UA121033U

UA121033U - METHOD OF COLD IRON WELDING

Info

Publication number: UA121033U
Application number: UAU201705591U
Authority: UA
Inventors: Микола Андрійович Калін
Original assignee: Українська Інженерно-Педагогічна Академія
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2017-11-27

Abstract

1. The object of the utility model: a method of cold welding of cast iron. 2. Scope: Welding and Foundry for welding cast iron defects and repair of cast iron parts in mechanical engineering. 3. Summary of the utility model: pre-spend decarbonization of the molten surface of the cutting oxidative acetylene-oxygen flame, and perform welding steel electrodes. 4. The technical result obtained by the possibility of a process of welding defects in cast iron and welded constructions with cheap steel electrodes unheated parts. 1 pt. for.

Description

Корисна модель належить до області зварювання, зокрема до способів холодного зварювання чавуну електродуговим методом, і може бути використана для виправлення дефектів чавунного литва і виготовлення зварних конструкцій з чавуну.The useful model belongs to the field of welding, in particular to the methods of cold welding of cast iron by the electric arc method, and can be used to correct defects in cast iron and manufacture welded structures from cast iron.

Відомі різні способи електродугового зварювання чавуну, наприклад сталевими електродами (1). Проте при зварюванні сталевими електродами важко уникнути появи тріщин унаслідок утворення в шві і навколошовній зоні цементиту і мартенситу.Various methods of electric arc welding of cast iron are known, for example with steel electrodes (1). However, when welding with steel electrodes, it is difficult to avoid the appearance of cracks due to the formation of cementite and martensite in the seam and the surrounding seam zone.

Відомий спосіб холодного зварювання сірого чавуну |2)Ї, при якому оброблення кромок виконують ступінчастим з максимальною шириною оброблення 0,5-0,7 товщини зварюваного металу і додатковим поглибленням усередині оброблення на 0,1-0,15 товщину зварюваного металу з подальшим наплавленням підготовчих шарів на всю поверхню оброблення паралельними валами, при цьому між підготовчими шарами залишають зазор, рівний 1,07-1,1 діаметра електрода, а після наплавлення валиків одержаний зазор заплавляють.A known method of cold welding of gray cast iron |2)І, in which edge processing is performed stepwise with a maximum processing width of 0.5-0.7 of the thickness of the welded metal and an additional deepening inside the processing by 0.1-0.15 of the thickness of the welded metal with subsequent surfacing preparatory layers on the entire processing surface with parallel shafts, while leaving a gap between the preparatory layers equal to 1.07-1.1 of the electrode diameter, and after welding the rollers, the resulting gap is welded.

Недоліком вказаного способу є необхідність застосування спеціальних електродів для наплавлення підготовчих шарів, а також практична неможливість витримати в процесі зварювання зазор між підготовчими шарами у вузькому діапазоні, заданому у формулі винаходу 1,07-1,1 діаметра електрода, що для електродів діаметром З мм складе всього 3,21-3,3 мм. Крім того, ступінчаста форма оброблення з додатковим поглибленням усередині оброблення вимагає спеціального устаткування і інструменту для її виконання, що не завжди можливо при заварюванні дефектів в реальних виробничих умовах.The disadvantage of this method is the need to use special electrodes for welding the preparatory layers, as well as the practical impossibility of maintaining a gap between the preparatory layers during the welding process in the narrow range specified in the formula of the invention 1.07-1.1 of the electrode diameter, which for electrodes with a diameter of 3 mm will be only 3.21-3.3 mm. In addition, the stepped form of processing with additional deepening inside the processing requires special equipment and tools for its implementation, which is not always possible when welding defects in real production conditions.

Труднощі здійснення даного способу не дозволяють широко використовувати його при ремонті устаткування і заварці дефектів чавунного литва.The difficulties of implementing this method do not allow it to be widely used in the repair of equipment and welding of defects in cast iron.

Найбільш близьким по технічній суті до описуваного є спосіб холодного зварювання сірого чавуну ІЗІ при якому зварювання проводять сталевим електродом, а зварювані кромки заздалегідь обробляють активним вуглепоглиначем - негашеним вапном, а потім нагрівають до температури 400-600 "С, і зварювання ведуть з примусовим охолоджуванням водою.The method of cold welding of IZI gray cast iron is the closest in technical essence to the described one, in which welding is carried out with a steel electrode, and the welded edges are pre-treated with an active carbon absorber - quicklime, and then heated to a temperature of 400-600 "С, and welding is carried out with forced cooling with water .

Недоліком вказаного способу зварювання є низька технологічність способу, що полягає у відсутності стабільності отримання якісного зневугледцювання чавуну на необхідну глибину, небезпека при роботі з негашеним вапном, необхідність високотемпературного нагріву деталей, а також незручність при зварюванні з примусовим охолоджуванням деталі у воді.The disadvantage of this welding method is the low manufacturability of the method, which consists in the lack of stability of obtaining high-quality decarburization of cast iron to the required depth, the danger of working with quicklime, the need for high-temperature heating of parts, as well as the inconvenience of welding with forced cooling of the part in water.

Задачею корисної моделі - підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу при холодному зварюванні чавуну сталевими електродами.The purpose of the useful model is to improve the quality of the weld and reduce the hardness of the deposited metal during cold welding of cast iron with steel electrodes.

Поставлена задача вирішується тим, що попередньо проводять зневуглецювання розплавленої поверхні розробки окислювальним ацетилено-кисневим полум'ям, а зварювання виконують сталевими електродами.The task is solved by decarburizing the molten surface of the development with an oxidizing acetylene-oxygen flame, and welding is performed with steel electrodes.

