92263

Сварка чугуна

Доклад

Производство и промышленные технологии

Стали по свариваемости подразделяются на четыре группы. К основным признакам стали относятся склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения. В первую группу входят хорошо сваривающиеся стали Ст.Ст 6 стали 08 10.

Русский

2015-07-28

256.51 KB

1 чел.

Сварка чугуна

Сварка и наплавка черных металлов — один из способов восстановления деталей.

Стали по свариваемости подразделяются на четыре группы. К основным признакам стали относятся склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения.

В первую группу входят хорошо сваривающиеся стали (Ст. 1...Ст, 6, стали 0,8, 10...15, 20...25 и низколегированные 15Х, 15ХГ, 12ХН2 и др.). Их сваривают по обычной технологии т. е. без предварительного в процессе ее подогрева, а также без последующей термообработки. Однако применение последней не исключается для снятия внутренних напряжений.

Рекомендуются электроды Э-34, Э-42 и 3

Ко второй группе относятся удовлетворительно сваривающиеся стали (стали 30 и 35, низколегированные с содержанием углерода 0,3...0,35% 20ХНЗА, 20ХГСА и ЗОХ и высоколегированные 12XI4A, 9Х14А, 30X13 стали и др.). При их сварке и наплавке в нормальных условиях трещины не образуются, но желательна последующая термообработка. Применяют сварочные Э-45, Э-50 и наплавочные ЭН-250 и ЭН-300 электроды.

Третья группа представляет собой ограниченно сваривающиеся стали, склонные в обычных условиях сварки к образованию трещин (углеродистые 40, 45 и 50, низколегированные с содержанием углерода до 0,45% ЗОХГС, 40ХМЮ и 45Л, высоколегированные 20Х18Н9, 36Х18Н25С2 и 20Х23Н18 стали и др.). После сварки их подвергают термообработке. Рекомендуются сварочные Э-50 и Э-55 и наплавочные ЭН-300 и ЭН-350 электроды.

Если детали были термически обработаны до высокой твердости порядка 350 НВ, то для наплавки используют электроды 12АН-ЛИИВТ, Т-590 и ЭН-400.

К четвертой группе относятся плохо сваривающиеся стали, которые наиболее трудно поддаются аварке и наплавке и склонны к образованию трещин (стали с содержанием углерода, более 0,55% – стали 60...85, низко- и среднелегированные 50Г, 50ХГСА и 45ХНЗМФА, высоколегированные с цементованными рабочими поверхностями 18ХНЗА, 12Х2НЧА и ЗХ2В8Ф стали и др.). Применяют электроды 12АН-ЛИИВТ, Т-590, Т-620 и ЭН-400. Чтобы предупредить образование трещин на границе наплавки с цементированном слоем, необходимо предварительно подогреть деталь до температуры 200... 300 °С и провести последующую термообработку.

Сварка чугунных деталей вызывает значительные трудности из-за:

отсутствия площадки текучести у чугуна, хрупкфтн и небольшого предела на растяжение, что часто служит причиной образования трещин;

отсутствия переходного пластического состояния при нагреве до плавления: из твердого состояния чугун сразу переходит в жидкое. Жидкотекучесть затрудняет ремонт деталей даже с небольшим уклоном от горизонтального положения;

получения отбеленных участков карбида железа (FезС — цемент), трудно поддающихся механической обработке.

Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой или термитной сваркой, заливкой жидким чугуном, порошковой проволокой, аргонодуговой сваркой и т, д.

Выбор способа и метода сварки зависит от требований к соединению. При определении метода учитывают: необходимость механической обработки металла шва и околошовной зоны после сварки и получения однородности металла шва с металлом свариваемых деталей; требования к плотности шва; нагрузки, при которых должны работать детали.

Холодная сварка выполняется без предварительного подогрева деталей. При этом не допускаются отбел чугуна и закалка сварочного шва. Наплавленный металл должен быть достаточно пластичным.

На получение качественного соединения влияют технологические и металлургические факторы. К первым относятся сила тока, напряжение дуги и скорость наплавки, ко вторым — графитизация, удаление углерода и карбидообразование.

