Холодная сварка чугуна электродами, обеспечивающими получение в металле шва цветных и специальных сплавов

Для получения швов, обладающих достаточно высокой пластично­стью в холодном состоянии, применяют электроды, обеспечивающие получение в наплавленном металле сплавов на основе меди и никеля. Медь и никель не образуют соединений с углеродом, но их наличие в сплаве уменьшает раст-воримость углерода в железе и способствует графитизации. Поэтому, попадая в зону неполного расплавления, приле­гающую к шву, они уменьшают вероятность отбеливания. Кроме того, повышению пластичности металла шва способствует возможность про­ковки наплавленного металла в горячем состоянии для уменьшения уровня сварочных напряжений. Проковка обя-зательна, так как при этом уменьшается опасность образования трещин в околошовной зоне.

Общий недостаток медно-железных электродов - неоднородная струк-тура шва: мягкая медная основа и очень твердые включения желез­ной сос-тавляющей, затрудняющие обработку и препятствующие получе­нию высокой чистоты обработанной поверхности. Несколько лучшей обрабатываемостью обладают швы, выполненные электродами марки АНЧ-1, стержень которых состоит из аустенитной стали марки Св-04Х18Н9 и медной оболочки. На электрод наносят покрытие фтористокальциевого типа.

Наиболее рационально применять медно-железные электроды для за-варки отдельных несквозных пороков или небольших неплотностей, созда-ющих течи на отливках ответственного назначения, в том числе рабо­тающих под давлением (фланцы, подшипники).

Медно-никелевые электроды в производстве применяют главным обра-зом для заварки литейных дефектов, обнаруживаемых в процессе механичес-кой обработки чугунного литья на рабочих поверхностях, где местное повы-шение твердости недопустимо. Положительные свойства таких электродов в том, что никель не растворяет углерод и не образует структур, имеющих вы-сокую твердость после нагрева и быстрого охлаж­дения. Отбеливание зоны частичного расплавления при небольших ее размерах практически отсутствует, так как медь и никель (элементы-графитизаторы) проникая в этот участок, оказывают положительное дей­ствие. В то же время никель и железо обладают неограниченной раство­римостью, способствуя надежному сплавлению.

Для изготовления электродов используют и медно-никелевые спла­вы: монель-металл, содержащий 65 ... 75 % Ni, 27 ... 30 % Сu, 2 ... 3 % Fe и 1,2 ... 1,8 % Мп (например, НМЖМц 28-2,5-1,5); константан, содержа­щий ~ 60 % Ni и ~ 40 % Сu(МНМц 40-1,5); нихром (Х20Н80).

Недостатки этих сплавов - их высокая стоимость и дефицитность, а также большая усадка, приводящая к образованию горячих трещин. Го­рячие трещины иногда имеют вид сплошной сетки, что снижает проч­ность сварного соединения. В связи с этим данные сплавы не рекоменду­ется применять для заварки трещин в изделиях, которые несут силовую нагрузку. Заварка же отдельных мелких раковин позволяет получить хо­рошие результаты, так как обеспечивает возможность последующей ме­ханической обработки.

Находят применение в промышленности электроды марок МНЧ-1 состержнем из монель-металла и МНЧ-2 со стержнем из константана. Обе марки имеют электродные покрытия вида типа Б. Сварку выполняют элек­тродами ди-аметром 3 ... 4 мм, ниточным швом, короткими участками при возвратно-посту-пательном движении электрода, не допуская пере­грева детали, для чего реко-мендуются перерывы для охлаждения. На­плавленные валики в горячем состоя-нии следует тщательно проковывать ударами легкого молотка. Для заварки отдельных небольших дефектов на обрабатываемых поверхностях отливок от-ветственного назначения из серого и высокопрочного чугуна, пороков, выяв-ленных на механически обработанных поверхностях изделий и при ремонте оборудования из чу­гунного литья, используют также железоникелевые элект-роды со стерж­нем из сплава, содержащего 40 ... 60 % Ni и 60 ... 40 % Fe.

