- Технология и техника дуговой и электрошлаковой сварки
- 1. Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей
- 2. Сварка низколегированных теплоустойчивых сталей
- 3. Сварка среднеуглеродистых и среднелегированных сталей
- 4. Сварка высоколегированных сталей и сплавов
- 5. Сварка разнородных сталей и сплавов
- 6. Технологические особенности сварки труб
-
7. Технология и техника сварки чугуна
- 8. Сварка цветных металлов
- 9. Технология наплавки, напыления и металлизации
Несмотря на то, что чугун традиционно считается материалом с крайне низкой свариваемостью, современная промышленная практика располагает целым рядом методик, позволяющих успешно выполнять сварочные работы с этим металлом. Применяются технологии, предусматривающие использование разнообразных сварочных материалов и режимов, обеспечивающих получение швов с необходимыми механическими и технологическими характеристиками. Основными направлениями при выполнении таких операций являются горячая и холодная сварка, каждая из которых имеет свои особенности и области применения.
Горячий способ предполагает предварительный нагрев ремонтируемого или соединяемого изделия до температур порядка 650…700 °С. В ряде случаев дополнительно применяется и поддержание температуры в процессе сварки. Данный способ требует высокой точности и соблюдения температурного режима, что обусловлено необходимостью предотвращения растрескивания материала при охлаждении.
Сварка в условиях горячего нагрева выполняется с использованием графитовых электродов сечением 20…35 мм. В качестве присадочного материала применяется литой чугун в виде прутков диаметром 8…12 мм (см. <b>табл. 15</b>), при этом сварочные работы осуществляются на постоянном токе с прямой полярностью. Альтернативой является применение плавящихся электродов из чугуна с аналогичным диаметром (8…16 мм), на которые наносят специальное покрытие, способствующее графитизации. В последнем случае используется обратная полярность постоянного тока.
Независимо от выбранного варианта, сила сварочного тока должна находиться в диапазоне 1000…1400 А. После завершения сварки крайне важно обеспечить замедленное и равномерное охлаждение – не более 50…100 °С в час. Наилучших результатов позволяет достичь помещение детали в термическую печь, предварительно прогретую до 700 °С, с последующим охлаждением в самой печи. Именно такой подход обеспечивает формирование сварного соединения, максимально приближенного по структуре и свойствам к основному чугунному металлу. Несмотря на значительную трудоемкость метода и высокие требования к квалификации сварщика, горячая сварка остается незаменимой при восстановлении крупных, нагруженных и ответственных чугунных деталей.
Однако если производственные условия не позволяют организовать полноценный нагрев или дефект незначителен, применяется технология холодной сварки, которая кардинально отличается по подходу. Этот метод базируется на выполнении коротких сварных участков длиной около 30…50 мм. Процесс ведется с минимальным тепловложением на единицу длины, так называемыми «ниточными» швами, выполненными вразброс. Каждому участку дают остыть до температуры 70…100 °С. В некоторых случаях для снятия напряжений и улучшения структуры металла используется легкая проковка валика в горячем состоянии.
При холодной сварке важно учитывать, что металл шва, как правило, не повторяет состав основного чугуна. Он представляет собой сплав на основе стали или цветного металла, поэтому особое значение приобретает подбор оптимальных электродов и присадочных проволок. Лучшие по результатам эксплуатации материалы представлены в <b>табл. 16, 4</b>. Характерной чертой получаемого сварного соединения является его удовлетворительная обрабатываемость стандартным режущим инструментом, что существенно облегчает последующую механическую обработку и соответствует критериям качества восстановительных работ.
Таким образом, каждая из рассматриваемых методик – горячая и холодная – находит свое применение в зависимости от масштабов дефекта, условий производства и требований к эксплуатационным характеристикам отремонтированного элемента. При грамотном выборе технологии возможно добиться высокой надежности сварных соединений даже на материалах, изначально трудных для сварки, таких как чугун.
