Тема 3: Дугове і газове зварювання чавуну
отримання чавуну.aviурок № 5. Чаву́н — сплав заліза з вуглецем (понад 2 % вуглецю за масою) та іншими елементами.
Порівняно зі сталями чавуни мають нижчі механічні властивості, але значно кращі технологічні (ливарні, оброблюваність різанням, антифрикційні властивості, зносостійкість). Це зумовлює широке використання чавуну для виготовлення багатьох деталей у різних галузях машинобудування
Залежно від хімічного складу і структури чавуни бувають: білі, сірі, ковкі, високоміцні і спеціальні.
Тема: Поняття про зварювання чавуну. Властивості чавунів, їх зварюваність.(конспект лекції)
Утруднення при зварюванні чавунів порозуміваються наступними їхніми властивостями.
1. Відсутність площадки плинності чавуна і низька пластичність приводять до появи тріщин при напругах, що досягає величини тимчасового опору розриву. Ці напруги можуть виникати при нерівномірному нагріванні й охолодженні під час чи виливка зварювання деталей і при експлуатації виробу. Тріщини можуть утворитися як в основному металі, так і в металі шва в процесі зварювання і при охолодженні звареного виробу.
2. Схильність чавуна при високих швидкостях охолодження гартуватися з утворенням тендітних структур мартенситу, бейнита і троостита. У загартованих ділянках чавун стає твердим (800 НВ) і не піддається механічній обробці. Гартівні структури шкідливі ще і тому, що їхнє утворення супроводжується появою внутрішніх напружень і утворенням далі тріщин.
3. Здатність чавуна до відбілювання при швидкому охолодженні місця зварювання звичайно приводить до утворення тонкого вибіленого прошарку на границі звареного шва і металу виробу. Цей вибілений прошарок має низьку пластичність у порівнянні з іншими ділянками звареного з'єднання і під впливом сили, що розтягує, що утвориться при охолодженні звареного з'єднання, він разом з наплавленим металом відколюється від основного чи металу викликає тріщину по границі вибіленого прошарку з основним металом.
4. Чавуни не мають тістоподібного стану при переході від рідкого до твердого. Це властивість чавуна утрудняє зварювання його в похилому і вертикальному положеннях і не дозволяє вести зварювання в стельовому положенні.
5. Схильність до утворення пористості, що порозумівається низькою температурою плавлення чавунів (Тпл чавуна 1142 °С при змісті вуглецю 4,3%; промислові чавуни звичайно мають Тпл = 1200 1250 °С) і швидким переходом з рідкого у твердий стан його. Тому гази (в основному CО і СО2, що утворяться при окисній атмосфері) не устигають виділитися з металу.
6. Різнорідність чавунних виробів по хімічному складі, термічній обробці і структурі, що вимагає різноманітної технології і прийомів зварювання. Дрібнозернисті сірі чавуни зварюються краще, ніж грубозернисті. Погано зварюються чорні чавуни, які в зламі мають грубозерниста будівля темного кольору. Такі чавуни називають графітними, тому що в них весь вуглець знаходиться у виді вільного графіту. При зварюванні чавуна з такою структурою не виходить необхідна якість звареного з'єднання.
Високоміцні і ковкі дрібнозернисті чавуни зварюються краще, ніж сірі.
урок № 6. Види зварювання чавунів. Холодне зварювання чавуну. Зварювання сталевими електродами із застосуванням шпильок. Електроди для зварювання. Техніка і технологія зварювання
Зварка деталей з чавуну може проводитися без підігріву, з місцевим і із загальним підігрівом. Оптимальна температура попереднього підігріву деталей знаходиться в межах 600-650°С. Нагрівання вище 750°С призводить до необоротного зростання кристалів чавуну. При низьких температурах (менше 400°С) відбувається швидке охолоджування металу шва.
Холодне зварювання.
Холодна електродугова зварка деталей з чавуну проводиться на постійному струмі зворотної полярності, короткими ділянками, зворотно-ступінчастим методом. Деталь при зварці не повинна нагріватися більше 80-100°С.
При зварці товстостінних деталей (більше 10 мм) тріщини обробляють V-образним скосом, кінці тріщин насвердлюють свердлом діаметром 3- 6 мм. Після закінчення зварки шви проковують.
Для холодної зварки деталей з сірого чавуну застосовують електроди 03Ч-1, МНЧ-2, ЦЧ-4, УЗТМЧ-74, МСТ, ЦНІІВТ, біметалічні, пучок з міді і заліза, порошковий дріт ПП-4-1; для деталей з ковкого чавуну - латунь Л62, монель-метал, 034-1, ЛОК-59-1-03.