Сваривать рекомендуется на низких режимах при силе тока 90...120 А электродами с малым диаметром (3 мм), короткими валиками (длиной 40,..50 мм), охлаждением деталей после наложения каждого валика до температуры 330...340 °С. Это позволяет в некоторой степени снизить долю основного металла в металле шва и значение сварочных напряжений посредством проковки валиков шва сразу же после окончания сварки.

Чтобы получить более мягкую перлитно-ферритную структуру, необходимо, чтобы процесс графитизации прошел более полно, т. е. до такой стадии; при которой осталось бы мало углерода в связанном состоянии. Ускорению графитизации способствуют такие элементы, как С, Si, Al, Ti, Ni и Си.

Введение в состав наплавочных материалов кислородсодержащих компонентов способствует максимальному удалению избыточного углерода.

Карбидообразующие элементы W, Сг, V и Мо связывают углерод в труднорастворимые карбиды.

Ручная дуговая холодная сварка чугуна стальными электродами подразделяется на сварку стальными электродами: без специальных покрытий; с карбидообразующими элементамми в покрытии; с окислительными покрытиями.

Стальными электродами без специальных покрытий сваривают тогда, когда не требуется механическая обработка и не оговариваются плотность и прочность соединения. В качестве, электродного материала для сварки малоуглеродистых сталей применяют электроды Э-34 и Э-42. Основным ее недостатком служит появление трещин и отбеленных структур в самом шве и околошовной зоне.

В конце 50-х годов была предложена сварка методом «отжигающих» валиков позволившая расширить возможности использования стальных электродов. 

Особенно широкое распространение она получила в ремонтных мастерских колхозов и совхозов. Ее сущность состоит в следующем. Трещину предварительно разделывают (рис, 2.11,а). Наносят короткими участками (15...25 мм) вразброс (рис. 2.11,6) вначале на одну кромку разделанной трещины подготовительные 1, 2 и 3 и отжигающие 4 и 5 валики (рис, 2.11,0), а затем на другую— соответственно валики (6, 7, 8 и 9, 10) не соединяя валики кромок. Концы трещины заваривают двумя слоями.

Валики наплавляют высотой 4...5 мм снизу предыдущий на 60.,.70%, После того как; ежи будут наложены по всей длине трещины, деталь охлаждают до температуры 70…80°С, а затем заваривают также взразброс промежутки между ними соединительными валиками 11..14.

Исследования распределения твердости шва показали, что с использованием отжигающих валиков - она снижается на 20...25 HRC по сравнению со сваркой без отжигающих. Это происходит за счет уменьшений содержания карбидных структур в переходной зоне. Шов свободно поддается механической обработке резанием; Его прочность и плотность удовлетворительные. Недостаток способа — весьма высокие трудоемкость процесса и квалификация сварщика.

При холодной сварке чугуна широко используется проволоки ПАНЧ-11 и ПАНЧ-12 (табл. 9).

Разработана высокоэффективная технология заварки трещин в стенках водяных рубашек чугунных блоков цилиндров дизелей. Она заключается в следующем. Трещины заваривают проволокой ПАНЧ-11 на обратной полярности. Режимы сварки: 7=100...140 А, (/«14...18 В, и=0,15.,.0,25 см/с, диаметр проволоки 1,4 мм. Место расположения трещины зачищают до металлического блеска. Рядом с трещиной по обе стороны от нее на расстоянии 7...10 мм шлифовальным кругом разделывают канавку по всей длине трещины (рис. 2.13). Глубина разделки 1,5...3 мм и ширина 3...5 мм. Заваривают короткими участками (20...50 мм) поперек трещины с заполнением металлом подготовленных канавок.

Валики накладывают поочередно от краев трещины к середине. Каждый из них охлаждают до температуры 40...60°С прежде, чем будет наведен последующий. Обязательным условием считается перекрытие предыдущего валика последующим на Vs его ширины. Разделанные канавки вдоль трещины играют роль упоров в усадке шва и стягивают ее. Данный способ удовлетворяет требованиям на сварной шов по герметичности и прочности.

