У сучасному машинобудуванні, верстатобудуванні, металургійної промисловості тощо до теперішнього часу чавун є одним з основних конструкційних матеріалів. Проста і дешева технологія виготовлення чавунних виробів, хороші ливарні властивості чавуну, його висока зносостійкість до концентраторів напруг, здатність гасити вібрацію завдяки своїй структурі, добре обробляється сприяє його широкому застосуванню в народному господарстві. Разом з тим чавун не позбавлений негативних властивостей - низька міцність сірого чавуну і практично повна відсутність пластичності, обумовлене наявністю в металургійній матриці структурно вільного графіту.
Якість зварних швів і наплавлених поверхонь багато в чому визначає працездатність конструкцій з чавуну і, в свою чергу, залежить від властивостей зварювальних матеріалів.
Різноманіття дефектів за характером і розмірами, марок чавуну, конфігурації і маси чавунних виробів, їх товщини і умов експлуатації, а також вимог до зварних з'єднань викликає необхідність вибору в кожному конкретному випадку зварювальних електродів по чавуну різних марок і технології зварювання чавунних виробів.
Нижче наведено відповіді на запитання, які надходять в консультаційну службу Спецелектрод, що стосуються вибору електродів по чавуну і способів зварювання чавуну спецелектроди.
Питання: Які зварювальні електроди для зварювання чавуну і електроди по чавуну випускаються "спецелектроди"?
Відповідь: В даний час "Спецелектрод" випускає цілу гаму електродів для зварювання чавуну на базі нікелю і його сплавів, а також на основі міді та заліза.
Електроди по чавуну ЦЧ-4 призначені для холодної і гарячої зварювання, ремонтної наплавлення і заварки дефектів литва в деталях із сірого, високоміцного і ковкого чавуну, а також зварювання таких чавунів із сталлю. Цими електродами можна здійснювати наплавку одного-двох шарів на зношені чавунні деталі під наступне наплавлення спеціальними електродами зварювальними. Зварювання проводиться в нижньому положенні шва постійним струмом зворотної полярності. У випадках забезпечення високої напруги (понад 70 В) холостого ходу зварювального трансформатора і малій довжині зварювальних кабелів - зварювання змінним струмом.
Електроди по чавуну ОЗЧ-2 - призначені для холодного зварювання, наплавлення і заварки дефектів литва в деталях із сірого і ковкого чавуну. Зварювання виробляють в нижньому і вертикальному положеннях шва постійним струмом зворотної полярності. Електроди для зварювання чавуну ОЗЧ-6 призначені для холодної зварювання деталей з сірого і ковкого чавуну, переважно при ремонті тонкостінних конструкцій. Зварювання проводиться в нижньому і вертикальному положеннях шва постійним струмом зворотної полярності. до речі обидві марки розроблені спеціоалістамі СпецЕлектрод.
Електроди по чавуну МНЧ-2 призначені для холодного зварювання, наплавлення і заварки дефектів литва в деталях із сірого, високоміцного і ковкого чавуну. Забезпечують отримання наплавленого металу з високою щільністю і технологічністю при обробці різанням, коли до виробу пред'являють підвищені вимоги по чистоті поверхні після механічної обробки, а також до корозії в рідинних агресивних середовищах і гарячих газах. Зварювання виробляють в нижньому, вертикальному і обмежено стельовому положеннях шва постійним струмом зворотної полярності.
Електроди для зварювання чавуну - ОЗЖН-1 і електроди по чавуну ОЗЖН-2 призначені для холодного зварювання, наплавлення і заварки дефектів литва в деталях із сірого і високоміцного чавуну. Застосовуються для багатошарової заварки великих дефектів або наплавлення великих обсягів металу спільно з електродами по чавуну марок ОЗЧ-3 або МНЧ-2, в такій послідовності: електродами марки ОЗЧ-3 або МНЧ-2 виконується перший і останній шари, проміжні шари виконуються спецелектроди марок ОЗЖН -1 або ОЗЖН-2. Зварювання виконують в нижньому і вертикальному положеннях шва постійним струмом зворотної полярності. Це теж розробка СпецЕлектрод.
Електроди по чавуну ОЗЧ-4 призначені для холодного зварювання і наплавлення деталей з сірого і високоміцного чавуну. Застосовують для зварювання та наплавлення останніх шарів поверхонь, коли до наплавленого шару пред'являються підвищені вимоги до зносостійкості в умовах тертя металу об метал, достатній опірності ударам, високій технологічності при обробці різанням. Зварювання виробляють в нижньому і вертикальному положеннях шва постійним струмом зворотної полярності.
Питання: Якими електродами для зварювання чавуну можна заварити лопнула чавунну станину верстата і інше подібне обладнання?
