Сварка чугуна плавящимся электродом в защитных газах
Частично механизированную сварку проволокой при работе с чугуном применяют при исправлении дефектов литья, восстановительном ремонте повреждённых деталей и изготовлении литосварных изделий.
Наибольшее распространение получили условно «холодные» процессы сварки с использованием сварочных материалов на основе меди (БрКМц3-1/CuSi3) и проволок на основе никеля (ПАНЧ-11 и другие).
Особенности процесса МИГ на чугуне с использованием кремнистой бронзы
Температура плавления проволоки из CuSi3 меньше температуры плавления основных конструкционных чугунов примерно на 140°С-150°С, поэтому в этом случае процесс скорее представляет собой сварку-пайку высокотемпературным твёрдым припоем.
Наибольшее распространение получили условно «холодные» процессы сварки с использованием сварочных материалов на основе меди (БрКМц3-1/CuSi3) и проволок на основе никеля (ПАНЧ-11 и другие).
Особенности процесса МИГ на чугуне с использованием кремнистой бронзы
Температура плавления проволоки из CuSi3 меньше температуры плавления основных конструкционных чугунов примерно на 140°С-150°С, поэтому в этом случае процесс скорее представляет собой сварку-пайку высокотемпературным твёрдым припоем.
Из-за высокой жидкотекучести расплава бронзы в сварочной ванне процесс возможен с приемлемым качеством только в нижнем положении (в лодочку, в угол и стыковое).
Прочность соединения будет меньше исходной, материал шва будет представлять собой высокомедный сплав.
Применяемый защитный газ – аргон.
Сварка чугуна проволоками на основе никеля
При сварке чугуна самозащитной проволокой на никелевой основе, легированной редкоземельными металлами (ПАНЧ-11 -ТУ 48-21-593-82) успешно решается задача получения прочноплотных сварных соединений, стойких против образования трещин в шве и ЗТВ.
Состав этой проволоки разработан специально для сварки чугуна открытой дугой на прямой полярности (DCEN) и без предварительного подогрева.
При этом обеспечивается получение шва с аустенитной структурой матрицы чугуна.
Свойства сварного соединения определяются свариваемым чугуном, поскольку при испытании на растяжение сварные образцы разрушаются по основному металлу.
Термическая постсварочная обработка шва не требуется.
Технологию механизированной сварки проволокой ПАНЧ-11 применяют при массовом ремонте чугунных деталей тракторных, комбайновых и автомобильных двигателей.
Хорошие результаты получаются при сварке трещин различной конфигурации и протяженности на рубашках охлаждения и в масляных каналах, в перемычках между цилиндрами и клапанными гнездами, также данный сварочный материал применяется для восстановительного ремонта других чугунных деталей.
Поры – серьезный дефект сварных соединений чугуна, особенно для деталей, работающих под давлением.
Несмотря на то, что данная проволока разрабатывалась как самозащитная, возможна сварка в защитном газе (аргон) без ухудшения характеристик наплавленного металла.
При сварке объёмных деталей желателен подогрев до температуры 350-400°С и медленное остывание для снижения риска порообразования.
Отдельные поры в чугуне, наплавленном при заварке крупных дефектов, не представляют опасности.
Однако при значительной пораженности металла шва сварное соединение не может быть признано удовлетворительным.
Поры представляют собой не успевшие выделиться до затвердевания металла пузырьки водорода, азота, водяного пара, оксида углерода.
В наибольшей степени образованию пор в наплавленном чугуне способствуют азот и водород вследствие скачкообразного изменения их растворимости в период кристаллизации сварочной ванны.
Уменьшение пористости наплавленного чугуна достигают тщательной очисткой основного металла от ржавчины и органических загрязнений (борьба с водородом), связыванием водорода в соединения (HF, ОН), нерастворимые в жидком металле. Благодаря способности азота (N2) образовывать стойкие нитриды с титаном, алюминием, цирконием исключают вредное влияние данного газа путем легирования сварочной ванны этими элементами.
Чтобы предотвратить образование газовых пузырьков водяного пара и оксида углерода, сварочную ванну жидкого чугуна раскисляют Ti, Al, Si.
Вероятность образования пор снижается с уменьшением скорости кристаллизации жидкого чугуна.
Поэтому при больших объемах ванны, характерных для сварки с предварительным подогревом, дегазация проходит успешнее и поры практически не образуются.
Подробнее о сварке чугуна можно увидеть в "ГОСТ 30430-96 Сварка дуговая конструкционных чугунов. Требования к технологическому процессу".