доками. В последнем случае производительность процесса 17-20 кг/ч наплавленного металла. Сварка одной проволокой диаметром 2,8-3,2 мм уступает по производительности ручной сварке покрытыми электродами с чугунным стержнем (10-15 кг/ч); поэтому практически чаще применяют сварку тремя проволоками (рис. 8). Возможна сварка одной проволокой, но диаметром 4,5-5,2 мм, производительность которой не уступает производительности при сварке тремя проволоками.

В качестве защитного покрытия горелки (электрододержателя) используют формовочную смесь завода Станколит (см. табл. 3), которую в виде обмазки наносят вручную на поверхность горелки.

Piic. 8. Схема полуавтоматической дуговой сварки одновременно тремя порошковыми проволоками:

/ - огнеупорная форма; 2 - защитное покрытие горелки; 3 - горелка; 4 - подающие механизмы; 5 - порошковые проволоки диаметром 2,8-3,2 мм; 6 - сварочная ванна

Наиболее часто применяют проволоку следующих марок: ППАНЧ-2 (ТУ ИЭС-48-68), СТЧ-6 (ТУ Станколит ), ППСВ-7 (ТУ ВНИИКомпрессормаша). Только проволока СТЧ-6 обеспечивает получение наплавленного металла перлитной структуры при относительно высоком (3,2-3,6%) содержании углерода.

Сварку осуществляют на полуавтоматах А-1072, А-1072с и А-765. В качестве источников питания целесообразно использовать сварочные преобразователи - ВДМ-1601 и ВДМ-3000. Параметры процесса зависят от скорости подачи проволоки (/(в = 800 1300 А; t/д = 40 -ь 60 В). Процесс ведут ванным способом и для повышения производительности на несколько затвердевшую поверхность наплавляемого металла периодически добавляют отдельные куски чугунного лома массой до 200 г. Общая масса лома может достигать 30% массы наплавленного металла. В результате производительность процесса повышается на 20-30% и, например, при сварке тремя проволоками составляет 25-30 кг/ч. Сварное соединение при соблюдении термического цикла процесса по структуре и механическим свойствам идентично основному металлу.

Полуавтоматическая дуговая сварка керамическими стержнями предназначена для заварки мелких дефектов (см. табл. 2) и основана на совместной подаче в дуговой промежуток сварочной проволоки и керамических стержней. Керамические цилиндрические стержни имеют продольный паз; состав их близок к составу электродных покрытий. Эти стержни подаются в зону сварки через направляющую втулку под углом около 45° к сварочной проволоке. Непрерывно подаваемая сварочная проволока и торец опирающегося на проволоку стержня (рис. 9) расплавляются от тепла дуги. После расплавления стержня его заменяют новым. Сварку осуществляют на специализированных полуавтоматах ПС-2 (ЦНИИТМАШ) или А-765.

В связи с повышенными плотностями тока производительность полуавтоматической сварки с использованием керамических стержней в 1,5-2,5 раза превышает

производительность ручной дуговой сварки покрытыми электродами. При этом сохраняется возможность изменения химического состава и свойств металла шва в результате изменения содержания раскисляющих и легирующих элементов в составе керамических стержней. Для сварки чугуна разработан керамический стержень марки ЦСКЧ-3 (ТУ ЦНИИТМАШ), состав которого приведен в табл. 9.

Рис. 9. Схема полуавтоматической дуговой сварки с использованием керамических стержней:

ских стержней:

/ - керамический стержень; 2 - горелка; 3 - присадочная проволока; 4 - подающий механизм

В зону сварки можно подавать проволоку различных составов (стальную - мало-и высокоуглеродистую, порошковую), что значительно расширяет технологические возможности этого способа. При требованиях высокой обрабатываемости сварного соединения наилучшие результаты обеспечивает комбинация керамического стержня ЦСКЧ-3 и порошковой проволоки ППЧ-Зм (или ППЧ-2).

9. Состав керамических стержней для сварки чугуна

Компоненты

Стержень

Мрамор ...........

Плавиковый шпат......

Серебристый графит.....

Алюминиево-магниевый порошок .............

Чугунный порошок .....

Ферромарганец ........

Карбид кремния .......

Силикомишметалл .....

15 33 10

5 га .

1 S я 03 Э

33 13

9 10

20 15 10 15 25

Компоненты

Стержень

З: я га

л<ч а

Иттриевая лигатура .....

Альгинат натрия .......

Фторцирконат натрия . . . .

Криолит........ . . .

Жидкое стекло (св. 100%) . . Целлюлоза электродная (св. 100%)............

