Главная Проволока для сварки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 [ 63 ] 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 30 А на I мм диаметра электрода) электродами диаметром не более 4 мм. Ток постоянный, полярность обратная. Заварку рекомендуется вести с облицовкой кромок электродами ЦЧ-4 не более чем в два слоя с последующим заполнением объема дефекта стальными электродами типа Э42, Э42А. Предел прочности наплавленного металла = 49,651,2 кгс/мм, а твердость НВ 170-180. Сварку стальными электродами мелких и крупных деталей производят в тех случаях, когда не требуется механическая обработка соединений и не оговаривается их прочность. Процесс осуществляют электродами для сварки низкоуглеродистых сталей (предпочтительны электроды УОНИ-13/46) на минимальном режиме, отдельными участками, с перерывами для охлаждения основного металла. Используют также сварку с отжигающими валиками, которые наплавляют на уже наплавленные валики без выхода на основной металл. В этом случае структура переходной зоны - тонкопластинчатый перлит с вторичным цементитом. Прочность соединения выше, чем при сварке без отжигающих валиков. Ремонт вышедшего из строя оборудования можно производить без демонтажа деталей сваркой с простановкой стальных ввертышей-шпилек (рис. 10). При этом обеспечивается равнопрочность сварного соединения. В этом случае разделка дефекта при толщине детали до 20 мм необязательна. При большей толщине кромки скашивают под углом 90- 120°. При толщине стенок детали до 10 мм диаметр шпилек 6 мм, при толщине до 20 мм - 10 мм, а при большей толщине применяют шпильки диаметром 16 мм. Шпильки устанавливают в шахматном порядке. Заварку выполняют следующим образом. Обваривают шпильки и наплавляют на поверхность чугуна стальное покрытие. Эти операции можно производить электродами ЦЧ-4 или электродами со стержнем из сплавов на основе никеля. Сварку ведут с минимально возможной глубиной проплавления, участками 48-50 мм с перерывами для охлаждения. После заполнения разделки заваренный участок усиливают приваркой стальных прутков. По поверхности наплавки укладывают слой отжигающих валиков. Полуавтоматическая сварка проволоками из цветных металлов основана на тех же особенностях, что и сварка покрытыми электродами со стержнем из цветных металлов. Применяют проволоку МРЗКМцТ (ТУ 48-21-80 - 72), следующего состава: 0,2-0,4% РЗЭ; 0,2-0,4% Si; 0,8-1,2% Мп; 0,2-0,4% Ti; Си - остальное. Полуавтоматическая дуговая сварка указанной проволокой обеспечивает повышение производительности по сравнению с ручной сваркой и значительно снижает количество выделяющихся аэрозолей, содержащих медь. Сварку осуществляют полуавтоматами А-765, А-825 и т. п. в среде защитного газа (углекислый газ, азот) или без дополнительной защиты проволоками диаметром 1,6-2,0 мм на постоянном токе обратной полярности при следующих режимах: сила тока 180-250 А; напряжение дуги 25-35 В; скорость подачи проволоки 170-250 м/ч; скорость сварки 25-36 м/ч; расход защитного газа 5-10 л/мин. Длина валика, выполняемого за один проход, 200-300 мм. Сварка ведется с перерывами для охлаждения с проковкой каждого шва. Прочность сварного соединения, выполненного в среде защитного газа, 23-28 кгс/мм, а без дополнительной защиты 16-18 кгс/мм2. Полуавтоматическая сварка проволокой на основе никеля предназначена для ремонта тонкостенных чугунных деталей автотракторного оборудования, а также Подкладка Рис. 10. Схема расположения шпилек и заварка места разделки; х = 4d; у = 2d (d - диаметр шпильки, мм) для устранения мелких дефектов, вскрывшихся в процессе механической обработки отливок. Применяют никелевую проволоку ПАНЧ-11 (ТУ ИЭС им. Патона). Редкоземельные элементы, входящие в состав проволоки, обеспечивают ее самозащитные свойства. Для сварки используют полуавтоматы А-825 и др., рассчитанные на подачу тонкой присадочной проволоки диаметром не более 1,6 мм Указанный процесс целесообразно использовать при сварке металла толщиной не более 10 мм. Разделку осуществляют узким абразивным кругом; ширина ее должна быть не более 5-6 мм. При заварке трещин, например, в блоках цилиндров через каждые 30-50 мм просверливают отверстие. Сварку ведут обратноступенча-тым методом или отдельными валиками в один-два слоя. Длина каждого шва 30-50 