Закладення тріщин в чавунних дета-лях ручним зварюванням
Мета роботи: Навчити закладати тре Київщини в чавунних деталях ручним зварюванням.
Порядок проведення роботи.
- Записати тему і мету роботи.
- Використовуючи додаткову літературу і основні поняття скласти опис забивання тре Київщини в чавунних деталях ручним зварюванням
Сварка більшості видів сталей в домашніх умовах особливих труднощів не представляє при наявності необхідного обладнання. Але якщо ви плануєте зварити чавун, який є поряд зі сталлю основним конструкційним матеріалом, то можуть виникнути якісь складності. Основна невдача при процедурі зварювання чавуну своїми руками полягає в низькій якості звареного з'єднання, що пояснюється насиченою загартуванням металу в області зварного шва -інші словами зі збільшенням крихкості чавуну в цій області і появі тріщин.
Чавун як сплав
Наприклад, вуглець в найпоширенішому і застосовується сірому чавуні існує у вигляді включення графіту (згадайте, що чавун мажеться), яке і обумовлює його негативну свариваемость. Також вуглець може бути присутнім як цементит. І залежно від виду добавок розрізняють білий, сірий і ковкий чавун.
Довговічність чорного металу, до яких зараховують і чавун, робить його кращим матеріалом для створення решіток, воріт, а також предметів прикраси будинку. Чавунні батареї і труби, які сьогодні можна відшукати практично в кожному будинку, хоч і замінюють сучасними варіантами, і ціна зварювання чавуну падає, але цінність даного матеріалу не зменшується від цього.
Особливості зварювання чавуну
Чавун є широко застосовуваним конструкційним матеріалом, який відрізняється дешевизною, високою оброблюваністю і хорошими ливарними властивостями. Але висока крихкість і низька міцність чавуну провокують вихід з ладу в процесі експлуатації багатьох деталей, виготовлених з нього.
Зварювальники-практики вважають, що погана свариваемость чавуну пояснюється будовою структури матеріалу в зламі. Чавун, який має тонкодисперсний злам сірого забарвлення, зварюється легше, ніж чавун, у якого злам відрізняється крупнозернистою структурою і темний колір. Зварюванні фактично не піддаються промаслені чавуни і чавуни, які піддавалися впливу агресивних середовищ.
За своїм хімічним складом, фізичними властивостями і структурі чавун відносять до обмежено зварюються сплавів. Тому завжди потрібно враховувати такі особливості зварювання чавуну:
- Чавун - рідкотекучий матеріал, тому його зварювання здійснюють в нижньому положенні.
- При вигорянні вуглецю в звареному шві утворяться пори.
- Низька пластичність металу призводить до суттєвих внутрішнім напруженням і виникнення гартівних структур, які сприяють утворенню тріщин.
- У розплавленому стані чавун окислюється з формуванням тугоплавкого оксиду, температура плавлення якого вище, ніж у чавуну.
Головна складність, яка часто супроводжує електрозварювання і ручне дугове зварювання чавуну, - виникнення холодних тріщин. Фахівці, які працюють з даним матеріалом, ретельно вивчають загальний склад чавуну, наявність і частку вуглецевих вставок. Підібравши правильний режим роботи, вдасться уникнути неприємних наслідків.
До технологічних заходів, які спрямовані проти появи тріщин, відносять: попередження перегріву чавуну при зварюванні, що досягається використанням електродів малого діаметра, проведенням зварювання малим струмом або вразброc; зменшення напружень, які виникають в результаті усадки металу швів або наплавлення, одержуваних проковуванням в гарячому стані і зменшенням обсягу наплавленого чавуну.
Підготовка до зварювання
Пам'ятайте, що безпосередньо до зварювання, незважаючи на метод зварювання чавуну, потрібно завжди робити підготовку кромок деталей, що з'єднуються, або обробляти дефектні місця. Кромки скошують вручну за допомогою слюсарного зубила або переносного наждачного круга з гнучким валом. Для уникнення відколів чавун потрібно срубивать тонкими шарами, тому що товщина стружки повинна бути не більше 0,8-1 міліметра.
Обробляють дефектні місця до чистого металу з використанням зубил, шаберов, шарошок, свердел, розміри яких залежать від габаритів нестачі, форми вироби і необхідності створення комфортних умов для роботи.
