Зварювання та наплавлення деталей з чавуну

Характерними дефектами цих деталей є тріщини, пробоїни, відколи, пошкодження різьблення в отворах, зношування робочої поверхні. Вони усуваються в основному зварюванням і наплавкою.

Наявність у чавуні значного вмісту вуглецю і низька його в'язкість викликають певні труднощі при відновленні деталей з цього матеріалу:

відбілювання шва внаслідок швидкого охолодження наплавленого металу. При швидкому охолодженні вуглець не встигає виділитися у вільному стані у вигляді графіту та залишається у хімічно зв'язаному стані у вигляді цементиту. Шов виходить твердим, тендітним і не піддається обробці;
виникнення великих внутрішніх напруг і тріщин у зоні зварювання

при нерівномірному нагріванні чи охолодженні деталі;

виникнення пір та раковин, викликаних утворенням при зварюванні чавуну

тугоплавких оксидів, що створюють на поверхні розплавленого металу

тверду плівку, яка ускладнює вихід газів;

високою рідиною чавуну в розплавленому стані і миттєвим переходом його з рідкого стану в тверде.

Щоб уникнути появи тріщин та відбілювання чавуну при зварюванні застосовують такі технологічні заходи:

вибір оптимальних температурних режимів та попередження перегріву

зони зварювання шляхом застосування зворотної полярності; зменшення часу безперервного горіння дуги;

зниження внутрішньої напруги в зоні зварювання шляхом зменшення обсягу наплавленого металу, проковування шва в гарячому стані, зменшення швидкості охолодження;
правильний вибір способу зварювання.

Для отримання якісного шва дуже важливо правильно підготувати під зварювання(наплавлення) дефектне місце деталі – поверхню в зоні тріщини очистити до блиску, кінці тріщини при товщині деталі більше 5 мм засвердлити свердлом діаметром 3…4 мм.

Електродугове зварювання чавунних деталей проводиться постійним струмом зворотної полярності (деталь з'єднується з негативним полюсом зварювального генератора, а електрод – з позитивним), короткими ділянками, зворотно-ступінчастим способом (рис. 5.23). Для забезпечення достатньої міцності та хорошої оброблюваності наплавленого металу холодне зварювання рекомендується здійснювати:

електродами МНЧ-1 (63% Ni + 37% Cu) зі спеціальним фтористо-кальцієвим покриттям або железо-нікелевими електродами типу ЖНБ;
електродами ЦЧ-4, які являють собою зварювальний дріт Cв-08 або Cв-08А з фтористо-кальцієвим покриттям, що містить титан або ванадій, якого в наплавлений метал переходить до 9,5%. Перед зварюванням рекомендується підігрівати деталь до 150...200 0 С, а після накладання валиків відразу їх проковувати;
електродами ОЗЧ-1, що являють собою мідний електродний дріт з фтористо-кальцієвим покриттям, що містить залізний порошок. Після зварювання кожну ділянку вкрай важливо проковувати і продовжувати її після охолодження шва до 50…60 0С.

Мал. 5.23. Зворотноступінчастий спосіб накладання шва: а – від середини до

краям шва; б – від краю шва до іншого; в – від країв до середини

Заварювання тріщин у тонкостінних деталях ведуть гранично короткою дугою ділянками довжиною 30...40 мм від середини тріщини до кінців, не допускаючи нагріву деталі більше 70 0 С. Якщо тріщина має розгалуження, спочатку заварюються вони, а потім основна тріщина.

При зварюванні товстостінних деталей накладається кілька шарів. Перед накладенням кожногоНаступного валика дуже важливо з попереднього видалити шлак і окалину.

Неглибокі отвори заварюються з одного боку, глибокі із двох. При цьому під отвір встановлюють підкладку із міді або сталі 08.

Шви, що вимагають герметичності, проковуються або замазуються епоксидними пастами.

Газове зварювання чавуну кольоровими сплавами без підігріву деталі виконують у поєднанні з дуговим зварюванням і широко застосовують у ремонтному виробництві для зварювання тріщин на оброблюваних поверхнях корпусних деталей. Присадочний матеріал – латунь Л62. Температура плавлення латуні нижче температури плавлення чавуну (880...950 0 С), у зв'язку з цим її можна застосовувати для зварювання, не доводячи чавун до плавлення і не викликаючи в ньому особливих структурних змін і внутрішніх напруг. Використання цього процесу дозволяє отримувати зварювальні шви щільні, що легко піддаються обробці.

Обробка швів проводиться напилками або абразивними колами з використанням механізованого інструменту.