мм. Сварное соединение подвергают легкой проковке. При наличии дефектов в жестком контуре нужен предварительный нагрев до 200-300 °С. Сварку осуществляют на постоянном токе прямой полярности при следующих режимах: сила тока 100-150 А; напряжение дуги 14-19 В; скорость подачи проволоки 100-150 м/ч; скорость сварки ~8 м/ч. Наплавленный металл имеет аустенитную структуру с равномерно распределенными включениями углерода. Зона сплавления характеризуется отсутствием свободных карбидов и ледебурита. Прочность наплавленного металла- 30-40 кгс/мм. Сварка высокопрочного и ковкого чугуна имеет особенности, так как высокопрочный чугун обладает повышенной склонностью к отбеливанию и большой прокаливаемостью. Заварка дефектов в отливках из ковкого чугуна и ремонтная сварка затрудняются повышенной графитизацией металла, что ухудшает смачиваемость поверхности разделки при сварке. Сварку без предварительного нагрева используют для исправления мелких дефектов отливок и при ремонте. Заварка может осуществляться как до термической обработки отливок, так и после нее. Подготовка под сварку дефектов, обнаруженных до термической обработки, осуществляется абразивным инструментом или воздушно-дуговой резкой. Сварку осуществляют электродами УОНИ-13/45 или УОНИ-13/55. Можно также использовать полуавтоматическую сварку стальной проволокой в среде углекислого газа. Однако предпочтение следует отдать сварке электродами со стержнем из сплава на основе никеля (см. табл. 12). Дефекты, обнаруженные после термической обработки, разделывают обычным способом и заваривают электродами со стержнем из сплава на основе никеля. Механические свойства сварных соединений и обрабатываемость соответствуют свойствам и обрабатываемости основного металла. ГАЗОВАЯ СВАРКА Сваркой с предварительным нагревом (горячая) исправляют преимущественно мелкие и в отдельных случаях крупные дефекты на поверхностях отливок до механической обработки и после нее при наличии припуска 1-5 мм. Газовую сварку осуществляют как с общим, так и с местным нагревом с получением наплавленного металла, имеющего структуру серого чугуна. В качестве горючего газа используют ацетилен, пропан-бутан и городской газ, а в качестве присадочного материала при сварке чугуна можно использовать чугунные прутки А и Б (ГОСТ 2671-70). При их применении графитизация углерода в наплавленном металле в условиях сварки с предварительным нагревом обеспечивается повышенным содержанием кремния при относительно невысоком содержании углерода. В результате наплавленный металл имеет преимущественно ферритную структуру, что не всегда отвечает техническим условиям на чугунные отливки. На заводе Станколит созданы специальные малолегированные чугунные присадочные прутки. Содержание в прутках олова, меди и никеля способствует созданию в наплавленном металле перлитной структуры. Кроме того, прутки обеспечивают получение более плотного наплавленного металла. При этом лучшими технологическими свойствами обладают прутки с исходной ледебуритной структур рой ( отбеленные ); недопустимы для газовой сварки прутки, имеющие грубый 13 п/р, Акулова А. И., т. 2 излом с явно выраженными крупными включениями графита. Такие чугуны отличаются повышенной вязкостью, так как в расплаве имеется большое количество нерастворившихся блоков графита. Их растворение зависит от скорости диффузии углерода, которая интенсивней в расплаве, полученном из отбеленного чугуна. При сварке чугуна применяют преимущественно кислые флюсы, состоящие из борсодержащих веществ. Одной из основных задач флюса я.нляется перевод образующегося SiOg в более легкоплавкие соединения, например NagOSiOa-В связи с этим при выборе состава флюса из бористых соединений предпочтение отдают буре NagBiO которая при разложении выделяет NagO и BgOg. Отшлакование SiOa возможно также и с помощью углекислых солей натрия или калия. Например, при ремонте тонкостенных отливок углекислый натрий успешно применяют в качестве флюса, так как имеются условия для удаления из ванны СОд. Составы наиболее распространенных флюсов для сварки чугуна приведены в в табл. 13. (3. Состав флюсов Для газовой сварки, % Компоненты Бура: плавленая . . прокаленная . техническая . Углекислые: натрий .... калий ..... Натрий: азотнокислый двууглекислый Керосин, св. 100% Номер