Технологические особенности ремонтной сварки чугунов

фото ремонт чугуна

Вопросы металлургии дуговой сварки чугунов, применяемой при ремонте вышедшего из строя оборудования и устранения дефектов чугунных отливок, главным образом связаны с особенностями химического состава и структуры этого поли компонентного сплава.

В практике работ по ремонту и восстановлению чугунных конструкций применяются критерии оценки свариваемости, условий эксплуатации и причин разрушения, а так же технико-экономические расчеты, связанные с затратами на расходование материалов и трудоемкостью работ. На основании этих данных разрабатываются организационно-технические мероприятия.

Ремонт наплавкой отливок из чугуна

Литейным цехом металлургического предприятия был отлит корпус и крышка редуктора из чугуна с толщиной стенок до 30 мм. В результате некачественной формовки на всех отлитых деталях при механической обработке были вскрыты литейные дефекты, распространяющиеся практически на всю толщину стенки.

Группой WTC  были разработаны технологические рекомендации на исправление литейных дефектов с использованием комбинации технологий ручной дуговой наплавки покрытыми электродами и полуавтоматической наплавки самозащитой порошковой проволокой для ремонта чугуна, что позволило повысить производительность и качество ремонта.

Ремонт чугунных станин и корпусов

В результате длительной эксплуатации произошло разрушение чугунной станины. С целью разработки мероприятий и возможных вариантов ремонта способом сварки с учетом экономической целесообразности из зоны разрушения чугунной станины были отобраны образцы для определения химического состава и металлографического анализа сплава.

Результаты анализа показали соответствие чугуна марке СЧ-30 по ГОСТ 1412-85 с завышенным содержанием фосфора до 0,4% и перлитной структурой с грубыми включениями мелко пластинчатого графита. Анализ характера излома показал, что разрушение произошло по границам фосфатной эвтектики, характеризующейся низкой температурой плавления и пластическими свойствами, а также по пластинчатым графитным включениям, которые в приближении можно считать пустотами и трещинами.

ремонт станины

При разработке технологии сварки был использован принцип минимального расплавления основного металла с максимальной преградой проникновения углерода в металл шва.

Учитывая тот факт, что помимо механических несплошностей, рыхлот, неоднородностей, загрязнений в виде масла, имели место усталостные явления в чугуне, для ремонта был применена композиция ручной дуговой сварки покрытыми электродами с механическим соединением свариваемых кромок (фото).

Комбинацией применяемых составов покрытых электродов получена в металле шва феррито-перлитная смесь, что позволило получить сварные швы без трещин и отколов.

Аналитические расчеты затрат на ремонт способом сварки разрушенной чугунной станины показали:

  • — общая протяженность линии разрушения – 4700 мм;
  • — объем наплавленного металла – 23800 см3;
  • — количество штучных электродов – 340 кг;
  • — потребность в электроэнергии – 816 кВт/час;
  • — время горения дуги – 272 час.
  • — общее время, затраченное на выполнение ремонта – 490 час.

Практика показывает, что все разработанные на сегодняшний день технологии сварки чугуна достаточно эффективны при условии грамотного выбора технологических приемов и расходных материалов.

При необходимости выполнения ремонта конструкции из чугуна группа WTC окажет профессиональную технологическую помощь.

Технология сварки чугуна может потребоваться при длительной эксплуатации в условиях вибрационных нагрузок чугунных корпусов редукторов и станин, различных деталей из чугуна, когда усталостные факторы служат причиной их разрушения (фото).

ЧУГУН КОРПУС РЕДУКТОРА1

ЧУГУН КОРПУС РЕДУКТОРА 2

Фото Разрушения в чугунном корпусе редуктора

Учитывая, что чугун не применяется в качестве основного материала при изготовлении металлоконструкций, разработка технологии сварки чугуна и выбор способа ремонта каждой деталь уникально. В зависимости от физических свойств чугуна и содержания в нем углерода для сварки чугуна и чугунных деталей применяются различные способы сварки и сварочные электроды.

На рынке сварочных материалов для дуговой сварки чугуна предложен широкий ассортимент электродов и проволок, позволяющих решать сложные технические задачи в этом направлении.

Такое положение вещей очень часто используют недобросовестные представители тех или иных марок электродных материалов, которые предлагают купить их электрод и все проблемы решаться само собой.

Часто на их предложения попадаются предприятия, не имеющие достаточно квалифицированного персонала в области технологии сварочного производства. Попытки качественно выполнить ремонт чугунных деталей «волшебными» электродами не дают результата.