При холодной сварке чугуна газовым пламенем применяют прутки ПЧЗ, НЧН1, ПЧН2 и ПЧВ. Допускается использовать также изношенные поршневые кольца. В качестве флюсов служат техническая бура или смесь —50% буры и 50% двууглекислого натрия,

Вопрос 6 Сварка алюминия

Сварка и наплавка цветных металлов. Рассмотрим некоторые способы.

Сварка деталей из алюминия и его сплавов затрудняется по следующим причинам:

очень плохая сплавляемость металла из-за образования на его поверхности тугоплавкой оксидной пленки А12О3;

при нагреве до 400…450°С алюминий очень сильно теряет свою прочность и деталь может разрушиться от легкого удара или от действия собственной массы;

металл не имеет пластического состояния и при нагреве сразу переходит -из твердого в жидкое состояние;

коэффициент линейного расширения в 2, а теплопроводность в 3 раза больше, чем у стали, что способствует появлению значительных остаточных деформаций в свариваемых деталях;

большая растворимость в расплавленном алюминии водорода способствует образованию пор.

Алюминий и его сплавы сваривают дуговой, аргонодуговой и газовой сваркой. Поверхности обезжиривают растворителями и очищают от нагара, масла и грязи не более чем за 2...4 ч до процесса сварки

Дуговую сварку выполняют угольными или специальными электродами.

Сварку угольными электродами ведут на постоянном токе прямой полярности. Детали толщиной до 2 мм сваривают без присадки и разделки кромок, а свыше 2 мм — с зазором 0,5,. 0,7 толщины свариваемой детали или с разделкой кромок, Оксидную пленку удаляют с помощью флюса АФ-4А.

Сварку специальными электродами проводят короткой дугой при обратной полярности из расчета не более 40 А на 1 мм диаметра электрода со скоростью 0,4..,0,6 м/мин и напряжении холостого хода 60...70 В. Перед заваркой трещины по всей ее длине вырубают канавку. При сварке сплавов А6, АДО, АД1 из АД применяют электроды ОЗА-1, АФ-1 или АФ-4, а АМц, АМг и АЛ -9 — электроды ОЗА-2. Использование электродов ОЗА-1 и ОЗА-2 позволяет получить сварные соединения с удовлетворительными механическими и эксплуатационными свойствами.

Аргонодуговую сварку выполняют неплавящимся вольфрамовым электродом на установках УДГ-301 и УДГ-501. В зависимости от толщины стенки свариваемой детали изменяют силу тока. Чем тоньше стенки, тем меньше диаметр и сила тока.

Особые требования предъявляются к технике сварки. Угол между присадочным материалом и вольфрамовым электродом должен составлять примерно 90°. Размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Сварку стенок толщиной до 10 мм ведут справа налево (т. е, левым способом), который позволяет снизить перегрев металла. Дуга должна быть как можно короче.

Режим при толщине стенки 4...6 мм: диаметр присадочного материала 3...4 мм, сила тока 150...270 А, напряжение 18...20 В расход аргона 7…10 л/мин. Добавление к последнему 10… 12% (по объему) углекислого газа и 2...3% кислорода повышает устойчивость горения дуги и улучшает формирование металла.

Режим наплавки при диаметре электродной проволоки 0,8... 1 мм: сила тока 70...90 А, напряжение 17... 19 В, скорость подачи проволоки 160…200 м/ч, шаг наплавки 1,5...1,8 м/об, толщина наплавленного слоя за один проход 0,8...1.0 мм, расход аргона 2...3 л/мин.

Газовую сварку ацетилено-кислородным нейтральным пламенем выполняют с помощью флюсов АФ-4А, АН-4А, АН-А201 и других, содержащих хлористые и фтористые соли лития, натрия, калия и бария. В качестве присадочних прутков применяют сплав с содержанием 5...6% кремния.

