Многие корпусные детали автомобилей изготавливают из серого, ковкого и высокопрочного чугуна. Так, из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров, картера коробок передач и раздаточных коробок, корпуса насосов и другие детали. Из ковкого чугуна – ступицы колес, картера редукторов ведущих мостов, рулевых механизмов и т. д. Коленчатые, распределительные и другие детали изготавливают из высокопрочного чугуна.
Сварка и наплавка деталей из чугуна холодным способом, с местным или общим подогревом и горячим способом, применяемые электроды, газовая сварка деталей из чугуна.
Характерными дефектами чугунных деталей являются трещины, пробоины, отколы, повреждение резьбы в отверстиях, износ рабочей поверхности. Они устраняются в основном сваркой и наплавкой. Наличие в чугуне значительного содержания углерода, его низкая вязкость, вызывают определенные трудности при восстановлении деталей из этого материала, а именно:
— Отбеливание шва в результате быстрого охлаждения наплавленного металла. При быстром охлаждении углерод не успевает выделиться в свободном состоянии в виде графита и остается в химически связанном состоянии в виде цементита. Шов получается твердым, хрупким и не поддается обработке.
— Возникновение больших внутренних напряжений и трещин в зоне сварки при неравномерном нагреве или охлаждении детали.
— Возникновение пор и раковин, вызванных образованием при сварке чугуна тугоплавких окислов. Они создают на поверхности расплавленного металла твердую пленку, которая затрудняет выход газов.
— Высокая жидкотекучесть чугуна в расплавленном состоянии и мгновенный переход его из жидкого состояния в твердое.
Во избежание появления трещин и отбеливания чугуна при сварке применяют следующие технологические меры:
— Выбор оптимальных температурных режимов и предупреждение перегрева зоны сварки путем применения обратной полярности, уменьшения времени непрерывного горения дуги.
— Снижение внутренних напряжений в зоне сварки путем уменьшения объема наплавленного металла, проковки шва в горячем состоянии, уменьшения скорости охлаждения.
— Правильный выбор способа сварки.
Для получения качественного шва необходимо правильно подготовить под сварку (наплавку) дефектное место чугунной детали. Поверхность в зоне трещины очистить до блеска. Концы трещины при толщине детали более 5 мм засверлить сверлом диаметром 3–4 мм.
Сварка деталей из чугуна холодным способом, с местным или общим подогревом и горячим способом.
Сварка чугунных деталей может выполняться без подогрева (холодным способом), с местным или общим подогревом и горячим способом, предусматривающим нагрев детали (в печи или другим способом) до температуры 650–680 градусов. Горячий способ обеспечивает высокое качество сварки чугунных деталей. Но он сложен и применяется, главным образом, при восстановлении сложных корпусных деталей на авторемонтных предприятиях.
Холодный способ сварки чугуна проще и широко применяется для восстановления деталей. Электродуговая сварка чугунных деталей производится постоянным током обратной полярности (деталь соединяется с отрицательным полюсом сварочного генератора, а электрод – с положительным), короткими участками, обратноступенчатым способом. Для обеспечения достаточной прочности и хорошей обрабатываемости наплавленного металла холодную сварку рекомендуется осуществлять:
— Электродами МНЧ-1 (63 % Ni + 37 % Cu). Со специальным фтористокальциевым покрытием или железо-никелевыми электродами типа ЖНБ.
— Электродами ЦЧ-4. Представляющими собой сварочную проволоку Cв-08 или Cв-08А с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим титан или ванадий, которого в наплавленный металл переходит до 9,5 %. Перед сваркой рекомендуется подогревать деталь до 150–200 градусов, а после наложения валиков сразу же их проковывать.
— Электродами ОЗЧ-1. Представляющими собой медную электродную проволоку с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим железный порошок. После сварки чугуна каждый участок необходимо проковывать и продолжать ее после охлаждения шва до 50–60 градусов.
Способы заварки трещин и отверстий в деталях из чугуна.
Заварку трещин в тонкостенных чугунных деталях ведут предельно короткой дугой участками длиной 30–40 мм от середины трещины к концам. Не допуская нагрева детали более 70 градусов. Если трещина имеет разветвления, то сначала завариваются они, а затем основная трещина.
При сварке толстостенных чугунных деталей, накладывается несколько слоев. Перед наложением каждого последующего валика необходимо с предыдущего удалить шлак и окалину. Неглубокие отверстия завариваются с одной стороны. Глубокие с двух. При этом под отверстие устанавливают подкладку из меди или стали 08. Швы, требующие герметичности, проковываются или замазываются эпоксидными пастами.
Газовая сварка деталей из чугуна.
Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали выполняют в сочетании с дуговой сваркой, широко применяя в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочный материал – латунь Л62. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна (880–950 градусов). Поэтому ее можно применять для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных изменений и внутренних напряжений.
Использование этого процесса позволяет получать плотные сварочные швы, легко поддающиеся обработке. Обработка швов ведется напильниками или абразивными кругами с использованием механизированного инструмента.
По материалам книги «Ремонт военной автомобильной техники».
Тарасенко П.Н.