В лучшем случае будут выброшены на ветер деньги и время, а в худшем деталь будет непригодна к дальнейшей эксплуатации и повторному ремонту.

Для сварки чугуна или его ремонта существует масса вариантов инженерных решений, начиная от выбора способа сварки, сварочного материала или их комбинации, температуры подогрева, закрепления детали, формы разделки, необходимость вставки, армирования шва или его усиления чугунной детали в месте разрушения и др.

Для выработки правильного решения и разработки технологии сварки руководствуются данными о реальном  химическом  составе чугуна, содержании в чугуне вредных для сварки элементов, наличии эвтектических и графитных выделений, эксплуатационных нагрузках, рабочих температурах и окружающей деталь среды.

При назначении способа сварки чугунной детали руководствуются наличием на поверхностях подлежащих сварке механических несплошностей, рыхлот, неоднородностей, и насыщения чугуна маслом. Технология сварки чугуна строится по результатам анализа конструктивных особенностей чугунной детали, которые обуславливают возникновение сварочных напряжений и разрушений в процессе сварки.

Подготовка разделки под сварку является важным этапом технологии сварки чугуна, определяющим объем наплавленного металла и необходимость применения дополнительных технологических мер для качественной сварки чугуна. Принимая во внимание перечисленные особенности ремонта чугуна с помощью сварки для его осуществления необходима разработанная квалифицированными специалистами технологическая карта сварки чугуна.

При пошаговом соблюдении разработанной технологии сварки чугуна можно осуществить ремонт любой чугунной детали в любом подготовленном к ремонту месте.

Примером разработанной технологической карты на сварку чугуна приведенной ниже, является технология ремонта трещин и скола в корпусе цилиндра, изготовленного из чугуна по химическому составу близкому к чугуну марки ЧХ-1 (фото)

КОРПУС ЦИЛИНДРА

Фото Характер разрушения цилиндра

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

НА РЕМОНТ И СВАРКУ ЧУГУНА

 «КОРПУСА ЦИЛИНДРА»

 

Способ по карте —111 (ручная дуговая сварка покрытым электродом)

Сварной шов: нестандартный

Положение: нижнее

Материалы: ЧХ-1

Толщина, мм: 15,0

Сварочные материалы: электроды на никелевой основе  Ø3,2

 

Технология подготовки к сварке чугуна:

  1. Очистить всю поверхность корпуса от масла, загрязнений, особенно тщательно в зоне скола;
  2. Определить границы трещин и выполнить ее засверловку Æ 12;
  3. Выполнить V-образно разделку трещины на глубину 10-15 мм. Угол разделки кромок 35-40 град. При разделывании дефектов под сварку кромки выполнялись пологими с плавным переходом к донной части.
  4. До начала сварки установить и приварить скобы согласно прилагаемому эскизу;
  5. Перед сваркой чугуна выполнить прогрев кромок резаком с целью «выжигания» впитавшегося масла.

Технология сварки чугуна:

  1. 1. К сварке чугуна допускаются квалифицированные сварщики, аттестованные в соответствии с действующими нормативными документами , на соответствующий способ, толщину, тип и положение в пространстве.
  2. 2. Сварку выполняли способом ручной дуговой сварки электродами на никелевой основе
  3. Валики накладывались «в разброс» с обязательной последующей проковкой. Ширина валика не должна превышать 6 мм а длина 30 мм. При этом температура нагрева разделки под сварку не должна превышать 80 °С.
  4. Для восстановления скола облицевать кромку электродами на никелевой основе и выполнить приварку вставки с разделкой кромок согласно прилагаемому эскизу.

ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ СВАРКИ

Ручная дуговая сварка чугуна
Диаметр

 

Сила тока , А Напряжение, В Расход газа Вылет
3,2 80-100 18-24

Требования к термообработке:    замедленное охлаждение после сварки

Объемы, методы контроля и нормы оценки качества:

  1. В процессе производства и после его окончания производить визуальный контроль швов на предмет отсутствия недопустимых дефектов, таких как: трещины в шве, прожоги, подрезы, не сплавления, поры и свищи. Усиление должно иметь плавный переход к свариваемому металлу без подрезов, межваликовых впадин .
  2. Несоответствия, выявленные в процессе или после завершения ремонта, подлежат исправлению по отдельной технологической инструкции .
  3. Осуществить контроль на непроницаемость керосиновой пробой по типовому технологическому процессу на испытание керосином.
khabrat_SH/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Welding Technologi Consalting
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Получить консультацию