книги / Сварка в машиностроении. Т. 2

4. Рекомендуемые способы разделки дефектов под газовую сварку

Подготовка кромок под газовую сварку (табл. 4) может осуществляться раз­ личными механическими способами, а также расплавлением металла в зоне сварки ц удалением его присадочным прутком. Этот способ разделки рекомендуется при сварке с целью ремонта.

Рис. 4. Схемы изготовления форм при дуговой сварке с предварительным на­ гревом:

При сварке деталей без предварительного нагрева дефекты, расположенные друг от друга на расстоянии более чем 20 мм, вырубают или высверливают порознь, при более близком расположении — производят сплошную вырубку дефектного участка. Разделка кромок зависит от толщины детали (рис. 5). При глубине де­ фекта 5—7 мм вырубают фаску с углом раскрытия 70—80°. В местах, доступных для сварки с двух сторон, при толщине стенки более 20 мм производят X-образную разделку кромок (рис. 5, б и в).

Если концы трещин не выходят на поверхность детали, то просверливают отверстие и участок с трещиной вырубают или вырезают воздушно-дуговой резкой (рис. 5, г).

По концам несквозной трещины просверливают отверстия на глубину 2—4 мм, а по концам сквозной трещины просверливают отверстия на всю глубину сверлом диаметром 6—10 мм. При сварке с целью ремонта рекомендуется выплавка трещи­ ны электродом или воздушно-дуговой резкой. Разделку краевых дефектов осущест­ вляют таким образом, чтобы предупредить сколы при механической обработке

(рис. 6). Отбитые части отливок восстанавливают присоединением специальных вставок, вырезанных из листовой стали или отливок по моделям.

При подготовке детали к пайкосварке необходимо полностью удалять все неметаллические включения с поверхности разделки; форма разделки должна обеспечивать свободный доступ пламени горелки.

Рис. 5. Схемы разделки трещины:

а — односторонняя; б — при толщине стенки до 20 мм; в — при толщине стенки свыше 20 мм; г — трещина; / — трещина; 2 — ограничительные отверстия; 3 — контрольная перемычка

Предварительный нагрев завариваемых деталей является важнейшей опера­ цией. Температура нагрева определяется размерами детали и ее жесткостью, способом сварки, объемом наплавленного металла, химическим составом и струк­ турой чугуна и находится в пределах 400—700° С (табл. 5). Наиболее распростра­ нен нагрев до 400—550° С, и только для деталей повышенной сложности и жестко­ сти допускается нагрев до 600—700° С. Дальнейшее повышение температуры на­ грева может вызвать резкое снижение прочностных свойств чугуна. Для равномер­ ного подогрева деталей, особенно имеющих стенки разной толщины, скорость нагрева не должна превышать 120—150° С/ч. В зависимости от особенностей про­ изводства можно применять различные нагревательные устройства (табл. 6).

Б. Рекомендуемые способы и температура предварительного нагрева чугунных деталей

д у

При дуговой сварке без предварительного подогрева режим и технология процесса должны обеспечивать минимально возможную глубину проплавления основного металла (0,5—2,0 мм). Порядок наложения швов выбирают таким обра< зом, чтобы тепло распределялось по всей наплавляемой поверхности. Температура

Рис. 6. Схемы разделки краевых дефектов:

а — правильно; 6 — неправильно

Нагрева детали в непосредственной близости шва Должна быть не выше 100— 150° С. После наложения каждого валика дается время на охлаждение места свар­ ки до температуры ниже 100° С. Рекомендуется проковка швов, которая снижает внутренние напряжения и повышает герметичность сварного соединения.

ДУГОВАЯ СВАРКА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАГРЕВОМ (ГОРЯЧАЯ СВАРКА)

Ручную сварку покрытыми электродами используют в мелкосерийном произ­ водстве, при сварке с целью ремонта и заварке крупных дефектов в труднодоступ­ ных местах отливок.

Сварка электродами с чугунными стержнями находит широкое применение, так как в условиях литейного производства их изготовление не вызывает труд­ ностей. Электроды изготовляют из чугунных прутков диаметром не менее 10 мм марки Б (ГОСТ 2671—70), либо из чугунных прутков, состав которых приведен в табл. 7. Чугунные прутки обеспечивают стабильную и качественную сварку. В состав покрытия вводят компоненты стабилизирующие дугу, шлакообразующие и Легирующие металл углеродом и кремнием. Толщина покрытия — не более 0,5 мм на сторону. Наиболее распространенные в промышленности покрытия электродов приведены в табл. 8.

7. Чугунные присадочные прутки

11. Э л е ктр о д ы со с те р ж н е м и з с п л а в а н а м едной основе (м е д н о -с та л ь н ы е ) и те х н о л о ги я с в а р ки

(от массы сухой шихты)

Сварку электродами со стержнем из сплава на основе никеля используют для устранения мелких дефектов прежде всего в тех случаях, когда требуется обеспечить обрабатываемость сварного соединения, а также идентичность его по цвету с основным металлом. Никель неограниченно растворяется в железе, причем образующийся .никелевый аустенит растворяет большое количество угле­ рода без образования карбидов, имеет высокую пластичность и низкую твердость. Для изготовления стержней электродов применяют медно-никелевые и желеэоникелёвые сплавы. При выполнении особо ответственных работ используют элек­ троды со стержнем, содержащим более 90% Ni. В табл. 12 приведены составы

электродов на основе никеля и краткое описание технологического процесса сварки.

Недостатком этих электродов является значительная усадка, которая при сварке электродами из медио-никелевых сплавов (монеля) ведет к образованию трещин по наплавленному металлу, а при сварке железоникелевыми и нике­ левыми электродами может привести к трещинам в переходной зоне вследствие более высокой прочности наплавленного металла по сравнению с прочностью чугуна. В связи с этим сварка ведется на режимах, обеспечивающих минимальное проплавление основного металла при малой длине валиков с обязательной про­ ковкой.

Сварку электродами с карбидообразующими элементами в покрытии приме­ няют для заварки мелких дефектов на обрабатываемых поверхностях отливок (не рекомендуется заварка в местах, подлежащих сверлению) вместо электродов со стержнем из-монеля. При использовании электрода этого типа углерод, посту­ пающий в шов из основного металла, связывается титаном или ванадием, содер­ жащимся в покрытии, в труднорастворимые в металле мелкодисперсные карбиды,

и поэтому углерод, содержащийся в них, не сказывается на фазовых превращениях

внаплавленном металле. Структура шва получается ферритной с включениями мелкодисперсных карбидов. Обрабатываемость сварного соединения удовлетвори­

тельная.

Наибольшее распространение получили электроды ЦЧ-4 (ТУ ЦНИИТМАШа), содержащие в покрытии феррованадий. Сварку ведут на минимальном токе (23