При сварке такими электродами обеспечивается достаточно высокая прочность и некоторая вязкость металла шва. Железоникелевые электро­ды обладают определенными преимуществами, к числу которых кроме высокой прочности можно отнести меньшую, чем у медно-никелевых сплавов, литей-ную усадку, одноцветность наплавки с чугуном. Примером электродов тако-го типа могут служить электроды марки ЦЧ-ЗА со стержнем из проволоки Св-О8Н5О и покрытием из доломита (35 %), пла­викового шпата (25 %), гра-фита черного (10 %) и ферросилиция (30 %), замешенных на жидком стекле. Чугун также можно сваривать в среде аргона проволокой из меди МНЖКТ 5-1-0,2-0,2, содержащей никель, же­лезо, кремний, титан.

Необходимо всегда иметь в виду, что все электроды, содержащие ни-кель, дефицитны и могут применяться для сварки чугуна ограниченно, нап-ример, для заварки небольших раковин, вскрытых на последних опе­рациях механической обработки, в деталях больших размеров и большой жесткости.

7 Список литературы

Основная литература

1 Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. /Под ред. Б.Е. Патона. – М: Машиностроение, 1974. – 768 с.

2 Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудова-ние сварки плавлением. – М: Машиностроение, 1977. – 432 с.

3 Походня И.К., Шлепаков В.Н. Сварка порошковой проволокой. – Киев: Наукова думка, 1972. – 223 с.

4 Сварочные материалы для дуговой сварки. Справочник: в 2-х т. Т.1. Защитные газы и сварочные флюсы / Под ред. Н.Н. Потапова. – М: Машинос-троение, 1989. – 544 с.

5 Подгаецкий В.В., Люборец И.И.Сварочные флюсы.- Киев: Техника, 1984.-167с

6 Сварка и свариваемые материалы. В 3-х т. Т.1. Свариваемость материа-лов / Под ред. Э.Л. Макарова. – М: Металлургия, 1991. – 528 с.

7 Каховский Н.И.Сварка высоколегированных сталей.- Киев: Техника, 1975-326с

8 Закс И.С. Сварка разнородных сталей. – Л: Машиностроение, 1973. – 193 с.

9 Готальский Ю.Н. Сварка разнородных сталей. – Киев: Техника, 1981. – 193 с.

10 Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. – Киев: Науко-ва думка, 1981. – 608 с.

11 Рябов В.В., Рабкин Д.М., Куречко Р.С., Стрижевская Л.Г. Сварка раз-нородных металлов и сплавов. – М: машиностроение, 1984. – 239 с.

12 Рабкин Д.М., Рябов В.В., Гуревич С.М. Сварка разнородных металлов. – М: Техника, 1975. – 208 с.

13 Методичні вказівки до лабораторних робіт по дисципліні „Зварювання

плавленням” для студентів спеціальності 7.092301 /Укл. А.Ф Власов. – Крама-

торськ: ДДМА, 2006. – 44 с.

14 Методичні вказівки до виконання курсової роботи по дисципліні „Зварювання плавленням” для студентів спеціальності 7.092301 /Укл. О.І. Цвєтков. – Краматорськ: ДДМА, 2000. – 24 с.

15 Методичні вказівки до самостійних робіт по дисципліні „Зварювання плавленням” для студентів спеціальності 7.092301 /Укл. О.І. Цвєтков. – Крама-торськ: ДДМА, 2000. – 16 с.

16 Зварювання плавленням: робоча програма, методичні вказівки, питан-ня для самоперевірки й завдання до контрольних робіт для студентів заочної форми навчання за фахом 7.092301 "Технологія й устаткування зварювання" / Уклад.: Власов А.Ф., Цвєтков О.І - Краматорськ: ДДМА, 2008. - 41 с.

Дополнительная литература

1 Петров Г.А. Сварочные материалы. – Л: Машиностроение, 1972. – 280 с.

2 Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. – М: Машиностроение, 1974. – 240 с.

3 Сварка в машиностроении. Справочник /Под ред. В.А. Винокурова. – М: Машиностроение, 1971. – 354 с.

4 Каховский Н.И., Фартушный В.Г., Ющенко К.А. Электродуговая сварка сталей. Справочник. – Киев: Наукова думка, 1975. – 480 с.