Заваряване на чугун

Чугун

Въглеродът може да присъства в чугун под формата на циментити Fe3C и графит. По отношение на количеството цементий и формата на графита, чугунът е разделен на следните видове:

• бяло;
• сиво;
• ковък;
• половината;
• висококачествен чугун.

Бял чугун Това е чугун, в който целият въглерод присъства под формата на цементий. Цвят на пауза - светлина. Бял чугун има много висока твърдост и не може да се обработва с режещ инструмент. Той се използва основно като полупродукт за получаване на ковък чугун.

В сив чугун Целият или по-голямата част от въглерода присъства под формата на графит. Цветът на почивката е сив. Сив чугун, поради високите свойства на леене, се използва като основен материал за леене. За разлика от бял чугун, той е подходящ за металообработка.

Сферографитен чугун се получават в резултат на леене и последваща топлинна обработка на бялото желязо с образуването на люспест графит. Цилиндърът се използва главно в производството на автомобили, селскостопански машини и трактори.

Необработен (избелен) чугун Представлява чугун, в който въглеродът е налице под формата на графит и под формата на цементий. Използва се като фрикционен материал за работа при условия на сухо триене, за производство на части с висока износоустойчивост.

В висококачествен чугун съдържа глобулиран графит, образуван в процеса на кристализация. Обикновено се използва за производството на критични продукти в машиностроенето, за производството на водопроводи с високо съдържание на вода, нефтопроводи и газопроводи.

Заваряване на чугун

Чугуната има лоша технологична заваряемост:

• Бързото охлаждане на заваръчната и заваръчната зона води до избелени области (зони с утайки от цементий с висока твърдост), което прави изключително трудно последващото механично обработване на метала;
• поради голямата чупливост на чугуна с неравномерно нагряване и охлаждане има голяма вероятност от пукнатини в заваръчния шев и зоната на заваряване;
• чугунът е сплав, който тече от течност, което усложнява задържането на разтопения метал от изтичане и затруднява образуването на шев;
• поради интензивното отделяне на газове от течния заваръчен басейн, което продължава и по време на етапа на кристализация, порите могат да се образуват в заваръчния шев;
• В резултат на окисляването на силиций и понякога други елементи на повърхността на заваръчния басейн могат да се получат огнеупорни оксиди, водещи до пукнатини.

Заваряването на метали обаче е много обичайно при ремонта на чугунени изделия, за коригиране на отливката от чугун, а в някои случаи и при производството на заварени конструкции.

Методи за заваряване на чугун

Заваряването на чугун може да се извърши с покрити или въглеродни електроди, тел с поточна сърцевина, оборудване за газова заварка и други методи.

Има три основни технологични направления за заваряване на чугун:

• заваряване, осигуряване на производство на чугун в метала;
• Заваряване, гарантиращо производството на нисковъглеродна стомана в заваръчния метал;
• заваряване, осигуряване на производство на цветни сплави в заваръчния метал.

Важен начин за борба с образуването на избелени и втвърдени участъци, както и с появата на пукнатини е подгряването на заварената част. В зависимост от температурата на подгряване се разграничават следните видове заваряване:

• Горещо заваряване - с температура на подгряване 600-650 ° C;
• полу-горещо заваряване - с температура на подгряване до 400-450 ° C;
• студено заваряване - без предварително подгряване.

Горещото и полу-горещо чугунено заваряване се използва в случаите, когато се изисква производство на чугун в метал със свойства близки до свойствата на основния метал на детайла. Предварително загряване на продукта до 600-650 ° C при горещо заваряване на чугун създава условия за относително равномерно нагряване и по-бавно охлаждане на метала след заваряване, което осигурява графитизация на еволюцията от чугун-въглерод под формата на графит и предотвратяване на изолацията му под формата на цементий.

при полу-горещо желязо заваряване Подобрената графитизация на метала се постига чрез въвеждане на графитизиращи вещества (силиций, титан, алуминий) в зоната на заваряване и предварително загряване на продукта при по-ниска температура, отколкото в случая на горещо заваряване.

Заваряване със студена чугун се провежда в случаите, когато не е предвидено желязо в заварка метал, и могат да се прилагат в редица случаи, когато се изисква метал заварка за получаване на желязо - използва графитирани вещества при ниски или средни дефекти, които не чрез дефект или чрез дефекти малка степен и дълбочина.

Arc заваряване с производство на чугун в метала

Процесът горещо заваряване на чугун се осъществява на няколко етапа:

• подготовка на заварения продукт;
• подгряване;
• заваряване;
• последващо бавно охлаждане.

