Строительные машины и оборудование, справочник






Сварка чугунных деталей


Категория:
   Техническое обслуживание дорожных машин


Сварка чугунных деталей

Наиболее сложными для ремонта сваркой являются чугунные детали. Сварка серого чугуна представляет значительные трудности, которые определяются природой и свойствами чугуна: наличием графитовых включений, значительным содержанием углерода и кремния, неоднородностью состава и структуры, низкой прочностью, чувствительностью к нагреву и др.

Для уменьшения отрицательного влияния основных свойств чугуна на результаты сварки рекомендуется производить нагрев чугунных деталей перед сваркой и медленное охлаждение их после сварки.

При ремонте чугунных деталей применяют три способа сварки:
1) с общим нагревом детали, или горячую сварку;
2) с местным нагревом, или полугорячую сварку;
3) без подогрева детали, или холодную сварку, которая в последнее время находит наиболее широкое применение.



Горячая сварка чугуна производится ацетиленово-кислородным пламенем при малой толщине стенок и электрической дугой чугунным или стальным электродом со специальным покрытием. После горячей сварки чугуна газовым пламенем получают сварное соединение по прочности не ниже основного металла. При этом в сварном соединении отсутствуют участки отбеленного чугуна, а сама деталь имеет минимальные внутренние напряжения. Процесс горячей сварки является трудоемким (особенно при дуговой сварке) и дорогим.

Горячая сварка применяется в основном для чугунных деталей сложной конфигурации (корпусные детали, блоки и головки цилиндров) с сопряжениями стенок различной толщины, когда дефект расположен в таком месте, что при нагревании в месте сварки не может быть свободного расширения, а при охлаждении — сжатия.

НИИАТ рекомендует при горячей заварке трещин блока цилиндров двигателя производить двухступенчатый нагрев до 200— 250° со скоростью 500—600° в час и окончательный нагрев до 600—650° со скоростью до 1500—1600° в час.

Для получения в блоке минимальных напряжений, для предотвращения отбеливания чугуна, а также для полного использования нагрева блока сварку производят в специальном термоизоляционном кожухе (рис. 128) на специальном стенде для сварки, на котором можно быстро установить деталь в необходимое положение.

Кожух изготовляют по конфигурации ремонтируемой детали из лотовой 2-3-миллиметровой стали. Стенки кожуха двойные с прокладкой между ними слоя асбеста толщиной 15 мм. В кожухе имеются окна с крышками для доступа горелки к дефектным местам Детали. Скорость охлаждения детали в таком кожухе почти в 1,5 Раза меньше, чем на воздухе, а это увеличивает продолжительность сварки до 20 мин, повышая качество работы.

Применение кожуха облегчает труд сварщика, защищая его от теплоты излучения нагретой детали, а применение стенда облегчает установку детали в необходимое для сварки положение.

Предельная температура охлаждения детали в процессе сварки должна быть не ниже 400—350°.

После сварки деталь необходимо отжечь для снятия внутренних напряжений, нагревая ее до 600—650° и охлаждая на воздухе или в яме, выложенной кирпичом и с двумя закрывающимися крышками.

Рис. 128. Теплоизоляционный кожух для сварки блока цилиндров двигателя

Приведенный тепловой режим рекомендуется применять для всех литых деталей из серого чугуна марок СЧ 15-32, СЧ 18-36 и СЧ 24-44.

Все дефектные места на деталях должны быть подготовлены к сварке. Блоки и головки цилиндров должны пройти предварительные гидравлические испытания, при этом дефектные места отмечают мелом. Мокрые или сухие гильзы блоков цилиндров, имеющие трещины в перемычках между цилиндрами, должны быть выпрес- сованы, шпильки, втулки и вставные клапанные гнезда удалены.

Концы всех трещин, расположенных в замкнутом контуре, должны быть просверлены насквозь сверлом диаметром 4—6 мм.

Из блоков и головок цилиндров с трещинами на рубашке охлаждения необходимо предварительно удалить накипь со стенок, так как исследования показывают, что отложения накипи загрязняют наплавленный металл.

В качестве присадочного материала при сварке чугунных деталей рекомендуются чугунные прутки марок А и Б диаметром от 4 до 12 мм.