Полум'я, утворене при згорянні ацетилену в кисні при подачі їх у пальник у об'ємному відношенні кисню до ацетилену більше 1:1, прийнято називати окислювальним.The flame formed during the combustion of acetylene in oxygen when they are fed to the burner in a volume ratio of oxygen to acetylene greater than 1:1 is called oxidizing.

Надлишковий кисень вступає в реакцію з вуглецем і окислюється по реакції: 2Сб 025260, що приводить до зменшення вмісту вуглецю у розплавленому металі.Excess oxygen reacts with carbon and is oxidized according to the reaction: 2Сб 025260, which leads to a decrease in the carbon content in the molten metal.

Приклад виконання: Дослідження проводили при холодному зварюванні сірого чавуну маркиImplementation example: The study was carried out during cold welding of gray cast iron

СЧ21 завтовшки 25 мм сталевими зварювальними електродами марки УОНИЙ 13/55 на постійному струмі зворотної полярності. Діаметр електродів складав З і 4 мм. Сила струму для електродів діаметром З мм складала 80-100 А, а для електродів діаметром 4 мм-140-160 А.ЧЧ21 25 mm thick with UONY 13/55 brand steel welding electrodes on a direct current of reverse polarity. The diameter of the electrodes was 3 and 4 mm. The current strength for electrodes with a diameter of 3 mm was 80-100 A, and for electrodes with a diameter of 4 mm - 140-160 A.

Попередньо виконували зневуглецювання розробки окислювальним ацетилено-кисневим полум'ям газового пальника. Чавун у місці розробки нагрівали окислювальним полум'ям до моменту початку його плавлення для окислення вуглецю у рідкому металі поверхні розробки.Preliminary decarburization of the development was carried out with an oxidizing acetylene-oxygen flame of a gas burner. Cast iron at the place of development was heated with an oxidizing flame until the moment of its melting to oxidize carbon in the liquid metal of the surface of the development.

По мірі кипіння і окислення вуглецю на глибину 3-5 мм пальник переміщали вздовж розробки для зневуглецювання всієї поверхні.As the carbon boils and oxidizes to a depth of 3-5 mm, the burner is moved along the development to decarbonize the entire surface.

Отримана поверхня розробки була вкрита шаром окисної плівки, яку перед зварюванням видаляли металевими щітками.The resulting development surface was covered with a layer of oxide film, which was removed with metal brushes before welding.

Зневуглецювання поверхні розробки чавуну передбачає зменшення вмісту вуглецю у переплавленому шарі металу на глибині 3-5 мм на 90-95 95.Decarburization of the cast iron surface involves reducing the carbon content in the remelted metal layer at a depth of 3-5 mm by 90-95 95.

Зварювання проводили без попереднього підігріву. Перший шов зварювали електродами діаметром З мм., а наступні електродами діаметром 4 мм. В процесі зварювання контролювали температуру основного металу в навколошовній зоні, не допускаючи нагріву деталі вище 70 "С.Welding was performed without preheating. The first seam was welded with electrodes with a diameter of 3 mm, and subsequent ones with electrodes with a diameter of 4 mm. During the welding process, the temperature of the base metal in the seam zone was controlled, preventing the heating of the part above 70 °C.

В результаті досліджень зварних швів пор, тріщин і інших дефектів в зварних швах і зоні термічного впливу не виявлено. Твердість металу шва не перевищувала 180-200 НВ і дозволяла легко проводити механічну обробку зварних швів звичайним металоріжучим інструментом.As a result of research on welds, pores, cracks and other defects in welds and the heat-affected zone were not found. The hardness of the weld metal did not exceed 180-200 HB and allowed for easy machining of the welds with an ordinary metal cutting tool.

Здійснення способу холодного зварювання чавуну, що заявляється, дозволяє видалити з поверхневого шару розробки чавуну глибиною 3-5 мм надмірну кількість вуглецю у складі об'єму окисленого металу при кисневій обробці, що приводить до підвищення якості зварного шва і зниження твердості наплавленого металу без застосування дорогих спеціальних електродів і складних технологічних прийомів.Implementation of the method of cold welding of cast iron, which is claimed, allows to remove from the surface layer of cast iron with a depth of 3-5 mm the excessive amount of carbon in the composition of the volume of oxidized metal during oxygen treatment, which leads to an increase in the quality of the weld and a decrease in the hardness of the deposited metal without the use of expensive special electrodes and complex technological techniques.

Впровадження способу холодного зварювання чавуну в промисловість дасть значний економічний ефект за рахунок використання недефіцитних і відносно дешевих стальних електродів при високій якості зварних з'єднань.The introduction of the method of cold welding of cast iron in the industry will give a significant economic effect due to the use of non-deficient and relatively cheap steel electrodes with high quality of welded joints.

Джерела інформації: 1. МИванов Б.Г, Журавицкий Ю.И., Левченков В.М. Сварка и резка чугуна. М., "Машиностроение", 1977. стр. 56-65. 2. Авторское свидетельство СССР Мо531694, кл. В 23 к 33/00, 1976 (аналог). 3. Авторское свидетельство СССР Мо339358, кл. В 23 к 9/14, 1972 (прототип).Sources of information: 1. MYvanov B.G., Zhuravitskyi Y.Y., Levchenkov V.M. Quarrel and sharp cast iron. M., "Mashinostroenie", 1977. pp. 56-65. 2. Author's certificate of the USSR Mo531694, cl. In 23 k 33/00, 1976 (analogue). 3. Author's certificate of the USSR Mo339358, cl. In 23 k 9/14, 1972 (prototype).

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of cold welding of cast iron with steel electrodes, which includes the preparation of the edges for welding followed by the filling of the development with rollers, which is distinguished by the fact that the molten surface of the development is decarburized with an oxidizing acetylene-oxygen flame.