СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

СЕРЫЕ ЧУГУНЫ (Грецкий Ю. Я., Метлицкий В. А.)

22.1. Состав и свойства

22.1.1. Классификация по составу и свойствам

Согласно диаграмме состояния Fe — С, область чугунов охватывает сплавы, содержащие свыше 2,1 % С В процессе кристаллизации н последующего охлаждения чугуна избыточный С выделяется в виде включений графита или карбида Количество графита, форма, размеры и характер распределения его в металлической матрице оказывают существенное влияние на механи­ческие свойства чугунов

Нелегированным считают чугун, содержащий до 3,5—4,0 % Si, до 1,5—2,0 % Мп, до 0,3 % Р, до 0,25 % S и до 0,1 % Сг, Ni или Си (порознь). В низколегированном чугуне суммарное содержание легирующих элементов (Сг, N і, Си) обычно не превышает 1,0—1,5%, в среднелегированном оно может достигать 7 %, а в высоколегированном превышает 7—10 %. Добавки сотых и даже тысячных долей процента Mg, N, В считают легирующими (микролегнрование, модифицирование). Классификация чугунов по механи­ческим свойствам указана ниже.

— по твердости НВ

TOC o "1-5" h z мягкий чугун.................................................... до... 149

средней твердости........................................ 149—197

повышенной твердости................................. 197—269

твердый................................................................ >269

— по прочности ов, МПа

обыкновенной прочности................................... до... 200

повышенной прочности............................... 200—380

высокой прочности............................................... >380

— по пластичности б, %

непластичный............................................. до 1

малопластичный.......................................... 1—5

пластичный................................................. 5—10

повышенной пластичности........................... >10

По специальным свойствам чугуны подразделяют на износостойкие, ан­тифрикционные, коррозионностойкие, жаростойкие, немагнитные.

22.1.2. Основные марки, структура и свойства

В £оответствии с ГОСТ 1412—85 серые чугуны маркируются буквами СЧ н двухзначными цифрами, обозначающими величину предела прочности ме­талла при растяжении: СЧ10, СЧ15 — СЧ45. Прочность серого чугуна с плас­тинчатым графитом, таким образом, находится в пределах 100—450 МПа.

Структура серого чугуна весьма разнообразна и является главным фактором, определяющим его свойства. В ферритных серых чугунах матрица состоит из зерен а-раствора; в перлитных она представляет собой эвтекто - идную смесь а-раствора и карбида; в ферритно-перлитных эти составляю­щие присутствуют в различных соотношениях Существуют также перлитно­карбидные, бейнитные, мартенситные и аустенитные чугуиы. Устойчивость аустенита в последних при комнатной температуре достигается высоким комплексным легированием Ni, Мп, Сг и др. Характеризуя структуру матрицы, следует также указать на фосфидную эвтектику в виде изолиро­ванных включений или сетки.

Структура чугуна и, следовательно, его свойства во многом определя­ются скоростью охлаждения. С уменьшением скорости охлаждения увели­чиваются графитные включения, укрупняется зерно металлической основы, понижаются прочность и твердость.

Чугун не подчиняется закону Гука и ведет себя как неупругий мате­риал. Временное сопротивление серого чугуна на сжатие примерно в 2—4 раза выше, чем на растяжение. Отношение между прочностью иа срез и временным сопротивлением на растяжение составляет 0,75—1,80. Ударная вязкость серого чугуна (на образцах без надреза) из-за пластинчатой формы графита не превышает 10 кДм/м2, однако демпфирующая способность ве­лика. Усталостная прочность серого чугуна увеличивается с повышением временного сопротивления при растяжении.

22.2. Свариваемость серых чугунов

Чугун обладает небольшой усадкой, примерно в два раза меньшей, чем сталь. Поэтому вероятность образования трещин в случае больших объемов наплавленного металла в виде чу­гуна уменьшается. Высокое содержание С в сварочной ванне при этом способствует уменьшению количества цементита и ле­дебурита в зоне сплавления. Отбел наплавленного чугуна ис­ключается при сварке с нагревом изделия до температуры 600— 700 °С. Последующее охлаждение изделий со скоростью не бо­лее 50—100 °С/ч гарантирует отсутствие цементита и мартен­сита не только в структуре наплавленного чугуна, но и ЗТВ.

