Ремонт чугунных и алюминиевых деталей сваркой

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений твердых металлов посредством установления межатомных связей между свариваемыми деталями при их мес­тном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Обладая хорошими литейными свойствами, чугун нашёл широкое применение для изготовления: блоки и головки двигателей, корпуса коробок передач, передних и задних мостов, картеры, шкивы. Дефекты: трещины, пробоины, отколы, износ отверстия, износ резьбы. Применяют электродуговую и газовую сварку.

Сварка и наплавка представляет значительные трудности, плохая свариваемость: высокое содержание углерода, который при больших температурах ведёт к образованию угарного и углекислого газов и образованию газовых пор в шве; не имеет площадки текучести; обладает большой хрупкостью при охлаждении; быстро переходит из жидкого состояния в твёрдое, возникают внутренние напряжения; при нагревании СЧ (графит) переходит в цементит образуется БЧ (очень высокая твёрдость, необрабатываемость).

Перед сваркой поверхность металла вокруг трещины зачищают до блеска, трещину разделывают, а концы засверливают сверлом. Выделяют два способа сварки - горячий и холодный:

Горячая сварка. Деталь нагревают (в печи или другим способом) до t= 650- 680 C и сварку ведут в горячем состоянии, сварка ведётся чугунными электродами ОМЧ- 1, ОМЧ- 2 с чугунными стержнями марок А и Б диаметрами 8, 10, 12, 16. применяют переменный и постоянный ток обратной полярности. Для повышения качества сварки используют флюсы ФСЧ-1 и ФСЧ-2. После сварки детали подвергают отжигу при температуре 600- 650 С и охлаждают вместе с печью или в термосах со скоростью 50-100С в час. За это время цементит переходит в графит и мы получаем структуру СЧ.

Холодная сварка. При этом способе деталь не нагревают, и поэтому должны применятся такие режимы сварки, электроды и присадочные материалы, которые снижали бы до минимума возможность отбеливания чугуна и образования внутренних напряжений трещин. Температура около шовной зоны 200-250 С не выше, сварка ведётся стальными электродами Св 08, Св 08А- сварная проволока с меловой обмазкой. Сварка может вестись электродами УОНИ 13/45, УОНИ 13/55 для сварки на постоянном токе обратной полярности с силой тока (20-30)*d электрода. Заварка трещин: поверхность трещин зачищается, а концы засверливаются диаметром 3…4мм. Также применяют способ ввёртышей для того чтобы небыло отслаивания. Хорошие результаты дают электроды из цветных металлов и медножелезных электродов. Используют электроды МНЧ-2 из медноникелевого сплава НМЖМц 28-2.5-1.5 (монель- металл) диаметром 3,4.5мм. Наиболее совершенна сварка с применением самозащитной проволоки на никелевой основе ПАНЧ-11. Механизированная сварка с использованием шланговых полуавтоматов А-547, А-765 позволяет производить сварку с применением порошковой проволоки ППЧ-1, ППЧ-2.

Алюминевые детали

Из алюминия изготовляют: блоки цилиндров, головки блоков, радиаторы, масляные картеры, поршни, картеры маховиков и др. Дефекты: трещины, изломы, пробоины, износы рабочих поверхностей, срывы резьбы, коррозионные разрушения. Все эти дефекты могут быть устранены с помощью сварки.

Трудности сварки: поверхность деталей покрыта окисной плёнкой обладающей высокой температурой плавления 2050 С, тогда как температура плавления алюминия 658 С; высокий коэф. линейного расширения, в 2 раза больший, чем у стали и в три раза большую теплопроводность, что приводит к значительным деформациям свариваемых деталей. Затрудняет сварку и большая жидкотекучесть алюминия.

Алюминий и его сплавы свариваются газовой и дуговой сваркой с помощью металлического или тугоплавкого электрода в среде защитных газов. При ремонте корпусных деталей рекомендуется предварительный подогрев до температуры 300С. Для удаления окисной плёнки применяют флюсы в их состав входят фтористые и хлористые соли натрия, калия, кальция, лития. (ОЗА-2, АК-4, АК-6)

Газовая сварка алюминия производится с применением специального флюса АФ-4А, который растворяется в воде и в виде пасты наносится на присадочный пруток и свариваемые кромки деталей.

Лучшие результаты даёт аргоно- дуговая сварка тугоплавким вольфрамовым электродом, не требующим применения специальных флюсов. Применяют вольфрамовые электроды ВЛ- 10 с примесью 0,9…1,1 % лантана или ВТ-15 с содержанием 1,5…2 % тория. Диаметр электрода от 1 до 5 мм применяют специальные установки УДГ-301, УДАР-500 на переменном токе в среде аргона. В качестве присадочного прутка используется проволока или полоса из того же сплава, что и основной металл, либо алюминиевая проволоки марки АК, содержащая до 5% кремния.

Сварка алюминиевых деталей производится также ручной дуговой сваркой плавящимися электродами марки ОЗА-2 на постоянном токе обратной полярности. Электроды ОЗА-2 изготавливаются из алюминиевой проволоки АК и покрытия, состоящего из хлористых фтористых сталей щелочных и щелочноземельных