Разновидности дуговой сварки чугуна
Горячая сварка с предварительным и сопутствующим подогревом изделия. Сварку производят чугунным электродом диаметром 8—12 мм с графити-зирующим покрытием или угольным электродом с чугунным присадочным прутком. Температура нагрева -до 400-450°С. Для изделий особо сложной формы - до 550-600°С. Нагрев осуществляется в газовых или электрических печах, а также в горнах. Место, подлежащее заварке, разделывают и заформовывают (для удержания расплавленного металла). Сварку начинают после высушивания формы. Сварочный ток должен быть 50-90 А на 1 мм диаметра электрода. Для горячей сварки рекомендуется применять порошковую проволоку ПП-ЧЗ и ЛЧ-96 (СО2).
Холодная сварка без предварительного подогрева изделия. Сварка производится электродами УОНМИ-43/45 и УОНИИ-13/55, а также электродами других марок со стальными и медно-никелевыми стержнями. В тяжелых и крупных деталях производится подготовка мест, подлежащих заварке) путем установки шпилек и связей в разделке шва. Для холодной сварки чугуна применяется порошковая проволока ПП-1, ПП-Ч2.
Сварка стальными электродами. При этом виде сварки с целью образования прочного наплавленного металла в чугунное изделие завертывают шпильки, которые впоследствии обваривают. Такой способ применяют при ремонте тяжелых и громоздких чугунных деталей. При сварке чугуна стальными электродами металл шва обычно содержит повышенное количество углерода, в результате чего имеет высокую твердость и подвержен образованию трещин. Для снижения твердости металла шва при сварке стальными электродами применяются два способа:
♦ уменьшение глубины проплавления основного
металла, или процесс сварки ведется по слою окислительного флюса, содержащего до 30% окалины, где флюс выполняет функцию окислителя углерода;
♦ нанесение на стержень из углеродистой стали
толстого графитизирующего покрытия, содержащего 30% ферросилиция и 30% графита.
Сварка медножелезными электродами. Для сварки чугуна применяют медножелезные электроды. Покрытие этих электродов состоит из основного типа, содержащего железный порошок. Наиболее распространенными типами электродов являются электроды марки ОЗЧ-1 и МНЧ-1. Наплавленный металл этих электродов хорошо обрабатывается. Сварное соединение чугуна, выполненное этими электродами, представляет механическую смесь меди и железоуглеродистого сплава, соединенного с основным металлом общими кристаллами стали, а также путем частичной диффузии меди в микропоры чугуна.
Сварка железноникелевыми электродами. Электроды марки ЦЧ-3 и ЦН-ЗА изготавливают из железноникелевой проволоки с покрытием фтористо-карбонатного типа и применяют для сварки высокопрочных и серых чугунов.
Сварка электродами из аустенитного чугуна с токоподводящим покрытием. Они предназначены для заварки дефектов литья и ремонтной сварки. Сварку этими электродами ведут постоянным током при прямой полярности. Покрытие этих электродов имеет хорошую электропроводность, и поэтому дуга горит попеременно между металлическим стержнем и изделием, а также между покрытием и изделием.
Сварка с применением шпилек. Для восстановления ответственных изделий различных габаритов, работающих при значительных нагрузках и не требующих обработки после сварки в месте сварки, в изделие ввертывают шпильки из малоуглеродистой стали, а сварку производят электродами типа Э42, Э42А, Э50, Э50А на постоянном или переменном токе. Чугун и сталь имеют разную усадку, что приводит к плохому их соединению. Кроме того, наплавленная на чугун сталь обогащается углеродом, становится хрупкой и при остывании в ней образуются трещины. Для устранения этих недостатков и применяют шпильки.
При толщине изделий свыше 6 мм кромки свариваем под углом 45°. На подготовленных кромках в шахматном порядке просверливают отверстия, в них нарезают резьбу и ввертывают шпильки (рис. 27, а). Диаметр шпильки равен 0.2 толщины свариваемой кромки (шпильки диаметром менее 3 мм не ставят), расстояние между шпильками равняется 4-6 их диаметра, расстояние от кромки до шпильки - 1,5-2 диаметра шпильки, глубина ввертывания шпильки равна двум диаметрам шпильки, высота шпильки над поверхностью изделия составляет У.5-1 диаметра шпильки. При толщине свариваемого металла выше 10 мм рекомендуется между шпильками устанавливать анкеры толщиной 6-12 мм из низкоуглеродистой стали (рис. 27, б). Их располагают под углом 45° и 90° к сварному шву после заварки участков между шпильками. Приваривать анкеры можно не на всю толщину.
Сварка соединений со шпильками начинается с обвари шпилек кольцевыми швами, последующего заполнения участков между обваренными шпильками и только после этого приступают к заплавке всей разделки. Сварку рекомендуется выполнять участками не более 100—150 мм, стремясь к минимальному количеству наплавленного металла. Для сварки изделий толщиной до 5 мм применяют электроды диаметром 3-4 мм, толщиной 5—10, диаметром 4-5 мм. Сварочный ток для электродов диаметром 3 мм рекомендуется 90-100 А, диаметром 4 и 5 мм - соответственно 130-160 и 180-200А.
При отсутствии специальных электродов сварку рекомендуется выполнять следующими электродами:
• медным стержнем с навитой оболочкой из жести толщиной 0,3-0,4 мм, при этом на электрод наносится меловое покрытие (80% мела, 20% жидкого стекла);
• стальной сварочной проволокой, запрессованной в медную трубку (с тем же покрытием);
• пучком, состоящим из стального и медных стержней (с любым защитным покрытием).