При подготовката на заварения продукт се извършва цялостно почистване на дефектното място от замърсяване и рязане на ръба, за да се осигури достъпност при работа с електрод (жица) и под въздействието на дъгата. За да се предотврати изтичането на разтопения метал на заваръчния басейн и понякога за да се даде определена форма на метала, се образува мястото за заваряване. Форми направени от графитни плочи, които са свързани формовъчен материал от кварцов пясък се смесва с водно стъкло или друг формовъчен материал в формоване флакони материали, използвани в леярската промишленост (вж. Фигура долу).

Фигура. Създаване на място за горещо заваряване на чугун

В края на формоването е необходимо да се изсуши формата с постепенно повишаване на температурата от 60 до 120 ° С. Допълнителното загряване на частите с матрицата се извършва при скорост 120-150 ° С в пещ, пещ, специален кладенец или друго отоплително устройство. След заваряване, за бавно охлаждане на продукта е покрита с топлоизолационния слой (азбест листове и засипване на сух пясък, шлака, въглен и други подобни. Стр) Или се охлажда с нагревателно устройство. Големите части могат да се охладят от 3 до 5 дни.

за горещо ръчно заваряване с чугун от чугун Прилагат се топилни електроди с пръчки от чугун А или В, както и въглеродни електроди. Горещото заваряване се извършва непрекъснато при високи токове до края на дефектното заваряване. При значителни обеми две заварчици извършват заваряване последователно. Покритието на отливки с диаметър от 5-20 мм съдържа легиране (карбондум, графит, силикокалций, феросиликон и др.) И стабилизиращи материали. Държачът на електрода трябва да е снабден с щит, за да предпази ръката на заварчика от топлинно излъчване. Заваряването с въглеродни електроди (8-20 mm в диаметър) се извършва на постоянен ток с директна полярност.

Таблица. Състав на чугунени пръти за горещо и полутвърдно заваряване

Таблица. Режими за дъгова заварка на чугун с въглероден електрод

Горещото заваряване на чугун прави възможно производството на чугун в заварената става, което практически не се различава от основния метал на продукта (плътност, механични свойства, обработваемост и т.н.). Има обаче няколко недостатъка:

• сложността на процеса, свързана с необходимостта от създаване на място за заваряване, трудността да се осигури еднакво нагряване на целия продукт;
• продължителността и високата цена на процеса.

В същото време в някои случаи се налагат по-малко стриктни изисквания върху заварените шевове от чугун, например, осигуряващи само определена плътност или равна сила на ставите. Това може да бъде постигнато чрез използването на специални технологични и металургични средства за заваряване с незначително нагряване или без предварително подгряване полу-горещо или студено заваряване на чугун.

За да се избегне избелването на чугун, голям брой графитизатори и легиращи елементи могат да бъдат въведени в заваръчния метал. Например, заваръчни електроди Emch марка са прът желязо с високо съдържание на силиций (до 5.2) и покритие от два слоя, първият слой, който е добавка, а вторият е предназначена да осигури защита газ и шлака.

Таблица. Състав на покритието на ЕМС електроди

Когато студените заваръчни електроди EMC продукти, изработени от чугун с дебелина на стената до 12 мм, е възможно да се създадат шевове и зона в близост до лентата без избелени и закалени участъци.

При заваряване с EMC електроди от масивни изделия, изработени от чугун за получаване на дефектни фуги, се изисква предварително загряване до T = 400 ° C, в зависимост от твърдостта на продуктите и дебелината на чугуна.

Електродите от никелов чугун позволяват да се получат заварени шевове с добра обработваемост, но това увеличава вероятността от образуване на горещи пукнатини. Заваряването се извършва на няколко слоя с възвратно-постъпателни движения на електрода.

Таблица. Съставът на пръчките от електроди от никелов чугун ()

Електродите EMES осигуряват допинг през покритието. Техният прът се състои от нисковъглероден проводник и покритие от три слоя: легиращи, газообразуващи и шлакообразуващи, предпазващи от газове. С дебелина на заваръчния продукт от 8 до 10 мм, студено заваряване може да бъде използвано за производство на дефектни заварени съединения с тези електроди, а за големи дебелини може да се използва заваряване на горещо.

Полуавтоматично горещо, полу-горещо и студено заваряване на чугун извършват обикновено сърцевината проводници ANCh PP-1, PP-ANCh-2, PP-3 и ANCh. В проводници, съдържащи сложни модифицираните елементи, въведени в заряд под формата на майстор сплав на базата на силиций.

