Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками. Заварку першого облицювального шару розробки проводять сталевим електродом з рутиловим видом покриття і наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти металу шва з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти металу шва до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. UA 110402 U (54) СПОСІБ ХОЛОДНОГО ЗВАРЮВАННЯ ЧАВУНУ UA 110402 U UA 110402 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 ступінчастим 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, 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 діаметру 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. Задача корисної моделі - підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному зварюванні чавунного литва сталевими електродами. Поставлена задача вирішується тим, що заварку першого облицювального шару розробки проводять сталевим електродом з рутиловим видом покриття і наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти металу шва з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти металу шва до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. Кожен з швів охолоджують 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 АНО-4 з рутиловим видом покриття і сталевими електродами марки УОНИИ-13/55 з основним видом покриття на постійному струмі зворотної полярності. Діаметр електродів складав 3 і 4 мм. Сила струму для електродів АНО-4 діаметром 3 мм при наплавленні першого облицювального шару була максимальна і складала 130-140 А, а для виконання подальшого зварювання використовували електроди УОНИИ-13/55 діаметром 4 мм. Сила струму складала 160-180 А. Заварку першого облицювального шару розробки проводили сталевим електродом з рутиловим видом покриття марки АНО-4 з наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти металу шва і подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття марки УОНИИ -13/55 і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти наплавленого металу до заповнення розробки зварюваного металу товщиною 25 мм і забезпечення посилення шва 2-3 мм. Зварювання проводили без попереднього підігріву. 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 металу шва контролювали штангенциркулем, заміряючи висоту наплавленого металу після кожного зварювання і після видалення його частини. Глибина 1 UA 110402 U 5 10 15 20 25 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 металоріжучим інструментом. Здійснення способу холодного зварювання чавуну, що заявляється, дозволяє видалити з першого шару металу шва надмірну кількість вуглецю у складі 0,5-0,7 висоти зварного шва, що видаляється. З наступних швів також видаляється 0,3-0,5 висоти високо вуглецевого шва, що приводить до підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу без застосування дорогих спеціальних електродів і складних технологічних прийомів. Використання стальних електродів з рутиловим видом покриття при наплавленні першого облицювального шару сприяє додатковому окисленню і видаленню вуглецю з металу шва за рахунок наявності в покритті оксидів заліза і титану. Використання стальних електродів з основним видом покриття для подальшого заповнення розробки покращує якість зварних швів за рахунок підвищеної пластичності металу шва. Багатошарове заповнення розробки приводить до відпалу зварного шва і зниженню твердості метала шва і навколо шовної зони, що зменшує вірогідність утворення тріщин. Впровадження способу холодного зварювання чавуну в промисловість дасть значний економічний ефект за рахунок використання недефіцитних і відносно дешевих стальних електродів з рутиловим і основним видом покриття 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. - С. 56-65. 2. Авторское свидетельство СССР № 531694, МПК В23K 33/00, 1976 (аналог). 3. Патент на корисну модель UA 25428 МПК В23K 33/00, 2007 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб холодного зварювання чавуну, що включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками, який відрізняється тим, що заварку першого облицювального шару розробки проводять сталевим електродом з рутиловим видом покриття і наступним механічним видаленням 0,5-0,7 висоти металу шва з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття і наступним механічним видаленням 0,3-0,5 висоти металу шва до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. 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