Свойства чугуна, влияние на его свариваемость. Технология холодной сварки чугуна стальными электродами с применением стальных шпилек.

Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или угольным электродами, газовой сваркой, термитной сваркой и заливкой жидким чугуном.

По состоянию свариваемой детали различают три способа сварки чугуна: холодную, полугорячую и горячую. Холодную сварку выполняют без подогрева свариваемых деталей, полугорячую - при полном или местном подогреве до температуры 300-400 °С, горячую - при полном нагреве до температуры 600 - 800 °С. Эти способы сварки подразделяют на отдельные методы в зависимости от вида сварки, применяемых электродов и присадочного металла.

Выбор способа и метода сварки зависит от требований, предъявляемых к сварному соединению, а в некоторых случаях и от производственных возможностей. При выборе метода сварки учитыва­ют необходимость механической обработки металла шва и околошов­ной зоны после сварки, необходимость получения однородности металла шва с металлом свариваемых деталей, требования к плот­ности сварного шва, а также нагрузки, при которых должны рабо­тать свариваемые детали.
Холодная сварка. Этот способ сварки имеет несколько разно­видностей: стальными электродами, стальными электродами со спе­циальными покрытиями, стальными электродами с помощью шпилек, чугунными электродами, комбинированными электродами, медными электродами, электродами из монель-металла, электродами из ни­келевого аустенитного чугуна, газовая (ацетилено-кислородным пла­менем).
Сварку стальными электродами применяют при ремонте неответ­ственных чугунных изделий небольших размеров с малым объемом наплавки, не требующих после сварки механической обработки. Сварное соединение неоднородно по структуре, часто не обладает достаточной плотностью и имеет низкую прочност ь.

Сварку электродами с защитно-легирующими покрытиями выпол­няют с V или Х-образной разделкой кромок. Для устранения неравномерного разогрева детали сваривают отдельными участками вразбивку. Длина отдельных наплавленных участков сварного шва не должна превышать 100-120 мм. После наплавки отдельных участков им дают возможность остыть до температуры 60 - 80 °С. При сварке изделий толщиной 8-15 мм сварку ведут с увеличен­ной шириной усиления шва (рис. 1). Сварку электродами с по­крытиями ОММ-5 и JC-5 можно выполнять на- переменном или на постоянном токе. Наилучшие результаты получают при сварке электродами с покрытием У ОНИ-13/45. Сварку электродами с по­крытием УОНИ производят на постоянном токе обратной полярности.

Сварка с помощью шпилек требует специальной подготовки изделий под сварку. Этим способом восстанавливают ответственные изделия как малых, так и больших габаритов (гидравлические и воздушные цилиндры, станины прессов, станков и др.), работаю­щие при значительных нагрузках и не требующие - обработки после сварки.
При этом способе кромки свариваемых деталей скашивают под углом 45° (при толщине деталей свыше 5 - 6 мм). Общий угол разделки должен составлять 90 °. В подготовленных кромках про­сверливают отверстия и нарезают резьбу. В отверстия ввертывают шпильки из низкоуглеродистой стали.

1. Диаметр шпилек в зависимости от толщины свариваемых чугунных дета­лей (см. рис. 2), мм

Толщина сваривае­мого ме­талла	Диаметр шпильки	Расстояние меж­ду шпильками, (см. рис. 2)
l	l1
10-20 20-25 25-30 > 30	10 12 14 16	40-60 48-50 50-56 50-80	5-10 10-12 12-15 15-20

 

Шпильки располагают в шах­матном порядке (рис. 2). Они могут быть разных диаметров в за­висимости от толщины свариваемых деталей, при толщине сваривае­мых деталей до 10 мм диаметр шпилек не должен превышать 6 мм. При большей толщине свариваемых деталей диаметр шпилек ориентировочно выбирают по табл. 1. При этом в разделку уста­навливают шпильки большего диаметра, а около разделки ставят шпильки меньшего диаметра, как показано на рис. 2. Высота возвышения шпилек над поверхностью свариваемого металла должна быть 0, 5-1, 0 диаметра шпильки. Перед сваркой шпильки плотно ввертывают в тело свариваемого металла. Глубина посадки шпилек должна составлять 1-2 диаметра шпильки. Разделка кромок может быть V- и Х-образная. Наиболее часто применяют V-образную разделку на половину толщины свариваемого металла. Подготовлен­ный под сварку с ввернутыми шпильками металл должен быть очишен от грязи, масла, влаги и литейной корки.
Сварку выполняют на постоянном или переменном токе с ис­пользованием электродов с защитно-легирующими покрытиями типов Э42, Э42А, Э50 и Э50А. При толщине металла до 5 мм диаметр электрода берут 3 - 4 мм, при толщине 5-10 мм диаметр электрода 4-5 мм. Ориентировочный режим сварки следующий:

Диаметр электрода, мм
Сила тока, А	90-100	130-160	180-200

В процессе сварки вначале обваривают шпильки кольцевыми швами, затем заполняют участки между обваренными шпильками. После этого заплавляют уже всю разделку. При выполнении всех перечисленных операций сварку нужно вести короткими участками по 100-150 мм, чтобы не разогревать сильно изделие. Во избежа­ние коробления количество наплавленного металла должно быть минимальным, тонкостенные изделия реко­мендуется перед сваркой закреплять.