При процесі оброблення дефектних місць на деталях з чавуну потрібно дотримуватися таких правил:
- Ведуть суворо оброблення по тріщині.
- Засверливают ненаскрізні тріщини на відстані 10 міліметрів від їх кінців свердлом, який має діаметр на 1-2 міліметра більше ширини тріщини, і до металу їх вирубують.
- Наскрізні тріщини потрібно обробляти з одного або двох сторін, все визначається товщиною металу і зручністю проведення оброблення.
- На тріщини, які один від одного розташовані дуже близько, прийнято заробляти латочку, як на пробоїни.
При проведенні заварювального ремонту пробоїни її краю потрібно згладити, зрубуючи гострокутні виступи зубилом. Поверхня деталі зачистите на відстані 30 міліметрів від країв пробоїни за допомогою наждачного круга. Потім виріжте з низьковуглецевої листової сталі латочку потрібної товщини і форми. Латка повинна перекривати будь-яку пробоїну з усіх боків на 15-20 міліметрів.
Для зменшення напруг, які виникають в матеріалі при процесі зварювання чавуну в домашніх умовах, потрібно у заплатки відбортований краю на кут 30 градусів. Латочку поміщають на виріб отбортовкой до чавунному матеріалу і приварюють внахлестку.
Різновиди зварювання чавуну
Електродугове зварювання чавуну в умовах виробництва здійснюють жарким способом, в рамках якого зварюються деталі попередньо нагріваються до температури 650 градусів за Цельсієм. Існує і холодний спосіб, коли перед зварюванням деталі нагрівають лише до температури 250 градусів або не нагрівається взагалі.
Гаряча зварка чавуну
Технологія гарячої зварювання чавуну набагато складніше холодного рішення, проте вона допомагає позбутися від ризику формування тріщин в перехідних областях швів. При зварюванні намагайтеся рівномірно прогрівати поверхню виробу, тому що причиною розломів і тріщин стає надмірно велика різниця температур основного елемента і шва.
Перед нагріванням деталей їх слід закріпити в жорсткому каркасі, щоб усунути напругу, яка може привести в процесі зварювання до виникнення тріщин. Якщо нагрів чавунних виробів носить місцевий характер, то не обов'язково використовувати жорсткий каркас. Деталі прийнято нагрівати за допомогою установок індукційного нагріву з використанням струмів промислової частоти. Крім цього, ви їх можете нагріти в горнах, використовуючи полум'яні пальника або паяльні лампи.
При заварці дефектів, що розташовуються на краях деталі або зварюванні наскрізних тріщин, рекомендується використовувати графітові форми, що запобігають витіканню з зварювальної ванни рідкого металу. Форми прийнято готувати за допомогою графітових пластинок, які з'єднуються формувальної сумішшю, що складається з кварцового піску, що змочений рідким склом. Підігрів роблять з метою, щоб рівномірно відбувалося охолодження готового виробу для запобігання виникнення тріщин.
Безпосередньо перед зварювальними роботами потрібно підготувати дефектний місце - ретельно очистити від пилу і бруду і розділити для освіти порожнин для забезпечення гарного доступу для маніпулювання електродами в зоні зварювання.
При роботі суворо дотримуйтесь технології зварювання чавуну: дотримуйтесь обсяг розплавленого чавуну під час зварювання і розмішуйте його кінцем присадочного стержня або електрода. Охолоджувати деталь коштує поступово. Заварені місце не повинно занадто швидко остигати, його варто засипати деревним вугіллям, сухим гарячим піском або охолодити в печі. Дрібні деталі остигають 3 - 40 годин, більші - до 5 діб.
Для захисту та розкислення ванни застосовують флюси на борної основі - наприклад, технічну безводну буру, прокаленную при температурі 400 градусів. Даний спосіб зварювання на сьогоднішній день вважається за якістю найдосконалішим. Однак має гаряче зварювання чавуну і свої недоліки - важкі умови праці та копіткість процесу.
Холодне зварювання електродами
У звичайних умовах, коли відсутній особливу нагрівальне обладнання, а необхідність проведення зварювання металу носить епізодичний характер, придатною є процедура прохолодною зварювання чавуну особливими електродами. Для цього широко використовуються електроди ОЗЧ-2 зі стрижнем з міді, що покриті особливим складом, а також електроди МНЧ-2, стрижень яких виконаний зі сплаву нікелю, заліза, міді і марганцю.
