Сварка деталей из серого чугуна

На некоторых модификациях дизелей типа Д6 применяют блоки м картеры, изготовленные из серого чугуна. Чугун также применяется для изготовления корпусных деталей вспомогательных агрегатов различных дизельных установок, используемых на речном флоте и в нефтяной промышленности.

Сваркой устраняют трещины и другие механические повреждении на чугунных корпусных деталях.

При сварке чугуна встречаются следующие основные особенности: В металле возникают большие внутренние напряжения, наблюдается отбеливание сплава, в нагретом состоянии чугун не пластичен и имеет повышенную жидкотекучесть.

Образование больших внутренних напряжений объясняется значительной усадкой чугуна в процессе охлаждения. Когда напряжения достигают предела упругости, в наплавленном металле и в детали возникают трещины. Наиболее часто микроскопические трещины образуются при сварке чугуна холодным способом.

При быстром охлаждении нагретой до 800—900° С детали возможно отбеливание чугуна. Это объясняется тем, что при быстром охлаждении чугуна углерод не успевает выделиться в виде графита; образуется карбид железа Fe3C. Интенсивность выделения графита зависит также от химического состава металла. Кремний препятствует процессу отбеливания чугуна, марганец повышает эту склонность.

Благодаря жидкотекучести чугуна расплавленная часть металла быстро растекается по поверхности детали, поэтому затрудняется процесс формирования валика.

При ремонте машин трещины на чугунных корпусных деталях заваривают горячим или холодным способом. Трещины на крупногабаритных блоках и картерах дизелей трудно заваривать горячим способом. Для таких деталей более рационально применить холодную электродуговую сварку электродами из малоуглеродистой стали или из цветных металлов.

Для заварки трещин в чугунных деталях ВИМ рекомендует электроды из проволоки Св-08 с обмазкой УОНИИ-13/55. Сварной шов надежно соединяется с основным металлом. При правильном выборе режима сварки, когда глубина расплавления основного металла но превышает 1,5—2,0 мм, уменьшается хрупкость в переходной зоне, в наплавленном металле меньше образуется трещин.

Применяются также стальные (проволока Св-08) электроды со специальной двухслойной обмазкой. Первый основной слой покрытия состоит из 40—50% графита и 60—50% ферросилиция. Толщина этого слоя обмазки определяется соотношением весов стержня и покрытия. Вес покрытия принимают равным 20—25% от веса стержня.

Второй слой стабилизирующий, он имеет толщину 0,5—0,6 мм и состоит из равных весовых частей полевого и плавикового шпата. В процессе горения дуги компоненты обмазок сплавляются, и по этому обеспечивается большая легкоплавкость основного покрытия. Это способствует более полному переходу графита и кремния от шлака в жидкий металл сварочной ванны. Порядок сварки чугуна стальными электродами следующий. Сначала трещину ограничивают путем сверления отверстий. Затем кромки трещин разделывают под углом 90°. Вершины кромок закругляют по радиусу 2,0—2,5 мм. Трещины длиной более 50 мм заваривают обратноступенчатым способом. Длина ступеней рекомендуется 20— 25 мм. Сварку ведут постоянным током обратной полярности. При диаметре электрода 4 мм ток принимают равным 160—180 а.

За последнее время стали применять холодную сварку чугуна стальными электродами с меловым покрытием под слоем плавленого флюса такого состава: бура 50%, едкое кали 18%, окалина 30% и мел 2%. Сварку производят постоянным током, величину тока устанавливают из расчета 50—60 а на 1 мм диаметра электрода. Ряд специалистов утверждает, что при сварке этим способом в металле образуются трещины.

Для холодной электродуговой сварки чугуна применяют электроды из цветных металлов: медно-железные, пучок электродов, электроды ЦНИИ МПС.

Медно-железный электрод состоит из медного стержня диаметром 3 мм и оболочки из тонкой листовой белой жести. Наружную поверхность жести покрывают меловой или качественной обмазкой.

Склонность чугуна к отбеливанию уменьшается при холодной электродуговой сварке медно-жолезными электродами марки ОЗЧ-1. Наплавленный металл получается плотный и прочный. Электроды ОЗЧ-1 изготовляют из медной проволоки марки M2 или M3 диаметром 4—5 мм и покрывают обмазкой, состоящей из равных частей железного порошка и обмазки УОНИИ-13/55. Общее соотношение меди и железа в электроде составляет 80:20. Перед сваркой разделенные кромки трещины рекомендуется нагревать ацетилено-кислородным пламенем до температуры 550—600° С. Горелку регулируют так, чтобы пламя было нормальным или с небольшим избытком ацетилена. Трещины большой протяженности нагревают участками. К сварке приступают после полного охлаждения подготовленных кромок.

Предварительный нагрев кромок обеспечивает лучшее сплавление наплавленного металла с основным, предупреждается парообразование. Шов получается плотный, без пор и раковин.

Подготовленную кромку заваривают продольными валиками обратноступенчатым способом, длина ступеней равна 25—35 мм. Tpeщину длиной более 200 мм разбивают на несколько участков длиной по 120—150 мм. Валики накладывают через участок, смещая стыки каждой ступени.

Режим сварки медно-железными электродами определяется диаметром электрода. IIpи диаметре электрода 4 мм рекомендуется ток 120—140 а; для электродов 5 мм ток увеличивают до 180—200 а.

В процессе сварки необходимо следить за тем, чтобы металл в зоне шва нагревался до температуры не более 50—60° С. Каждый валик желательно проковывать легкими ударами молотка и удалять шлак металлической щеткой.