Влияние скорости охлаждения после сварки на свойства чугуна
Очень трудно получить качественное сварное соединение без изъянов и с необходимыми свойствами, так как нагрев и, затем, охлаждение сильно изменяют свойства и структуру чугуна вокруг шва и в зоне расплавления. Поэтому чугун считается материалом с неудовлетворительной свариваемостью. Однако сварка чугуна электродами очень распространена, для устранения брака в чугунном литье, иногда при изготовлении металлоконструкций, а также при ремонте чугунных изделий.
Если термический цикл сварки способствует скоростному охлаждению шва и около шовной зоны, то чугун отбеливается, т. е. появляются участки цементита в различном количестве, той или иной формы. Чугун, если при сварке произошел процесс отбеливания, не поддается обработке резцами и другими инструментами из-за высокой твердости.
Какой бы ни был состав чугуна, если скорость его охлаждения велика, металл будет отбеливаться в шве и в зоне вокруг шва. Скорость охлаждения можно уменьшить, если сварка чугуна будет проводиться с 300-400-градусным подогревом. При таком подогреве вокруг шва и в самом шве, можно рассчитывать на получение или серого, или, в зависимости от уровня графитизации, белого чугуна.
Если не проводится дополнительный подогрев, то это холодная сварка чугуна, а с 300-400-градусным подогревом, сварка называется полу горячей. Указанные методы сварки чугуна требуют применения технологических, для повышения качества сварки, или металлургических приемов воздействия на изделие.
К таким методам относятся:
— Наплавленный металл легируется графити заторами для того, чтобы получить в структуре шва состав серого чугуна;
— Наплавленный металл легируется до получения перлитно-ферритного состава шва, который характерен для низко углеродистой стали, при этом углерод связывается в карбиды при их равномерном распределении в металле;
— Производится окисление (сжигание) углерода с помощью материалов для сварки, содержащих кислород, для получения шва из стали с низким содержанием углерода;
— Использование в материалах для сварки компонентов, вводящих в состав наплавленного металла цветные сплавы металлов, с вводом которых не нарушается технология сварки чугуна: медно-железные, а также медно-никелевые, а также железоникелевые и другие, пластичные, температура плавления которых близка к плавлению чугуна.
Наплав и околошовный металл не отбеливаются при высоком нагреве до 600-650° С, так как эвтектическая температура понижает скорость охлаждения. Это, в свою очередь, разлагает аустенит, образуя ферритную металлическую или перлитно-ферритную основу.
Итак, подогрев чугуна до 600-650-градусной температуры до начала сварочных работ предотвращает изменение структуры металла на шве и в околошовной зоне. Замедленное охлаждение после высокого подогрева ликвидирует пористость и трещины, потому что уменьшает температурное напряжение, дольше удерживает ванну в жидком состоянии, способствуя лучшему ее освобождению от газов.
Предлагаем услуги сварщика.