Структура металла шва представляет собой чугун с пластин­чатым графитом и матрицей от ферритной (при медленном ох­лаждении соединения) до перлитной (при ускоренном охлаж­дении). Обеспечивается идентичность механических, физических и эксплуатационных свойств соединений, аналогичных свойст­вам свариваемого чугуна.

Создание сварочных материалов, обеспечивающих получе­ние работоспособных соединений чугуна при сварке без подо­грева, идет двумя путями. Один путь предусматривает примене­ние цветных металлов (Ni, Си) и их сплавов, которые не об­разуют стойких карбидов, оставаясь пластичными после на­плавки на чугун.

Железоникелевые сплавы образуют непрерывный ряд твер­дых растворов. Сплавы, содержащие свыше 30 % Ni, являются аустенитными при комнатной температуре и не имеют а-превра - щения. Расплавленный Ni может растворять значительное ко­личество С, который выделяется при охлаждении большей частью в виде графита. Присутствие С в тройном сплаве Fe — Ni—С способствует получению аустенитной структуры при мень­шей концентрации Ni. Никелевый аустенит, растворяющий боль­шое количество С без образования карбидов, имеет высокую пластичность и низкую твердость. Эти особенности никелевого аустенита обусловливают хорошую обрабатываемость сварных соединений чугуна и стойкость против образования трещин.

Си, как и Ni, не образует карбидов, но в отличие от Ni прак­тически не растворяет С и Fe. Благодаря высокой пластичности и указанному отношению к С медь используется в качестве электродного или присадочного металла.

Другой путь предусматривает использование электродов на железной основе. Стальной шов легируют сильными карбидо­образующими элементами (V, Nb, Ті), которые связывают С в мелкие карбиды, равномерно распределенные в металлической низкоуглеродистой матрице. Промышленное применение нашло легирование V до 10 %.

В обоих случаях прочность металла шва превосходит проч­ность основного металла — серого чугуиа с пластинчатым гра­фитом, которая и определяет прочность сварного соединения в целом.

Зона термического влияния (ЗТВ) характеризуется наличием разнообразных структур как в силу широкого диапазона мак­симальных температур нагрева, так и по причине большой хи­мической и физической неоднородности свариваемого чугуна. В результате нагрева до температур 1150—1250 °С чугун во время сварки находится в жидко-твердом состоянии. После сварки охлаждение его идет с большой скоростью—10—20°С/с и выше. В твердой фазе участка при таких скоростях охлажде­ния формируются мартенсит и троостит, жидкая фаза кристал­лизуется с образованием ледебурита.

На границе между сварочной ванной и зоной неполного рас­плавления протекают диффузионные процессы, которые могут значительно изменить характер формирования структуры. Если сварка чугуна производится малоуглеродистой сталью, свароч­ная ванна отличается от основного металла значительно мень­шим содержанием С и Si. Поэтому диффузия этих графитиза - торов будет протекать из участков неполного расплавления в ванну, и образование в зоне сплавления ледебурита и цемен­тита неизбежно. В случае сварки чугуна чугуном с повышенным содержанием указанных графитизаторов диффузия последних протекает в сторону зоны сплавления, что снижает вероятность формирования в ней нежелательной структуры ледебурита. При сварке чугуна никелевыми материалами создаются благоприят­ные условия для диффузии Ni в последние оплавленные участки основного металла как вследствие возникающего градиента кон­центрации, так и большого коэффициента диффузии в жидком расплаве этого элемента по сравнению с другими. Если время диффузии достаточно большое, то в зоне сплавления образу­ется железоникелевый сплав, содержащий С в свободном состоя­нии. Медь напротив, слабо действует как графитизатор в ус­ловиях больших скоростей охлаждения, поэтому при сварке чугуна медью в зоне сплавления образуются ледебурит и це­ментит.

