Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: Спосіб холодного зварювання чавуну, при якому виконують підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками. Зварку першого облицювального шару розробки проводять високолегованим електродом зі стрижнем із нержавіючої сталі і наступним механічним видаленням 0,5-0,6 висоти металу шва з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття і наступним механічним видаленням 0,3-0,4 висоти металу шва до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. UA 121937 U (12) UA 121937 U UA 121937 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 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 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 описуваного 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 проплавленню кореня шва і видалення вуглецю із металу першого шару і низька якість зневуглецювання чавуну на необхідну глибину після багатошарового наплавлення. Задача корисної моделі - підвищення технологічності і якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному зварюванні чавунного литва сталевими електродами. Задача вирішується тим, що заварку першого облицювального шару розробки проводять високолегованим електродом зі стрижнем із нержавіючої сталі і наступним механічним видаленням 0,5-0,6 висоти металу шва з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття і наступним механічним видаленням 0,3-0,4 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 високолегованими електродами марки ЦЛ-11 зі стрижнем із нержавіючої сталі 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 ЦЛ-11 діаметром 3 мм при наплавленні першого облицювального шару складала 100-110 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 високолегованим електродом марки ЦЛ-11 зі стрижнем із нержавіючої сталі з наступним механічним видаленням 0,5-0,6 висоти металу шва і подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття марки УОНИИ-13/55 і наступним механічним видаленням 0,3-0,4 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 видалення першого шару була 0,5-0,6, а наступних в межах 0,3-0,4 висоти наплавленого металу кожного шва. 1 UA 121937 U 5 10 15 20 25 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 0,5-0,6 висоти зварного шва, що видаляється. З наступних швів також видаляється 0,3-0,4 висоти високовуглецевого шва, що приводить до підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу без застосування дорогих спеціальних електродів і складних технологічних прийомів. Використання високолегованих електродів марки ЦЛ-11 зі стрижнем із нержавіючої сталі при наплавленні першого облицювального шару сприяє додатковому розчиненню і видаленню вуглецю з металу шва за рахунок наявності в стрижні електродів нікелю. Нікель не утворює карбідів і сприяє утворенню якісної зони сплавлення між чавуном та нержавіючою сталлю. 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 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 23к 33/00, 2007 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб холодного зварювання чавуну, при якому виконують підготовку кромок під заварку з наступним заповненням розробки валиками, який відрізняється тим, що заварку першого облицювального шару розробки проводять високолегованим електродом зі стрижнем із нержавіючої сталі і наступним механічним видаленням 0,5-0,6 висоти металу шва з подальшим почерговим виконанням зварювання сталевим електродом з основним видом покриття і наступним механічним видаленням 0,3-0,4 висоти металу шва до заповнення розробки і забезпечення посилення шва. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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