Особенности сварки чугуна
Сварочный нагрев и последующее охлаждение настолько изменяют структуру и свойства чугуна в зоне сплавления и околошовной зоне, что получить сварные соединения без дефектов с необходимыми свойствами оказывается весьма затруднительно. В связи с этим чугун относится к материалам, обладающим плохой технологической свариваемостью. Тем не менее, сварка чугуна имеет очень большое распространение как средство исправления брака чугунного литья, ремонта чугунных изделий, а иногда и при изготовлении конструкций.
Причины, затрудняющие получение качественных сварных соединений из чугуна:
1. Высокие скорости охлаждения металла шва и зоны термического влияния, соответствующие термическому циклу сварки, приводят к отбеливанию чугуна, т.е. появлению участков с выделениями цементита той или иной формы в различном количестве. Высокая твердость отбеленных участков практически лишает возможности обрабатывать чугуны режущим инструментом.
2. Вследствие местного неравномерного нагрева металла возникают сварочные напряжения, которые в связи с очень незначительной пластичностью чугуна приводят к образованию трещин в шве и околошовной зоне.
3. Интенсивное газовыделение из сварочной ванны, которое продолжается и на стадии кристаллизации, может приводить к образованию пор в металле шва.
4. Повышенная текучесть чугуна затрудняет удержание расплавленного металла от вытекания и формирование шва.
5. Наличие кремния, а иногда и других элементов в металле сварочной ванны способствует образованию на ее поверхности тугоплавких окислов, приводящих к образованию «непроваров».
Компания Castolin- Eutectic- мировой лидер в области ремонтных и восстановительных технологий- с момента своего основания в 1906 году занимается разработкой технологий ремонтной сварки чугуна. В настоящее время удалось решить практически все трудности, возникающие при ремонте и восстановлении чугунных деталей из любых марок чугуна. Компанией разработано более 26 марок специальных сварочных материалов- электродов, порошковых и сплошных проволок, прутков для пайки и TIG-сварки.
Для получения равнопрочного, герметичного, бездефектного шва при разработке сварочных материалов учитывалось следующее:
- При подготовке поверхности предлагается пользоваться специальными электродами для разделки дефектов серии ChampferTrode. Эти электроды позволяют получить идеальную U-образную разделку, выжигая при этом все загрязнения из поверхностного слоя. Качество подготовленной разделки гораздо выше, чем при использовании шлифмашинок.
- При сварке для достижения минимальных скоростей охлаждения и уменьшения размеров зоны термического влияния необходимо минимизировать тепловложение. Специальный состав обмазки электродов Castolin позволяет вести сварку на прямой полярности и пониженных токах (70-90 А для электрода диаметром 3 мм) при сохранении устойчивого горения дуги и минимального разбрызгивания.
- Специальный состав обмазки обеспечивает также особый режим переноса электродного металла, при котором перед переходом капли в сварочную ванну происходит выжигание загрязнений, что позволяет вести сварку на грязных и замасленных чугунах.
- Применение электродов на основе никеля или медноникелевых и никель-железных сплавов снижает вероятность отбеливания в зоне сплавления и обеспечивает получение высокопластичных швов, легко обрабатываемых механически.
- При ремонте блоков двигателей внутреннего сгорания, в которых шов подвергается воздействию внутреннего давления, для обеспечения гарантированной герметичности используется технология CastoFreeze. Т.е. на поверхность шва дополнительно наносится слой припоя (мягкая пайка) или двухкомпонентной метало - полимерной мастики MeCaTec.