В металле ЗТВ, который нагревается до 1150—850 °С, при охлаждении появляются продукты неравновесного распада ау­стенита— троостит и мартенсит. На конечную структуру уча­стка состав электродного материала практически не влияет, поэтому при сварке без подогрева любыми электродами здесь всегда отмечается повышение прочности и твердости, а также снижение пластичности свариваемого чугуна. Стойкость свар­ного соединения против образования трещин во многом зависит от размеров ЗТВ. Чем она уже, тем большие напряжения мо­жет выдержать сварное соединение.

22.3. Технология сварки и свойства соединений

22.3.1. Ручная дуговая сварка

Применяемые технологические процессы можно выделить в две большие группы: ручная дуговая сварка и механизированная сварка, в каждой из которых используются материалы, обеспе­чивающие получение в наплавленном металле чугуна, стали или цветного сплава.

Наиболее высокие механические свойства сварных со­единений чугуна достигают при сварке однородным металлом. При сварке чугуна чугуном необходимо обеспечить заданный состав наплавленного металла (обычно близкий основному — серому чугуну) и определенную скорость охлаждения, чтобы избежать образование отбела и тре. іцин. Сварку осуществляют с нагревом изделия до температуры 400—700 °С. Последующее охлаждение со скоростью 50—100°С/ч гарантирует отсутствие цементита и ледебурита в структуре наплавленного чугуна и околошовной зоне.

Разработаны штучные электроды двух типов. Первый тип ха­рактеризуется чугунным стержнем и сравнительно тонким по­крытием. В электродах второго типа в качестве стержня ис­пользуют стальную малоуглеродистую проволоку, а в состав покрытия вводят в большом количестве С, Si и другие компо­ненты с таким расчетом, чтобы наплавленный металл представ­лял собой синтетический чугун.

Для изготовления электродов первого типа используют ли­тые прутки из чугуна следующего состава, %: С 3,0—3,6; Si 3,6— 4,8; Мп 0,5—0,6; Ni 0,3—0,5; Cr<0,5; S<0,08, Р 0,2—0,5. По­крытия выполняют две главные функции: повышение содержа­ния графитизаторов по сравнению с имеющимися в прутках, а также предохранение их от окисления. Основой покрытия слу­жат компоненты, содержащие С и Si (графит, ферросилиций, карборунд и др.). Другие компоненты покрытия вводятся для стабилизации сварочной дуги. Масса покрытия подбирается таким образом, чтобы при ванной сварке не возникало большого количества шлаков, которые мешают процессу, покрывая по­верхность жидкого чугуна. Электроды представляют собой длин­ные стержни (до 500 мм) большого сечения (до 300 мм2). Сварку такими электродами выполняют непрерывно на токе величиной до 1400 А обратной полярности (возможна сварка и на переменном токе). При этом производительность по наплав­ленному металлу составляет 10—12 кг/ч.

Наплавленный металл в виде чугуна можно получить, приме­няя не только электроды с чугунным, но и со стальным стерж­нем. Разрабатывают покрытия, состоящие в основном из графита и кремнийсодержащих компонентов. Примером могут служить электроды марки ЦЧ-5. Недостатком электродов со стальным стержнем является структурная неоднородность наплавленного чугуна. В начале сварки расплавленный металл не успевает в достаточной степени насытиться графитизаторами, получается низкоуглеродистый доэвтектический чугун. В структуре первого слоя и особенно в зоне сплавления часто обнаруживается зна­чительное количество цементита и ледебурита, а в ЗТВ — их сплошная гряда. Это ведет к образованию трещин; механиче­ская обработка соединений невозможна. Электроды со сталь­ным стержнем применяют ограниченно, в основном для декора­тивной заварки мелких дефектов на необрабатываемых поверх­ностях чугунных отливок.

Для значительного снижения твердости наплавленного сталь­ного слоя и повышения пластичности необходимо получить фер - ритную либо аустенитную структуру матрицы. Если использо­вать электроды, в покрытии которых содержатся сильные кар­бидообразующие элементы (V, Nb, Ті) в количестве, достаточ­ном для полного связывания всего С, переходящего из основ­ного металла, то удается получить структуру шва с ферритной матрицей и равномерно распределенными мелкодисперсными карбидами (электроды марки ЦЧ-4 (ТУ 14-4-831—77) (табл. 22.1). Рекомендуется местный подогрев до 300 °С.

