По чугуну электроды сварочные

Достаточно широкая номенклатура электродов для сварки чугуна в различных их сочетаниях при соответствующей технологии применения позволяет получать металл шва с заданными свойствами в виде чугуна, стали, сплавов на основе никеля, меди, железоникелевого сплава. Благодаря этому в сварном соединении достигают требуемых показателей прочности, пластичности, твердости, герметичности, обрабатываемости, заданных эксплуатационных характеристик.

Электроды для сварки чугуна в нашей стране на общегосударственном уровне не стандартизованы, а выпускаются по отраслевым (иногда и по заводским) техническим условиям. В ряде случаев для сварки чугуна целесообразно использовать электроды иного целевого назначения; применяют и стандартные сварочные электроды. В последнем, часто встречаемом на практике случае, обычно не достигают требуемых характеристик сварного соединения.

Сварка чугуна выполняется с общим или частичным предварительным нагревом изделий до температуры 600— 650 °С (горячая сварка) и получением наплавленного металла в виде чугуна, с небольшим подогревом или вообще без него (холодная сварка) и получением наплавленного металла в виде сплавов — не чугунов.

Ручную дуговую сварку чугунными электродами применяют для устранения крупных дефектов на обрабатываемых, обработанных и ответственных необрабатываемых поверхностях. В этом случае производят горячую сварку ванным способом, обеспечивая хорошую обрабатываемость и плотность металла шва, однородность сварного соединения по микроструктуре, твердости, прочности и цвету. Используют электроды на базе литых чугунных прутков диаметром 12—16 мм, а также на основе специальных чугунных прутков.

Электроды марки ЭЧ-1, дающие наплавленный металл в виде чугуна с перлитно-ферритной структурой, изготовляют на прутках ПЧ-1, обеспечивающих лучшие сварочно-технологические свойства и более высокое качество наплавленного металла.

Электроды марки ЭЧ-2 на базе чугунных прутков ПЧС-1 обеспечивают получение перлитной структуры наплавленного металла, имеющего повышенное содержание углерода, пониженное — кремния и модифицированного редкоземельными элементами. Наплавленный металл, в структуре которого кроме мелкопластинчатого и сорбидообразного перлита присутствует 5—10% феррита, обладает стабильными показателями обрабатываемости и твердости.

Электроды марки ЭВЧ-1 на базе чугунных прутков ПЧС-2 обеспечивают получение в наплавленном металле высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, сохраняющим за счет наличия редкоземельных элементов шаровидную форму в условиях длительного существования жидкой ванны в процессе сварки-наплавки.

Наплавленный металл в виде чугуна с перлитно-ферритной структурой дают и электроды марки ЦЧ-5, изготовляемые на базе стандартной сварочной проволоки из низкоуглеродистой стали марки Св-08 по ГОСТ 2246—70 диаметром 3—5 мм. Эти электроды используют для заварки дефектов небольших размеров на обработанных поверхностях.

Все перечисленные выше электроды непригодны для валиковой сварки-наплавки чугуна без подогрева. Централизованно такие электроды не производятся, а выпускаются для собственных нужд литейными предприятиями. На гораздо большем количестве предприятий, производящих и ремонтирующих чугунные детали и отливки, не располагающих специализированными участками по горячей сварке, применяется ручная дуговая сварка чугуна без подогрева специальными электродами. Применение таких электродов обеспечивает достижение приемлемых компромиссных решений между технико-экономическими возможностями производства и требованиями, предъявляемыми к качеству восстановления чугунных изделий. Их используют в случаях, не диктующих жестких требований по однородности структуры и цвета сварного соединения.

Используют также стальные электроды на базе проволоки Св-08, дающие наплавленный металл в виде углеродистой или легированной стали. Нелегированные электроды марки АН-1 диаметром 3—6 мм с тонким покрытием применяют для декоративной заварки поверхностных дефектов на необрабатываемых поверхностях с целью восстановления товарного вида отливок. Существенно лучшими характеристиками обладают электроды ЦЧ-4, наплавленный металл которых легирован ванадием, образующим дисперсные карбиды. Обеспечивается высокая плотность сварного соединения, но недостаточная обрабатываемость, в связи с чем электроды применяют для обработанных нерабочих поверхностей. Большинство специализированных электродов обеспечивает наплавленный металл в виде никелевых и медных сплавов, обладающих высокими прочностными и пластическими характеристиками. Близость коэффициентов линейного расширения чугунов и никелевых сплавов благоприятствует релаксации сварочных напряжений.

Электроды на медной основе обеспечивают наилучшие результаты при содержании 80—95% Сu и 20—5% Fe. Такие сплавы приближаются к чугуну по температуре плавления и интервалу кристаллизации. Эти составы, обладающие достаточной прочностью и обрабатываемостью, получают, используя электроды марок ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6. (Удовлетворительную обрабатываемость обеспечивает дополнительное легирование никелем.) Последнюю марку отличает повышенная технологичность при ремонте деталей, эксплуатировавшихся при высоких температурах, возможность заварки сквозных дефектов с обеспечением качественного формирования шва на весу. Электроды на никелевой основе обеспечивают высокие свойства сварных соединений, однако целесообразность их применения следует оценивать с учетом дороговизны и дефицитности никеля. Такие электроды характеризует ряд специфических свойств, отмеченных в описаниях конкретных марок электродов.

В ряде случаев для сварки чугуна рационально использование электродов иного целевого назначения. Например, для ремонтных работ в условиях повышенной загрязненности металла, высокой влажности, для монтажных работ (в частности, сварка чугунных тюбингов туннелей) целесообразно применение электродов системы никель—хром марки ОЗЛ-25Б типа Э-10Х20Н70Г2М2Б2В по ГОСТ 10052—75. Первые слои дефектов на загрязненных чугунах возможно выполнять хромоникелевыми электродами марок ОЗЛ-27 и ОЗЛ-28, дающими наплавленный металл типа 20Х26Н10Г2МЗ и 15Х27Н8Г2М соответственно. Успешно применяют электроды марки ОЗБ-2М с наплавленным металлом в виде оловянно-фосфористой бронзы, назначение которых — сварка и наплавка бронз.

При отсутствии промышленных электродов часто используют кустарные. Исходя из наличия исходных материалов, делают медно-стальные электроды: медные стержни с оплеткой из мягкой жести, спаренные или собранные в пучок медные и стальные стержни, стальные стержни с медной оболочкой в виде оплетки или трубки. В химическом машиностроении применяют электроды (марка ЧФ-6) из спаренных прутков чугуна и монель-металла, марки АНЧ-1 — из хромоникелевой проволоки Св-04Х19Н9 с оболочкой из медной ленты и т.д.