Методи и техники за чугунено заваряване, използвани при заваряване на чугун

Видове чугун

Въглеродът присъства в чугун под формата на цементий и графит. В зависимост от количеството на цементита и формата на графита, чугунът може да бъде:

• бяло;
• сиво;
• ковък;
• половин сърце;
• висока якост.

Бялото е чугун, в който въглеродът е под формата на цементий. На почивката е лек. Бял чугун има много висока твърдост, така че не може да се обработва с режещ инструмент. Този тип чугун се използва главно в производството на коване на сортовете си.

Почти целият въглерод, който се съдържа в сивия чугун, е графитът. Фрактурата му е сива. Сив чугун има високи свойства на леене и се поддава на всички видове металообработка.

Сферографитен чугун е направен от бял с помощта на топлинната обработка. Този вид материал се използва главно за чугунени части в автомобилната и тракторна конструкция.

В полу-чугун, въглеродът е под формата на графит и цементий. Използва се като фрикционен материал и за производство на части с повишена износоустойчивост.

Висококачественият чугун съдържа глобулиран графит, образуван по време на кристализацията. Този материал се използва при производството на важни части в машиностроенето, при производството на водоустойчиви водопроводи, газопроводи и нефтопроводи.

Възможността за заваряване на чугун

Технологичната заваряемост на чугуна е много ниска поради следните причини:

• при бързо охлаждане на заварения шев има избелени области с високо ниво на твърдост, което оказва неблагоприятно влияние върху възможността за последваща обработка;
• В случай на неравномерно загряване и охлаждане на този материал, заваръчните шевове са пукнати, което се обяснява с високата степен на чупливост на чугуна;
• течният характер на сплавта прави задържането на стопения метал по-сложно, което усложнява образуването на заварката;
• Завареният шев може да съдържа пори, причинени от интензивно отделяне на газ;
• вероятността за отказ поради наличието на огнеупорни оксиди, образувани в резултат на окисляването на силиций и други елементи.

Методи за заваряване

При заваряване на чугун, покрити или въглеродни електроди се използват, тръбопровод, както и оборудване за газова заварка.

От технологична гледна точка при заваряването на чугунени изделия се използват три основни направления:

• получаване на шев в състава на материала;
• получаване на заваряване с ниско съдържание на въглерод в материала;
• получаване на шев от сплав от цветни метали в състава на материала.

За да се предотврати образуването на закалени и избелени участъци, както и пукнатини, се използва предварително загряване на частите за заваряване. Степените на отопление ни позволяват да разграничим следните видове заваряване:

• горещо - при нагряване от 600 до 650 ° C;
• полу-горещо - при нагряване от 400 до 450 ° C;
• студено - без нагряване.

Първите две сортове се прилагат, когато е необходимо да се получи чугун в шев метал, чиито свойства са близки до свойствата на основния материал. В горещо време за заваряване студен заварения възел загрява до 600-650 ° С от условията за относително равномерно нагряване и достатъчно бавно охлаждане след заваряване, което е ключът за графитизиране на чугун (въглеродните емисии под формата на графит) и да се предотврати неговото освобождаване под формата на цементит.

В процеса на заваряване чугун за полу увеличаване графитизиране се осигурява чрез въвеждане на графитизиран материал (алуминий, титан, силиций) в затваряща област и подгряване части за по-малко от време на гореща температура заваряване.

Студено заваряване Чугунът се произвежда в случаите, когато не е осигурено наличието на този материал в шева. Студеното заваряване се използва също така, ако материалът на заварката изисква производство на чугун, при условие че се използват графитизиращи агенти с незначителни несъвършенства.

Свийте със съдържанието на чугун чрез дъгова заварка

Горещото заваряване има своя състав на следните етапи:

• подготовка на заварени части;
• подгряване;
• заваряване;
• бавно охлаждане.

По време на подготовката се извършва цялостно почистване на мястото за заваряване и рязането на ръбовете. За да се предотврати изтичането на разтопения материал от заваръчния басейн и образуването на шев с определена форма, се заваряват местата за заваряване. За производството на матрици се използват графитни пластини, които се закрепват заедно с формовъчния материал.

След като формоването приключи, матрицата се изсушава, като постепенно повишава температурата си до 120 ° С. Допълнителното загряване на частта в матрицата се извършва посредством пещ или друго отоплително устройство. След завършване на заваряването, бавното охлаждане се осигурява чрез покриване с топлоизолационен слой или съвместно охлаждане на детайла заедно с устройството, в което е настъпило нагряването. Времето за охлаждане на големи части може да бъде 3-5 дни.

При процеса на дъгова заварка с помощта на горещ ръчен метод се използват топилни електроди с чугунени пръти от марката А или В или въглеродни електроди. Горещото заваряване се извършва без прекъсване при високи токови нива, докато завърши заваряването. Ако количеството на заваръчните работи е значимо, те се изпълняват последователно от два заварчика. В покритието на отливки с диаметър от 5 до 20 mm се съдържат сплави (феросилиций, силикокалций, графит, карбондум и др.) И стабилизиращи материали. Държачът на електрода трябва да има щит, за да предпази ръката на работника от високи температури. Заваряването с въглеродни електроди, имащи диаметър от 8 до 20 мм, се извършва върху директни токове с директна полярност.