При сварке электродами на основе меди наплавленный на чугун металла представляет собой медный сплав с вкраплени-

9

Марка

Рекомендуемые значення тока, А, для диаметров электрода, мм

Коэффи­

циент

Расход

электродов

электрода

3,0

4,0

5,0

6,0

наплавки,

г/(А-ч)

наплавлен­ного металла

ЦЧ-4

ОЗЧ-2

ОЗЖН-1

МНЧ-2

65—80

90—110

100—120

90—110

90—120

120—140

130—150

120—140

130—150

160—190

160—180

160—190

220—250

210—230

9— 11 13—14

10— 12 11—12

1,8

1,7

1.4

1.5

Примечание. Сварочный ток указан для сварки в ннжнем положении. Прн вер­тикальной сварке электродами трех последних марок значения тока выбирают на 10 — 20 А меньше. Электрод ЦЧ-4 используют для сварки в ннжнем положении.

ями железоуглеродистых частиц. Такой характер структуры оп­ределяется тем, что медь практически не растворяет Fe и С. Свойства швов и их обрабатываемость зависят от соотношения Си и Fe в сплаве. Оптимальной считается композиция сплава из 80—90 % Си и 10—20 % Fe. Требуемое соотношение меди и железа в шве достигают за счет использования в качестве стержня электрода медной проволоки и введения в покрытие соответствующего количества железного порошка. Можно при­менить и оплетку на стержне в виде жести. Покрытие электрода ОЗЧ-2 (ТУ 32-096-001—78) содержит ферромарганец, карбид кремния, мрамор, плавиковый шпат, маршалит.

Режимы сварки электродом ОЗЧ-2 приведены в таблг 22.1. Сварку медножелезными электродами выполняют на постоянном токе обратной полярности участками длиной 30—50 мм с обя­зательной тщательной проковкой каждого слоя. Без проковки швов получить качественное соединение часто не удается, по­этому при сварке в труднодоступных местах, где проковка не­возможна или затруднена, применение медножелезных элек­тродов нецелесообразно.

Электроды на основе никеля и его сплавов обеспечивают ка­чество сварных соединений, которые имеют удовлетворительную прочность и поддаются механической обработке. По составу стержня электроды можно разделить на три группы: а) практи­чески чистый никель; б) сплавы никеля с железом (30—50 % Fe); в сплавы никеля с медью (25-С-35 % Си).

В соответствии с этим электроды обеспечивают различные свойства сварных соединений и имеют разные основные области применения. Шввы, наплавленные никелевыми (ОЗЧ-З, ОЗЧ-4) и никелемедными (МНЧ-2; ТУ 14-4-780—76) электродами, хо­рошо обрабатываются и легко проковываются. В то же время прочность на разрыв и стойкость швов против образования тре­щин лучше при сварке железоникелевыми (ОЗЖН-1; ТУ 14-4- 318—73) электродами. Поэтому никелевые электроды исполь­зуют больше для серого чугуна, особенно для тонкостенных отливок.

Электроды со стержнем из монель-металла предназначены для заварки небольших пороков отливок, которые обнаружива­ются на рабочих поверхностях в процессе механической обра­ботки. Хорошая обрабатываемость соединений достигается главным образом благодаря тому, что никелевая основа обес­печивает отсутствие карбидов в швах и зоне сплавления. Пони­женная температура плавления стержня способствует уменьше­нию ширины околошовной зоны, что также благоприятно ска­зывается на обрабатываемости мест заварки.

Электроды со стержнем из железоникелевого сплава обла­дают удовлетворительной стойкостью против образования го­рячих трещин и достаточной прочностью по отношению к чу­гуну с шаровидным графитом. Железоникелевые электроды ре­комендуется применять для сварки ответственных нагруженных деталей.