Електрод ОЗЧ-2 - це мідний стрижень, який має електродне покриття, що містить 50% металевого порошку, 27% мармуру, 7% плавикового шпату, 4,5% кварц, 2,5% феромарганцю, 6% ферротитана, 2,5% феросиліцію , 0,5% соди. Не лякайтеся великої кількості компонент, тому що при виготовленні саморобного електрода можна використовувати готове покриття.
Порядок створення електродів для зварювання чавунного матеріалу наступний. Зачистіть відрізки мідного дроту перед нанесенням на виріб покриття і знежирте будь-яким органічним розчинником. Сколите покриття з залізних зварювальних електродів, размельчая його і поєднуючи в співвідношенні 1: 1 зі сталевим порошком або невеликими залізними тирсою.
Після цього перемішайте все ретельно з рідким склом. Вертикально в отриману сметанообразную суміш обмокніте відрізки дроту з міді і витягніть їх повільно з обмазувальної маси, щоб надлишок встиг стекти. В даному випадку товщина шару покриття повинна бути не менше 1,5-2 міліметрів. Електроди спочатку сушать у вертикальному положенні на повітрі, а потім при температурі 250 градусів за Цельсієм прокаливают, використовуючи для цього, наприклад, духовку плити.
Зварювання чавуну саморобними електродами проводять короткою дугою, використовуючи при цьому незмінний струм - на зворотному полярності. Обов'язковими є перерви для охолодження металу до температури 50 градусів. При поперечниках електродів 3-5 міліметрів значення зварювального струму досягає 90-180 Ампер. Щоб забезпечити високоякісну зварювання, шов необхідно накладати маленькими ділянками, що мають довжину по 30-50 міліметрів, і проковувати відразу після зварювання, це попереджає поява в звареному шві тріщин.
Якщо у вас зовсім немає часу для створення електродів, то пам'ятайте, що в побутових умовах хороші результати забезпечує зварювання чавуну за допомогою комбінованих мідно-сталевих електродів. Останні виготовляють, накручуючи поверх електродів з покриттям, створених для варіння сталі, спіраль з латунної або мідної проволоки, що має діаметр 1,5-2 міліметра. Маса подібної спіралі повинна в 4-5 разів перевищувати ваги залізного стрижня електрода.
При використанні комбінованих електродів за технологією холодного зварювання чавуну можна сильно розігрівати зварюються деталі з чавуну, тому процес проводять на малому зварювальному струмі невеликими ділянками «врозкид» з проковуванням молотком придбаних швів і перервами для охолодження оброблюваного вироби.
Газопламенная зварювання чавуну
Незважаючи на існування багатьох способів зварювання чавуну, найнадійнішим залишається газове зварювання, яка дозволяє домогтися якісної наплавлення, яка буде схожа за властивостями з основним матеріалом. Подібну методику, як правило, використовують з метою усунення пошкоджень, наприклад, прикріплення відірваної частини конструкції, відновлення пошкодженого отвори.
При проведенні газопламенной зварювання просто виконати більш рівномірний і неспішний нагрів або охолодження деталі з чавуну. У підсумку на кордонах шва і в металі шва створюються для графітизації вуглецю більш сприятливі умови, зводиться до мінімуму можливість виникнення внутрішніх напружень.
Але зазвичай технологія ручного дугового зварювання чавуну газом передбачає проведення обігріву вироби. Проводять місцевий обігрів полум'ям пальника перед робочим процесом. В якості присадочного металу прийнято вживати литі чавунні прути. Ведуть зварювання звичайним або науглероживается полум'ям, використовуючи флюси з бури або консистенції: 56% бури, по 22% поташу і соди.
Відмінний результат демонструє зварювання чавунного матеріалу газовим полум'ям з використанням прутів з латуні, температура плавлення якої нижче, ніж у чавунного матеріалу. Процес проводять за участю флюсу з бури або борної кислоти і бури, які взяті в рівній кількості. Краї тріщин, що обробити під кут 80 градусів, потрібно нагріти до температури 900 градусів, посипати флюсом і з використанням латунного прута облужени кромки. Всю оброблення після цього необхідно заповнити латунню, що не розплавляючи чавун.