Дуговая сварка

Сварка стальными электродами с применением шпилек. Сталь при наплавке на чугун плохо сцепляется с ним из-за разной усадки. Кроме того, наплавленная на чугун сталь обогащается углеродом в зоне плавления, становится хрупкой, склонной к закалке, и дает при остывании трещины. Поэтому при сварке чугуна обычными стальными электродами (УОНИ-13/45 и УОНИ-13/55) для более надежного сцепления наплавленного металла с основным на кромках в шахматном порядке ставят на резьбе стальные шпильки (рис. 57, а).
При толщине стенки менее 10 мм шпильки ставят только на нескошенной части кромок. Шпильки обваривают кругом, после чего шов заполняют наплавленным металлом (рис. 57, б).

Рис. 57. Сварка чугуна с применением шпилек

Диаметр шпилек определяется по формуле:
d=(0, 15-0, 2)S,
где d - диаметр шпильки;
S - толщина стенки, мм.
Шпильки диаметром менее 3 мм не применяют.
Расстояние между шпильками составляет (4-6)d, глубина посадки 2d, расстояние от кромок не менее (1, 5-2)d.
Электроды с покрытием типа УОНИ применяют при сварке чугуна потому, что они требуют использования постоянного тока обратной полярности. Это уменьшает перегрев детали и снижает выгорание кремния.
Для снижения внутренних напряжений сварку ведут с перерывами, не давая изделию нагреться выше 100°С. При использовании электродов диаметром 3 мм ток не должен превышать 120 А, диаметром 4 мм - 150 А, 5 мм - 220 А.
Первые слои шва и обварку шпилек целесообразно выполнять электродами (ЦЧ-4) (см. ниже), а последующие - УОНИ-13/55.
Сварка чугуна без подогрева стальными электродами с дополнительным креплением стальными шпильками и связями является вполне надежной и применяется при ремонте ответственных крупногабаритных деталей, испытывающих большие нагрузки.
Сварка специальными электродами. Для сварки и наплавки без подогрева деталей из серого и высокопрочного чугуна и заварки дефектов в отливках применяют электроды ЦЧ-4 из проволоки Св-08 с фтористокальциевым покрытием, разработанные отделом сварки ЦНИИТМАШ.
В состав покрытия введены элементы, активно вступающие в механическое соединение с углеродом свариваемого металла и образующие устойчивые карбиды, не растворимые в железе.
Сварка электродами ЦЧ-4 может вестись в нижнем и вертикальном положении. Применяется постоянный ток прямой полярности, можно использовать переменный ток.
Режимы сварки следующие:

Сварку производят небольшими участками длиной 30-60 мм. Для улучшения обрабатываемости рекомендуется на рапсе наплавленный слой накладывать отжигающий валик, не затрагивая при этом основного металла.
При сварке металла больших толщин первые слои по чугуну выполняют электродами ЦЧ-4, а затем заполняют всю разделку кромок электродами УОНИ-13/45 или УОНИ-13/55.
Для уменьшения напряжений наплавленный металл проковывают легкими ударами молотка. Сварку возобновляют после остывания металла до 50-60°. Наплавленный металл может обрабатываться твердосплавным инструментом.
Сварка медно-железными электродами ОЗЧ-1. Эти электроды с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим железный порошок, применяют для сварки и наплавки чугуна без подогрева.
Стержень электрода выполнен из меди М-2 и М-3. В отдельных случаях при повышенных требованиях к чистоте поверхности после обработки и плотности сварного соединения электроды ОЗЧ-1 применяют в сочетании с электродами МНЧ-1 (см. ниже), которыми свариваются первые два или один последний слои шва.
Электроды ОЗЧ-1 допускают сварку в нижнем и вертикальном и полупотолочном положении.
Применяется постоянный ток обратной полярности при диаметре электрода: 3 мм - 90-110 A; 4 мм - 120-140 А, 5 мм - 160-190 А.
Сварку ведут предельно короткой дугой, участками по 30-60 мм, проковывая каждый участок сразу же после обрыва дуги и возобновляя сварку после охлаждения наплавки до 50-60 " С. Сварное соединение допускает обработку твердосплавным инструментом.
Сварка медно-никелевыми электродами МНЧ-1. Эти электроды с фтористо-кальциевым покрытием имеют проволоку из сплава НМЖМц (монель-металл) на основе меди.
Применяются для сварки и наплавки чугуна без подогрева, в сочетании с электродами ОЗЧ-1 (для сварки первого, обеспечивающего плотность, и последнего, обрабатываемого, швов). Сварку ведут так же, как и электродами ОЗЧ-1, на тех же режимах, короткими участками с проковкой металла шва. Наплавленный слой хорошо обрабатывается.

3. Задача. Объясните, что такое сталь и чугун? В чем их отличие?
Сталь и чугун относятся к железоуглеродистым сплавам. Это сплавы, в состав которых входит железо и углерод, а также другие элементы (кремний, марганец, сера, фосфор, легирующие элементы).
Различие этих сплавов в количестве углерода. Если в сплаве содержание углерода до 2, 14%, то это сталь; если более 2, 14% углерода, то это чугун.