Таблица. Механични свойства на метала от чугун, заварен с прахообразни проводници

Газова заварка

Газовото заваряване на чугун се счита за надежден начин за производство на заваръчен метал, практически не се различава от основния метал на продукта. В сравнение с електродъгово заваряване отопление и охлаждане газ заваряване - по-дълго и по-равномерно, като по този начин е предвидено по-добри условия за графитизиране на въглерод и намалена вероятност от белосаните порции в заварка и топлина засегната зона.

Газовото заваряване трябва за предпочитане да се извършва с предварително загряване (общо или локално). Наклонът на краищата е направен едностранно (V-образно), с ъгъл на отваряне 90 °. Краищата са добре почистени от мръсотия, ръжда и масло с четка или пясъкоструйка и се загряват с газов пламък.

Фигура. Локално отопление на някои части

Плочите за пълнене са обикновено чугунени пръти от следните класове:

• "А"(За заваряване на чугун с горещ газ вижте състава в таблицата по-горе);
• "B"(За газово заваряване на чугун с локално отопление, виж състава в таблицата по-горе);
• "LF-1"(За нискотемпературно газово заваряване на тънкостенни отливки от чугун);
• "LF 2»(За нискотемпературно газово заваряване на дебелостенни отливки от чугун);
• "торпила"А"KhCh»(За устойчивост на износване на чугун).

Диаметърът на пръчката е избран от диапазона от делта- / 2 до (delta- / 2 + 1 mm), където делта - дебелината на основния метал на изделието.

За газово заваряване на метал е необходимо използването на поток, който изпълнява следните функции:

• предпазва басейна за заваряване от окисляване;
• превръща огнеупорни оксиди от желязо, манган и силиций в слабо топими шлаки;
• подобрява трайността, създава микро-задълбочаване по време на окисляването и частично разтваряне на графитни включвания от чугун;
• увеличава течливостта на металния заваръчен басейн и шлаката.

Някои видове флюси, използвани при заваряване на чугун:

• поток FSH-1, използван предимно за заваряване на големи дефекти - състав - боракс калциниран (23), натриев нитрат (50), натриев карбонат (27);
• поток FSH-2, използван за заваряване и заваряване на малки детайли от чугун при ниски температури, се различава от потока на FSH-1 чрез добавяне към литиев карбонат;
• Газовият поток BM-1 се състои от летлива органоборова течност.

По време на заваряването пръчката трябва да се потапя в потока по-често и потокът трябва да се излива в заваръчната вана. Скоростта на подаване на ацетилен на 1 mm от дебелината на метала трябва да бъде от 100 до 120 dm3 / h. Наклонът се извършва само при дебелина на стената, по-голяма от 4 мм.

Необходимо е заваръчният пламък да е нормален или да се натрупва, тъй като окислителният пламък води до силно локално изгаряне на силиций с образуването на бяло желязо в заварения шев. Металът трябва да се затопли добре. Заваряването се извършва в долната позиция бързо, а за големи части е желателно да има две горелки едновременно. За да се предотврати образуването на пори в заваръчния шев, се изисква непрекъснато смесване на метала на заваръчния басейн с края на запълващия прът, улесняващ добива на разтворените газове.

По време на заваряването, пълнежът се потапя във ваната само когато неговият край се нагрява до светлочервена топлина, тъй като потапянето на неотопляемата шина може да доведе до избелени области. Пръчката се отстранява от заваръчния басейн възможно най-малко и само за да се покрие с поток.

Позволява периодично да отстранява сърцевината на пламъка от повърхността на заваръчния басейн, но редуциращата част на пламъка трябва непрекъснато да покрива повърхността на ваната. При прекомерно забавяне на пламъка в една област изгарят въглерод и силиций, което може да доведе до избелване на чугун.

Заваряване чугунени части на сложна форма (а перфорирани платна, неравен участък в различни части), за да се избегне появата на дефекти, причинени от неравномерно отопление, трябва да се извършва само с общо предварително загрята.

След края на заваряването, продуктът е покрит с азбестов слой за бавно охлаждане.

Електромагнитно заваряване

Електромагнитното заваряване на чугун използва чугунени плочи като електроди и флуоридни десулфуризиращи и неокислителни потоци като потоци. Електромагнитното заваряване позволява получаването на задоволителни свойства на шевовете от сив чугун, без закалени и избелени участъци, пори, пукнатини и други дефекти.