СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Особенности сварки чугуна

Сплав железа с углеродом, содержащий от 1,7 до 6,7% углерода, 1—3,5% кремния и 0,3—1% марганца, называется чугуном. В сером литейном чугуне углерод находится преимущественно в виде прослоек графита, расположенных между зернами сплава. Содер­жание углерода в литейном чугуне колеблется в пределах 3—3,6%, кремния 1,6—2%, марганца 0,5—1%, серы до 0,12%, фосфора до 0,8%.

Если основная часть углерода находится в чугуне в виде це­ментита (Fe3C), то такой чугун очень тверд и трудно поддается об­работке.

Кремний в чугуне является графитообразующей примесью и способствует образованию структуры серого чугуна.

Сера является вредной примесью в чугуне, так как способст­вует образованию трещин при сварке, образуя легкоплавкие про­слойки сернистого железа между кристаллами сплава. Сера также способствует образованию цементита в чугуне.

Марганец удаляет серу из чугуна. При содержании марганца до 0,8% он способствует выделению графита, при содержании более 1% — выделению цементита.

Фосфор повышает жидкотекучесть, твердость и хрупкость чугу­на. Никель повышает прочность чугуна и способствует выделению графита. Примесь хрома способствует выделению углерода в виде цементита.

В машиностроении широко применяются также высокопроч­ные чугуны, обладающие наряду с хорошими литейными свойства­ми также достаточно высокой пластичностью и прочностью при ударных нагрузках.

Их особые свойства обусловлены характером выделения в струк­туре зерен углерода, которые имеют завихренную шарообраз­ную (глобулярную) (модифицированный чугун) или мелкозерни-

стую хлопьевидную и глобулярную форму (ковкий чугун). Сварке, как правило, подвергается серый литейный чугун.

Обычный литейный чугун не обладает пластичностью и плохо выдерживает ударные нагрузки. Сварка чугуна связана с возник­новением следующих затруднений:

1. Чугун может давать трещины под действием появляющихся напряжений, особенно в переходной зоне.

2. При расплавлении чугуна может произойти местное превра­щение графита в цементит, отчего металл в данном месте получает структуру твердого белого чугуна и трудно поддается последую­щей механической обработке. Это явление называется отбелива­нием чугуна. Отбеливание чугуна обусловлено выгоранием крем­ния, который способствует выделению углерода в виде графита, а также быстрым охлаждением чугуна.

3. Пористостью шва, обусловленной окислением углерода с обильным образованием газообразной окиси углерода. Низкая температура плавления и быстрый переход чугуна из жидкого в твердое состояние не позволяют газам полностью выделиться из металла, отчего шов иногда получается пористым.

4. Образованием пленки тугоплавких окислов кремния, имею­щих более высокую температуру плавления, чем основной металл.

5. Жидкотекучестью чугуна, делающей невозможной сварку его в наклонном и вертикальном положениях.

Сварку чугуна производят при ремонтных работах, а также при исправлении литейного брака. Чугунные детали в зависимости от их размеров и формы можно сваривать без подогрева или с подогре­вом — частичным или полным.