Рис. 3. Сварка чугунных деталей с помощью шпилек и анкеров

При толщине металла 10 мм. в ответ­ственных, деталях рекомендуется устанавли­вать между шпильками анкеры, изготовлен­ные из полосовой или круглой низко­углеродистой стали. Анкеры устанавливают под углом 45 ° или перпендикулярно к сварному шву (рис. 3), после того как будут заварены участки между шпильками. Ан­керы должны плотно прилегать средней частью к наплавленному металлу, а кон­цами к свариваемой детали. По толщине анкеры можно заваривать неполностью. Длину анкеров берут в за­висимости от ширины свариваемого участка, а толщину или диаметр в пределах 6-12 мм.

Стальными электродами со специальным покрытиемсваривают изделия несложной формы, средних размеров и массы, с толшиной стенок до 15 мм, работающие при незначительных стати­ ческих и ударных нагрузках. Сварное соединение неодногодно по структуре, однако металл сварного шва по составу и свойствам достаточно близок к серому чугуну. При правильном и достаточно тщательном выполнении сварки можно получить плотное соединение, поддающееся обработке режущим инструментом. Этот метод сварки пригоден для заварки литейных дефектов с небольшим объемом наплавки.
Существуют несколько составов специальных покрытий электро­дов. Эти покрытия в основном состоят из графита, ферросилиция и меди. В зависимости от процентного содержания тех или иных компонентов в электродном покрытии можно получить различный химический состав наплавленного металла. Важную роль в составе покрытия играет ферросилиций, который как графитизатор способ­ствует получению серого чугуна. Стальные электроды со специаль­ными покрытиями имеют стальной стержень из низкоуглеродистой сварочной проволоки Св-08 или Св-08А. Составы наиболее распро­страненных специальных покрытий приведены в табл. 2. Режимы сварки берут такие же, как и при сварке чугуна обычными сталь­ными электродами. Сварку чугунными электродами в холодном состоянии в боль­шинстве случаев применяют для исправления дефектов чугунного литья - мелких литейных пор, рыхлостей, раковин и трещин. Металл сварного шва можно получить близким по химическому составу к основному металлу, однако в металле сварного шва и прилежащих к нему зонах наблюдается отбел, что затрудняет последую­щую механическую обработку.

Выполнить практическое задание (устно):

 

Подготовка, сборка, прихватка и сварка двух пластин толщиной 4 мм стыковым соединением в горизонтальном положении сварочного шва.

 

Билет№5

 

Ответить на теоретические вопросы:

 

Сварочная швы: классификация, по применяемому для сварки материалу, по расположению свариваемых деталей, по действующему на шов усилию, по объему наплавленного металла, по форме свариваемой конструкции, по расположению на изделии.

Сварные швы классифицируются по следующим основным признакам. По виду сварного соединения различают швы стыковые и угловые. Швы, расположенные в стыковых сварных соединениях, называются стыковыми, расположенные в тавровых, угловых и нахлесточных соединениях - угловыми.
По положению, в котором выполняется сварка, сварные швы бывают: «в лодочку», нижние, полугоризонтальные, горизонтальные, полувертикальные, вертикальные, полупотолочные и потолочные (рис. 6).

 

Рис. 6. Классификация сварных швов по расположению в пространстве:
а - нижнее «в лодочку», б - нижнее угловое, в - нижнее стыковое, г - горизонтальное, д - вертикальное, е - полупотолочное, ж - потолочное

По конфигурации швы сварных соединений бывают прямолинейными, кольцевыми и криволинейными; по протяженности - сплошные и прерывистые. Сплошные швы в свою очередь делятся на короткие, средние и длинные (рис. 7).

 

Рис. 7. Классификация сварных швов по конфигурации и протяженности:
а - прямолинейные, б - кольцевые, в - криволинейные, г - сплошные, д - прерывистые

По применяемому виду сварки швы сварных соединений разделяются на швы ручной дуговой сварки, швы автоматической и механизированной сварки под флюсом, швы дуговой сварки в защитных газах, швы электрошлаковой сварки, швы электрозаклепочные, швы контактной электросварки, швы газовой сварки, швы паяных соединений.
По способу удержания расплавленного металла во время сварки швы сварных соединений делятся на швы, выполненные без подкладок и подушек, на съемных и остающихся стальных подкладках, на медных, флюсомедных, керамических и асбестовых подкладках, а также флюсовых и газовых подушках (рис. 8).

 

Рис. 8. Схема выполнения швов:
а - на подкладках, б - на флюсовой подушке, в - с поддувом газа, г - на весу;
1 - медная съемная подкладка, 2 - стальная остающаяся подкладка, 3 - асбестовая подкладка, 4 - флюс, 5 - брезент, 6 - металлический короб, 7 - шланги для подачи воздуха, 8 - сварной шов, 9 - свариваемое изделие

По количеству наложения слоев и валиков сварные швы бывают: односторонние, двусторонние, многослойные и многослойные многопроходные (рис. 9).

 

Рис. 9. Классификация сварных швов по количеству наложения слоев и валиков

По применяемому для сварки материалу швы сварных соединений подразделяются на швы соединения углеродистых и легированных сталей, швы соединения цветных металлов, швы соединения биметалла, швы соединения винипласта и полиэтилена.
По расположению свариваемых деталей относительно друг друга швы сварных соединений могут быть под острым или тупым углом, под прямым углом, а также располагаться в одной плоскости.
По действующему на шов усилию швы бывают фланговые, лобовые, комбинированные и косые (рис. 10).

 

Рис. 10. Классификация швов по действующему на них усилию:
а - фланговый, б - лобовой, в - комбинированный, г - косой

По объему наплавленного металла различают нормальные, ослабленные и усиленные швы (рис. 11).

 

Рис. 11. Классификация швов по объему наплавленного металла

По форме свариваемой конструкции швы сварных соединений выполняются на плоских и сферических конструкциях, по расположению на изделии различают швы продольные и поперечные.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: