Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Запасные и регулирующие ёмкости. Резервуары. Их назначение и типы. Оборудование резервуаров. Ручная дуговая сварка чугуна. Классификация, свариваемость, способы сварки, горячая сварка, холодная сварка чугуна. Охрана труда при сварочных работах.

курсовая работа , добавлен 18.09.2008

Основные способы и свойства сварки чугуна. Общие сведения о свариваемости и технологические рекомендации. Структурные превращения в зоне термического влияния при сварке чугуна. Влияние скорости охлаждения на структуру металла шва и околошовной зоны.

контрольная работа , добавлен 22.11.2011

Характер и причины возникновения дефектов в процессе сварки в металле шва и зоне термического влияния, виды и негативные последствия. Методы контроля для обнаружения дефектов, порядок устранения. Трудности при сварке чугуна, обусловленные его свойствами.

реферат , добавлен 04.06.2009

Классификация сплавов черных металлов по свойствам. Содержание примесей в чугуне. Сырые материалы . Топливо и флюсы в металлургии чугуна, характеристика некоторых железных руд. Производство чугуна на АО "АрселорМиттал Темиртау". Качество чугуна.

Особенности сварки чугуна

По своим физическим свойствам и химическому составу чугун следует отнести к группе ограничено сваривающихся сплавов. Главные затруднения, возникающие при сварке чугуна:

1. Способность образовывать твердые закаленные структуры при быстром охлаждении сплава, нагретого до температуры выше 760°. Вследствие быстрого охлаждения образуются твердые переходные зоны, состоящие из цементита, мартенсита, троостита, белого чугуна и других структур, содержащих карбид. Закаленные зоны увеличивают хрупкость, снижают прочность сварного соединения и лишают возможности обработки его обычным режущим интрументом.

2. Отсутствие пластичности и хрупкость чугунных сплавов. Напряжения, возникающие в процессе сварки в чугунном изделии, очень часто ведут к образованию трещин. Основной причиной трещинообразования являются местные тепловые напряжения, возникающие вследствие неравномерного нагрева изделия. Чем больше перепад температур между основным металлом и сварным швом, тем больше опасность возникновения трещин. Такие трещины возникают в металле шва, в переходных зонах и в основном металле. Трещины могут возникать в начале сварки, когда местный разогрев вызывает напряженное состояние сжатия; в процессе сварки и при остывании шва, когда возникают напряжения, растяжения. Опасность трещинообразования резко уменьшается при общем равно мерном нагреве детали до температуры 350° и выше.

3. Отсутствие пластичности при плавлении и затвердевании. Переход из твердого состояния в жидкое происходит сразу, минуя пластичное состояние, поэтому затруднена сварка швов в вертикальном положении.

Необходимо учитывать, что чугунная сложная отливка может иметь достаточно большие структурные разновидности в различных своих частях. Так, части отливки с большой поверхностью охлаждения и малой толщиной стенки в большинстве случаев имеют мелкозернистую светлую структуру. Массивные детали, особенно детали, расположенные внутри изделия, охлаждаются медленно и приближаются к ферритной структуре с крупными выделениями графита. Сварка чугуна применяется при исправлении дефектов литья и в ремонтных работах.

Основные технологии сварки чугуна

Во многих отраслях нашего многогранного народного хозяйства применяются различные виды чугуна & серый, высокопрочный и ковкий. Используются они в строительных конструкциях, для изготовления ответственных деталей, которые применяются в машино-, авиа-, самолетостроении, железнодорожном транспорте, при изготовлении изделий и деталей сантехники и т.д.

Содержание

Отличительная особенность этого материала заключается в высоком отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение и его хорошие антифрикционные свойства. Эти качества выделили чугун при изготовлении конструкций и деталей в особую категорию. Как и любые изделия, чугунные, в процессе эксплуатации могут выйти из строя или у них может износиться поверхность. Чаще всего возникает такой дефект, как трещины. И одним из методов восстановления работоспособности изделия являются сварка чугуна и его наплавка. Также с помощью сварки устраняют дефекты при производстве отливок из чугуна.

Чугуном называют сплав, состоящий их железа, углерода и других элементов, которые имеются в его составе или специально вводятся туда для придания ему тех или иных свойств, при этом количество углерода в нем может быть от 2,14 до 6,67%. Свойства чугуна зависят от следующих факторов:

• структуры металлической основы;
• включений графита – его количества, величины, формы и характера распределения.