Как показывает опыт ряда ремонтных заводов, хорошие результаты дают чугунные прутки следующего химического состава (%): С = 3,3—3,7;Si = 2,5—3,5; Мп=0,3—0,6; Сг=0,3; № = до 0,2. Возможно применение бракованных поршневых колец автотракторных двигателей, поступивших в ремонт.

Диаметр присадочных прутков выбирается в зависимости от толщины ремонтируемого места детали и размера повреждения.

Заваривать дефектные места следует как можно быстрее, применяя горелку с наконечником № 4 или 5; пламя должно быть с незначительным избытком ацетилена.

При газовой сварке чугуна применяют соответственные флюсы.

Обработку заваренного участка на несопрягаемых поверхностях деталей не производят; на поверхностях, сопрягаемых с другой деталью, наплавленный металл снимают заподлицо абразивным кругом, напильником или механической обработкой.

Полугорячая сварка чугуна применяется в тех случаях, когда завариваемый элемент или участок детали может при нагреве свободно расширяться, а при охлаждении сжиматься, но при сварке толстостенных деталей возникает опасность нагревания замкнутой жесткой части ее. При полугорячей сварке следует нагревать то место детали, где должны возникать напряжения, и во время сварки подогревать зону напряжения одновременно с местом сварки.

Полугорячая сварка чугунных деталей требует от сварщика больших знаний и навыков, поэтому применяется весьма ограниченно. Местный нагрев до 600—700° производят газовой горелкой в горне или муфельной печи. Хорошие результаты дает полугорячая газовая заварка трещин в головках блока автотракторных двигателей. Заваренная головка в зоне расположения трещин вторично нагревается после сварки до 600—700° и охлаждается на воздухе.

Холодная сварка чугуна применяется в тех случаях, когда дефект отстоит от жесткой части детали на таком расстоянии, что последняя не будет сильно нагреваться при сварке; кроме того, завариваемый элемент или участок детали может при нагреве свободно расширяться, а при охлаждении — сжиматься.
В ремонтной практике широко применяется газовая сварка чугуна без предварительного общего или местного нагрева. Отдельные трещины успешно завариваются электродуговой ручной сваркой стальным или медно-железным электродом без нагрева детали. Для сварки чугуна без подогрева, кроме чугунных, рекомендуются еще стальные электроды, а также электроды из цветных сплавов.

Стальные электроды Э-34 с меловой обмазкой и с покрытием УОНИ 13/55. Этими электродами заваривают изношенные резьбовые отверстия и трещины небольшой длины (до 100 мм), расположенные на поверхностях, которые не требуют последующей механической обработки. При толщине стенок детали до 5,0 мм и диаметре электрода 5 мм рекомендуется ток 100—120 а, при толщине стенок 10—15 мм и диаметре электрода 4 мм — ток 120— 160 а.

Медно-железные электроды имеют несколько разновидностей: стержень из красной меди помещают в жестяную трубку; кроме того, медный стержень покрывают электролитическим железом, а стальной стержень — электролитической медью; пользуются также пучком из двух медных и одного стального электродов.

Содержание меди в электродах перечисленных разновидностей должно составлять 60—80%, железа — 40—20%. На медно-желез- ные электроды наносится покрытие типа УОНИ 13/55.

Наиболее совершенной конструкцией среди медно-железных электродов обладают электроды марки 034-1, у которых стержень изготовлен из красной меди, а в покрытие введен железный порошок. ВНИИМПС предложил электрод марки. МНУ-1, стержень которого изготовлен из сплава монель-металла (65—70% Ni и Со, 2—3% Fe, 1,2—1,8% Мп, остальное — Си) ИЛИ константана различных диаметров. На стержни наносится покрытие УОНИ 13/55.

При правильном ведении сварки электродами из сплавов цветных металлов можно получить сварное соединение без отбеливания чугуна по линии сплавления, так как никель и медь являются графити-заторами.

После заварки деталей медно-железными электродами требуется проковка или чеканка шва (головки цилиндров). Прочность такого сварного соединения составляет 50—70% от прочности чугуна.

Медно-железными электродами рекомендуется заваривать трещины на рубашках охлаждения двигателей, на головках цилиндров, картерах сцепления, коробках передач, редукторах, когда не требуется последующей механической обработки. Трещины заваривают короткими участками (длиной не более 50 мм), поэтому сварщик может заваривать одновременно несколько деталей.

Читать далее:

Категория: - Техническое обслуживание дорожных машин

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины