Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну сталевими електродами, що включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками, причому попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки струменем газової суміші аргону з киснем у об'ємному співвідношенні 1:1, а зварювання виконують сталевими електродами. UA 100156 U (54) СПОСІБ ХОЛОДНОГО ЗВАРЮВАННЯ ЧАВУНУ UA 100156 U UA 100156 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області зварювання, зокрема до способів холодного зварювання чавуну електродуговим методом, і може бути використана для виправлення дефектів чавунного литва і виготовлення зварних конструкцій з чавуну. Відомі різні способи електродугового зварювання чавуну, наприклад сталевими електродами [1]. Проте при зварюванні сталевими електродами важко уникнути появи тріщин унаслідок утворення в шві і навколошовній зоні цементиту і мартенситу. Відомий спосіб холодного зварювання сірого чавуну [2], при якому оброблення кромок виконують ступінчастого з максимальною шириною оброблення 0,5-0,7 товщини зварюваного металу і додатковим поглибленням усередині оброблення на 0,1-0,15 товщину зварюваного металу з подальшим наплавленням підготовчих шарів на всю поверхню оброблення паралельними валами, при цьому між підготовчими шарами залишають зазор, рійний 1,07-1,1 діаметру електроду, а після наплавлення валиків одержаний зазор заплавляють. Недоліком вказаного способу є необхідність застосування спеціальних електродів для наплавлення підготовчих шарів, а також, практична неможливість витримати в процесі зварювання зазор між підготовчими шарами у вузькому діапазоні, заданому у формулі 1,07-1,1 діаметру електроду, що для електродів діаметром 3 мм складе всього 3,21-3,3 мм. Крім того, ступінчаста форма оброблення з додатковим поглибленням усередині оброблення вимагає спеціального устаткування і інструменту для її виконання, що не завжди можливо при заварюванні дефектів в реальних виробничих умовах. Труднощі здійснення даного способу не дозволяють широко використовувати його при ремонті устаткування і заварці дефектів чавунного литва. Найбільш близьким по технічній суті до описуваного є спосіб холодного зварювання сірого чавуну [3], при якому зварювання проводять сталевим електродом, а зварювані кромки заздалегідь обробляють активним вуглепоглиначем - негашеним вапном, а потім нагрівають до температури 400-600 °С, і зварювання ведуть з примусовим охолоджуванням водою. Недоліком вказаного способу зварювання є низька технологічність способу, що полягає у відсутності стабільності отримання якісного зневуглецювання чавуну на необхідну глибину, небезпека при роботі з негашеним вапном, необхідність високотемпературного нагріву деталей, а також незручність при зварюванні з примусовим охолоджуванням деталі у воді. Задача корисної моделі - підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному зварюванні чавуну сталевими електродами. Це досягається тим, що попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки струменем газової суміші аргону з киснем у об'ємному співвідношенні 1:1, а зварювання виконують сталевими електродами. Приклад виконання: Дослідження проводили при холодному зварюванні сірого чавуну марки СЧ21 завтовшки 25 мм сталевими зварювальними електродами марки УОНИИ 13/55 на постійному струмі зворотної полярності. Діаметр електродів складав 3 і 4 мм. Сила струму для електродів діаметром 3 мм складала 80-100 А, а для електродів діаметром 4 мм - 140-160 А. Попередньо виконували зневуглецювання розробки струменем газової суміші аргону з киснем у пропорції 1:1, що витікала з кисневою різака. Чавун у місці розробки нагрівали газовокисневим полум'ям до моменту початку його плавлення і вмикали подачу ріжучого кисню малого тиску у суміші з аргоном для початку процесу окислення вуглецю у рідкому металі поверхні розробки. По мірі кипіння і окислення вуглецю на глибину 3-5 мм різак переміщали вздовж розробки для зневуглецювання всієї поверхні. Аргон у суміші з киснем сприяв зменшенню надходження атмосферного повітря в зону нагріву і захищав рідкий метал від насичення азотом. Отримана поверхня розробки була вкрити шаром окисної плівки, яку перед зварюванням видаляли металевими щітками. Зневуглецювання поверхні розробки чавуну передбачає зменшення вмісту вуглецю у переплавленому шарі металу на глибині 3-5 мм на 90-95 %. Зварювання проводили без попереднього підігріву. Перший шов зварювали електродами діаметром 3 мм, а наступні електродами діаметром 4 мм. В процесі зварювання контролювали температуру основного металу в навколошовній зоні, не допускаючи нагріву деталі вище 70 °С. В результаті досліджень зварних швів пор, тріщин і інших дефектів в зварних швах і зоні термічного впливу не виявлено. Твердість металу шва не перевищувала 180-200 НВ і дозволяла легко проводити механічну обробку зварних швів звичайним металоріжучим інструментом. Здійснення способу холодного зварювання чавуну, що заявляється, дозволяє видалити з поверхневого шару розробки чавуну глибиною 3-5 мм надмірну кількість вуглецю у складі об'єму окисленого металу при аргонокисневій обробці, що приводить до підвищення якості зварного 1 UA 100156 U 5 10 шва і зниження твердості наплавленою металу без застосування дорогих спеціальних електродів і складних технологічних прийомів. Впровадження способу холодного зварювання чавуну в промисловість дасть значний економічний ефект за рахунок використання недефіцитних і відносно дешевих стальних електродів при високій якості зварних з'єднань. Джерела інформації: 1. Иванов Б.Г, Журавицкий Ю.И., Левченков В.И. (Сварка и резка чугуна. М., "Машиностроение", 1977. стр. 56-65. 2. Авторское свидетельство СССР № 531694, кл. В 23 к 33/00, 1976 (аналог). 3. Авторское свидетельство СССР № 339358, кл. В 23 к 9/14, 1972 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб холодного зварювання чавуну сталевими електродами, що включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками, який відрізняється тим, що попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки струменем газової суміші аргону з киснем у об'ємному співвідношенні 1:1, а зварювання виконують сталевими електродами. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2