22.3.2. Механизированная сварка

Широко регулировать состав наплавленного металла и механи­зировать процесс сварки при достаточно высокой производи­тельности позволяет применение порошковой проволоки. В со­став проволок для сварки чугуна, кроме железа, вводят не­обходимое количество элементов-графитизаторов (С, Si), благодаря чему наплавленный металл получается однотипным с основным металлом. Нужную форму графита обеспечивают со­ответствующим модифицированием сварочной ванны. Для сварки серого чугуна с пластинчатым графитом используют по­рошковые проволоки марок ПП-АНЧ-1, ГІП-АНЧ-2, ПП-АНЧ-3, ППЧ-ЗМ, ППЧ-9, ППСВ-7 и другие.

Диапазон возможных режимов сварки проволокой диамет­ром 3 мм составляет: /св = 250-f-600 А; Нд = 30ч-40 В; уп. пр = = 100-f-300 м/ч; ток постоянный прямой полярности.

Сварку и наплавку чугуна порошковой проволокой произ­водят, как правило, открытой дугой. В отдельных случаях при плохом качестве основного металла целесообразно создавать до­полнительную защиту углекислым газом с расходом 600— 900 л/ч. При сварке с высоким подогревом ванным способом га­зовую защиту не применяют.

Структура металлической основы, а также форма и размеры графитных включений в наплавленном чугуне зависят от со­става проволоки и условий охлаждения после сварки (табл. 22.2).

При сварке чугуна самозащитной проволокой марки ПАНЧ-Л (ТУ 48-21-593—82) в отличие от ручной при идентич-

ТАБЛИЦА 22 2 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МЕТАЛЛА. НАПЛАВЛЕННОГО ПОРОШКОВЫМИ ПРОВОЛОКАМИ [7]

Структура наплав­ленного металла

V

МПа

Твер­дость, НВ

тарка проволоки н Т, °С, подогрева

при рас­тяжении

при из - гибе

Проволочка ПП-АНЧ-1, сварка без подогрева

Перлито-ферритная основа, псевдоэвтек - тический графит, от­дельные карбиды и участки ледебурита

180-

-220

400—450

250—300

Проволока

350

ПП-АНЧ-2,

Феррито-перлитная основа, розеточный графит

Перлито-ферритная основа, мелкий зави­хренный графит

170-

-250

350—450

170—190

Проволока

600

ПП-АНЧ-3,

280-

-320

460—520

180—210

ном составе металла шва успешно решается задача получения прочноплотных сварных соединений., стойких против образова­ния трещин в шве и ЗТВ. Состав проволоки разработай для сварки чугуна открытой дугой и без предварительного подо­грева. При этом обеспечивается получение шва с аустенитной структурой матрицы. Свойства сварного соединения определя­ются свариваемым чугуном, поскольку при испытании на рас­тяжение сварные образцы разрушаются по основному металлу. Ширина зоны с повышенной твердостью (до HV 350) состав­ляет 100—200 мкм, поэтому последующая термическая обра­ботка не требуется и соединение легко обрабатывается режу­щим инструментом.

Технологию механизированной сварки проволокой ПАНЧ-11 применяют при массовом ремонте чугунных деталей трактор­ных, комбайновых и автомобильных двигателей. Заваривают трещины различной конфигурации и протяженности на рубаш­ках охлаждения и в масляных каналах, в перемычках между ци­линдрами и клапанными гнездами, приваривают отбитые части.

22.3.3. Электрошлаковая сварка

Этот вид сварки имеет ряд характерных особенностей, которые используют при сварке чугуна и в первую очередь более мягкий, чем при дуговой сварке, термический цикл вследствие примене­ния больших токов (до 3000 А и выше) и малых скоростей сварки (0,3—1,0 м/ч).

При ЭШС серого чугуна можно получить равнопрочное, хо­рошо обрабатываемое сварное соединение без предварительного подогрева деталей за счет тепла шлаковой ванны. ЭШС серого чугуна однородным металлом технически мало отличается от сварки стальных деталей. Свариваемые заготовки собирают с обязательным зазором, несколько большим, чем при сварке сталей. В качестве формирующих приспособлений можно исполь­зовать графитовые пластины.

Для доброкачественной заварки дефектов на массивных чу­гунных отливках в ряде случаев необходим местный предвари­тельный подогрев. Чтобы регулировать степень разогрева де­фектного места, целесообразно использовать в качестве источ­ника нагрева неплавящиеся электроды, например, графитовые.