Методът за горещо заваряване на чугун прави възможно получаването на шев, практически еквивалентен на състава на основната част от продукта по отношение на обработваемост, механични свойства, плътност и т.н. Този метод обаче има следните недостатъци:

• голяма трудоемкост на извършените операции поради сложното формоване на мястото на заваряване, трудността на еднородното нагряване на цялата маса на продукта;
• продължителността и високата цена на процеса.

В някои случаи обаче заваръчните шевове, направени от чугун, се подлагат на по-малко строги изисквания, когато например се изисква само определена сила или равномерност на съединението. Това се постига с помощта на специални техники и металургични средства по време на процеса на заваряване с малко или нагряване в отсъствие на предварително загряване, например чрез прилагане на технологията за полу или студено заваряване желязо.

Предотвратяването на избелването на чугун може да бъде постигнато чрез въвеждане на голям обем графит в заварения метал, както и сплавни елементи. Например, железен прът заваряване електрод Emch марка има по-високо съдържание на силиций достигне 5.2, и покритието двуслойна, където първият добавката има свойствата и втория газ и шлаката осигурява защита.

Студеното заваряване на изделия от чугун със стени до дебелина 12 мм, използващи ЕМС електроди, позволява образуването на шевове и съседната зона, които не съдържат закалени и избелени участъци.

За заваряване на масивни части от чугун, използващи електроди EMC, производството на свободни от дефекти стави се осигурява чрез предварително загряване до 400 ° C, като се отчита дебелината на чугуна и твърдостта на продуктите.

С помощта на електроди от никелов чугун е възможно да се получат заварени шевове с добра обработваемост. Въпреки това, вероятността за образуване на горещи пукнатини се увеличава. Заваряването се извършва на няколко слоя от възвратно-постъпателното движение на електрода.

Слепването с EMES електроди се осигурява чрез покритието. Нисковъглеродната тел формира пръчката си, която има трислойно покритие: легиране, шлака и газообразуваща, газова защита. В случая, когато дебелината на заварени компоненти е 8-10 mm, дефекта без заварки при използване на тези електроди могат да бъдат получени чрез студено заваряване, и в случай на големи пукнатини - чрез горещо заваряване.

Полу студена и топла желязо за полу заваряване се извършва обикновено с помощта на сърцевината проводници ANCh PP-1, PP-ANCh-2, PP-3-ANCh т.н. Проводниците съдържат набор от модифициращи елементи, въведени в състава на заряда под формата на силиконова лигатура.

Газова заварка

Производството на заваръчен метал чрез заваряване с газ се счита за надежден метод за получаване на заваръчен материал, който е почти идентичен с основния метал на изделието. По време на заваряване с газ, отоплението и охлаждането са по-дълги и по-равномерни от дъгова заварка. Това дава възможност да се осигурят по-благоприятни условия за въглеродна графитизация и да се намали вероятността от образуване на избелващи области в състава на чугунени заваръчни шевове и в зоната на шева.

За предпочитане е операциите за газова заварка да се предхождат от общо или локално нагряване. Краищата са скосени във формата V, така че ъгълът на отваряне е 90 °. С тях, с помощта на пясък или четка, мръсотията, ръждата и маслото се отстраняват. Затоплянето им се извършва с газов пламък.

Използваните пръти за пълнене обикновено са чугунени пръти, принадлежащи към следните класове:

• "А" - използва се за заваряване с горещ газ от чугун;
• "Б" - се използва за газова заварка на продукти от чугун с локално отопление;
• "LF-1" - се използва за газова заварка на тънкостенни чугунени изделия;
• "LF-2" - се използва за газова заварка на дебели чугунени чугунени изделия;
• "BC" и "HC" - се използват за устойчивост на износване на чугун.

Диаметърът на пръта се избира в диапазона между d / 2 и (d / 2 + 1 mm), където d е дебелината на основния метал на детайла.

Газовото заваряване на чугун изисква използването на поток, за да:

• защита от окисляване на материала на заваръчния басейн;
• пренос на огнеупорни оксиди от желязо, силиций и манган в нискотемпературни шлаки;
• Подобряване на термоядреността чрез създаване на микро-задълбочаване в процеса на окисляване и частично разтваряне на графитни включвания;
• увеличаване на течливостта на шлаката и на заваръчния басейн.

В процеса на заваряване често е необходимо да се намали пръчката в поток, а последният често се излива в заваръчния басейн. Ацетиленът по време на заваряване се захранва със скорост 100-120 dm3 / h за всеки милиметър от дебелината на детайла. Наклонът се извършва само когато дебелината на стените надвиши 4 мм.

Ядрото на пламъка може периодично да се отстранява от горната част на заваръчния басейн, но редуциращата част на пламъка трябва непрекъснато да покрива повърхността на ваната. В случай на прекомерно забавяне на пламъка силиций и въглерод изгарят на едно място, което може да доведе до избелване на чугун.

За да се предотврати появата на дефекти по време на заваряване на части със сложна форма, работата трябва да се извършва само след общо подгряване.

След заваряване, продуктът трябва да бъде покрит със слой азбест, за да забави процеса на охлаждане на детайла.

Електромагнитно заваряване

В процеса на заваряване с електромагнит се използват чугунени плочи като електроди. Използваните флуиди трябва да бъдат десулфуризиращи и не-оксидиращи. Чрез използване електрошлаково заваряване възможно да се получи задоволително качество шевове на детайлите на сив чугун без образуване на пукнатини, пори, избелени части и други дефекти.