Рекомендации по выбору способов сварки и сварочных материалов.

Технология сварки чугуна

Состав, структура, свойства и применение чугуна

Т ^оС

1600

ЧУГУН

1200 1147

800 727

0.8 2 3 4.3 6 6.67 С, %

У чугунов

Состав чугунов:

С = (2.14...6.67)%

Mn = (0.5...0.8)% - препятствует процессу графитизации, оказывает содействие отбелу чугуна (отрицательный компонент).

Si = (2...3)% - оказывает содействие процессу графитизации (выделение графита в свободном состоянии).

S,Р = (0.1...0.5)%

S - оказывает содействие отбелу чугуна и ухудшает литейные свойства.

Р - не влияет на графитизацию, но улучшает жидкотекучесть чугуна.

Иногда в чугун вводят легирующие элементы Cr, Mg, Al, Ni для предоставления ему определенных свойств.

В зависимости от структуры чугуны делят на белые и серые. В белых чугунах весь углерод связан в химическое соединение карбид железа Fe₃C – цементит. В серых чугунах значительная часть углерода находится в структурно - свободном состоянии - в виде графита.

По форме включения графита чугуны делятся на:

1. Серые (свободный графит имеет пластинчатый вид).

2. Высокопрочный (свободный графит - шарообразный).

3. Ковкий (свободный графит имеет вид пластин).

Маркировка чугунов:

СЧ – серый чугун -СЧ 10; СЧ 15; СЧ 20; СЧ 25; СЧ 30; СЧ 35…

Цифра характеризует границу прочности чугуна при растяжении.

ВЧ – высокопрочный чугун -ВЧ 35; ВЧ 40; ВЧ 45…

Цифра характеризует границу прочности чугуна при растяжении.

КЧ – ковкий чугун -КЧ 30-5; КЧ 33-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12…

Первая цифра - граница прочности чугуна при растяжении;

Вторая цифра -относительное удлинение ( ).

Белый чугун - хрупкий, имеет высокую твердость и режущим инструментом не обрабатывается. Поэтому в промышленности белый чугун не используется.

Серый чугун хорошо подвергается механической обработке.

Чугун получил широкое распространение как конструкционный материал в машиностроительной, металлургической, и других областях промышленности, из-за некоторых преимуществ перед другими материалами, среди которых можно отметить такие как:

· невысокая стоимость;

· хорошие литейные свойства;

Детали, изготовленные из чугуна, имеют достаточно высокую прочность, износоустойчивость и характеризуются меньшей, чем стали, чувствительностью к концентраторам напряжений.

Свариваемость

Поры.

Так как в чугунах высокое содержание углерода, то поры могут образовываться за счет выделения СО (С + О ® СО). Также к возникновению пор приводит повышенное содержание Н2 и N2 (азот может попадать в сварочную ванную при ненадежной защите зоны сварки, а источником водорода могут быть: влага на электродах, ржавчина и смазочное масло (при плохой подготовке к сварке) и.т.д.).

Высокий подогрев и медленное охлаждение оказывают содействие ликвидации пористости за

счет увеличения времени существования жидкой сварочной ванны и лучшей ее дегазации.

Горячие трещины.

При сварке чугунов горячие трещины могут образовываться из-за повышенного содержания углерода и вредных примесей S и Р. Предупреждают появление горячих трещин предварительным подогревом и выбором сварочных материалов.

Холодные трещины.

Это основная проблема при сварке чугунов.

Высокие скорости охлаждения металла шва и зоны термического влияния, которые отвечают термическому циклу сварки, приводят к отбелу чугуна.

СЧ, КЧ, ВЧ Участок белого

НВ = 200...300 чугуна

НВ = 800; ;

В связи с очень малой пластичностью чугуна, сварочные напряжения приводят к образованию холодных трещин в шве и околошовной зоне. Наличие участков белого чугуна, которые имеют очень высокую твердость и не имеют пластичности, образовывает дополнительные структурные напряжения и оказывает содействие возникновению холодных трещин.

Чаще всего возникают поперечные трещины, продольные - реже.

Методы борьбы с холодными трещинами:

1) Сварка на минимальных режимах и с перерывами, чтобы зона отбела была минимальна.

2) Использование предварительного подогрева до , а после сварки изделие помещают в печь (на 1 сутки) для медленного охлаждения.

В основном чугун сваривают в нижнем положении, так как он имеет повышенную жидкотекучесть и тяжело удержать расплавленный металл от истечения, поэтому начало и конец шва нужно заформовывать графитом.

Рекомендации по выбору способов сварки и сварочных материалов.