Зварювання чавуну
- утворення тріщин у навколошовних зонах у процесі зварювання та при охолодженні після зварювання. Причина - низькі пластичні властивості та виникнення в процесі зварювання великої внутрішньої напруги; - при зварюванні спостерігається вигоряння кремнію, що супроводжується появою вибілених зон в металі шва і в основному металі, що прилягає до шва. Висока твердість цих зон ускладнює подальшу механічну обробку і, крім того, призводить до утворення тріщин; - чавун при нагріванні дуже швидко переходить з твердого стану в рідке, і навпаки. Ця властивість чавуну майже виключає його зварювання в стельовому положенні і утруднює в інших положеннях; - інтенсивне вигоряння вуглецю робить зварний шов пористим. На утворення пористості також впливає швидкий перехід чавуну з рідкого стану в тверде, при якому гази не встигають видалитись з зварювальної ванни; ; - чавунні вироби мають різноманітний хімічний склад та структуру. Різноманітність хімічного складу та структури іноді може спостерігатися у різних ділянках одного й того самого виробу. Це відбувається в результаті того, що більш тонкі частини чавунних виливків остигають швидше і в них спостерігається частковий відбіл, а товстіші частини остигають повільніше і мають структуру сірого чавуну. Найбільш погано зварюється чавун із крупнозернистою структурою. Чавун із дрібнозернистою структурою зварюється значно краще. На структуру чавуну впливає переважно його хімічний склад.
СПОСОБИ ЗВАРЮВАННЯ чавуну
1. Діаметр шпильок в залежності від товщини чавунних деталей, що зварюються(див. рис. 2), мм
Товщина зварюваного металу
Діаметр шпильки
Відстань між шпильками, (див. рис. 2)
Шпильки розташовують у шаховому порядку (рис. 2). Вони можуть бути різних діаметрів залежно від товщини деталей, що зварюються, при товщині деталей, що зварюються, до 10 мм діаметр шпильок не повинен перевищувати 6 мм. При більшій товщині деталей, що зварюються діаметр шпильок орієнтовно вибирають по табл. 1. При цьому в обробку встановлюють шпильки більшого діаметра, а біля оброблення ставлять шпильки меншого діаметру, як показано на рис. 2. Висота піднесення шпильок над поверхнею металу, що зварюється, повинна бути 0,5-1,0 діаметра шпильки. Перед зварюванням шпильки щільно ввертають у тіло металу, що зварюється. Глибина посадки шпильок повинна становити 1-2 діаметри шпильки. Обробка кромок може бути V- та Х-подібна. Найчастіше застосовують V-подібну обробку на половину товщини металу, що зварюється. Підготовлений під зварювання з вкрученими шпильками метал повинен бути очищений від бруду, олії, вологи та ливарної кірки. Зварювання виконують на постійному або змінному струмі з використанням електродів із захисно-легуючими покриттями типів Е42, Е42А, Е50 та Е50А. При товщині металу до 5 мм діаметр електрода беруть 3-4 мм, при товщині 5-10 мм діаметр електрода 4-5 мм. Орієнтовний режим зварювання наступний:
| Мал. 3. Зварювання чавунних деталей за допомогою шпильок і анкерів |
Сталевими електродами зі спеціальним покриттям зварюють вироби нескладної форми, середніх розмірів і маси, з товщиною стінок до 15 мм, що працюють при незначних статичних і ударних навантаженнях. Зварне з'єднання неоднорічно за структурою, проте метал зварного шва за складом та властивостями досить близький до сірого чавуну. При правильному і ретельному виконанні зварювання можна отримати щільне з'єднання, що піддається обробці різальним інструментом. Цей метод зварювання придатний для заварювання ливарних дефектів із невеликим обсягом наплавлення. Існують кілька складів спеціальних покриттів електродів. Ці покриття в основному складаються з графіту, феросиліцію та міді. Залежно від відсоткового вмісту тих чи інших компонентів електродному покритті можна отримати різний хімічний склад наплавленого металу. Важливу роль у складі покриття грає феросиліцій, який як графітизатор сприяє одержанню сірого чавуну. Сталеві електроди зі спеціальними покриттями мають сталевий стрижень із низьковуглецевого зварювального дроту Св-08 або Св-08А. Склади найпоширеніших спеціальних покриттів наведено у табл. 2. Режими зварювання беруть такі ж, як і при зварюванні чавуну звичайними сталевими електродами. Зварювання чавунними електродами в холодному стані в більшості випадків застосовують длявиправлення дефектів чавунного лиття - дрібних ливарних пір, пухкостей, раковин та тріщин. Метал зварного шва можна отримати близьким за хімічним складом до основного металу, проте в металі зварного шва і зонах, що прилягають до нього, спостерігається відбіл, що ускладнює подальшу механічну обробку.
2. Склади спеціальних покриттів сталевих електродів для зварювання чавуну, %