30 5

12 30

* Применяют для сварки серого чугуна. * Применяют для сварки высокопрочного чугуна.

Режим сварки должен обеспечивать равномерное плавление стержня, причем должно соблюдаться определенное отношение массы расплавляемого стержня к массе расплавляемой проволоки. Например, при использовании порошковой проволоки ППЧ-ЗМ доля участия стержня составляет 15-20% при следующих параметрах процесса: силе тока 250-350 А, напряжении на дуге 30-36 В, скорости подачи проволоки 170-250 м/ч, скорости сварки 9-12 м/ч. В этом случае наплавленный металл имеет следующий состав: 3,2-3,4% С; 4,0-5,5% Si; 0,5-

0,7% Мп; 0,04% Р; 0,04% S; 0,1-0,5% А1; 0,07% Сг. Сварное соединение имеет механические свойства, идентичные механическим свойствам основного металла, а также обрабатываемость, цвет и твердость. Особенностью процесса является обеспечение высокой плотности сварного соединения даже при сварке непосредственно по литейной корке.

Сварка высокопрочного чугуна имеет особенности, так как высокопрочный чугун обладает худшей свариваемостью, чем обычный серый. Сварку применяют для исправления дефектов любых размеров (см. табл. 2) как до, так и после термической обработки отливок, в зависимости оттого, ыа какой стадии их изготовления обнаружен дефект. Можно также применять дуговую сварку с предварительным нагревом и при ремонтных работах.

На практике широко используют дуговую полуавтоматическую сварку порошковой проволокой ПГ1АНЧ-5 (ТУ ИЭС им. Патона) и полуавтоматическую сварку стальной проволокой (или порошковой) с использованием керамических стержней (см. табл. 9). Перед сваркой необходим предварительный нагрев деталей до 500-700° С, а после сварки деталь подвергают отжигу при 800-900° С (выдержка 1,5-2 ч) при скорости охлаж/гения после выдержки не более 75° С/ч. Отливки, подвергающиеся исправлению до термической обработки, после заварки еще раз отжигают в соответствии с обидей технологией. Сварку можно осуществлять ванным способом или последовательным наложением валиков. Режимы сварки в зависимости от состава присадочных материалов представлены в табл. 10. Содержание углерода и кремния в наплавленном металле близко к содержанию указанных элементов в основном металле, а модификаторы, введенные в присадочный металл, обеспечивают получение графита глобулярной формы. Механические свойства сварного соединения после термической обработки отливок должны соответствовать ОСТ 2МТ21-2-76.

10. Режимы дуговой полуавтоматической сварки высокопрочного чугуна

ДУГОВАЯ СВАРКА БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА (ХОЛОДНАЯ СВАРКА)

Ручная сварка электродами из цветных металлов на медной основе нашла широкое применение в промышленности. Медь не образует химических соединений с углеродом и практически нерастворима в железе. Поэтому при сварке электродами со стержнем из сплава на основе меди шов получается неоднородным. В медной основе расположены включения высокоуглеродистон железной фазы, часто имеющей мартенситную структуру. На границе сплавления в основном металле создается зона повышенной твердости вследствие образования ледебурита. Поэтому обрабатываемость сварных соединений затруднена. Медно-железные электроды (табл. 11) различной конструкции (с железным порошком в покрытии, с оплеткой из жести, медная трубка со стальным стержнем и т. п.) применяют чаще для заварки трещин (мелких и крупных) при сварке разбитых деталей с обеспечением хороших прочностных показателей сварных соединений. Прочность сварных соединений 18-25 кгс/мм .

11. Электроды со стержнем из сплава на медной основе (медно-стальные) и технология сварки

р. н

и с;

Состав покрытия, о

Технологические приемы

Режим сварки

d , мм

Ферромарганец 36 Мрамор 14 Маршалит 10 Плавиковый шпат 12 Зеленый кар.борунд 28 Жи.1кое стекло (св. 101%) 43

Гематит 30

Железный порошок 30 Полевой шпат 15 Плавиковый шпат 12 Ферромарганец 6 Ферросилиций 2 Никелевый порошок 5 Сода кальцинированная

0,5 (от массы сухой

шихты) Силикат натрия 20-26

(от массы сухой шихты)

Сварку производить в ннжне.м или наклонном положении небольшими участками длиной 30 - 80 мм с очисткой и проковкой каждого валика. Возобновляют сварку после охлаждения места сварки до 50-70 °С. Зазоры между кромками при заварке трещин рекомендуется заплавлять стальным электродом

