Презентация к уроку "Сварка чугуна".

Технология сварки чугуна

Введение

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом.. Содержание углерода в чугуне - от 2,14% - 6,67%. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижает пластичность и вязкость. Углерод в чугуне содержатся в виде цементита и графита.
Температура плавления чугуна — от 1 150 до 1 200 °C , что на 300 °C ниже, чем у чистого железа. Теплопроводность чугуна ниже, чем у сталей, коэффициент теплового расширения такой же. Электропроводность чугуна зависят от распределения включений графита

Способы сварки чугуна

Горячая сварка. При этом способе изделие, подлежащее сварке, нагревают до температуры 600...630 °С с медленным последую­щим охлаждением после выполнения всех сварочных работ. Та­кой режим не приводит к образованию отбеленных и закален­ных участков в зоне термического влияния и металле шва.
Холодная сварка. Основная трудность, возникающая при холод­ной сварке чугунными электродами, заключается в образовании структур белого чугуна в шве н околошовной зоне и резкой за­калке участков металла, нагретых при сварке выше температур тючки Л. что, в конечном итоге, ведет к образованию трещин. 1 Грп этом на их образование влияют следующие свойства серого чугуна:
• он обладает очень низкими пластичностью и деформационной способностью;
• при всех температурах его прочность значительно ниже прочно­сти углеродистых сталей:
• быстрое охлаждение тонких элементов детали при литье ведет к их отбеливанию.
С учетом этого выбор сварочных. материалов для холодной сварки дол­жен обеспечить такой состав металла шва. при котором его пластичность должна быть гораздо выше пластичности самого чугуна.

Горячая сварка чугуна

Наиболее радикальным средством борьбы с образованием отбелен­ных и закаленных участков шва и околошовной зоны и образованием пор и трещин служит подогрев изделия до температуры 600 ... 650 °С и мед­ленное охлаждение его после сварки. Технологический процесс горячей сварки состоит из следующих этапов: I - подготовка изделия под сварку; II - предварительный подогрев деталей; III - сварка; IV - последующее охлаждение
Подготовка под сварку зависит от вида исправляемого дефекта. Од­нако во всех случаях подготовка дефектного места заключается в тща­тельной очистке от загрязнений и в разделке для образования полостей, обеспечивающих доступность для манипулирования электродом и воз­действия сварочной дуги. Для предупреждения вытекания жидкотекучего металла сварочной ванны, а в ряде случаев для придания наплавленному металлу соответствующей формы, место сварки формуют. Формовку вы­полняют в зависимости от размеров и местоположения исправляемого дефекта с помощью графитовых пластинок, скрепляемых формовочной массой, состоящей из кварцевого песка, замешенного на жидком стекле, или другими формовочными материалами, а также в опоках формовоч­ными материалами, применяемыми в литейном производстве

После формовки необходима просушка формы при постепенном подъеме температуры от 60 до 120 С, затем проводят дальнейший нагрев под сварку со скоростью 120 ... 150° в час в печах, горнах или временных нагревательных устройствах. Замедленное охлаждение после сварки дос­тигается при укрывании изделий теплоизолирующим слоем (листами асбеста и засыпкой песком, шлаком и др.) или при охлаждении вместе с печами, горнами. Горячую сварку чугуна выполняют на больших токах [Iсв = (60... 100)dэ] без перерывов до окончательной за­варки дефекта. При больших объ­емах завариваемого дефекта два сварщика, работающие поочеред­но. Электрододержатель для горя­чей сварки должен обеспечивать хороший контакт с чугунным элек­тродом и иметь щиток для защиты руки сварщика от теплового ожога. Примером одной из возможных конструкций может служить электрододержатель завода "Станколити . 

Горячая сварка чугуна позволяет получать сварные соединения, равноценные свариваемому металлу (по механическим характеристикам, плотности, обрабатываемости и др.), однако это трудоемкий и дорого­стоящий процесс. Вместе с этим в ряде случаев к сварным соединениям из чугуна не предъявляется таких требований. Часто, например, доста­точно обеспечить только равнопрочность или только хорошую обрабаты­ваемость, или плотность сварных швов. С помощью различных метал­лургических и технологических средств можно получить сварные соеди­нения из чугуна с теми или иными свойствами при сварке с невысоким подогревом или вовсе без предварительного подогрева (т.е. с помощью полугорячей или холодной сварки).

Холодная сварка чугуна

Холодная сварка чугуна электродами положительных результатов не обеспечивает, так как при больших скоростях охлаждения образуется структура белого чугуна в шве и высокотемпературной области около­шовной зоны, а так-же происходит резкая закалка металлической основы участков зоны термического влияния, нагревающихся в процессе сварки выше температуры Асз. Возникающие при этом деформации превышают деформационную способность металла шва и околошовной зоны, в ре­зультате чего образуются трещины.
Для предупреждения отбеливания необходимо обеспечить такой со­став металла шва, для которого в этих условиях будет получаться струк­тура серого чугуна с наиболее благоприятной формой графитных вклю­чений. Это может быть достигнуто путем введения в наплавленный ме­талл достаточно большого количества графитизаторов и легирования чугуна элементами, способствующими сфероидизации карбидов (магни­ем). Примером таких электродов могут служить электроды марки ЭМЧ, стержень которых представляет собой чугун с повышенным (до 5,2 %) содержанием кремния, покрытие двухслойное: первый слой - легирую­щий, второй - обеспечивает газовую и шлаковую защиту

Для холодной и полугорячей сварки чугуна полуавтоматами исполь­зуют специальные порошковые проволоки, обеспечивающие получение в шве серого чугуна. Для холодной сварки изделий с относительно не­большой толщиной стенок (в месте сварки) рекомендуется проволока марки ППЧ-1, для полугорячей сварки - проволока ППЧ-2,а также проволоки ППНЧ-7; МН-25; ПАНЧ-11

Заключение

Сварка чугуна широко применяется как в основном производстве так и при проведении ремонтных работ.
При выборе способа сварки чугуна следует в первую очередь обращать внимание на применяемость сварных деталей, и необходимость получения сварного шва с определенными физическими свойствами. Во вторых на целесообразность применения способов сварки и экономичность способа сварки.