Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну сталевими електродами включає підготовку кромок під зварювання з наступним заповненням розробки валиками. Попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки гематитом. UA 106440 U (12) UA 106440 U UA 106440 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 крайок виконують ступінчастою з максимальною шириною оброблення 0,5-0,7 товщини зварюваного металу і додатковим поглибленням усередині оброблення на 0,1-0,15 товщини зварюваного металу з подальшим наплавленням підготовчих шарів на всю поверхню оброблення паралельними валами, при цьому між підготовчими шарами залишають зазор, рівний 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 винаходу 1,07-1,1 діаметра 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 за технічною суттю до описуваного винаходу 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 °C, 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 гематитом. Приклад виконання: Дослідження проводили при холодному зварюванні сірого чавуну марки СЧ21 завтовшки 25 мм сталевими зварювальними електродами марки УОНИ 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 киснем, що виділявся внаслідок термічної дисоціації гематиту (Fе2О3) при температурі вище 700 °C Fe2O3→2Fe+3/2О2, 2C+O2=2CO. Нагрівання і розплавлення гематиту здійснювали вугільною дугою. Чавун у місці розробки покривали шаром гематиту у вигляді флюс-пасти, замішаній на водному розчині клею КМЦ. Товщина шару флюс-пасти становила 2-3 мм. Після висихання протягом однієї години шар гематиту проплавляли вугільним електродом діаметром 8 мм на прямій полярності силою струму 180-200 А. По мірі розплавлення гематиту і окислення вуглецю в рідкому металі на глибину 3-5 мм вугільний електрод переміщали вздовж розробки для зневуглецювання всієї поверхні. Отримана поверхня розробки була вкрита 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 °C. 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. 1 UA 106440 U 5 10 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 кисневій обробці, що приводить до підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого 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 матеріалівгематиту і стальних електродів при високій якості зварних з'єднань. Джерела інформації: 1. Иванов Б.Г, Журавицкий Ю.И., Левченков В.И. Сварка и резка чугуна. "Машиностроение", 1977. стр. 56-65. 2. Авторское свидетельство СССР № 531694, кл. В23K 33/00, 1976 (аналог). 3. Авторское свидетельство СССР № 339358, кл. В23K 9/14, 1972 (найближчий аналог). Μ., 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб холодного зварювання чавуну сталевими електродами, що включає підготовку крайок під зварювання з наступним заповненням розробки валиками, який відрізняється тим, що попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки гематитом. Комп’ютерна верстка М. Мацело 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