Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками. Наплавку першого облицювального шару розробки проводять сталевим електродом на максимальному струмі з наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти наплавленого металу з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти наплавленого металу до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. UA 106583 U (12) UA 106583 U UA 106583 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 чавуну [2], при якому оброблення кромок виконують ступінчасто 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 валиками, при цьому між підготовчими шарами залишають зазор рівний 1,07-1,1 діаметру електрода, 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 електрода, 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 описуваної корисної моделі є спосіб холодного зварювання сірого чавуну [3], при якому зварювання проводять сталевим електродом, при цьому почергово виконують зварювання сталевими електродами з наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти наплавленого металу до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. Недоліком вказаного способу зварювання є низька технологічність способу, що полягає в недостатньому проплавленні кореня шва і видалення вуглецю із металу першого шару і стабільності отримання якісного зневуглецювання чавуну на необхідну глибину після багатошарового наплавлення. Така технологія не може використовуватись при заварюванні тріщин на тонкостінних відливках типу блока циліндрів з товщиною стінки 5-6 мм. Задачею корисної моделі є підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному зварюванні чавунного литва сталевими електродами. Поставлена задача вирішується тим, що наплавку першого облицювального шару розробки проводять сталевим електродом на максимальному струмі з наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти наплавленого металу з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти наплавленого металу до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. Після наплавлення кожного шару проводять охолодження деталі до температури не більше 70 °C, перш ніж буде нанесений наступний. 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 при наплавленні першого облицювального шару була максимальна і складала 130-140 А, а для електродів діаметром 4 мм - 180-200 А. При подальшому заварюванні розробки сила струму складала для електродів діаметром 3 мм - 90-110 А, а для електродів діаметром 4 мм - 140-160 А Наплавку облицювального шару розробки проводили сталевими електродами при максимальній силі струму з наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти наплавленого металу з подальшим почерговим виконанням зварювання розробки сталевими електродами і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти кожного шару наплавленого металу до заповнення розробки зварюваного металу і забезпечення посилення шва висотою 2-3 мм. 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. Видалення металу шва проводили електричною шліфувальною машинкою із застосуванням абразивного каменю завтовшки 6 мм. Висоту видаленого шару наплавленого металу контролювали штангенциркулем, заміряючи висоту наплавленого металу після кожного зварювання і після видалення його частини. 1 UA 106583 U 5 10 15 20 Глибина видалення першого шару була 0,5-0,7, а наступних в межах 0,3-0,5 висоти наплавленого металу кожного шва. 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 металорізальним інструментом. Здійснення способу холодного зварювання чавуну, що заявляється, дозволяє видалити з першого облицювального шару металу шва надмірну кількість вуглецю у складі 0,5-0,7 висоти зварного шва, що видалється. З наступних швів також видаляється 0,3-0,5 висоти високовуглецевого шва, що приводить до підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу без застосування дорогих спеціальних електродів і складних технологічних прийомів. Багатошарове заповнення розробки приводить до відпалу зварного шва і зниженню твердості метала шва і навколошовної зони, що зменшує вірогідність утворення тріщин. Впровадження способу холодного зварювання чавуну (без підігріву деталей) 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. Патент на корисну модель UA. № 25428 кл. В 23 к 33/00, 2007 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб холодного зварювання чавуну, що включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками, який відрізняється тим, що наплавку першого облицювального шару розробки проводять сталевим електродом на максимальному струмі з наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти наплавленого металу з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти наплавленого металу до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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