Для придания жаростойкости, износостойкости, кислотостойкости и других особых свойств, при производстве чугуна в него вводят специальные добавки – никель, хром, молибден, алюминий, медь, титан и т.д. которые при введении определенного их процента и делают свойства чугуна особыми. Такие чугуны называются легированными.

Основные трудности при сварке чугуна

К ним относятся:

• высокое содержание углерода ;
• высокая жидкотекучесть;
• возможность образования в процессе сварки тугоплавких окислов ;
• склонность к появлению трещин , пор .

Все это негативно сказывается на свариваемости и чугун справедливо считают материалом, который плохо поддается сварке. Особенно когда сварку производят дома и нет возможности узнать, какой же марки чугун сваривается. Многие судят о свариваемости чугунного изделия по его излому.

Если излом черный или темно-серый, то придется поднатужиться, чтобы восстановить первоначальные его свойства или вообще не заниматься сварочными работами, не имея специальных электродов и не зная тонкостей технологии.

Основные виды сварки

Специалисты используют 2 вида сварки чугуна – холодный способ и горячий. При холодной сварке необходимо применение электродов, специально предназначенных для сварки чугуна.

Можно сваривать чугунные изделия в холодном состоянии с применением стальных электродов, изготовленных из низкоуглеродистой стали, но это требует больших усилий от сварщика и понимания им процессов, которые происходят в зоне сварки. Обусловлено этой свойствами чугуна. Металл после окончания сварки быстро охлаждается и это приводит к его хрупкости, что может вызвать появление трещин.

Особенности сварки чугунных конструкций

Главная / Статьи / Особенности сварки чугунных конструкций

Чугун издавна широко используются в промышленности благодаря относительной простоте производства, доступности технологии. Из него методом литья изготавливают станины, корпуса различных механизмов, трубопроводы, коллекторы, радиаторы и другие детали, которые надежны и долговечны. Но, как любые технические устройства, они иногда нуждаются в ремонте.

Чугуны по своим составам относятся к сплавам железа с такими химическими элементами, как углерод, сера, кремний, фосфор, марганец, хром, никель, ванадий, молибден. Разное процентное соотношение их включений определяет составы сплава, которые по структуре подразделяются на серый, белый и ковкий чугуны, обладающие различными механическими, эксплуатационными свойствами.

При ремонте деталей из таких сплавов используются методики, предназначенные для каждого вида. К примеру, серый чугун при больших скоростях охлаждения, сопровождающих обычную сварку, склонен к растрескиванию, созданию пор в металле шва. Поэтому для него используют сварку с предварительным нагревом всей детали либо без нагрева. При нагреве металла сварка проводится горячим или полугорячим методами, основанными на полном разогреве деталей до температур, превышающих 600 или 200 градусов. А холодный способ, как и наплавка металла, использует электроды для сварки .

Существующие методики учитывают более 40 разработок, которые можно свести к применению:

• стальных электродов;
• электродов из цветных металлов со специальными сплавами;
• чугунных электродов.

Самый экономичный и доступный вариант заключается в применении стальных электродов, которые выбирают с малыми диаметрами, требующими заниженной величины тока для теплового воздействия на металл. С целью меньшего нагрева чугуна делают короткие швы вразброс, которые не дают деталям перегреваться. Но при этом методе создается самое слабое качество соединения, существует большая вероятность разрушения сварного шва, особенно под воздействием нагрузки.

Поэтому для заделки трещин, выработок в деталях используют электроды с такой же температурой плавления, как у чугуна на основе сплава железа с медью, никелем и некоторыми другими дополняющими элементами. При плавлении электрода его металл хорошо смешивается с основной деталью, шов получается прочным, не склонным к образованию трещин, пластичным. Покрытие таких электродов включает графит с мелом, а их диаметр и силу тока подбирают исходя из конкретных условий. Но используют ток от постоянного источника с обратной полярностью.

Отдельные виды электродов могут выполнять универсальные задачи. К примеру, марка ЦЧ-4 позволяет проводить даже сварку стали с чугуном. Для ремонта деталей из серого и высокопрочного, а также ковкого чугуна разработаны марки ЦЧ-4, МНЧ-2, и ОЗЧ модификаций 2 и 3.

Применяя электроды для сварки чугуна. следует не только правильно их подбирать, но качественно готовить детали к ремонту, соблюдать разработанную технологию процесса. Только тогда получится наиболее качественное соединение.

