Спосіб зварювання чавуну

Реферат: UA 84359 U UA 84359 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області зварювання, зокрема до способів холодного електродугового зварювання чавуну, 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. До способів, що забезпечують одержання в наплавленому металі низьковуглецевої сталі, можна також віднести механізоване зварювання короткими ділянками електродним дротом марок Св-08ГС, або Св-08Г2С діаметром 0,8-1,0 мм у вуглекислому газі. Сила зварювального струму становить 50-75 А, напруга дуги - 18-21 В, швидкість зварювання - 10-12 м/год. [1]. При зварюванні чавуну низьковуглецевими електродами загального призначення і механізованому зварюванні сталевим дротом найбільш слабке місце звареного з'єднання навколошовна зона в границі сплавлення. Крихкість цієї зони й наявність у ній тріщин нерідко приводять до відшаровування шва від основного металу. Відомий спосіб холодного зварювання 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 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 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 зварювання чавуну [3], при якому в зону дуги, що горить між порошковим дротом і виробом, подають вугільний електрод, який розташовують поряд з мундштуком для подачі порошкового дроту і разом з ним живлять струмом зворотної полярності. Вугільна дуга зворотної полярності забезпечує навуглецювання металу шва за рахунок вуглецю, що переноситься дугою з вугільного електрода. Недоліком вказаного способу зварювання є низька технологічність способу, що полягає в необхідності постійного контролю і подачі вугільного електрода в зварювальну дугу. Даний спосіб зварювання не може бути використаний при зварюванні маловуглецевим зварювальним дротом через перехід вуглецю у наплавлений метал, що призводить до утворення мартенситних структур і тріщин в металі шва. Корисною моделлю поставлена задача - підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному електродуговому зварюванні чавунного литва сталевим електродним дротом. Поставлена задача вирішується тим, що у способі зварювання чавуну електричною дугою дуга горить між вугільним електродом і виробом, зварювальний дріт подають через отвір у вугільному електроді, який живиться струмом прямої полярності, а у газове сопло пальника подається кисень. При цьому вугільний електрод одночасно являється струмопідводом до зварювального дроту і речовиною, що утворює вуглекислий газ у дузі при зварюванні на прямій полярності. Вуглекислий газ виконує захист зварювальної ванни від атмосферного повітря і служить додатковим окислювачем вуглецю, що надходить у зварювальну ванну із основного металу чавуну. Кисень використовується для підвищення окисної здатності газової суміші, що утворюється під час окиснення вугільного струмопідводу у зварювальній дузі, і забезпечує додаткове видалення вуглецю із металу шва. Зварювання виконують шарами, до заповнення розробки на литві. Кожен з них охолоджують до температури не більше 70 °C, перш ніж буде нанесений наступний. На кресленні зображена принципова схема виконання зварного з'єднання при використанні способу зварювання чавуну, що заявляється, де: 1 - зварювальний дріт; 1 UA 84359 U 5 10 15 20 25 30 2 - газове сопло; 3 - вугільний струмопідвідний мундштук; 4 - корпус пальника; 5 - рукоять пальника; 6 - механізм подачі дроту; 7 - атмосфера захисного газу; 8 - зварювальна дуга; 9 - зварювальна ванна. Приклад виконання. Дослідження проводили при холодному зварюванні сірого чавуну марки СЧ21 завтовшки 25 мм сталевим зварювальним дротом марки Св08Г2С на постійному струмі прямої полярності. Діаметр дроту складав 1,6 мм. Сила струму при наплавленні складала 180-200 А, напруга на дузі - 26-28 В і швидкість подачі зварювального дроту - 120-150 м/год. Швидкість зварювання 7-8 м/год. Зварювання проводили без попереднього підігріву. 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 210-230 НВ і дозволяла проводити механічну обробку зварних швів звичайним металорізальним інструментом. Здійснення способу зварювання чавуну, що заявляється, дозволяє видалити з шару металу шва надмірну кількість вуглецю, що приводить до підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу без застосування дорогих спеціальних електродів і складних технологічних прийомів. Багатошарове заповнення розробки приводить до відпалу зварного шва і зниженню твердості метала шва і навколошовної зони, що зменшує вірогідність утворення тріщин. Впровадження способу зварювання чавуну в промисловість дасть значний економічний ефект за рахунок використання недефіцитних і відносно дешевих стальних дротів 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. Авторське свідоцтво СРСР № 531694, кл. В23К 33/00, 1976 (аналог). 3. Авторське свідоцтво СРСР № 523770, кл. В23К 9/00, 1976 (прототип). 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб зварювання чавуну, що здійснюють електричною дугою, який відрізняється тим, що дуга горить між вугільним електродом і виробом, а зварювальний дріт подають через отвір у вугільному електроді, який живиться струмом прямої полярності, а у газове сопло пальника подають кисень. 2 UA 84359 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 3