/, А

140-160 190-210 230-250 280-300

+ на электроде, ток постоянный

90-110 120-140 160-190

+ на электроде, ток постоянный. Длина дуги предельно короткая

сварного соединения,

кгс/мм

18-25 при нв 160-180 наплавлен ного металла

75% пррч ности основного металла

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 углерода без образования карбидов, имеет высокую пластичность и низкую твердость. Для изготовления стержней электродов применяют медно-никелевые и железо-никелевые сплавы. При выполнении особо ответственных работ используют электроды 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 медно-никелевых сплавов (монеля) ведет к образованию трещин по наплавленному металлу, а при сварке железоникелевыми и никелевыми 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 иа режимах, обеспечивающих минимальное проплавление основного металла при малой длине валиков с обязательной проковкой.

Сварку электродами с карбидообразующими элементами в покрытии применяют 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, поступающий в шов из основного металла, связывается титаном или ванадием, содержащимся в покрытии, в труднорастворимые в металле мелкодисперсные карбиды, и поэтому углерод, содержащийся в них, не сказывается на фазовых превращениях в наплавленном металле. Структура шва получается ферритной с включениями мелкодисперсных карбидов. Обрабатываемость сварного соединения удовлетворн-

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

12. Электроды со стержнем из сплава на основе никеля и технология сварки

Марка

Стержень

Состав покрытия, %

Технологические приемы

Режим сварки

rfg, мм

/, А

кгс/мм

ОЗЧ-З

Никель (НП2)

ОЗЧ-4

Никель (НП2)

ОЗЖН-1

Проволока СВ-08Н50

Магнезит обожженный 27 Плавиковый шпат 27 Графит серебристый 9 Доломит 9

Углекислый барий 20 Алюминиевый порошок 2 Титановый порошок 2 Марганец металлический 1 Кремний кристаллический 1 Калиевая селитра 2 Раствор калиево-натриевого силиката 27 (св. 100%)

Магнезит обожженный 26 Плавиковый шпат 26 Графит серебристый 6 Марганец металлический 3 Доломит 7 Медный порошок 8 Железный порошок 5 Алюминиевый порошок 3 Ферросилиций 4 Калиевая селитра 2 Углекислый барий 10 Раствор калиево-натриевого силиката 25 (св. 100%)

ТУ 14-4-452-73

Сварку производить короткими швами длиной 30-50 мм с проковкой каждого шва и перерывами для охлаждения. Сварку горелого чугуна осуществляют вразброс . При заварке крупных дефектов или наплавке больших объемов металла используют также электроды ОЗЖН-1. Электродами ОЗЧ-З наплавлять первый и последний шов, а промежуточные слои наплавлять поочередно

ТУ 14-4-452-73

То же. что и для электрода ОЗЧ-З. Электроды рекомендуются для наплавки последнего слоя при заполнении разделки электродами ОЗЧ-З

2,5 3 4 5

60-80 80-110 110-130 140-150

+ на электроде, ток постоянный

42-4 S

150-170 (первый слой)

23-33

175-190

Мрамор 20 Плавиковый шпат 10 Магнезит обожженный 9 Углекислый барий 30 графит 12

ТУ 14-4-318-73

То же, что и для электрода ОЗЧ-4

49-53

Продолжение табл. 12

ЧМТУ 4-332-70

МНЧ-2

Проволока ] НМЖМц-28--2,5-1.5

Мрамор 15

Углекислый барий 20

Доломит 22

Плавиковый шпат 15

Ферромарганец 10

Ферросилиций 5

Графит серебристый 13

Сода кальцинированная или поташ 0,5 (от массы шихты)

Раствор силиката }1атрия 24- 27 (от массы сухой шихты)

То же, что и для электрода ОЗЧ-З

90-110 120-140 160-190

-!- на электроде, ток постоянный

120-150

ТУ Станколит

СТЧ-2

Проволока НМЖМц-28--2,5-1,5

Карборунд зеленый 70 Углекислый барий 24 Ферромарганец 5 Бентонит 1

Жидкое стекло 43 (св. 100%,) Покрытие однослойное (1 мм на сторону) - наносится окунанием

То же, что и для электрода МНЧ-2. Некоторые краевые дефекты, а также бобышки и платики можно наплавлять полужидкой ванной с принудительным формированием. Ток увеличивается в 1,5 раза по сравнению с шоком при послойной сварке

3 4 5 6

85-100 120-1.5(; lK0-2t;0 220-240

+ на электроде,

ток ПОСТОЯННЫ!!

120-150