Обмазка чугунных электродов для холодной сварки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 2) h, ЗО

Л 51988

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ KOMHQCAPHATOM ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Государственном бюро последующей регистрации изобретений при Госплане СС<Р.

Я. Д. Ринский и К. П. Вощанов.

Обмазка чугунных электродов для холодной сварки чугуна.

Заявлено 5 апреля 1936 года за М ТП-6433.

Опубликовано 31 октября 1937 года.

Проблема исправления брака чугуна представляет огромный практический интерес, Наиболее эффективным способом исправления брака является сварка, которая, однако, широкого распространения не получила. Могущая быть с успехом примененной горячая сварка мало привилась на заводах в виду того, что сделать этот способ массовым (а заводы именно нуждаются в таком) нельзя по причине его длительности, сложности постановки массового нагрева деталей и т. д.

Кроме того, при горячей сварке чугуна имеет место изменение размеров детали, что в ряде случаев недопустимо.

Несравненные преимущества может иметь заварка раковин в чугунном литье „в холодную". Разработка удовлетворительного метода холодной сварки чугуна дала бы возможность решить для подавляющего числа деталей вопрос ликвидации брака, так как применение холодной сварки в условиях завода ничем не лимитируется. В течение последнего времени появился ряд работ, посвя щенных установлению метода холодной сварки,. чугуна чугунными электродами, Ре- зультаты этих работ дали авторам возможность установить рецепты обмазок для холодной сварки чугуна (обмазка Ярхо и др.).

Эти обмазки не получили применения на заводах. Причина этого заключается в том, что шов, наплавленный электродом с этой обмазкой, часто отбеливается, дает поры и трещины.

Твердость наплавленного металла получается выше твердости основного металла. йвторы этих обмазок совершали в своих изысканиях ошибку, так как вели исследование на небольших пластинах, на которых получали благоприятный по твердости металл, и отсюда делали вывод о возможности достижения такой же мягкости наплавки на больших деталях. При этом упускалось из вида, что при сварке на пластине последняя нагревается столь сильно, что процесс сварки уподобляется сварке „в горячую".

При сварке на больших деталях, где отвод тепла от места сварки черезвычайно велик, скорость охлаждения неизмеримо больше, и обмазка, дающая хорошие результаты при наварке на пластину, дает совершенно жения будут меньше. Это обстоятельство является важным не только с точки зрения получения наплавленного металла без трещин, но также имеет большое влияние и на величину остаточных термических напряжений в самой детали, так как, чем меньшей усадкой обладает наплавляемый металл, тем меньшие термические напряжения остаются в изделии после сварки, На основании вышесказанного авторы считают, что при холодной сварке чугуна наилучшим графитизатором является кремний. о. Металлографические исследования образцов как на пластине, так и на детали показывают, что предлагаемая обмазка дает высококачественный чугун на ферритной основе.

Включение графита сильно раздроблено и находится в мелком равномерно расположенном виде в основной ферритной массе. Такие мелкие включения графита гарантируют высокую прочность и малую истираемость изделия. Переходная зона и линии расплавления показывают хорошее сплавление металла шва и основного металла. Глубина прова ра

2 — 3! е .ям. Места отбела чугуна полностью отсутствуют. По своим качествам металл наплавки лучше основного металла.

Считая, что заварка раковины средней величины, наиболее часто встречающейся в машиностроительных деталях, потребует 100 — 150 г наплавки, а стоимость детали часто достигает сотен рублей, особенно в случае, если раковина обнаружена после механической обработки, можно считать, что стоимость 1 кг электродов с предлагаемой обмазкой не явится большой и экономический эффект от применения обмазки будет существенным.

Предмет изобретения.

1. Обмазка чугунных электродов для холодной сварки чугуна, отличающаяся тем, что, с целью избежания отбеливания сварочного шва при быстром охлаждении его, обмазка содержит в своем составе вещества, дающие при плавлении большой эндотермический эффект, благодаря чему увеличивается время плавления электрода и, следовательно, количе ство тепла, запасаемое изделием.

