Сварка чугуна и её особенности

Сварка чугуна и её особенности

Дата: 2020-10-02 | Технологии

Из чугуна производится большое количество базовых деталей для строительной техники, машин и производственных станков. Во время работы у таких деталей образуются различные повреждения, требующие ремонта. Нюансы работы с чугуном определяются большим включением различных соединений, в связи с этим он считается сложным металлом. Главной сложностью, усложняющей сварку чугуна, считается образование трещин во время работы и последующего остывания за счет появления хрупкого легко плавящегося сплава Fe-Fes, который располагается по краям железных зерен материала. При больших температурах он существенно расширяется, и это влечёт за собой увеличение напряжения внутри материала и трещины в ОШЗ.

Во время сваривания чугуна испаряется кремний, из-за чего появляются отбеленные части с большой прочностью, которые предрасположены к появлению трещин. Также образуются оксиды кремния, обладающие температурой плавления большей, нежели сам материал, и препятствующие сварке.

Более всего подвержены появлению трещин серые чугуны с большим количеством графитовых включений в форме пластинок, что не характерно мелкозернистым перлитным чугунам с небольшими графитовыми вкраплениями, и ковким чугунам из-за благоприятной разновидности графита и его повышенной разобщенности.

Во время сваривания чугуна выделяются газы из сварочной ванны, вследствие чего образуются поры в расплавленном металле. Различные соединения попадают в ванну из внешней среды, присадочных материалов и появляются после взаимодействий в жидком металле. Главными причинами образования пор служат высокая способность газов растворяться в жидком металле и её быстрое уменьшение при его охлаждении, в частности при кристаллизации.

>

Существуют определенные моменты, делающие работу с материалом более затруднительной, относительно других. Например:

  • Подверженность чугуна отбеливанию
  • Появление трещин при работе
  • Быстрая смена состояний при нагревании

Чугун считается отбеленным в том случае, когда значительная часть углерода в нем существует в качестве цемента. Отбеливание образуется при резком охлаждении расплавленного материала. Углерод не выделяется в виде графита, а происходит выделение других сплавов. Чугун превращается в твердый материал и не подлежит последующей работе с ним

В сером чугуне углерод существует в виде графита. Процесс образования графита в чугуне осуществляется не только в твердом состоянии, но при последующем снижении температуры. И чем более плавно происходит охлаждение, тем больше он насыщается графитом.

Справиться с этими сложностями возможно несколькими способами:

  1. Выполнить горячую сварку чугуна, а затем медленно его охладить
  2. Выполнить холодную сварку чугуна, введя в шов материалы, которые препятствуют появлению цементита, либо при помощи различных вариантов укрепить шов

Горячая сварка чугуна происходит с использованием заранее нагретых деталей. Затем производится полное охлаждение детали, в связи с чем быстрота охлаждения сварного шва уменьшается относительно холодной сварки. В самом шве за этот период происходит процесс образования графита, быстрота усадки становится меньше, благодаря чему не появляются трещины около шва.

При ремонте трещин в сложных конструкциях в целях препятствия последующего образования трещин выполняется последовательное нагревание: вначале до 200-250 градусов с небольшой скоростью, а затем она увеличивается. Сварка производится электродами, который состоят из чугунных прутьев с особым верхним слоем, либо газовой сваркой чугунными прутьями без него.

Горячая сварка даёт более высокие результаты, но характеризуется более сложной работой, в связи с чем используется довольно редко.

Гораздо чаще прибегают к холодной сварке чугуна, производимой с использованием стального малоуглеродистого электрода.

Вас также может заинтересовать: