Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Технология производства сварки чугуна

Особенности сварки чугуна

Чугуны — это железоуглеродистые сплавы, в которых при­сутствуют следующие примеси (%): углерода — 2,0-4,0, марган­ца — 0,5-1,6, кремния — 0,5-4, серы— 0,02-0,2 и фосфора — 0,02-0,2. Специальные чугуны имеют также легирующие при­меси: никель, хром, медь, титан и алюминий.

Углерод в чугуне может находиться в виде карбида Fe3C. Такой чугун, называемый белым, обладает повышенной твердо­стью и плохо поддается механической обработке. В сером чугуне углерод находится в свободном состоянии в виде прослоек графи­та и только частично может быть вторичных карбидов.

Кремний способствует графи^изации чугуна и увеличению размеров графитовых включений.

Марганец при содержании в чугуне до 0,7% слабо способству­ет графитизации, а при содержании свыше 1% препятствует рас­паду карбида железа.

Сера является вредной примесью: повышает густотекучесть чугуна, ухудшает литейные качества и дает соединение Fe3S, способствующее образованию трещин при сварке. Сера препятству­ет распаду карбида железа и выделению свободного углерода.

Фосфор является слабым графитизатором: улучшает литей­ные качества чугуна, повышая жидкотекучесть.

Из легирующих примесей сильным графитизатором являет­ся алюминий. Выделению графита способствуют также никель, кобальт, медь, титан.

Хром, ванадий и молибден, препятствуя распаду карбида железа, действуют как размельчйтели зерна.

Широкое применение получают модифицированные и высокопрочные чугуны, имеющие ферритную или перлитную основу или их сочетание. Эти чугуны обладают высокими меха* ническими свойствами и применяются при изготовлении ответ­ственных деталей машин.

Их высокие механические свойства обусловлены тем, что вместо вытянутых пластинок и прожилок графита, нарушающих целостность металлической основы, графит в высокопрочном, чу - гуне имеет глобулярную форму, обеспечивающую наибольшую однородность металлической основы. Трудности сварки ч угу но в обусловлены их физико-механическими свойствами:

1. Быстрое охлаждение жидкого металла в зоне сварки, а так­же выгорание кремния из расплава шва способствуют мест­ному «отбеливанию» металла шва и околошовной зоны, т. е. переходу графита в химическое соединение с железом — цементит, который трудно поддается механической обра­ботке.

2. Отсутствие периода пластического состояния и высокая хрупкость приводят, вследствие неравномерного нагрева и охлаждения, а также неравномерной усадки металла, к появлению больших внутренних напряжений й трещин как в самом сварном шве, так и в околошовной зоне.

3. Низкая температура плавлений, непосредственный пере* ход чугуна из твердой фазы в жидкую и наоборот затруд­няют выход газов из металла шва, и шов получается пори­стым.

4. Высокая жидкотекучесть чугуна не позволяет производить сварку не только в вертикальном, но и в наклонном поло­жении шва.