Сварка чугуна

Дата: 2015-03-08 12:44
 

Чугун относится к группе материалов, обладающих плохой технологической свариваемостью в связи с высокой склонностью к отбеливанию, т. е. появлению участков с выделениями цементита той или иной формы, и образованию трещин в шве и околошовной зоне. Кроме того, интенсивное газовыделение из сварочной ванны, которое продолжается и на стадии кристаллизации, может приводить к образованию пор в металле шва, а повышенная текучесть затрудняет удержание расплавленного металла от вытекания и формирование шва. Вследствие окисления кремния на поверхности сварочной ванны возможно образование тугоплавких оксидов, что может приводить к непроварам.

Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой сваркой, термитной сваркой, заливкой жидким чугуном, порошковой проволокой и т. д. В зависимости от температуры предварительного подогрева различают сварку с подогревом до высокой температуры (горячая сварка), с небольшим подогревом (полугорячая сварка) и без подогрева (холодная сварка).

Горячая сварка чугуна. Изделие подогревают до температуры 600—800 °С. Сварку выполняют на очень больших сварочных токах без перерывов до конца шва при большой сварочной ванне. Для электрода диаметром 8 мм требуется сварочный ток 600—700 А, при диаметре 10 мм — 750—800 А. С использованием угольного электрода на постоянном токе прямой полярности варят электродами диаметром 8 мм и более при токе от 280 А. Для защиты и раскисления ванны применяют флюсы на борной основе, чаще всего техническую безводную (прокаленную при температуре -400 °С) буру.

Основными недостатками горячей сварки чугуна являются значительная трудоемкость и тяжелые условия труда сварщиков. Правда, этим достигается высокое качество сварного шва.

Полугорячая сварка. Подогрев свариваемой детали до 300—400 °С способствует замедленному охлаждению металла шва и прилежащих к нему зон после сварки. Детали перед сваркой нагревают в термических печах, горнах или с помощью газовых горелок ацетиленокислородным пламенем. При подогреве газовой горелкой необходимо следить за равномерностью нагрева подогреваемой поверхности.

Полугорячую сварку чугуна можно осуществлять низкоуглеродистыми стальными электродами с покрытиями типа МР-3, УОНИ-13, стальными электродами со специальным покрытием, чугунными электродами и ацетиленокислородным пламенем с применением чугунных присадочных прутков. При сварке сквозных трещин или при заварке дефектов, находящихся на краю деталей, необходимо применять графитовые формы, предотвращающие вытекание жидкого металла из сварочной ванны. Во время сварки следует непрерывно поддерживать значительный объем расплавленного металла в сварочной ванне и тщательно его перемешивать концом электрода или присадочного стержня. Для замедленного охлаждения заваренные детали засыпают мелким древесным углем или сухим песком.

Холодная сварка. Этот тип сварки имеет несколько разновидностей: стальными электродами, стальными электродами со специальными покрытиями, чугунными, медными и прочими электродами.

Сварку стальными электродами применяют при ремонте неответственных чугунных изделий небольших размеров с малым объемом наплавки, не требующих после сварки механической обработки. Сварное соединение неоднородно по структуре, часто не обладает достаточной плотностью и имеет низкую прочность.

Сварку электродами с защитно-легирующими покрытиями выполняют с V- или Х-образной разделкой кромок. Для устранения неравномерного разогрева детали сваривают отдельными участками вразбивку. Длина отдельных наплавленных участков сварного шва не должна превышать 100—120 мм. После наплавки отдельных участков им дают возможность остыть до температуры 60—80 °С.

Наилучшие результаты получают при сварке электродами с покрытием УОНИ-13/45 на постоянном токе обратной полярности. Также для сварки чугуна получили распространение медно-железные, медно-никелевые и железно-никелевые электроды.