как и в стали, находится в виде
цементита, не свариваются из-за очень низкой технологической прочности в
процессе сварки. Свариваются чугуны серые и ковкие со структурно-свободным
графитом. Сварку чугуна применяют главным образом как ремонтную
операцию для заварки различного рода дефектов литья — раковин, газовых
пузырей, недоливов, а также трещин литейного происхождения и возникающих
при эксплуатации чугунного изделия. Для этого наиболее удобна и маневренна
ручная дуговая сварка и реже другие методы сварки. Для чугунов
применяют также контактную сварку — пайку с использованием
присадочных материалов с меньшей температурой плавления, чем у
чугуна.
Основные трудности при сварке
чугуна связаны с образованием в зоне сварки — металле шва и участке
оплавления кромок свариваемого изделия твердых и хрупких структурных
составляющих — мартенсита и ледебурита. Наряду с этим большая
величина усадки чугуна при кристаллизации и остывании обусловливает
возникновение высоких напряжений. Оба эти обстоятельства делают
материал очень склонным к образованию трещин в сварных швах и
околошовной зоне (ОШЗ). Очень важно для сварки чугуна то, что чугунные
изделия имеют, как правило, большую массу (станины, корпуса и пр.), и
поэтому скорость охлаждения относительно небольшой по размеру зоны сварки
оказывается очень высокой, что и предопределяет образование не графита, а
ледебурита и превращение аустенита в мартенсит.
Основные методы получения
бездефектных сварных соединений чугуна — подогрев и повышение
температуры свариваемого металла, уменьшение скорости охлаждения и
введение в металл шва элементов, способствующих графитизации и
препятствующих отбелу (кремния, углерода). Эти мероприятия позволяют
предотвратить образование ледебурита в металле шва и участке оплавления
кромок и мартенсита во всей зоне сварного соединения, в том числе в
участках ЗТВ, нагревавшихся выше температуры Ас3. Температура подогрева
свариваемого изделия зависит от массы свариваемого изделия, способа и
технологии сварки, состава присадочного материала.
При дуговой или газовой сварке
крупные чугунные изделия подогревают до 700° С, создают большую сварочную
ванну, применяя толстые чугунные присадочные прутки или электроды и
обеспечивают медленное охлаждение со скоростью не более 100° С/ч. При
сварке не очень крупных чугунных изделий и использовании присадочного
материала с пониженной склонностью к отбеливанию можно ограничиться
подогревом на 300—400° С, но также обеспечивая медленное охлаждение для
предотвращения образования мартенсита в зоне сварки.
Существуют способы сварки чугуна
без подогрева. Эти способы требуют-применения специальных присадочных
материалов на базе сплавов, в которых не растворяется углерод (основа —
медь, никель). При сварке с такими присадочными материалами 166