Материалы для ремонта и восстановления чугунных деталей.
| Наименование | Применение | Технические данные | Свойства и преимущества |
|
Chamfertrod 03 / 04 EC 4000 |
Специальный покрытый электрод, предназначенный для вырезки канавок (разделки) для сварки, удаления старых сварных швов/напла­вленного слоя и для корректировки дефектов литья. | Технические данные: Ток сварки: ChamferTrode 03 - постоянный (+) ChamferTrode 04 - переменный |
|
| Castolin 2-44/ EC 4044- | Покрытый электрод, предназначенный особенно для ремонта и соединений элементов из замасленного чугуна. Область применения: ремонты блоков двигателей, корпусов установок, клапанов, чугунных колес, цилиндров и направляющих |
Предел прочности : 250-300 Н/мм2 Твердость (после сварки): 100-130 HV30 |
|
| XHD-2230 | Покрытый электрод, предназначенный для ремонта и соединений элементов из чугуна, а также для сварки стали с чугуном. Обеспечивает высо­кую механическую прочность. Основное применение это: сварка корпусов установок, насосов, передаточных коробок, компрессоров итп |
Предел прочности: 470-550 Н/мм2 Твердость (после сварки): 150-190 HV30 |
|
| Castolin Xuper 2240 | Покрытый электрод, предназначенный для ремонта и соединений чугунных элементов в полевых (монтажных) условиях. Пригодный также для разнородных соединений. Примеры применения: корпусы насосов, компрессоров, станины установок, дефекты литья, фланцы, блоки двигателей. |
Предел прочности: 370-440 Н/мм2 Твердость (после сварки): 130-170 HV30 |
|
| EnDOTec DO*23 | Порошковая проволока предназначена для ремонта и восстановления чугунных элементов. Пригодный также для соединений чугуна и чугун-сталь. Основное применение это: сварка станин и фундамента установок, насосов, элементов дробилок, ремонт дефектов литья. |
Предел прочности: ~470 Н/мм2 Твердость (после сварки): -190 НВЗО |
|
| Наименование | Применение | Технические данные | Свойства и преимущества |
| Castolin 27 | Покрытый электрод для ручной дуговой сварки и наплавки с большим содержанием графита в обмазке для холодной сварки чугунов. Отлично подходит для сварки и наплавки на старые, замасленные или поврежденные при температурном воздействии поверхности из чугуна. |
Без обработки [HRC]
Отжиг [HB]
Закалка [HRC]
Закалка и [HRC] |
Мелкочешуйчатые сварные швы. Стабильная сварочная дуга. Цвет наплавленного металла аналогичен цвету чугуна. |
| Eutalloy 10224 | Сплав в форме порошка, для наплавки профилактических покрытий и сварки чугуна, стали, сплавов никеля. Предназначенный для ремонта элементов как: чугунные колеса, штампы, выпускные коллекторы, дефекты литья и дефекты механической обработки чугунных деталей. |
Твердость после наплавки: 220-260 HV30 Рабочая температура (макс): ~600°С |
|
| CastoMag 45640 Ti |
Цельнотянутая сварочная проволока на основе сплава железо-никель. Применение: Прессовочное и протяжное оборудование, крупная арматура и толкатели, детали из пластичного литья, цилиндры прокатных машин и уплотнительные кольца. |
Предел растяжения Rp0,2 [MPa] 290 Прочность на растяжение Rm [MPa] 500 Относительное растяжение при разрыве A5 [%] 25 Твердость [HB] 175 |
Нержавеющий наплавленный металл на основе сплава NiFe. Очень высокая пластичность. Собственные сварочные напряжения уменьшаются благодаря пластической деформации. Из-за высокого содержания Mn + Ti углерод связывается с зоной плавления |
| Castolin 157 |
Серебряный припой безкадмиевый и безсвинцовый, предназначенный для ремонта и соединений, выполненных из чугуна и нержавеющих сталей. Основное применение –герметизация чугунных блоков двигателей по технологии CastoFreeze.. |
Прочность на срез: 35-45 Н/мм2 Температура плавления (солид/ликв): 220-240°С |
|
| MeCaTec 101F | Двухкомпонентный материал для быстрого ремонта требующего короткого времени затвердевания, в том числе дефектов литья, корпусов насосов, герметизации чугунных блоков двигателей по технологии CastoFreeze, труб для газов и жидкостей, корпусов коробок передач. |
Время затвердения: 3 часа Прочность на сжатие (DIN 53454): 100 МПа |
Нанесение материала холодным методом, не требующим источника нагрева Короткое время затвердения |