флюса 22 22 50 4 Примечание. Флюсы, содержащие соду, рекомендуются для заварки тонкостенных отливо-i (мелких дефектов). Флюсы на основе плавленой или прокаленной буры не подлежат длительному хранению. Все порошковые флюсы, применяемые для газовой сварки, обладают некоторыми технологическими недостатками. Подача флюса в ванну производится обычно на конце присадочного прутка. Например, в результате недостаточной подачи его возникает пористость, а при избытке - шлаковые включения. Равномерный шлаковый покров на поверхности сварочной ванны может быть достигнут при применении газообразного флюса, например БМ-1, или флюса в виде обмазки. Так как для использования газообразного флюса необходимы специальная аппаратура и обезвоженные горючие газы, предпочтительнее второй способ. Флюс-покрытие имеет следующий состав (в частях по массе): прокаленная бура 22, борная кислота 10, глицерин 5, вода 15-20. Такое покрытие изготовляют из тщательно смешанных компонентов, которые подвергают кипячению в водном растворе глицерина. Раствор доводят до кипения и наносят на прутки методом окунания или кистью. Толщина слоя покрытия составляет 0,5-1,0 мм на сторону. Обмазанные прутки просушивают при 90-110 °С в течение 10-12 ч. Процесс сварки начинается с прогрева основного металла вокруг участка дефекта пламенем горелки до светло-красного цвета (850 X). Затем пламя сосредоточивается на поверхности разделки, которая доводится до плавления. Расплавление производится восстановительной частью нормального пламени. Стенки места дефекта расплавляются и с помощью чугунного присадочного прутка очищаются от неметаллических включений. Сварку следует вести ванным способом. При заварке краевых дефектов (бобышек, платиков, бортиков-, уголков) сварщик, маневрируя пламенем горелки и прутком, не должен допускать стека-ния жидкого металла. Наплавленный металл должен возвышаться над основным металлом не менее чем на 3 мм. Для обеспечения нормальной твердости сварного соединения после сварки необходимо замедлить скорость охлаждения металла в интервале температур, отвечающих перлитным превращениям. Горелку медленно отводят от поверхности ванны на расстояние 50-60 мм и наплавленный металл выдерживают под действием пламени в течение 0,5-1,5 мин. Заваренную таким образом деталь для замедленного охлаждения засыпают сухой землей или покрывают листовым асбестом. Отливки сложной конфигурации и большой толщины после сварки рекомендуется подвергать отжигу. Сварное соединение и наплавленный металл при сварке деталей из серого перлитного чугуна обладают теми же свойствами, что и основной металл. Сварку без предварительного нагрева (холодную сварку) применяют в тех случаях, когда детали (кронштейны, рычаги и т. д.) при нагреве и охлаждении способны свободно деформироваться, не вызывая значительных остаточных напряжений. Мощность пламени горелки в этих случаях должна быть достаточной, чтобы обеспечить замедленную скорость охлаждения в процессе кристаллизации в интервале перлитных превращений сварного соединения. При газовой сварке этот процесс лишь условно можно отнести к холодной сварке, так как фактически имеет место местный нагрев основного металла в области дефекта и прилегающих зон пламенем горелки. Технологический процесс сварки без предварительного нагрева аналогичен сварке с предварительным нагревом, но отличается некоторыми особенностями. Допускается как механическая предварительная разделка, так и разделка в процессе сварки воздействием на расплавленный металл присадочного прутка и газового пламени. Последний способ разделки дефекта обусловливает некоторый предварительный нагрев чугуна и способствует снижению скорости охлаждения сварного соединения. При холодной сварке применяют те же сварочные материалы, что и при горячей. После окончания заварки места дефекта следует медленно отводить горелку в течение 2-3 мин, воздействуя пламенем на прилегающие участки. Деталь или часть детали, на которой расположен заваренный участок, для замедленного охлаждения рекомендуется засыпать песком или укрыть листовым асбестом. Твердость наплавленного металла на 20-30 единиц НВ выше твердости основного металла. При этом наплавленный металл имеет хорошую обрабатываемость и высокую плотность. Газовую сварку с целью ремонта выполняют теми же