Книги по строительству и ремонту

Ручная дуговая сварка

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

19.1. Способы сварки чугуна

Чугуном называют железоуглеродистый сплав, содержащий более 2 % углерода. В зависимости от содержания углерода чугун может быть белым и серым.

В белом чугуне углерод находится в виде цементита. У белого чугуна светлый излом, он обладает высокой твердостью и хрупкостью, вследствие чего не поддается обработке резанием, а применяется ограничено в виде литых деталей, от которых требуется твердость и износоустойчивость.

Серый чугун, в котором углерод находится в виде графита, имеет серый излом. Серый чугун широко применяют в промышленности вследствие простоты получения и низкой стоимости, хороших литейных свойств, надежной работы в условиях различных нагрузок и температур. Серые чугуны различаются по состоянию находящегося в них графита. Распространен серый чугун, в котором углерод находится в виде пластинчатого графита. Чугун с шаровидным графитом — высокопрочный и обладает хорошими литейными свойствами, хорошей обрабатываемостью, меньшей чувствительностью к концентраторам напряжений и механическими свойствами на уровне углеродистые сталей. Ковкий чугун содержит графит в виде хлопьев и обладает большей пластичностью.

Обычный серый чугун содержит 2,5—4 % углерода, 2,5—4 % кремния и другие элементы. Получение высокопрочного и ковкого чугуна достигается изменением процентного содержания углерода, кремния и других примесей, а также термической обработкой и различной скоростью охлаждения.

Сварка чугуна затруднена из-за склонности к образованию трещин, низкой пластичности и прочности, что при местном нагреве сварочной дугой или при охлаждении после сварки может вызвать растрескивание деталей. В металле шва и околошовной зоны при повышенных скоростях охлаждения возникает отбеливание, затрудняющее последующую механическую обработку.

Для устранения трудностей, возникающих при сварке чугуна, необходимо в первую очередь регулировать химический состав основного и наплавленного металла, добиваясь наиболее полного осуществления процесса графитизации (устранения отбеливания, вызванного цементитом).

Удовлетворительно сваривается чугун с мелкозернистой перлитной структурой и мелкими графитовыми включениями. Плохо свариваются чугуны с грубой структурой и крупным графитом. Почти не поддаются сварке чугунные детали, работавшие долгое время при температуре 300—400 °С и выше или длительно соприкасавшиеся с маслом и керосином.

Для обеспечения графитизации шва и зоны влияния применяют сварочные электроды, содержащие больше графитизаторов, чем в основном металле. На практике сварку чугуна применяют главным образом при ремонте чугунных деталей механизмов и для исправления дефектов литья (раковин, пор и т.п.). Применяют два основных способа: холодную сварку чугуна (без его подогрева) специальными электродами и горячую сварку с нагревом свариваемых деталей до температуры 600—700°С. Для устранения небольших дефектов в деталях иногда   применяют  полугорячую сварку с нагревом до 250—400 °С.