22.3.4. Газовая сварка

Газовая сварка обеспечивает возможность регулировать в широких пределах скорости нагрева основного металла и охлаждения сварного шва, просто осуществляется местная тер­мическая обработка для отжига наплавленного металла. В ре­зультате получают сварное соединение чугуна, легко обрабаты­ваемое по всему сечению, и металл шва, соответствующий по качеству основному металлу.

Газовую сварку серого чугуна применяют при исправлении литейных дефектов и ремонте деталей небольшой массы, реже — при восстановлении изделий больших габаритных размеров и массы с подогревом. Сварку деталей малой массы производят без предварительного подогрева.

Относительными недостатками газовой сварки являются сравнительно низкая производительность и высокие требования как к сварочным материалам, так и к профессиональному ма­стерству газосварщика.

В качестве горючего газа используют ацетилен, пропан-бу­тан и городской газ, сварку выполняют нормальным пламенем. В качестве присадочного материала применяют чугунные прутки по ГОСТ 2671—80, а также используют преимущественно кис­лые флюсы, состоящие из борсодержащих веществ.

22.3.5. Дефекты и их предотвращение

Холодные трещины — наиболее распространенный дефект. Од­ной из причин большой склонности соединений серого чугуна к образованию холодных трещин является наличие графита в металлической матрице. Графит играет роль надреза. Под действием растягивающих напряжений у вершин графитных пластинчатых включений создается перенапряжение, которое и может вызвать разрушение. У серого чугуна практически отсут­ствует запас пластичности, поэтому разрушение происходит хрупко, путем отрыва и в основном по графитовым включениям. Присутствие в чугуне цементита, ледебурита и мартенсита по­вышает хрупкость и способствует образованию трещин.

Стойкость наплавленного чугуна против образовнаия холод­ных трещин зависит от степени графнтизации в процессе его кристаллизации. С увеличением количества свободного угле­рода (графита) уменьшаются величина свободной линейной усадки наплавленного металла и сварочных напряжений, улуч­шается структура матрицы (больше графита) и повышается пластичность чугуна в целом. Росту степени графитизации спо­собствует увеличение содержания С и предварительный подо­грев свариваемого изделия.

Образования трещин в стальных валиках и однопроходных швах избежать невозможно. Меньше трещин получается при механизированной сварке стальной проволокой малого диаметра в защитном газе на низком режиме. Сварку выполняют не­большими участками, первый валик сразу перекрывают вторым для замедления охлаждения и отпуска закалочных структурных составляющих.

Поперечные трещины в основном металле встречаются чаще всего при сварке тонкостенных чугунных отливок (6 = 5-f-10 мм). Прилегающая к шву достаточно широкая зона основного ме­талла нагревается до температуры выше 550—600 °С и под вли­янием сжимающих напряжений претерпевает пластическую де­формацию. После выравнивания температуры шва и околошов­ной зоны при дальнейшем охлаждении соединения в этих зонах основного металла напряжения меняют знак и могут привести к разрушению. Опасность образования поперечных трещин в ос­новном металле тем больше, чем тоньше чугун, чем больше в нем фосфидной эвтектики и чем больше грубого пластинчатого либо междендритного графита.

Продольные трещины в околошовной зоне при внешним ос­мотре не обнаруживаются, но выявляются при испытании свар­ных соединений на герметичность. Они образуются только при сварке чугуна без предварительного подогрева. Различают от­колы— трещины, проходящие по ЗТВ, и отрывы, возникающие в результате отслоения шва от основного металла. Образова­нию отколов способствует наличие хрупких составляющих в структуре металла околошовной зоны. Отрыв шва при сварке чугуна возникает, если основной элемент состава шва не обра­зует с железом твердых растворов в широком диапазоне кон­центраций (например, Си) или дает интерметаллидные про­слойки по границе (как Zn или А1). Вероятность образования отрывов увеличивается при сварке ферритных чугунов с гру­быми включениями пластинчатого графита, которые препятст­вуют смачиванию сварочной ванной оплавленной поверхности основного металла. Образованию отрывов способствует дефект в виде цепочки мелких пор по границе сплавления что часто наблюдается при сварке чугуна высоконикелевыми спла­вами.

