Чугуны разделяются на белые, серые и ковкие, легированные и нелегированные.
Белые чугун относится к очень твердому металлу, который жидкотекуч при сварке и трудно сваривается.
Степень свариваемости серого чугуна может быть хорошей и плохой, в зависимости от излома. При черном изломе свариваемость плохая, при светло-сером — хорошая. Ковкий чугун наиболее применим в промышленности, так как хорошо поддается обработке.
Все эти виды чугунов могут быть легированы различными добавками, улучшающими их прочность и технологичность. Основной объем сварочных работ, применимых к чугунным изделиям, — это исправление брака литья, ремонт поврежденных или изношенных деталей, термическая или механическая обработка.
Существует несколько способов сварки чугуна: холодная и горячая, низкотемпературная и сварка с латунными припоями.
При холодной сварке не требуется предварительного нагрева деталей. Подготовка кромок выполняется как механическим, так и термическим способом. Сама газовая сварка ведется на смеси ацетилена и кислорода. Используются горелки марок Г2 и ГЗ или ГЗУ (при сварке газами-заменителями ацетилена).
Пламя сварки должно быть нормальным или с небольшим избытком ацетилена. Излишек ацетилена ведет к образованию пор; медленный процесс сварки приводит к формированию в шве оксидов и шлаковых включений. В качестве присадочного материала используются прутки длиной от 400 до 700 мм.
Горячая сварка подразумевает предварительный подогрев свариваемых деталей. Детали следует поместить в жестко закрепленный каркас. Закрепление в каркасе позволяет ликвидировать напряжения, возникающие при нагреве. Эти напряжения часто ведут к образованию трещин. При местном нагреве каркасом можно не пользоваться. Нагрев крупных деталей производят до температуры 500-700 °С, мелких — до температуры 300-400 °С. Нагрев производится при помощи пламенных горелок, паяльных ламп и горелок
индукционного типа марки ЛГК-15 и ЛГК-25. При сварке горячим способом действуют те же правила, что и при холодной сварке. Обязательным условием является применение флюсов. Флюсы препятствуют окислению кромок твердого металла, собирают оксиды и различные включения из расплавленного металла и, наконец, влияют на образование защитной пленки металла. Сваривая чугун, можно также использовать газообразный флюс БМ-1, состоящий из 70-75% метилбората и 25-30% метанола. БМ-1 в жидком виде заливают в флюсосмеситель, через который пропускается нагретый газ для сварки. Пары испаряющегося флюса извлекаются горючим газом и подаются с ним по рукаву в горелку, где и сгорают. Применение такого флюса дает густой и вязкий шлаковый покров на поверхности сварочной ванны.
При горячей сварке чугуна желательно придерживаться определенной последовательности операций.
- Подготовка деталей к сварке. Для этого кромки свариваемых деталей очищаются пламенем горелки или металлической щеткой с последующей разделкой под углом 70 градусов.
- Подогрев деталей. Детали крупных размеров следует подогреть до температуры 500-600 градусов С, а небольших — до 300-400 градусов С.
- Правильная установка детали. Деталь устанавливается в зоне действия вытяжной вентиляции. Дефектное место лучше сваривать в нижнем положении в горизонтальной плоскости. Время перерыва между концом подогрева и началом сварки не должно превышать 3-5 минут.
- Обработка поверхностей. Удельная мощность нормального пламени должна составлять 100-120 л/час на 1 мм толщины металла. Кромки дефекта нужно прогреть до расплавления, после этого нанести флюс и равномерно распределить его по поверхности дефекта с помощью присадочного прутка.
5. Заполнение присадочным металлом. Сначала нужно расплавить пруток горячей частью пламени, а затем заполнить дефект (в виде ржавчины, трещины) расплавленным присадочным металлом, периодически добавляя флюс. При сварке применяется ванный способ, при котором металл поддерживается в расплавленном виде до заполнения дефекта присадочным материалом. Перед окончанием сварки следует удалить неметаллические включения из ванны путем флюсования и перемешивания при помощи прутка.
6. Окончание сварки. Горелку следует отвести от ванны на расстояние 50-60 мм, затем подогреть наплавленный металл в течение 0,5-1,5 минут. Деталь накрывается асбестом и медленно охлаждается. На этапе термообработки следует нагреть детали: мелкие — до 300-400 °С, а крупные — до 500-600 градусов С с последующим охлаждением.
Низкотемпературная сварка применяется на последней стадии обработки детали. Низкая температура сварки способствует уменьшению деформаций, трещин и структур пробела. При таком способе жидкая ванна отсутствует, и пайке подвергается присадочный пруток. Различают два способа: с латунными припоями и с чугунным присадочным прутком.
Сварка с латунными припоями. Преимуществом этого вида является низкая температура нагрева — до 650-750 градусов С, которое достигается применением специальных флюсов и припоев.При сварке используется ацетиленокислородное пламя. Расход ацетилена должен составлять 60-75 л/час, а бутана — 50-60 л/час на 1 мм толщины металла.
Пайкосварка. При пайкосварке следует соблюдать определенную последовательность операций.
- На первом этапе следует провести подготовительные работы. Поверхность наплавки очищается от грязи, оксидов и загрязнений. Делается это при помощи пламени горелки и металлической щетки.
- Разделка места наплавки. При разделке используются зубило, фреза, сверло. На рис. 43 показана разделка дефекта под пайкосварку.
3. Установка и нагрев детали. Деталь следует установить в зоне действия вытяжной вентиляции, причем дефект располагают в нижнем положении и горизонтальной плоскости. Металл в зоне дефекта следует нагреть до температуры 300-350 °С. Затем на поверхность наносится флюс, который лучше нагреть ядром пламени. Угол наклона горелки — 50-60°. На рис. 44 представлен правый способ пайкосварки.Нагрев кромки дефекта следует продолжать до достижения температуры 750-800 °С (если используются прутки УНЧ-2 и флюс МАФ-1) или до 900-950 °С (если применяются прутки НЧ-2 и флюс ФСЧ-2). Конец прутка следует нагреть до оплавления и обмакнуть его во флюс. Флюс распределяется по поверхности при помощи прутка.
- Заполнение присадочным металлом. Пруток расплавляется пламенем горелки, которую держат на расстоянии 2-3 мм от ядра. Пространство разделки заполняется жидким металлом, причем горелка и пруток перемещаются по винтовой линии или круговыми движениями. При толщине металла до 6 мм наплавку выполняют за один проход, при толщине 8-12 мм — за два прохода. В расплавленный металл добавляется флюс, а сам металл периодически перемешивается при помощи прутка.
- Правильное охлаждение места напайки. Участок, обработанный с помощью пайкосварки, следует медленно охлаждать под пламенем горелки на протяжении 3-5 минут. Затем горелку следует отвести, причем достаточно медленно. В конце работы шов очищается от остатков флюса и промывается водой.
|
|