Сварка чугуна электродами. Ч.3 Электроды из цветных металлов для сварки чугуна

Для сварки чугуна электродами из цветных металлов, наибольшее распространение получили электроды из никелево-медного сплава, называемого, также монель-металлом. Они успешно используются для холодной сварки чугуна. Среди самых известных электродов данного вида хорошее качество сварки показывают электроды МНЧ с покрытием основного типа.

Стержень этих электродов состоит из проволоки НМЖМц-28-2,5-1,5 согласно ГОСТ492. В составе проволоки содержится 25-30% меди, 60-70% никеля. Железа - около 2,5%, марганца - около 1,5%. Общее содержание железа, марганца, алюминия не превышает 5%.

Состав покрытий никелево-медных электродов для сварки чугунных изделий

При сваривании чугуна никелево-медными электродами, для защиты зоны сварки применяют несколько видов электродных защитных покрытий. Наиболее распространённые из них приведены в таблице:

Технология и особенности сварки чугуна электродами из цветных металлов

Сварка чугунных изделий никелево-медными электродами относится к холодному виду сварки и предварительный подогрев, как правило, не выполняют. Каждый валик наплавленного металла накладывается на холодные поверхности соединяемых деталей.

Предварительный подогрев чугуна в этом случае способствует развитию трещин вдоль сварных валиков (горячих трещин при сварке). С учётом этого, сварка чугуна такими электродами производится без подогрева.

Однако, при последующей механической обработки сварных поверхностей, сварка никелево-медными электродами может сопровождаться предварительным подогревом до температуры 200°C, т.к. дефекты сварного шва удаляются в процессе механической обработки.

При этом, толщина наплавленного металла после механической обработки не должна быть меньше трёх миллиметров. Если толщина будет меньше этого значения, то при обработке возрастает риск вырывания отдельных участков наплавленного металла. Исходя из этого, подготавливая чугунные детали под сварку никелево-медными электродами, подрубку деталей делают не пологой, а ступенчатой, с резким перепадом. См. рисунок:

Рекомендованная длина сварного валика, наложенного за один проход, составляет, 60-70мм. Наплавленный металл сварного шва, непосредственно после сварки следует проковать легким простукиванием ручного молотка.

Наплавку никелево-медными электродами можно применить только в нижнем положении. Если покрытие на электроде хорошо стабилизирует электрическую дугу, то сварку можно производить горизонтальными валиками, наплавляемыми на наклонную поверхность.

Механические свойства сварного шва, при сварке чугуна никелево-медными электродами

Твёрдость сварного шва, получено при сварке никелево-медными электродами, сравнима с твёрдостью чугуна, а в зоне термического влияния возникают отдельные точечные участки с повышенными показателями твёрдости. См. рисунок:

В сварном соединении из чугуна марки ВЧ -45-5 структура состоит из сорбита и, частично, мартенсита, с включениями ледебурита, который присутствует в виде небольших участков около образований графита. Наибольший показатель твёрдости металла сварного шва составляет 300-320НВ.

Твердость металла сварного шва при выполнении предварительного подогрева получается ниже, чем твёрдость шва, полученного без подогрева. К примеру, при сварке чугуна марки СЧ 18-36 без подогрева, максимальная твёрдость отдельных зон достигает значения 300НВ, а с выполнением предварительного подогрева, максимальная твёрдость не превышает 187НВ.

Для испытания сварного соединения чугуна с электродами из никелево-медных сплавов на прочность, подготавливают плитку из чугуна, с размерами 400х300х50 мм, вырезают в ней V-образную канавку глубиной 25мм (см. рисунок) и заплавляют. Длина сварного шва составляет 200мм.

Сварку выполняют переменным током электродами, диаметром 5мм. Для электрода применяют покрытие, предложенное Коломенским вагоностроительным заводом. Состав покрытия представлен в таблице, выше по тексту. Силу тока устанавливают 250А.

Далее, из сварного соединения в поперечном направлении шва вырезали куски, размерами 300х20х15мм. При испытании этих образцов выяснилось, что трещины, почти во всех случаях, идут по основному металлу, вблизи от наплавленного металла, см. рисунок.

Предел прочности сварного соединения серого чугуна марки СЧ 18-36, выполненного электродами из никелево-медных сплавов, оказался равным 40-50МПа, что составляет, примерно, 30% от прочности самого чугуна.

У сварного соединения из высокопрочного чугуна марки ВЧ - 45-5, выполненного этими же электродами, предел прочности был гораздо выше и находился в пределах 167-222Мпа, что составляет 37-49% от прочности чугуна марки ВЧ 45-5.

Дополнительные материалы по теме: