№109 Сварка чугуна с дополнительным подогревом изделия

Сварка чугуна с дополнительным подогревом изделия.

Сварку чугуна с подогревом можно применять для изделий ограниченных размеров и массы

(до 2,5т), так как при большом объеме нагретого металла производить сварку трудно.

Сварка чугуна с подогревом выполняется в такой последовательности:

1. Подготовка к сварке.

Раковины и шлаковые включения полностью удаляются вырубкой или сверлением. Трещины, подлежащие заварке, вырубаются с разделкой; невырубленным остается притупление в 3 — 6мм. Если объем металла, подлежащего наплавке, велик и превышает 60см, то место, предназначенное к сварке, должно быть заформовано так, чтобы можно было обеспечить заполнение этой части ванны жидким чугуном. Формовку выполняют графитовыми пластинами или формовочным песком, замешанным на жидком стекле. Формовка должна исключить возможность вытекания жидкого металла из ванны (рис. 1).

Рис. 1. Подготовка чугунного изделия с трещиной под сварку с подогревом:

1 — трещина;

2 — графитовые пластины;

3 — формовочная смесь;

4 - свариваемое изделие;

5 - графитовая вставка;

Объем расплавленной ванны должен обеспечивать возможность поддержания ее в жидком состоянии.

После заварки одной секции и затвердевания заваренного участка вставка вынимается.

2. Подогрев изделия.

Подогрев производится в печах или специальных нагревательных ямах. Обычно температура нагрева при газовой сварке поддерживается в пределах 450 —600°С и при дуговой сварке

700 — 850 °С. Подогрев чугунных изделий перед сваркой до таких высоких температур требуется для того, чтобы снизить скорость охлаждения металла шва и придать ему относительно высокие пластические свойства и возможность обработки режущим инструментом; подогрев необходим также после сварки, чтобы происходило равномерное охлаждение всего изделия и не возникали трещины. Более высокая температура подогрева чугунного изделия при дуговой сварке объясняется тем, что погонная тепловая энергия в этом случае меньше, чем при газовой сварке.

3. Выполнение сварки.

Чугуны с подогревом свариваются газовым пламенем и дугой.

Газовая сварка производится нормальным пламенем горелкой с наконечниками № 5 — 7. Допускается сварка науглероживающим пламенем. Применение флюса при газовой сварке чугунов обязательно. Чаще всего в качестве флюса используют прокаленную буру или смесь из 50% углекислоте и 50% двууглекислого натрия; рекомендуется флюс марки ФСЧ-2. Защиту сварочной ванны эффективно выполнять газообразным флюсом БМ-1, состоящим из летучей борорганической жидкости.

Присадочным материалом при горячей тазовой сварке служат чугунные прутки марок А, Б,

ПЧ-1, ПЧ-2 и ПЧ-3. Прутки обеспечивают при сварке наплавленный металл с перлитно-ферритной или с перлитной структурой.

При газовой сварке чугунный пруток погружают в сварочную ванну только после нагрева его конца до температуры светло-красного каления. Пруток вынимают из ванны только для нанесения на его поверхность флюса. Основной металл и присадочный пруток плавятся под флюсом.

Горячая дуговая сварка чугунов выполняется или покрытыми электродами (электроды чугунные на прутках ПЧ-1, А, Б) марки ЭЧ-1, ЦЧ-5 (электроды на проволоке Св-08), ЭЧ-2 (электроды чугунные на прутках ПЧС-1), или порошковой проволокой марок ПП-АН-Ч2 (проволока института им. Е. С. Патона), ППЧ-3М (проволока ВНИИЛИТмаш и Станколит),

ПП-АН-Ч5. Для горячей дуговой механизированной заварки дефектов средних и небольших размеров (до 50см) применяют механизированную сварку порошковой проволокой с использованием керамических стержней (например, марки СКЧ-3).

Качество соединения свариваемых частей и температура, от которой оно зависит, определяются формой сварочной ванны (рис. 2).

Р ис. 2. Форма сварочной ванны в зависимости от её нагрева: а — холодная, 6 — перегретая, в — нормальная.

Выпуклая поверхность ванны (рис. 2, а) говорит о плохом соединении. В этом случае сварщик должен увеличить нагрев стенок изделия.

Когда ванна чрезмерно горяча, расплавление стенок изделия идет интенсивно, образуется очень характерный подрез стенки (рис. 2, б) в этом случае требуется пламя или дугу перемести в центр ванны, уменьшить температуру ванны добавлением в нее кусочков стержней, электродов или заранее приготовленных мелких кусков чугуна.

Правильный процесс сварки характеризуется вогнутой поверхностью сварочной ванны

(рис. 2,в) без подреза; жидкий чугун хорошо смачивает стенки детали.

Многослойная сварка чугуна применяется редко и лишь в тех случаях, когда невозможно поддерживать всю ванну в жидком состоянии.

4. Охлаждение изделий после горячей сварки производится с малой скоростью, иногда в течение 3 — 5сут. Подготовка к охлаждению заключается в том, что после окончания сварки поверхность металла шва засыпается слоем мелкого порошка древесного угля, а все изделие со всех сторон закрывается асбестовыми листами и сухим песком.