СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Горячая сварка чугуна

Горячую сварку можно применять для изде­лий ограниченных размеров и массы, практи­чески до 2,5 т, так как при большом объеме нагретого металла производить сварку трудно.

Горячая сварка чугуна выполняется в такой последовательности.

1. Подготовка к сварке. Раковины и шлако­вые включения полностью «даляются обычно механическим способом — вырубкой' или свер­лением. Трещины, подлежащие заварке, выру­баются с V-образной или чашеобразной раз­делкой; невырублеклым остается притупление в 3 ^6 мм. Если объем металла, подлежащего наплавке, велик и превышает 60 см3, то место, предназначенное к сварке, должно быть зафор­мовано так, чтобы можно было обеспечить за­полнение этой чаоти ванны жидким чугуном. Формовку выполняют графитовыми пласти - намг или формовочным песком, замешанным на жидком стекле. Формовка должна исключить возможность вытекания жидкого металла из ванны (рис. 103). Объем расі глав ленной ванны

должен обеспечивать возможность поддержі - ния ее в жидком состоянии.

После заварки одной секции и затвердения заваренного участка вставка вынимается.

2. Подогрев изделий 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 Ті еже 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. Присадочным материалом при горячей сварке служат чугунные прутки марок А и Б (ГОСТ 2671—70, табл. 39), в которых графити-

зация углерода обеспечивается повышенным содержанием кремния. В результате этого на­плавленный металл имеет преимущественно ферритную структуру; прочное і ь его ниже проч­ности самого чугунного изделия. Заводом «Станколит» предложены специальные низко­легированные прутки (табл. 40), обеспечиваю­щие наплавленный металл перлитной струк­туры. Литые стержни имеют диаметры 4, 6, 8, 10, 12 мм.

4. Выполнение сварки. Газовая сварка про­изводится нормальным?, пламенем горелкой с наконечниками № 5—8. Допускается сварка науглероживающим пламенем. Применение флюсов (табл. 41) при газовой сварке чугунов обязательно.

Флюсы предназначены для удаления из сва­рочной ванны окислов растворением и перево­дом их в легкоплавкие шлаки, а также для улуч­шения сцепления между расплавленным и ос­новным металлом на участке неполного рас­плавления. Чаще всего в качестве флюса исполь­зуют прокаленную буру или смесь из 50/ угле­кислого и 50% двууглекислого натрия. ВНИИ автогенмаш рекомендует флюсы ФСЧ-1 и ФСЧ-2. Первый флюс состоит из 23^ прокален­ной буры, 27% углекислого натрия и 50/ азотно­кислого натрия. Добавка к этой смеси неболь­шого количества (1—2%) углекислого лития (флюс ФСЧ-2) улучшает растворяющие и сма­чивающие свойства фпюса при сварке. Однако он дороже флюса ФСЧ-1 и употребляется лишь при низкотемпературной сварке.

Защиту сварочной ванны эффективно вы-

поднять газообразным флюсом БМ-l, состоя­щим из летучей бороорганической жидкости (он чаще применяется для сварки латуней, см. гл. XVIII).

При газовой сварке чугунный пруток по­гружают в сварочную вав іу только после на­грева его конца до температуры светлокрасного каления. Пруток вынимают из ванны по воз­можности редко и только для нанесения флюса.

Основной металл и присадочный пруток пла­вятся под флюсом.

Дуговая сварка чугуна выполняется как угольные электродом с применением чугунного присадочного прутка, так и покрытыми чугун­ными электродами. Для удаления окислов крем­ния при сварке угольной дугой используют те же флюсы, что и при газовой сварке чугуна.

Режимы дуговой сварки чугуна угольным электродом приведены в табл. 42.

При дуговой сварке металл сварочной ван­ны также поддерживают в жидком состоянии до полного заполнения дефекта или заформован - ного блока. Это обеспечивает наиболее полное удаление газов и неметаллических включений из металла шва и равномерную структуру в металле шва и околошовном металле.

- Качество соединения свариваемых частей и температура, от которой оно зависит, опреде­ляются формой сварочной ванны. Выпуклая поверхность ванны (рис. 104, а) говорит о пло­хом соединении.

В этом случае сварщик должен увеличить нагрев стенок изделия. Когда ванна чрезмерно горяча, расплавление стенок изделия идет весь­ма интенсивно, образуется очень характерный подрез стенки (рис. 104, б) в этом случае тре­буется пламя или дугу перенести 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 (риг. 104, в) без подреза; жидкий чугун хорошо смачивает стенки детали.

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

5. Охлаждение изделий производится с ма­лой скоростью, иногда в течение 3—5 суток. 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.

При дуговой сварке чугуна с подогревом применяют чугунные стержни, указанные в табл. 39 и 40 с покрытием, например, ОМЧ-1. Состав покрытия ОМЧ-1 следующий: 25% мела, 41% графита, 25% плавикового шпата, 9/ ферро­марганца, 30% жидкого ст:кла к массе сухой смеси. Толщина покрытия 0,2—0,3 мм на сто­рону. Сварочный ток для стержня диаметром 6 мм — 250 А; для стержня диаметром 12 мм — 600 А. Удовлетворительные результаты полу­

чены при наплавке чугуна чугунным электродом по слою гранулированной шихты — 30' „ чу­гунной стружки, 28% феррсяшицпя (75%-ного), 30% алюминия, 12% силикокальция. Смесь ших­ты в измельченном состоянии замешиваете" на жидком стекле, прокаливается при 300°С и размалывается в крошку размером зерен 1—3 мм. Толщи'.а слоя шихты при наплавке составляет 8—10 мм.

При диаметре чугунного электрода 6—8 мм сварочный ток 200—400 А. Род тока — любой, при постоянном токе применяют прямую по­лярность.