеров детали неравномерный нагрев и усадка металла не будут вызывать развития напряжений в изделии.

Частичный подогрев требуется в том случае, когда металл в месте сварки не может свободно расширяться при нагреве.

Подогрев детали производится в таком месте, чтобы кромки в месте сварки предварительно разошлись. На фиг. 65, б приведен простейший пример применения частичного подогрева. Если сварить указанную раму без подогрева, то металл шва при остывании будет испытывать растяжение.

Так как чугун плохо сопротивляется растяжению, то при остывании может появиться трещина в шве или рядом с ним. Если же перед сваркой нагреть раму в точках 2, то в этих местах металл 3 будет расширяться и кромки в точке 1 разойдутся. При остывании после сварки все три бруса будут сокращаться в одинаковой степени, и шов не будет испытывать растяжения. Частичный подогрев; производится горелкой или паяльной лампой до температуры 500—600° С.

Фиг. 65. Пример сварки чугунных деталей без подогрева (а) и с частичным подогревом (б): 1 — завариваемая трещина; 2—место подогрева.

Все детали сложной формы, имеющие неодинаковое сечение стенок, ребра, отверстия и так далее, во избежание появления в них трещин от неравномерного нагрева и охлаждения нужно сва- ривать с применением предварительного полного подогрева до 500 —600°С (темно-красное каление). К числу таких изделий следует отнести шкив с ободом большой жесткости, блоки двигателей 1 внутреннего сгорания, цилиндровые крышки автомобильных двигателей и дизелей с трещинами в перемычках между клапанными гнездами; цилиндры нефтяных насосов с трещинами между перемычками, корпусы насосов, паровозные цилиндры, станины механических прессов, полиграфических машин и др.

Подогрев должен вестись медленно с тем, чтобы обеспечить равномерное нагревание всех частей детали.

Предварительный подогрев может осуществляться в разборных железных коробках, горнах, в ямах и печах различного типа (газовых, электрических и других).

Нагрев в железных коробках применяется при небольшом объеме ремонтных работ или когда приходится сваривать детали резко отличающиеся друг от друга как по форме, так и по размерам. Для подогрева свариваемых деталей изготовляют из кровельного железа коробку; между свариваемым изделием и стенками коробки должен быть зазор 100—200 мм (чем крупнее изделие, тем большим должен быть зазор). По всей площади в листах пробивают отверстия для поступления воздуха. Изделие укладывают в коробку так, чтобы имелся удобный доступ к разделке шва, затем в зазор между стенками изделия и коробки засыпают раскаленный древесный уголь и деталь сверху закрывают асбестовым или железным листом. После прогрева изделие сваривают, приоткрыв лист и обнажив разделку шва.

Источник: сайт газовая сварка http://www.gazosvarka.ru/