Выполнение сварки с предварительным местным подогревом до температуры 150—250°С, тщательная проковка участков шва, использование в качестве основного металла чугуна с мел­ким завихренным или компактным графитом, не окисленного и не пропитанного маслами в процессе эксплуатации, способст­вуют исключению продольных трещин в околошовной зоне.

Горячие трещины. Образованию трещин способствует нали­чие легкоплавких эвтектик, остающихся жидкими между затвер­девшими кристаллами. С и S уменьшают стойкость швов про­тив горячих трещин, особенно при сварке чугуна высоконикеле­выми сплавами. Углерод создает несплошности, которые ослаб­ляют формирующийся шов. Это проявляется сильнее, если включения графита имеют пластинчатую форму. При сварке чу­гуна никелем важно добиться, чтобы в структуре шва включе­ння графита имели компактные формы, лучше всего шаровид­ную или точечную.

S не растворяется в Ni, но может образовывать с ним соеди­нения, например сульфид никеля №зБ2, который дает с Ni хруп­кую эвтектику с температурой плавления 644 °С. При содержа­нии S в Ni свыше 0,01 % в швах, как правило, появляются тре­щины. Снижение содержания серы в наплавленном металле и связывание ее в тугоплавкие соединения является важной зада­чей при разработке сварочных материалов для чугуна.

Предварительный подогрев изделия до 150—250 °С благопри-1 ятно сказывается на стойкости швов против горячих трещин, по­скольку снижается темп нарастания деформации при кристал­лизации шва. Проковка как технологический прием здесь не­эффективна, так как трещины образуются гораздо раньше, чем может быть осуществлено деформирование металла шва.

Поры — серьезный дефект сварных соединений чугуна, осо­бенно для деталей, работающих под давлением. Отдельные поры в чугуне, наплавленном при заварке крупных дефектов, не пред­ставляют опасности. Однако при значительной пораженности металла шва сварное соединение не может быть признано удов­летворительным.

Поры представляют собой не успевшие выделиться до за­твердевания металла пузырьки Н2, N2, водяного пара, оксида углерода. В наибольшей степени образованию пор в наплавлен­ном чугуне способствуют N2 и Н2 вследствие скачкообразного изменения их растворимости в период кристаллизации свароч­ной ванны.

Уменьшение пористости наплавленного чугуна достигают тщательной очисткой основного металла от ржавчины и органи­ческих загрязнений (борьба с водородом), связыванием водо­рода в соединения (HF, ОН), нерастворимые в жидком металле. Благодаря способности N2 образовывать стойкие нитриды ти­тана, алюминия, циркония исключают его вредное влияние пу­тем легирования сварочной ванны этими элементами. Чтобы предотвратить образование газовых пузырьков водяного пара и оксида углерода, сварочную ванну жидкого чугуна раскисляют Ті, Al, Si. Вероятность образования пор снижается с уменьше­нием скорости кристаллизации жидкого чугуна. Поэтому при больших объемах ванны, характерных для сварки с предвари­тельным подогревом, успевает пройти дегазация и поры не об­разуются.

СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ (Третьяков А. Ф.)

39.1. Классификация пористых материалов Пористые материалы (ПМ) на металлической основе применяются в каче­стве фильтроэлемеитов, смесителей, газовых линз, глушителей шума и др ПМ классифицируются по назначению, химическому составу и типу струк­турообразующих …

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ (Чернышова Т. А.)

38.1. Классификация Композиционные материалы — это материалы, армированные наполнителями, определенным образом расположенными в матрице Наполнителями чаще всего являются вещества с высокой энергией межатомных связей, высо­копрочные и высокомодульиые, однако в сочетании …

ПЛАСТМАССЫ (Зайцев К. И.)

37.1. Состав и свойства 37.1.1. Получение пластмасс Пластмассы — это материалы, полученные на основе синтетических нли ес­тественных полимеров (смол). Синтезируются полимеры путем полимериза­ции или поликондеисацни мономеров в присутствии катализаторов при …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.