Відповідь: Перш за все, треба визначити, в яких умовах це обладнання буде працювати надалі. При значних вібраційних і силових навантаженнях на станину зварювання виробляють електродами по чавуну ЦЧ-4 з попереднім підігрівом вироби до 600-650 ° С. кромки в місці зламу або тріщини слід обробити клейсместером або будь-яким іншим інструментом. Оброблення може бути односторонньою при невеликій товщині вироби і двосторонньої Х-образної при великій товщині. Зварювання спецелектроди виробляють, не даючи виробу охолонути до повної заварки зламу або тріщини. Охолодження має бути забезпечено повільне, бажано разом з піччю, в якій підігрівалася деталь, якщо дозволяють її розміри, або укутавши виріб теплоізоляційними матеріалами.
При незначних навантаженнях на станину можна застосувати електроди по чавуну марок МНЧ-2 або ОЗЧ-З. Зварювання в цьому випадку виробляють "по-холодному", по обробити і ретельно зачищені крайках невеликими валиками довжиною 20-30 мм з охолодженням на повітрі кожного валика до температури не вище 60 ° С і проковуванням накладеного валика легкими ударами молотка.
Питання: Якими спецелектроди можна провести зварювання чавунних водопровідних труб і заварити сколи та тріщини радіаторів опалення?
Відповідь: Слід зазначити, що дуже погано зварюється чавун, який тривалий час знаходився під впливом водяної пари або високих температур. Для ремонту доводиться вживати спеціальних заходів. Іноді зварювання взагалі неможлива через сильний окислення внутрішніх поверхонь труб і радіаторів.
Нові та мало працювали чавунні водопровідні труби можна зварювати зварювальними електродами МНЧ-2. Перед зварюванням проводять обробку кромок труб (кіс крайок під кут не менше 30 °) різцем, фрезою або абразивним інструментом. Сварка повинна виконуватися при плюсовій температурі навколишнього повітря. При товщині стінки труби до 5 мм виконують зварювання за один прохід, невеликими валиками довжиною 20-30 мм з охолодженням на повітрі кожного валика до температури не вище 60 ° С. валики мають у своєму розпорядженні по трубі діаметрально протилежно. Багатошарову зварювання труб з товщиною стінки більше 5 мм виконують невеликими валиками з охолодженням на повітрі кожного валика.
Тріщини і відколи на нових радіаторах опалення зварюють електродами по чавуну марки ОЗЧ-6. Місце зварювання зачищають від фарби і іржі до чистого металу. Зварювання виробляють короткими валиками довжиною 30-50 мм в нижньому положенні з охолодженням кожного валика на повітрі до температури не вище 100 ° С і проковуванням накладеного валика легкими ударами молотка.
Питання: Чим і як заварити тріщину в чавунному корпусі редуктора?
Відповідь: Корпуси редукторів виготовляються з сірого ливарного чавуну, і через особливості структури такого чавуну корпус довгий час працює редуктора починає "сльозитися", тобто структура чавуну просочується маслом, яким редуктор заповнюється.
Тріщину або відкол в новому або мало працював редукторі можна заварити електродами для зварювання чавуну ОЗЧ-6 або електроди по чавуну ОЗЧ-2. Перед зварюванням кромки тріщини або відколу обробляють ріжучим або абразивним інструментом до чистого металу на всю довжину тріщини. Зварювання електродом виробляють в нижньому положенні на постійному струмі зворотної полярності короткими валиками довжиною не більше 30-50 мм С50 ° С і проковуванням кожного валика легкими ударами молотка. Діаметр електродів підбирають так, щоб закінчити зварювання тріщини за один прохід.
Питання: Тріснув випускний чавунних колектор автомобіля. Чи можлива заварка тріщини? Відповідь: Випускний колектор автомобіля працює в умовах високих температур і сильного забруднення внутрішньої поверхні вихлопними газами. Через кілька років експлуатації автомобіля структура чавуну, з якого зроблений колектор, насичується вихлопними газами, іноді до такого ступеня, що сварка стає неможливою.
У разі недовгою експлуатації зварювання можна виробляти електродами марки ОЗЛ-25Б. Перед зварюванням ретельно оглядають поверхню колектора, тому що найчастіше розтріскування відбувається відразу в декількох місцях. Потім зачищають поверхню навколо виявлених тріщин від нагару і бруду і проводять оброблення крайок тріщин фрезою або абразивним інструментом. Зварювання виробляють на постійному струмі зворотної полярності короткими валиками довжиною 20-30 мм з проковуванням кожного валика легкими ударами молотка і охолодженням накладеного валика до кімнатної температури. Важливо не перегріти зварений шов, тому що перегрів викликає негайне розтріскування в околошовной зоні. Зварювання виконують за один прохід.
Питання: Чим і як зварити чавун зі сталлю? Що рекомендує СпеЕлектрод?
