Технология ремонта сваркой корпусных деталей из чугуна и алюминиевых сплавов.

Сварка чугунных деталей. Такая сварка вызывает значительные трудности:

- из-за отсутствия площадки текучести у чугуна, хрупкости и небольшого предела на растяжение, что часто служит причиной образования трещин;

- отсутствия переходного пластического состояния при нагреве до плавления: из твердого состояния чугун сразу переходит в жидкое. Жидкотекучесть затрудняет ремонт деталей даже с небольшим уклоном от горизонтального положения;

- получения отбеленных участков карбида железа (Fе_зС – цементит), трудно поддающихся механической обработке.

Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или угольным электродом, газовой сваркой, заливкой жидким чугуном, порошковой проволокой, аргонодуговой сваркой и т.д.

Холодную сварку выполняют без предварительного подогрева деталей. Не допускаются отбел чугуна и закалка сварного шва. Наплавленный металл должен быть достаточно пластичным.

Ускорению графитизации способствуют такие элементы, как С, Si, Al, Ti, Ni и Сu.

Введение в состав наплавочных материалов кислородсодержащих компонентов способствует максимальному удалению избыточного углерода.

Карбидообразующие элементы W, Сг, V и Мо связывают углерод в труднорастворимые карбиды.

Ручную дуговую холодную сварку чугуна стальными электродами подразделяют на сварку стальными электродами без специальных покрытий; с карбидообразующими элементами в покрытии; с окислительными покрытиями.

В конце 50-х годов изобретателем Л. И. Вититловым была предложена сварка методом отжигающих валиков, позволившая расширить возможности использования стальных электродов. Ее сущность состоит в следующем. Трещину предварительно разделывают и наносят короткими участками (15...25 мм) вразброс вначале на одну кромку разделанной трещины подготовительные и отжигающие валики, а затем на другую. Валики наплавляют высотой 4...5 мм снизу, покрывая предыдущий на 60...70%. После того как они будут наложены по всей длине трещины, деталь охлаждают до температуры 70...80 ° С, а затем заваривают также вразброс промежутки между ними соединительными валиками.

При холодной сварке чугуна широко используют проволоки ПАНЧ-11 и ПАНЧ-12.

Установлено, что наличие большого количества никеля при сочетании с редкоземельными элементами (литий, церий и др.) позволяет получить пластичный, без трещин и пор металл шва. В зоне сплавления отсутствует ледебурит.

Разработана высокоэффективная технология заварки трещин в стенках водяных рубашек чугунных блоков цилиндров дизелей. Она заключается в следующем. Трещины заваривают проволокой ПАНЧ-11 на обратной полярности. Место расположения трещины зачищают до металлического блеска. Рядом с трещиной по обе стороны от нее на расстоянии 7... 10 мм шлифовальным кругом разделывают канавку по всей длине трещины. Глубина разделки 1,5...3 мм и ширина 3...5мм. Заваривают короткими участками (20...50 мм) поперек трещины с заполнением металлом подготовленных канавок.

При холодной сварке чугуна газовым пламенем применяют прутки ПЧЗ, НЧН 1, ПЧН2 и ПЧВ. Допускается использовать также изношенные поршневые кольца. В качестве флюсов служат техническая бура или смесь – 50 % буры и 50 % двууглекислого натрия.

Заварка трещин косвенной дугой заключается в том, что между двумя стальными электродами возбуждается дуга. Тепловой поток расплавляет поверхность чугунных деталей. Выдуваемая большая часть расплавленного чугуна образует своеобразную разделку необходимой глубины. Сваривают сразу после разделки, пока деталь нагрета.

При разделке трещины деталь устанавливают вертикально для стекания расплавленного металла, а для сварки ее переводят в горизонтальное положение, удалив предварительно наплывы и подтекания металла. Допускается заваривать трещины на деталях с толщиной стенки до 6 мм без разделки.

Сварка и наплавка из алюминиевых сплавов. Сварка деталей из алюминия и его сплавов затрудняется по следующим причинам:

- очень плохая сплавляемость металла из-за образования на его поверхности тугоплавкой оксидной пленки Аl₂О_з;

- при нагреве до 400...450 ⁰С алюминий очень сильно теряет свою прочность и деталь может разрушиться от легкого удара или от действия собственной массы;

- металл не имеет пластического состояния и при нагреве сразу переходит из твердого в жидкое состояние;

- коэффициент линейного расширения в 2, а теплопроводность в 3 раза больше, чем у стали, что способствует появлению значительных остаточных деформаций в свариваемых деталях;

- большая растворимость в расплавленном алюминии водорода способствует образованию пор.

Наиболее эффективные средства для удаления оксидной пленки – химическое взаимодействие с элементами из группы галогенов. В природе известно много соединений, содержащих галогены, но для использования в качестве сварочного флюса они должны иметь невысокую (600..700 °С) температуру плавления. Этим требованиям удовлетворяют соли щелочных и щелочно-земельных металлов (NaF, Na, C1, KC1, Na₃AlFe₆, ВаСlз, CaF₂ и др.).

Алюминий и его сплавы сваривают дуговой, аргонодуговой и газовой сваркой. Поверхности обезжиривают растворителями и очищают от нагара, масла и грязи не более чем за 2...4 ч до процесса сварки.

Дуговую сварку выполняют угольными или плавящимися электродами.

Аргонодуговую сварку выполняют неплавящимся вольфрамовым электродом на установках УДГ- 301 и УДГ- 501. В зависимости от толщины стенки свариваемой детали выбирают диаметр электрода и силу тока. Чем тоньше стенки, тем меньше диаметр и сила тока.