Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну сталевими електродами включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками. Також попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки оксидом міді. UA 116660 U (54) СПОСІБ ХОЛОДНОГО ЗВАРЮВАННЯ ЧАВУНУ UA 116660 U UA 116660 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 сірого чавуну [2], в 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 палами, 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 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 запропонованого способу не дозволяють широко використовувати його при ремонті устаткування і заварці дефектів чавунного литва. Найближчим аналогом по технічній суті до запропонованої корисної моделі 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 якість металу шва, що обумовлена відсутністю стабільності глибини зневуглецювання і висока твердість наплавленого металу до 300-350 НВ. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному зварюванні чавуну сталевими електродами. Поставлена задача вирішується тим, що попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки оксидом міді. 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 киснем, що виділявся внаслідок відновлення міді з оксиду міді (CuO) вуглецем чавуну при температурі вище 1100 °C. 2CuO+C2Cu+CO2 Нагрівання і розплавлення оксиду міді здійснювали вугільною дугою. Чавун у місці розробки покривали шаром оксиду міді у вигляді флюс-пасти, замішаній на водному розчині клею КМЦ. Товщина шару флюс-пасти становила 2-3 мм. Після висихання протягом однієї години шар оксиду міді проплавляли вугільним електродом діаметром 8 мм на прямій полярності силою струму 180-200 А. По мірі розплавлення оксиду міді і окислення вуглецю в рідкому металі на глибину 3-5 мм вугільний електрод переміщували 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 °С. В результаті досліджень зварних швів пор, тріщин і інших дефектів в зварних швах і зоні термічного впливу не виявлено. Відновлена мідь переходить у наплавлений метал і покращує його механічні властивості і зменшує твердість. Твердість металу шва не перевищувала 180200 НВ і дозволяла легко проводити механічну обробку зварних швів звичайним металоріжучим інструментом. 1 UA 116660 U 5 10 15 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 матеріалів оксиду міді 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. M., «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). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 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 оксидом міді. 20 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2