Многие корпусные детали изготавливают из серого, высококачественного и ковкого чугуна, который является трудносвариваемым материалом.
У деталей из чугуна сваркой заделывают трещины и отверстия, присоединяют отколотые части детали, наплавляют износостойкие покрытия.
Наличие в чугуне значительного содержания углерода и низкая его вязкость вызыва- ют определенные сложности при восстановлении деталей из этого материала. Быстрое охлаждение чугуна приводит к образованию в околошовной зоне твердых закалочных струк- тур. В этих зонах металл тверд и хрупок. Выгорание углерода и кремния в процессе сварки приводит к тому, что сварочный шов получается пористым и загрязненным шлаковыми включениями, которые появляются в результате неполного выделения газов и шлаков из-за быстрого перехода чугуна из жидкого состояния в твердое.
При восстановлении чугунных деталей применяют горячий и холодный способы сварки.
Горячая сварка чугуна
– это процесс, который предусматривает нагрев детали (в печи или другими способами) до температуры 650…680 ° С. Температура детали во время сварки должна быть не ниже 500 ° С. Такие температуры позволяют:
§ освободить свариваемую деталь от внутренних напряжений;
§ задержать охлаждение сварочной ванны, что способствует выравниванию состава металла;
§ предупредить появление сварочных напряжений и трещин.
Для деталей с большой жесткостью (блок цилиндров и другие корпусные детали) при сварке обязателен общий нагрев.
Лучшие результаты при горячей сварке чугуна даёт ацетилено-кислородное пламя с присадочным материалом из чугуна. При сварке необходимо применять флюс.
Газовая сварка чугуна цветными сплавами без подогрева детали. Выполняют в сочетании с дуговой сваркой и широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочный материал – латунь. Тем- пература плавления латуни (880…950 ° С) ниже температуры плавления чугуна, поэтому ее можно применять для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особых структурных изменений и внутренних напряжений. Использование этого процесса позволяет получить сварочные швы плотные, легко поддающиеся обработке.
Холодная сварка чугуна.
При этом процессе деталь не нагревают (возможен подогрев не свыше 400 ° С для снятия напряжения и предупреждения возникновения сварочных напряжений). Сварочная ванна имеет небольшой объем металла и быстро твердеет. Способ получил более широкое применение по сравнению с горячей сваркой из-за простоты выпол- нения. В зоне сварного шва происходит отбеливание и закалка с одновременным ростом внутренних напряжений, которые могу привести к образованию трещин.
Холодная сварка применяется для устранения трещин и заварки пробоин в тон- костенных корпусных и крупногабаритных чугунных деталях, которые требуют последую- щей механической обработки и эксплуатируются под нагрузкой при тепловом воздействии.
Особенности сварки деталей из алюминия и его сплавов.
Особенность сварки состоит в следующем:
§ очень плохая сплавляемость алюминия (температура плавления алюминия 658 °С) из-за образования на его поверхности тугоплавкой окисной плёнки, температура плавления которой 2050 °С. Окислы снижают механическую прочность деталей. Для их удаления при- меняют флюсы;
§ при нагреве до 400…450 °С алюминий сильно теряет свою прочность, и деталь может разрушиться даже от легкого удара;
§ алюминий, как и чугун, не имеет пластического состояния и при нагреве сразу переходит из твердого состояния в жидкое.
Для уменьшения внутренних напряжений целесообразно подогревать детали перед сваркой до температуры 250…300 °С и медленно охлаждать после сварки.
Для деталей из алюминия и его сплавов рекомендуются следующие способы сварки:
§ неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде аргона (аргонодуговая свар- ка). В качестве присадочного материала используют сплавы алюминия;
§ электродами из сплава алюминия или из сплава технического алюминия на посто- янном токе обратной полярности, короткой дугой (электродуговая сварка). Стержень электрода изготавливают из алюминиевой проволоки. Электрод имеет специальное покры- тие (флюс);
§ ацетилено-кислородным нейтральным пламенем (газовая сварка) с использовани- ем флюса. Присадочный материал должен быть того же состава, что и основной металл. В момент расплавления основного и присадочного материалов пленку окислов разрывают с помощью стального крючка.