присадочными материалами, флюсами и приемами, которые были приведены выше. Однако технология ремонтной сварки имеет некоторые особенности. Чугунные детали часто эксплуатируют в условиях воздействия высоких температур. При этом образуются участки с резко измененными свойствами - горелый чугун . Последний иногда совершенно не поддается сварке, и поэтому такую деталь бракуют. Если при технологической пробе обнаруживается неполное изменение свойств чугуна, то можно получить сварное соединение, достаточно надежное по прочности. Особенность техники газовой сварки таких дефектных участков заключается в расчистке свариваемой поверхности. Для этого основной металл на отдельных участках оплавляют и с помощью стального скребка (при обильном введении флюса) с кромок разделки удаляют землистые пленки до появления качественного металла. На очищенный участок наносят присадочный металл. Таким же образом расчищают и наплавляют следующие участки до полной облицовки места разделки дефекта слоем наплавленного чугуна. После этого шов заполняют по всему сечению. При ремонтной сварке часто разделку кромок под сварку (особенно при сварке трещин) производят пламенем горелки, совмещая эту операцию с процессом сварки. С помощью прутка и пламени вдоль трещины создают фаску, глубина которой определяется толщиной стенок. Сварочную ванну наводят таких размеров, чтобы был обеспечен провар трещины больше, чем наполовину. Затем операцию повторяют с другой стороны детали. При невозможности выполнения двусторонней сварки, процесс ведут с проваром на всю толщину при использовании подкладок (из асбеста, графитовых пластинок, огнеупорного кирпича, глины и т. п.). Такой способ прост и удобен в исполнении. В процессе устранения дефекта происходит подогрев кромок, замедляющий последующее охлаждение чугуна и уменьшающий возможность образования отбела. ПАЙКОСВАРКА Дефекты, вскрывшиеся в отливках на последних стадиях механической обработки, сваркой плавлением исправлять невозможно, так как высокий нагрев основного металла приводит к необратимому росту чугуна и к значительным деформациям изделия. Поэтому дефекты, выявленные на финишных операциях обработки резанием, устраняют методами пайкосварки. Процесс в этом случае осуществляют без расплавления основного металла; соединение, как и при пайне, получается за счет более легкоплавкого металла припоя. Исключением является пайкосварка чугуна чугунными припоями, когда соединение образуется за счет поверхностно-активных флюсов и особых технологических приемов, позволяющих нагревать основной металл до температуры ниже температуры солидуса металла припоя. Такими же приемами осуществляют низкотемпературную пайкосварку латунными припоями. Для осуществления этого процесса с поверхности основного металла должны быть удалены окислы, жир и другие загрязнения; дефекты необходимо разделывать механическими способами (вырубкой, фрезерованием, сверлением, строганием). При разделке сквозных трещин притупление кромок должно быть не более 1,5 мм. Кромки разделывают, как и при сварке. При низкотемпературной сварке в начале процесса жидкая ванна не образуется, и металл наплавляют отдельными каплями. Капли жидкого присадочного металла, попадая на основной металл, нагретый до температуры ниже температуры солидуса металла припоя, и соприкасаясь с ним, отдают ему часть своей теплоты, вследствие чего повышается температура поверхностного слоя основного металла. Капля жидкого припоя под воздействием флнха и давления пламени легко растекается тонким слоем по основному металлу. Часть жидкого металла под действием капиллярных сил заполняет пустоты, образующиеся в чугуне в результате поверхностного выкрашивания или окисления графита. При низкотемпературной пайкосварке влияние свободного графита на процесс смачивания устраняют активными добавками, вводимыми во флюс. Флюс, взаимодействуя со свободным углеродом, разры.