Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну сталевими електродами включає підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками. Попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки окислювальним ацетилено-кисневим полум'ям. UA 121033 U (12) UA 121033 U UA 121033 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], 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 діаметра 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 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 °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. Задачею корисної моделі - 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 окислювальним ацетилено-кисневим полум'ям, а зварювання виконують сталевими електродами. Полум'я, утворене при згорянні ацетилену в кисні при подачі їх у пальник у об'ємному відношенні кисню до ацетилену більше 1:1, прийнято називати окислювальним. Надлишковий кисень вступає в реакцію з вуглецем і окислюється по реакції: 2С + О2=2СО, що приводить до зменшення вмісту вуглецю у розплавленому металі. 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 окислювальним ацетилено-кисневим полум'ям газового пальника. Чавун у місці розробки нагрівали окислювальним полум'ям до моменту початку його плавлення для окислення вуглецю у рідкому металі поверхні розробки. По мірі кипіння і окислення вуглецю на глибину 3-5 мм пальник 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 121033 U 5 10 15 20 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 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 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 окислювальним ацетилено-кисневим полум'ям. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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