Флюс насыпают на кромки трещины и в процессе сварки вводят прутком в сварочную ванну. После сварки остатки флюса водой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74109. Шығыс Түрік қағанаты 19.42 KB
  Түрік қағанатында саясиәлеуметтік қайшылықтардың шиеленісуі оның дербестікке ұмтылған жеке бөліктерінде оқшаулану үрдісінің күшеюі Шығыс және Батыс қағанаттарының құрылуына алып келді. Шығыс түріктері Қытаймен жүргізген қиянкесті соғыстың нәтижесінде 682 жылы Монғолияда өз мемлекетін қалпына келтірді. Шығыс Түрік қағандығы 682744 Қазақстан Орталық Азия Шығыс Түркістан Оңтүстік Сібір жерлерін алып жатты.
74110. Үйсін мемлекеті 18.65 KB
  3 ғасырда Қазақстанды мекендеген тайпаларда мемлекеттіктің алғашқы белгілері болды. Ежелгі үйсіндерде әлеуметтікэкономикалық қатынастар өтпелі кезеңге тән сипатта болды. Жартылай көшпелі және жартылай отырықшы үйсін коғамында өндірістің екі негізгі түрі болды: мал және жер. Рулық құрылыстың ыдырауы барысында туындаған таптық қатынастар құлиеленушілік сипатқа ие болды.
74111. Қазақ жүздері 18.52 KB
  Дәстүрлі қазақ қоғамы үш жүзден тұрады: Ұлы жүз Қазақ жүздерінің мынандай ішкі белгілері бар: а ішкі аумақтық тұтастық; ә этностық туыстық; б шаруашылықмәдени бірлік; в саяси басқару ортақтастығы. Әрбір қазақ жүзінің тарихи қалыптаскан аумағы бар. Мысалы Ұлы жүздің таралған аймағы Жетісу мен Оңтүстік Қазақстан; Орта жүздікі Орталық Шығыс Солтүстік Қазақстан; Кіші жүздікі Батыс Қазақстан.
74112. Абай (Ибраһим) Құнанбаев Құнанбайұлы 18.47 KB
  Абай ақындық шығармаларында қазақ халқының әлеуметтік қоғамдық моральдық мәселелерін арқау еткен. Абай Шығыс пен Батыс мәдениеті мен өркениетін жетік білген. Абай өзінің өлеңдерін бала кезінен жаза бастады. Бұл кезде Абай өз атынан Жаз Жаздыкүн шілде болғанда.
74113. Қазақ хандығы 18.4 KB
  1457 жылдың күзінде Әбілқайыр хан Сығанақ түбінде қалмақтардан жеңілгеннен кейін Керей мен Жәнібек сұлтандар қол астындағы рутайпалармен Шу өңіріне келіп қоныстанып Қазақ хандығының негізін салады. Мұхаммед Хайдар Дулатидің Тарихи Рашиди кітабында Қазақ хандығының құрылған жері Шу бойы мен Қозыбасы деп айтылады. Қазақ хандығының құрылуы осыған дейін бүкіл Қазақстан аумағында болған әлеуметтікэкономикалық және этно саяси процестердің заңды қорытындысы еді.
74115. Алаш қозғалысы 17.71 KB
  Ғасырдың бас кезінде қазақ қоғамында мүлдем жаңа жағдай қалыптасты. Ресейлік әскеримонархиялық басқару жүйесі қазақ жерінің орыс мемлнің меншігі етіп жариялануы осыған орай ішкі Ресейден қоныс аударушылар легінің күрт өсуі қазақ бұқарасының зорлықпен егіншілікке жарамды жерлерден ығыстырылуы дәстүрлі қазақ шаруашылығының терең дағдарысқа ұшырауы сол қалыптасқан жағдайдың нақты көріністері еді. Сол кездегі қазақ қоғамы дамуының күн тәртібінде қазақ халқының ұлт ретінде жоғалуы не өзінөзі сақтауы үшін күреске шығу мәселесі тұрды.
74116. Батыс Түрік қағанаты 17.7 KB
  Түрік қағанатында саясиәлеуметтік қайшылықтардың шиеленісуі оның дербестікке ұмтылған жеке бөліктерінде оқшаулану үрдісінің күшеюі Шығыс және Батыс қағанаттарының құрылуына алып келді. Батыс Түрік қағанатының негізін Торэмен қаған қалаған деген ғылыми дерек те бар. Батыс Түрік қағанатының қалыптасуы Түрік қағанатының осыншама ұланбайтақ жер енді ғана қалыптаса бастаған мемлекеттіктің шеңберінде ұзақ уақыт қала алмайтын еді.