чляет последний, что, в свою очередь, снижает межфазную поверхностную энергию и улучшает условия смачивания. Кристаллизация наплавленного металла в несплошностях основного металла, а также взаимная диффузия атомов на границе сплавления обусловливает прочное паяносварное соединение. Низкотемпературную пайкосварку чугунным припоем применяют для исправления мелких дефектов на поверхности чугунных деталей, имеющих незначительный припуск на обработку, при необходимости получения структур чугуна в наплавленном металле. Она не исключает применения предварительного нагрева детали. Предварительный нагрев до 300-400 °С облегчает выполнение работы при исправлении дефектов на толстостенных изделиях. При массовом поступлении отливок на исправление он увеличивает производительность труда и улучшает качество. В качестве присадочного материала используют чугунные прутки диаметром 6 мм, состав которых указан в табл. 7. Лучшие результаты обеспечиваются при применении прутков УНЧ-2 и СТФЧ-2. Флюс МАФ-1 состава, %: бура плавленная 33; сода кальцинированная 12; селитра натриевая 27; окись кобальта 7; фтористый натрий 12,5; фторцирконат калия 8,5; флюс наносят на поверхность разделки после ее нагрева до 300-400 °С. Расплавление флюса является индикатором для начала плавления припоя. Флюс МАФ-1 и прутки УНЧ-2 позволяют вести процесс при более низкой температуре нагрева основного металла (порядка 700-800 °С). Твердость наплавленного металла НВ 230-260; прочность на растяжение 16-20 кгс/мм. Пайкосварку латунными припоями применяют при сварке с целью ремонта, когда разность в цвете и твердости основного и наплавленного металла не является браком и деталь может быть подвергнута механической обработке для устранения коробления, изменения размеров и т. п. Графит из металла поверхности кромок удаляют выжиганием его на глубину 0,2-1,5 мм. Для этого кромки детали, подлежащие соединению, покрывают пастой, состоящей из железных опилок и борной кислоты, и нагревают пла.менем горелки или окислительным пламенем приблизительно до 900 °С. В качестве присадочного материала можно использовать латунь Л63 или ЛОК59-1-03 (ГОСТ 16130-72). Припой ЛОК59-1-03 обеспечивает получение более плотного паяносварного шва и бездымный процесс. Пайкосварку указанными припоями осуществляют с помощью флюсов следующих составов: 1) бура 100%; 2) бура 50%, борная кислота 50%. Однако часто возникает потребность в исправлении дефектов на поверхности чугунных деталей с припуском на обработку в несколько микрометров, причем в некоторых случаях требуется обеспечить цвет и твердость шва, близкие к цвету и твердости основного металла. Для исправления дефектов на подобных поверхностях используют низкотемпературную пайкосварку латунными припоями, которая по технологическим приемам близка к описанному выше процессу низкотемпературной пайкосварки чугунным присадочным материалом. Температура пайкосварки латунными припоями, т. е. местный нагрев поверхности металла в зоне наплавки, 650-750 °С. Снижение температуры указанного процесса по сравнению с обычными способами пайкосварки латунными припоями стало возможным за счет использования специальных флюсов (табл. 14). 14. Составы флюсов для низкотемпературной пайкосварки латунными припоями, %
В качестве припоя в зависимости от требований, предъявляемых к поверхности, на которой расположен дефект, можно применять припой ЛОК59-1-03 или ЛОМНА 49-05-10-4-04 (ТУ 48-21-305-74). Припой ЛОК59-1-03 используют в тех случаях, когда к наплавленному металлу не предъявляются требования одноцветности и одинаковой твердости с основным металлом. Предел прочности паяно-сварных соединений при растяжении в среднем 24 кгс/мм. Твердость наплавленного металла НВ 100, т. е. значительно ниже твердости чугуна. Металл, наплавленный припоем ЛОМНА, имеет твердость НВ 170-200, что близко к твердости серого чугуна. Прочность паяносварного соединения на разрыв достигает 30 кгс/мм. Газопорошковая сварка предназначена для исправления мелких дефектов чугунных отливок, вскрывшихся на последних операциях механической обработки. Для наплавки на чугун разработаны порошки на никелевой основе, обладающие самофлюсующими свойствами (табл. 15). Этот процесс выполняют в две стадии - напыление и последующее расплавление напыленного слоя. Процесс осуществляют при подаче порошковых мате-риалов в ванну через пламя горелки. Наплавка осуществляется по следующей схеме: а) поверхность, подлежащую наплавке, нагревают пламенем ацетилено-кислородной горелки ГАЛ-2 до 300-400 X; б) на подогретую поверхность этой же горелкой напыляют слой порошкообразного сплава, не доведенного до расплав- |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |