СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Свариваемость чугунов

Затруднения при сварке чугунов объясня­ются следующими их свойствами:

1. Отсутствие площадки текучести чугуна и низкая пластичность приводят it появлению трещин при напряжениях, достигающих вре­менного сопротивления. Эти напряжения могут быть внутренними, возникающими при нерав­номерном нагреве и охла: шении во время от­ливки или сварки деталей, и внешними — от пе­регрузок при эксплуатации изделия. Трещины могут возникать как в цело- .металле, так и в металле шва в процессе сварки и при охлажде­нии сварного изделия.

•2. Склонность чугуна при высоких скоро­стях охлаждения закаливаться с образованием закалочных структур (мартенсита, бейнита, троостита). В закаленных участ:;ах чугун ста­новится твердым (800 НВ) и не поддается меха­нической обработке. Закалочные структуры вредны еще и потому, что их образование сопро­вождается появлением закалочных напряжений и образованием трещин. Удельная плотность закалочной микроструктуры в виде мартенсита значительно ниже удельной плоч ности железа (см. гл. VI), разница в удельных плотностях приводит, к напряжениям и межзеренным тре­щинам.

3. Способность чугуна к отбеливанию при быстром охлаждении места сварки обычно при­
водит к образованию тонкой отбеленной про­слойки на границе сварного шва и металла изделия. Эта отбеленная прослойка имеет низ­кую пластичность по сравнению с другими участками сварного соединения, и под влиянием растягивающей силы, образующейся при охлаж­дении сварного соединения, она вместе с на­плавленным металлом откалывается от основ­ного металла или вызывает трещину по грани­це отбеленной прослойки с основным металлом.

4. Чугуны не имеют тестообразного состоя­ния при переходе от жидкого к твердому. Это свойство чугуна затрудняет сварку его в на­клонном и вертикальном положениях и не позволяет вгсти сварку в потолочном поло­жении.

5. Склонность к образованию пористости, что объясняется низкой температурой плавле­ния (Тпл чугуна 1142°С при содержании угле­рода 4,3'’/„; промышленные чугуны обычг. о име­ют Тпл=1200—1250°С) и быстрым переходом из жидкого в твердое состояние. Поэтому газы (в основном СО и С02, образующиеся при окис­лительной атмосфере) не успеваю і выделиться из металла.

6. Разнородность чугунных изделий по хи­мическому составу, термической обработке и структуре, что требует разнообразной техно­логии и приемов сварки. Мелкозернистые серые чугуны свариваются лучше, чем крупнозерни­стые. Плохо свариваются так называемые чер­ные чугуны, которые в изломе имеют крупно­зернистое строение темного цвета. Такие чугу ны называют графитными, так как в них весь углерод находится в виде свободного графита. При сварке чугуна с такой структурой не полу­чается необходимое качество сварного соеди­нения.

Высокопрочные и ковкие мелкозернистме чугуны свариваются лучше, чем серые.

Чугун обрабатывается сваркой, сварко-пай - кой и пайкой. Этими видами обработки могут устраняться внешние пороки в отливках, вы­полняться ремонт чугунных изделий, вышедших из строя при эксплуатации, и соединяться чу­гунные части при изготовлении сварно-литых конструкций, причем используются те же виды сварки, что и для сталей.

Однако в промышленности широкое при­менение нашли только дуі овая и газовая сварка.

Чугунные изделия сваривают с подогревом (горячая сварка) и без подогрева (холодная сварка).