24..01.2023

Группа 303

Предмет: Технология термитной сварки 

Тема урока: Термитная сварка деталей из чугуна 

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

Особенности сварки чугунных деталей

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом (содержа­ние углерода более 2 %) и относится к группе плохо сваривающих­ся металлов.

Свариваемость чугуна неудовлетворительна, что обусловлено его повышенной склонностью к образованию трещин из-за низ­кой прочности и пластичности металла. Трещины при сварке мо­гут возникать в металле шва и зоне термического влияния при по­вышенных скоростях охлаждения в результате образования хруп­кого белого чугуна (ледебуритных прослоек) и структур закалки.

Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или угольным электродами, газовой сваркой, термитной сваркой и за­ливкой жидким чугуном.

По состоянию свариваемой детали различают три способа сварки чугуна: холодную, полугорячую и горячую. Холодную свар­ку выполняют без подогрева свариваемых деталей, полугорячую — при полном или местном подогреве до температуры 300...400 °С, горячую — при полном нагреве до температуры 600...800 "С. Эти способы сварки подразделяют на отдельные методы в зависимости от вида сварки, применяемых электродов и присадочного металла.

Холодная сварка. Этот способ сварки имеет несколько разно­видностей: стальными электродами, стальными электродами со специальными покрытиями, стальными электродами с помощью шпилек, газовая (ацетилено-кислородным пламенем).

Сварку стальными электродами применяют при ремонте не­ответственных чугунных изделий небольших размеров с малым объемом наплавки, не требующих после сварки механической об­работки. Сварное соединение неоднородно по структуре, часто не обладает достаточной плотностью и имеет низкую прочность.

Сварку электродами с защитно-легирующими покрытиями вы­полняют с V- или Х-образной разделкой кромок. Для устранения неравномерного разогрева детали сваривают отдельными участка­ми вразбивку. Длина отдельных наплавленных участков сварного шва не должна превышать 100... 120 мм. После наплавки отдель­ных участков им дают возможность остыть до температуры 60...80°С. При сварке изделий толщиной 8... 15 мм сварку ведут с увеличенной шириной усиления шва. Сварку электродами с по­крытиями ОММ-5 и К-5 можно выполнять на переменном или на постоянном токе. Наилучшие результаты получают при сварке электродами с покрытием УОНИ-13/45. Сварку электродами с покрытием УОНИ проводят на постоянном токе обратной по­лярности.

Полугорячая сварка. Подогрев свариваемой детали до 300...400 °С способствует более замедленному охлаждению металла шва и прилежащих к нему зон после сварки. Замедленное охлаж­дение в значительной степени предотвращает получение отбелен­ных зон, что позволяет производить механическую обработку сварных соединений. Детали перед сваркой нагревают в термичес­ких печах, горнах или с помощью газовых горелок ацетилено-кис-лородным пламенем. При подогреве газовой горелкой необходимо следить за равномерностью нагрева подогреваемой поверхности.

Полугорячую сварку чугуна можно осуществлять низкоуглеро­дистыми стальными электродами с защитно-легирующими по­крытиями типа ОММ-5, MP-3, К-5 и УОНИ-13; стальными элек­тродами со специальным покрытием; чугунными электродами и ацетилено-кислородным пламенем с применением чугунных при­садочных прутков.

Горячая сварка. Мелкие детали предварительно подогревают до 600...700 "С, крупногабаритные (толщина стенок более 30 мм) — до 700...800 °С.

Горячая сварка состоит из следующих последовательных опе­раций: механической обработки под сварку, формовки сваривае­мых деталей, нагрева, сварки и охлаждения сваренных деталей.

Механическая обработка заключается в вырубке дефектных участков и зачистке их от масла, грязи, шлака и формовочной земли. При сварке двух сломанных частей скоса кромок не де­лают, а оставляют между ними зазор, обеспечивающий доступ электрода. Стенки деталей в зазоре должны быть механически обработаны.

Для предохранения расплавленного металла от вытекания участ­ки, подлежащие сварке, формуют с помощью формовочной земли и графитовых пластинок (рис. 4).

Детали нагревают в специальных нагревательных печах, колод­цах, горнах или с помощью индукционных подогревателей. В не­которых случаях на месте сварки сооружают временные нагрева­тельные горны и печи.

Для горячей сварки применяют чугунные электроды со стержня­ми марок А и Б. Наиболее распространенными электродными покрытиями для горячей сварки являются ОМЧ-1 и УЗТМ-74.

Ввиду значительного объема наплавлен­ного металла при горячей сварке приме­няют электроды больших диаметров (8...16 мм).

Рис. 4. Горячая сварка чугуна:

1 — формовочная земля; 2 — графитная пластинка; 3 — свариваемые детали; 4— электрод

Чугунные детали сваривают чугунными электродами на сле­дующих режимах.

Газовая сварка является весьма распространенным способом ремонта чугунных деталей. При использовании в качестве приса­дочного металла латунных прутков сварной шов получается доста­точно плотным и поддается механической обработке. При сварке в качестве присадочного металла применяют стальную сварочную проволоку Св-08 и Св-08А или стержни из чугуна марки А.

Особенность сварки деталей из алюминия и его сплавов

Технически чистый алюминий в технике имеет сравнительно ограниченное применение вследствие низкой прочности и высо­кой пластичности.

Основные затруднения при сварке алюминия и его сплавов следующие: на поверхности расплавленного металла постоянно образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия А1₂0з, препят­ствующая сплавлению между собой частиц металла; высокая тем­пература плавления оксида алюминия (2050 °С) и низкая темпера­тура плавления алюминия (658 °С) крайне затрудняют управление процессом сварки.

Высокая теплопроводность алюминия и его сплавов требует применения специальных технологических приемов, а при мас­сивных деталях — предварительного подогрева.

Алюминий и его сплавы сваривают с помощью электродуговой, аргонодуговой и газовой сварки. Независимо от способа сварки алюминиевые изделия перед сваркой должны проходить специ­альную подготовку, заключающуюся в обезжиривании металла и удалении с его поверхности пленки оксида алюминия. Такой под­готовке необходимо также подвергать присадочную проволоку и электродные стержни перед нанесением на них покрытия.

Для деталей из алюминия и его сплавов рекомендуют следую­щие способы сварки:

неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона (арго-нодуговая сварка). В качестве присадочного материала используют сплавы алюминия. В зависимости от толщины деталей используют электроды диаметром 1...5 мм, силу сварочного тока 45...280 А на­пряжением 22...24 В. Расход аргона колеблется в пределах 4... 12 л/мин. Сварку ведут на переменном токе без применения флюса;электродами ОЗА-2 (сплава алюминия) и ОЗА-1 (технического алюминия) на постоянном токе обратной полярности, короткой ду­гой (электродуговая сварка). Силу тока выбирают из расчета 35...45 А на 1 мм диаметра электрода. Стержень электрода изготавливают из алюминиевой проволоки. Электрод имеет покрытие АФ-4А;

ацетилено-кислородным нейтральным пламенем (газовая свар­ка) с использованием флюса АФ-4А. Присадочный материал дол­жен быть того же состава, что и основной металл. В момент рас­плавления основного и присадочного материалов пленку оксидов разрывают с помощью стального крючка.