Найбільше розповсюдження для зварки чавунних деталей на ремонтних підприємствах отримали електроди 03Ч-1, МНЧ-2, ЦЧ-4.
Електроди 03Ч-1 і 03Ч-1П є мідним дротом з фтористо-кальцієвим покриттям, що містить залізний порошок. Метал шва містить 89% міді і 11% залоза. Електроди 03Ч-1 рекомендується застосовувати для зварки в нижньому, вертикальному і напівстельовому положеннях на постійному струмі зворотної полярності, електроди 03Ч-1П - на змінному і постійному струмі.
урок № 6 . Горяче зварювання чавуну.
Деталі й чавунні виливки нагрівають до температури 300-700 о С (в залежності від форми деталі, дефекту, способи зварювання). Зварювання виконують чавунними електродами або порошковим дротом із присадкою керамічного стрижня. Підігрів необхідний для того, щоб після зварювання відбувалося рівномірне охолодження усього виробу і не утворювалися тріщини.
Деталі нагрівають у спеціальних печах або за допомогою індукційних нагрівачів. Для ручного дугового зварювання використовують плавящиеся електроди марок ЦЧ-4, ЕВЧ-1, МНЧ-2, ОЗЧ-2 та інших Гарячу зварювання чавуну виконують на великій силі зварювального струму без перерв до кінця заварки дефекту при великій зварювальній ванні. Так, для зварювання електродом діаметром 8мм потрібно струм 600А, а діаметром 12мм - струм 1000А.
Сварка чавуну сталевими електродами з застосуванням шпильок
Сварка чавуну сталевими електродами комбінується з механічним посиленням зони сплаву Укручування в тіло вироби сталевих шпильок, які пов'язують метал шва і основний метал, розвантажуючи тендітну загартовану прошарок в зоні сплаву.При зламі вироби з товщиною стінки до 12 мм шпильки можуть ввертати без оброблення крайок. При товщині більш 12 мм місце зламу підготовляється з обробленням. Діаметр шпильок залежить від товщини зварюваного виробу: при товщині до 12 мм діаметр шпильки повинен бути не більше 6 мм; діаметр шпильок більш 16 мм і менше 3 мм не рекомендується. Діаметр шпильок зазвичай дорівнює 0,15 - 0,2 товщини деталі.
Кількість і висота шпильок
Кількість шпильок, які потрібно поставити на одну сторону тріщини, залежить від якості чавуну, навантаження, яку несе деталь, довжини тріщини і ін. Максимальна кількість шпильок по їх площі не повинна перевищувати 0,25 площі зламу деталі.Висота шпильок над поверхнею дорівнює 0,5 - 1 діаметра шпильки, але не більше 5 - 6 мм; глибина укручування - 1,5 діаметра шпильки.Покриті електроди будь-якої марки, що забезпечують м'який наплавлений метал, беруть діаметром не більше 3 мм, струм - 100-120 А. Знижений струм забезпечує малу глибину розплавлювання чавуну і мінімальний нагрів, вироби, що зменшує відбілювання і запобігає появі тріщин.
Процес зварювання.
З початку кільцевими швами обварюються вкручені шпильки. Обварка потрібно виробляти врозкид, з тим щоб отримати якомога разномерной нагрівання металу деталі. Потім заплавляются ділянки між обварений шпильками, причому заварка також ведеться окремими валиками. Довжина кожного валика не повинна перевищувати 100 мм. Другий шар валиків наноситься перпендикулярно напрямку валиків першого шару. Після нанесення наплавлення на кожну сторону поверхні крайок переходять до заварки оброблення і тріщини. В останньому випадку діаметр електродів можна прийняти 4 мм і зварювальний струм 120-140 А .
Сварка сталевими електродами з застосуванням шпильок може виконуватися в будь-якому просторовому положенні без демонтажу всього чавунного вироби
робочий зошит.pdfробочий зошит "Дугове зварювання чавуну"
Електроди для зварювання чавуну ЦЧ-4 NiFe.mp4електроди для зварювання чавуну
Гаряче зварювання чавуну. Підготовка чавуну до зварювання. Присадочні матеріали і флюси застосовувані при зварюванні. Режим дугового і газового зварювання чавуну.Вимоги до організації робочого місця і безпеки праці при зварюванні чавуну.