2. Применение для получения обмазки по и. 1 ВаСО или SrCO, около ЗОО, о и SiC около 70" „.

Тип. „Печатный Труд". Зак. 109-130б,Цля электрода 7,5 — 8 .им толщина слоя обмазки берется равной 2,65—

2,75 лм.

Обмазка замешивается на жидком стекле удельного веса 1,40. На 100 г сухой обмазки берется 35 — 40 см жидкого стекла. Обмазка наносится окунанием. После нанесения обмазки электрод должен быть прокален при температуре 150 — 180 до полного удаления влаги (5 — б часов).

При указанных количествах ингредиентов обмазки время плавления электрода длиной в 300 я,.ы и диаметром в 8 мм при силе тока

1. =180 — 190 R составляет 7 — 9 минут, тогда как время плавления голого электрода составляет 1 мин.

15 сек.

Для успешного применения обмазки треоуется соблюдение следующих условий:

1. При заварке раковин на массивных деталях состав обмазки должен обеспечивать время плавления электрода длиною 300 лм, равное 7—

9 минутам, для диаметра 7.,5 — 8 мя при силе тока 180 — 220 R. Указанные режим и диаметр электрода могут считаться наиболее рекомендуемыми.

2. Место, подлежащее заварке, вырубается таким образом, чтобы . подготовка представляла собой прямоугольник, по возможности с закругленными углами, равномерной глубины, обязательно с отвесными стенками. Вне зависимости от размера порока минимальные размеры разделки 25 Q 25 мм при глубине от

4 — 5 лл.

3. В случае глубоких раковин или загрязненности поверхности, подлежащей наплавке, загрязнения удаляются выжиганием угольным электродом без расплавления основного металла.

4. При применении предлагаемой обмазки имеет место, в виду длительности процесса сварки, значительный разогрев стержня электрода; поэтому, в случае надобности, в процессе сварки необходимо охлаждать электрод быстрым окунанием в воду.

Кроме указанных основных условий сварщик должен соблюдать некоторые приемы и навыки.

Преимущества электрода с предлагаемой обмазкой по сравнению с другими существующими обмазками заключаются в следующем:

1. Дуга при электроде с предлагаемо" обмазкой имеет ярко выраженный направленный характер, черезвычайно устойчива и несколько напоминает дугу с угольным электродом.

2. Плавление электрода идет медленно. Обмазка плавится медленней стержня электрода, но разница между скоростями плавления невелика и чехол обмазки составляет 2 — 4 мл. В процессе горения дуги обмазка на конце электрода несколько сужается и поэтому капля металла, прежде чем попасть на деталь, некоторое время находится в расплавленном состоянии в непосредственном соприкосновении с обмазкой, которая также начинает плавиться. Эта задержка капли сказывается черезвычайно благоприятно на процессе перегрева металла и; следовательно, на дополнительном запасе тепла для свариваемого места.

Кроме того, задержка капли создает черезвычайно благоприятные условия для насыщения металла графитизатором (кремний).

3. Обмазка совершенно не образует шлаков, так как углекислые соли

ВаСО,. и SrCO, распадаясь, создают газовую защиту, не образуя шлака, а карборунд, растворяясь, переходит в металл шва. Отсутствие шлака дает большие преимущества как по технике выполнения шва, так и по абсолютному отсутствию в наплавленном металле шлаковых включений даже микроскопического порядка.

4. Применение в качестве графитизатора SiC и усиленное насыщение наплавленного металла кремнием (химический анализ показывает в наплавке 5 5 — 7К Si), а также значительный запас тепла дают полную гарантию против отбеливания шва и переходных зон и выпадения свободного цементита.

5. Наличие большого количества кремния в наплавляемом металле способствует получению металла без трещин, так как известно, что высококремнистые чугуны имеют меньшую усадку и поэтому усадочные нап ря