Технологические особенности сварки чугуна и стали

Активное использование чугуна как конструкционного материала обусловлено его особыми литейными свойствами, легкостью обработки и небольшой стоимостью производства продукции из него. Но наряду с износостойкостью, надежностью работы при высоких температурах и переменных нагрузках данный материал отличается невысокой свариваемостью. Это объясняется способностью образовывать трещины в швах в ходе сварки чугуна и сталей, что обусловлено снижением пластичности в зоне шва с повышением скорости охлаждения. Сварные соединения могут давать трещины металла не только из-за неравномерности охлаждения или нагрева, что характерно в термической части сварки чугуна. Этому могут также способствовать жесткость свариваемых деталей и литейная усадка металлов в шве.

Особенности горячей сварки чугуна

Трудности в технологии сварки чугуна способствуют созданию множества разновидностей его сварки, но ни один из методов не может быть применим абсолютно для всех встречающихся на практике случаев. Поэтому к сварке чугуна со сталью прибегают лишь в ходе устранения мелких недостатков в отливках и производства работ по ремонту. Наибольшее применение имеют следующие популярные способы сварки чугуна: холодная сварка, горячая сварка и пайкосварка.

§ 76. Особенности сварки чугуна

Сплав железа с углеродом, содержащий от 1,7 до 6,7% углерода, 1—3,5% кремния и 0,3—1% марганца, называется чугуном. В сером литейном чугуне углерод находится преимущественно в виде прослоек графита, расположенных между зернами сплава. Содержание углерода в литейном чугуне колеблется в пределах 3—3,6%, кремния 1,6—2%, марганца 0,5—1%, серы до 0,12%, фосфора до 0,8%.

Если основная часть углерода находится в чугуне в виде цементита , то такой чугун очень тверд и трудно поддается обработке.

Кремний в чугуне является графитообразующей примесью и способствует образованию структуры серого чугуна.

Сера является вредной примесью в чугуне, так как способствует образованию трещин при сварке, образуя легкоплавкие прослойки сернистого железа между кристаллами сплава. Сера также способствует образованию цементита в чугуне.

Марганец удаляет серу из чугуна. При содержании марганца до 0,8% он способствует выделению графита, при содержании более 1% — выделению цементита.

Фосфор повышает жидкотекучесть, твердость и хрупкость чугуна. Никель повышает прочность чугуна и способствует выделению графита. Примесь хрома способствует выделению углерода в виде цементита.

В машиностроении широко применяются также высокопрочные чугуны, обладающие наряду с хорошими литейными свойствами также достаточно высокой пластичностью и прочностью при ударных нагрузках.

Их особые свойства обусловлены характером выделения в структуре зерен углерода, которые имеют завихренную шарообразную или мелкозернистую хлопьевидную и глобулярную форму . Сварке, как правило, подвергается серый литейный чугун.

Обычный литейный чугун не обладает пластичностью и плохо выдерживает ударные нагрузки. Сварка чугуна связана с возникновением следующих затруднений:

1. Чугун может давать трещины под действием появляющихся напряжений, особенно в переходной зоне.

2. При расплавлении чугуна может произойти местное превращение графита в цементит, отчего металл в данном месте получает структуру твердого белого чугуна и трудно поддается последующей механической обработке. Это явление называется отбеливанием чугуна. Отбеливание чугуна обусловлено выгоранием кремния, который способствует выделению углерода в виде графита, а также быстрым охлаждением чугуна.

3. Пористостью шва, обусловленной окислением углерода с обильным образованием газообразной окиси углерода. Низкая температура плавления и быстрый переход чугуна из жидкого в твердое состояние не позволяют газам полностью выделиться из металла, отчего шов иногда получается пористым.

4. Образованием пленки тугоплавких окислов кремния, имеющих более высокую температуру плавления, чем основной металл.

5. Жидкотекучестью чугуна, делающей невозможной сварку его в наклонном и вертикальном положениях.

Сварку чугуна производят при ремонтных работах, а также при исправлении литейного брака. Чугунные детали в зависимости от их размеров и формы можно сваривать без подогрева или с подогревом — частичным или полным.

Источники: knowledge.allbest.ru, www.drevniymir.ru, gredx.ru, podnavesom.ru, promplace.ru, electrogazosvarka.ru