Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск
Вхід в абонемент


Интернет реклама УБС






Газовое и дуговая сварка чугунов

Свойства чугунов

чугуна называют сплав железа с углеродом, содержащий от 2,14 до 6,7% углерода. Чаще всего применяются чугуны с содержанием от 2,6 до 3,6% углерода, до 5% кремния и до 2% марганца, далее идут примеси серы и фосфора. В специальные чугуны вводят легирующие добавки: никель, хром, молибден, ванадий, титан. В зависимости от состояния углерода и легирующих добавок в сплаве различают белые, серые, ковки и высокопрочные чугуны.

Белый чугун имеет в изломе белый или светло-серый цвет; углерод в нем находится в химически связанном состоянии в виде карбида железа - цементита Fe3C. Цементит хрупкий, имеет высокую твердость (800 НВ), поэтому и белый чугун обладает высокой твердостью и хрупкость, не поддается механической обработке и ограниченно применяется как конструкционный материал.

Серый чугун (ГОСТ 1412-79) имеет в изломе серебристый цвет, что объясняется содержанием части углерода в виде пластинчатого графита и части углерода в химически связанном состоянии в виде перлита.

Ковкий чугун получают из белого специальной термической обработкой для повышения пластических свойств по сравнению со свойствами серого чугуна.

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293 - 79) содержит графит шаровидной формы, получаемый в результате добавления в сплав некоторых элементов (магний, церий и др..) и продувки через жидкий чугун азота.

марки чугунов обозначаются: СЧ 10 (серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа и при изгибе 280 МПа); КЧ 30 - 6 (ковкий чугун с пределом прочности при растяжении не менее 300 МПа и относительным удлинением не менее 6% ) ВЧ 38-17 (высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении Не менее 380 МПа и относительным удлинением не менее 17%).

Чугуны менее прочные и более хрупкие, чем стали, не дешевле сталей и лучше отливаются в формы. Поэтому чугуны широко используют для изготовления литых изделий.

Свариваемость чугунов

Затруднение при сварке чугунов объясняются следующими их свойствами.

1. Отсутствие площадки текучести чугуна и низкая пластичность приводят к появлению трещин при напряжениях, достигает величины временного сопротивления разрыву. Эти напряжения могут возникать при неравномерном нагреве и охлаждении во время или отливки сварки деталей и при эксплуатации изделия. Трещины могут образоваться как в основном металле, так и в металле шва в процессе сварки и при охлаждении сваренного изделия.

2. Склонность чугуна при высоких скоростях охлаждения закаляться с образованием хрупких структур мартенсита, бейнита и троостита. В закаленных участках чугун становится твердым (800 НВ) и не поддается механической обработке. Закалочные структуры вредные еще и потому, что их образование сопровождается появлением внутренних напряжений и образованием дальше трещин.

3. Способность чугуна к отбеливанию при быстром охлаждении места сварки обычно приводит к образованию тонкого отбеленного слоя на границе сварного шва и металла изделия. Этот выбеленный слой имеет низкую пластичность по сравнению с другими участками сварного соединения и под влиянием силы, растягивающей образующийся при охлаждении сварного соединения, он вместе с наплавленным металлом откалывается от основного или металла вызывает трещину по границе отбеленного слоя с основным металлом.

4. Чугуны не имеют тестообразного состояния при переходе от жидкого до твердого. Это свойство чугуна затрудняет сварки его в наклонном и вертикальном положениях и не позволяет вести сварку в потолочном положении.

5. Склонность к образованию пористости, что объясняется низкой температурой плавления чугунов (Тпл чугуна 1142 ° С при содержании углерода 4,3%, промышленные чугуны обычно имеют Тпл = 12001250 ° С) и быстрым переходом из жидкого в твердое состояние его. Поэтому газы (в основном CО и СО2, образующихся при окислительной атмосфере) НЕ успевают выделиться из металла.

6. Разнородность чугунных изделий по химическому составу, термической обработке и структуре, требует различной технологии и приемов сварки. Мелкозернистые серые чугуны свариваются лучше, чем крупнозернистые. Плохо свариваются черные чугуны, которые в изломе имеют крупнозернистая здание темного цвета. Такие чугуны называют графитовыми, потому что в них весь углерод находится в виде свободного графита. При сварке чугуна с такой структурой не получается необходимое качество сварного соединения.

Высокопрочные и ковкие мелкозернистые чугуны свариваются лучше, чем серые.

Классификация видов обработки чугунов

1. По характеру обработки: соединение чугунных деталей сваркой, заварка трещин в изделиях и исправления наплавкой поверхностных дефектов чугунного литья.

2. По способу нагрева при сварке без подогрева изделия (холодная сварка) и с подогревом изделия (горячая сварка).

3. По виду сварки: дуговая, газовая и электрошлаковые сварки.

Сварка чугуна без дополнительного подогрева изделия

Сварка чугуна без подогрева используется шире, чем сварки чугуна с подогревом изделия. Основные виды сварки чугуна без подогрева: ручная дуговая сварка покрытыми электродами, порошковой и самозащитной проволокой и вертикальным сваркой с принудительным формированием металла шва.

Вертикальное сварки чугуна с принудительным формированием металла шва. Она предназначена для изготовления крупных литейно-сварных изделий с толщиной стенки до 100 мм. Процесс соединения деталей ведется без подогрева и термической обработки, дает значительный экономический эффект. Институт разработал специальный провод и флюс, обеспечивающие металл шва в виде модифицированного чугуна. Твердость металла шва и зоны термического влияния не превышает 220 - 230 НВ, обрабатываемость соединения хорошая.

Сварка стальными электродами с применением шпилек. Сварка комбинируется с механическим усилением зоны сплавления вкручиванием в тело изделия стальных шпилек, связывающих металл шва и основной металл, разгружая хрупкий закаленный слой в зоне сплавления.

При изломе изделия с толщиной стенки до 12 мм шпильки могут уворачиваться без разделки кромок. При толщине более 12 мм место излома подготавливается с обработкой. Диаметр шипов зависит от толщины свариваемого: при толщине до 12 мм диаметр шпильки должен быть не более 6 мм, диаметр шпилек более 16 мм и менее 3 мм не рекомендуется. Диаметр шипов обычно равен 0,15-0,2 толщины детали.

Количество шипов, который нужно поставить на одну сторону трещины, зависит от качества чугуна, несущей нагрузки деталь, длины трещины и др.. Максимальное количество шпилек по их площади не должно превышать 0,25 площади излома детали.

Высота шипов над поверхностью равна 0,5-1 диаметра шпильки, но не более 5 - 6 мм; глубина вкручивания - 1,5 диаметра шпильки.

Покрытые электроды любой марки, обеспечивающие мягкий наплавленный металл, принимают диаметром не более 3 - 4 мм, ток - 100-120 А. Пониженное ток обеспечивает малую глубину расплавления чугуна и минимальное нагревание изделия, уменьшает отбеливание и предотвращает появление трещин.

Процесс сварки.


Страницы: 1 2 3