14. Особенности сварки и наплавки деталей из чугуна и цветных металлов.

Сваркой называется процесс образования неразъемного соединения деталей или их отдельных частей вследствие межатомарного взаимодействия или действия сил молекулярного сцепления. Сваркой соединяют металлы и неметаллические материалы, например, стекло, пластмассы и др. При сварке металлов, за исключением холодной сварки, производят местный нагрев соединяемых частей до перехода их в пластическое (сварка давлением) или в рас­плавленное состояние (сварка плавлением). Стремятся, чтобы металл шва обладал одинаковыми - свойствами с основным металлом - Это определяет подбор присадочного материала и режима сварки.

Наплавка — процесс нанесения расплавленного металла необходимого состава на поверхность детали, нагретую до температуры плавлении. При наплавке нанесенный слой металла прочно соединяется с основным металлом вследствие образования металлической связи.

Наплавку применяют для восст-я размеров детали и придании заданных свойств ее поверхности путем правильного выбора хим-го сос-ва и стр-ры наплавленного металла.

Наплавка является разновидностью сварки. Однако наплавочные процессы отличаются от сварочных. При наплавке сварочный процесс используется для наращивания на основной металл слоя металла или сплава со свойствами, иногда отличающимися от свойств основного металла.

Сварка деталей из чугуна связана с определенными технологическими трудностями. Стр-ра чугуна существенно изменятся при нагреве, и после быстрого охлаждения в зоне сварного шва обр-ся белый чугун, отличающийся повыш-ой твердостью и хрупкостью.

Х олодная сварка, т.е. без предварительного нагрева, применяется при ремонте неответственных деталей простой формы, с малым объемом наплавки и не требующих последующей механической обработки. Детали можно сваривать стальными электро­дами с защитно-легирующими покрытиями, чугунными, медными или медно-никелевыми (из монель-металла) электродами со спе­циальными покрытиями. Для уменьшения зоны прогрева мате­риала сварка ведется короткими участками длиной 100-120 мм. Сварка каждого следующего участка начинается после остывания предыдущего до температуры 60-80 °С. Для холодной сварки чугуна применяют стальные электроды с соответствующими покрытиями. Сварку можно вести перемен­ным или постоянным током. Сварной шов можно усилить пред­варительной установкой шпилек из малоуглеродистой стали. При этом кромки деталей обрабатываются под угол 45° каждая.

Полугорячая сварка чугуна ведется с подогревом детали до 300-400 °С в печах или ацетиленокислородным пламенем. Электродуговая сварка может выполняться низкоуглеродистыми стальными электродами с обмазкой. Газовая сварка ведется чу­гунными прутками марки Б, стальной сварочной проволокой, латунью и другими цветными сплавами. Сварка латунью обеспечивает плотный шов, хорошо поддаю­щийся механической обработке. Флюсом может служить смесь, составленная из буры (56 %), поваренной соли (22 %) и углеки­слого калия (22 %).

Горячая сварка чугуна выполняется с предварительным на­гревом детали до 600-800°С в печах, горнах или индукционными нагревателями. Вначале рекомендуется медленный нагрев со ско­ростью примерно 60 °С в час. При достижении температуры 200-250 °С скорость нагрева детали можно увеличивать. Сварка ведется непрерывно электродами из чугуна А или Б с покрыти­ем. При снижении температуры детали до 400 °С сварка прекра­щается. Для предупреждения остывания в процессе сварки де­таль непрерывно подогревается или надежно укрывается термо­изоляционным материалом (песком, золой, асбестом и т.п.). Если к концу сварки температура детали оказывается меньше 600 °С, то ее вновь подогревают до 600-650 °С и затем медленно охлаж­дают вместе с печью или под слоем мелкого древесного угля.

Сварка алюминия и его сплавов усложняется химической ак­тивностью алюминия, который, соединяясь с кислородом, обра­зует окись алюминия - тугоплавкое (2050 °С), неэлектропровод­ное соединение. Частицы окиси алюминия осаждаются в рас­плавленном металле, существенно ухудшая качество шва. Преду­преждение образования окиси достигается защитой расплавлен­ного металла инертными газами, например, аргоном или приме­нением растворяющих флюсов. Используется электродуговая или газовая сварка. Независимо от способа сварки деталь предвари­тельно прогревается до температуры 250-300 °С. Для устранения внутренних напряжений и получения мелкозернистой структуры шва необходимо обеспечивать медленное охлаждение детали по­сле сварки.

Сварка меди и медных сплавов выполняется теми же спосо­бами, что и алюминиевых сплавов, но технологически значитель­но проще. При газовой или дуговой сварке угольными электро­дами в качестве присадочных материалов для медных деталей применяют пруток из фосфористой меди или меди для латунных и бронзовых деталей - прутки из этих же или близких по соста­ву материалов. В качестве флюса можно применять смесь буры и борной кислоты в соотношении 1:1. Основными технологически­ми операциями сварки являются подготовка деталей к сварке, сборка их в приспособлениях для сварки, сварка, термообработка сварного шва, и контроль сварного соединения.