Відповідь: СпецЕлектрод рекомендує для зварювання чавуну зі сталлю використовувати електроди для зварювання чавуну ЦЧ-4. Зварювання виробляють -по очищеним від забруднень крайках на постійному струмі зворотної полярності. Якщо зварювальний трансформатор має напругу холостого ходу не більше 70 В, можливе зварювання змінним струмом. Якщо немає можливості провести підігрів деталей, що зварюються до температури 600-650 ° С перед зварюванням і виконати повільне охолодження їх після зварювання, зварювання ведуть на холодному металі короткими валиками довжиною 25-35 мм з поваліковим охолодженням на повітрі до температури не вище 60 ° С. Ці марки для чавуну доцільно застосовувати і коли після зварювання шов не піддають обробці різанням.
Для забрудненого чавуну і для отримання оброблюваного різанням шва застосовують електроди по чавуну ОЗЛ-25Б. Зварювання виробляють на постійному струмі зворотної полярності у всіх просторових положеннях короткими валиками довжиною 20-30 мм з охолодженням кожного валика до температури нижче 60 ° С на повітрі.
Питання: Яким чином можна відновити зношену поверхню деталі з ковкого чавуну?
Відповідь: В таких випадках доцільно застосування зварювальних електродів для зварювання чавуну марок ЦЧ-4 і ОЗЧ-4. Перші один-два шари виконують спецелектроди ЦЧ-4, а останній -електрод ОЗЧ-4. Зварювання електродами ЦЧ-4 виробляють валиками довжиною до 100 мм з поваліковим охолодженням на повітрі до температури не вище 60 ° С на постійному струмі зворотної полярності. Електродами ОЗЧ-4 при накладенні останнього шару валики не повинні бути довшими 50 мм, охолодження кожного валика на повітрі до температури 50 ° С.
Всі розглянуті приклади зварювання чавуну покритими електродами по чавуну дозволяють виробляти дрібний і великий ремонт обладнання по холодному металу. Застосування таких електродів для зварювання чавуну забезпечує досягнення прийнятних компромісних рішень між техніко-економічними можливостями виробництва і вимог, що пред'являються до якості відновлення
Питання: Умільці зварюють чавун електродами, призначеними для зварювання сталей. Навіщо використовувати дорогі марки для зварювання чавуну?
Сварка чавуну марками для сталей - замість електродів по чавуну найбільш доступний спосіб зварювання. Однак в більшості випадків він дає дуже низьку якість зварного з'єднання і, як правило, миттєву вигоду. Чому настільки доступний метод не вітається фахівцями, очевидно з наведених нижче фактів.
Для поліпшення якості зварного з'єднання чавуну застосовують електроди малого діаметра і знижену силу струму, щоб зменшити тепловий вплив дуги на чавун. Зварювання чавуну ведуть короткими ділянками, врозкид, намагаючись якомога менше проплавлять чавун. З метою посилення зв'язку наплавленого металу з чавуном при зварюванні деталей, що вимагають достатньої міцності зварних з'єднань, застосовують сталеві шпильки (ввертиши). Шпильки ввертають в тіло свариваемой чавунної деталі. Виступаючу частину шпильок обваривают по периметру, а потім зварюють з усією масою наплавленого металу.
На відміну від зварювання електродами по чавуну міцність металу, наплавленого сталевими марками, приблизно в два рази вище міцності чавуну. Тому товщина наплавленого металу повинна складати приблизно 50% від товщини стінки деталі в місці зварювання. Зайва кількість наплавленого металу небажано, так як при цьому збільшуються усадочні напруги і з'являється небезпека утворення тріщин.
Найкращі результати зварювання чавуну отримують при використанні марки УОНИ-13/55, замість електродів для зварювання чавуну. Але надмірний нагрів деталі при зварюванні призводить до утворення тріщин в зоні термічного впливу. Тому при зварюванні не слід допускати нагрів деталі, що зварюється вище 40-500С на відстані 100 мм від шва.
Процес зварювання чавуну починається з обварки шпильок кільцевими швами. Обварка повинна вестися врозкид з метою уникнення сильного місцевого перегріву деталі. Після обварки всіх шпильок накладають кільцеві шви, поки вся поверхня запарюваної ділянки не буде покрита шаром наплавленого металу. Крайні ряди шпильок обваривают лише після того, як весь ділянку буде повністю заварений. Для обварки шпильок і нанесення облицювального шару слід застосовувати електроди малого діаметра (2-2,5 мм), для остаточної заварки тріщини можна використовувати діаметр від 3 до 4 мм.
Якщо оцінити необхідні трудовитрати по підготовці до зварювання і низьку ймовірність отримання якісного з'єднання, стане очевидним той факт, що слід вибирати більш дорогі, але більш ефективні зварювальні електроди по чавуну, наприклад, ОЗЧ-4, МНЧ-2, електроди для зварювання чавуну ОЗЖН- 1 виробництва Спецелектрод.
Питання: Поясніть, будь ласка, сутність проковки чавунного металу шва. Які можливість і корисність цього технологічного прийому?
Проковування зварного з'єднання сприяє також підвищенню втомної міцності конструкції.
З повагою, СпецЕлектрод.