Спосіб холодного зварювання чавуну

Реферат: UA 93954 U UA 93954 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 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 і 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 інструмента 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, 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. 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 струменем кисню, а зварювання виконують сталевими електродами. 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 дії електродів діаметром 3 мм складала 80-100 А, а для електродів діаметром 4 мм - 140-160 А. Попередньо виконували зневуглецювання розробки струменем кисню, що витікав з кисневого різака. Чавун у місці розробки нагрівали газово-кисневим струменем до моменту початку його плавлення і вмикали подачу ріжучого кисню малого тиску для початку процесу окисления вуглецю у рідкому металі поверхні розробки. У міру кипіння і окислення вуглецю на глибину 3-5 мм різак 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. 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 1 UA 93954 U 5 10 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., Журавицький Ю.И., Левченко В.И. Сварка и резка чугунка. М., "Машиностроение", 1977. - С. 56-65. 2. Авторское свидетельство СССР № 531694, кл. В23K33/00, 1976 (аналог). 3. Авторское свидетельство СССР № 339358, кл. В23K9/14, 1972 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 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 струменем кисню. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2