1.3 Вибір електродів для зварювання чавуну

Електроди,щоб зварювання чавуну характеризуються за вживаним увазі стрижня електрода.

Стрижень електрода може бути виготовлений із чавунних прутків, сталевий зварювального дроту, мідного дроту і її сплавів, а також з деяких дротів легованих сталей.

Зварювання сталевими електродами з застосуванням спеціальних покриттів. У цьому випадку застосовують електроди з дроту Св-08 або Св-08А зі спеціальними покриттями. Важливу роль у покритті грає феросиліцій, який допомагає отримати сірий чавун. Цей спосіб використовується для зварювання виробів нескладної форми, що працюють при незначних навантаженнях. При правильному і ретельному виконанні зварювання можна домогтися отримання щільного зварного з'єднання, що піддається механічній обробці.

До вказаної групи електродів відносяться електроди марки ЦЧ-4, до складу покриття яких входять елементи, активно вступають у хімічну сполуку з вуглецем зварюється металу і утворюють стійкі карбіди, нерозчинні в залозі.

Також слід зазначити електроди марки ЕМЧС, стрижень яких складається з низьковуглецевої дроту, а покриття - з трьох шарів: 1-й шар є легуючим, 2-й шлако-і газоутворюючих, 3-й - газозахисної. Застосування цих електродів при зварюванні чавунних виробів з відносно невеликою товщиною металу, що зварюється (8-10 мм) дозволяє отримати якісні зварні з'єднання без попереднього підігріву. При зварюванні виробів більшої товщини перші шари виконують електродами ЦЧ-4, а наступні - електродами УОНІ-13/45.

Зварювання електродами монель-металу. При зварюванні електродами з монель-металу (25-30% міді і 60-70%) забезпечується порівняно хороша оброблюваність наплавленого металу і підвищена стійкість проти утворення тріщин. Мідь і нікель не утворюють сполук з вуглецем, але їх наявність у сплаві зменшує розчинність вуглецю в залозі і сприяє графітизації. Тому вони зменшують імовірність відбілювання.

Електроди складаються з мідно-нікелевих стержнів діаметром 3-4мм і спеціального покриття. Знаходять застосування в промисловості електроди марок МНЧ-1 зі стрижнем з монель-металу. Зварку ведуть електродами діаметром 3-4мм, не допускаючи перегріву деталі (для цього рекомендуються перерви для охолодження).

Зварювання електродами з монель-металу застосовують і в комбінації з іншими електродами, що дозволяє отримати з'єднання, задовільні по механічній міцності і оброблюваності. Зварювання комбінованими електродами. В якості комбінованих електродів застосовуються залізомідні електроди:

1) Мідний стрижень з обплетення з бляхи товщиною 0,25-0,3 мм, яку у вигляді стрічки шириною 5-7мм навивають на стрижень по гвинтовій лінії.

2) Пучок електродів, що складається з одного або двох мідних стрижнів і сталевого електрода із захисним покриттям будь-якої марки. Пучок зв'язують у трьох-п'яти місцях мідним дротом, і на кінці, що вставляється в електродотримач, прихоплюють між усіма стрижнями.

3) Найбільш вчинені з числа залізомідних електродів - електроди марки ОЗЧ-1, що представляють собою мідний стрижень діаметром 4-5мм, на який нанесено покриття, що складається із сухої суміші покриття УОНИ-13 (50%) і залізного порошку (50%), замішаних на рідкому склі.

Зварювання залізомідними електродами слід вести таким чином, щоб не допускати сильного розігріву зварюваних деталей: на мінімально можливих токах, що забезпечують стабільне горіння дуги, короткими ділянками, з перервами для охолодження деталей, що зварюються.

Загальний недолік залізомідних електродів - неоднорідна структура металу шва: м'яка мідна основа і тверді включення залізницею складової, що утрудняють обробку та перешкоджають отриманню високої чистоти обробленої поверхні. Кілька кращою оброблюваністю володіють шви, виконані електродами марки Анч-1, стрижень яких складається з аустенітної сталі і мідної оболонки. На електрод наносять покриття фторі сто-кальціевого типу. У порівнянні із залізомідними електродами вони забезпечують найкращі оброблюваність місць зварювання і стійкість металу шва проти утворення кристалізаційних тріщин.

Зварювання чавуну чавунними електродами. Для зварювання чавуну застосовують чавунні електроди з покриттям, до якого входять графітоутворюючі елементи, і електроди з аустенітного нікелевого чавуну з покриттям, що складається з карборунда (55%), і вуглекислого барію (23,7%), замішаних на рідкому склі. Стрижні чавунних електродів виготовляють з круглих сталевих прутків.

Таблиця 1.1. Залежність довжини електрода від його діаметра

Діаметр прутка (мм)	Довжина електрода (мм)
4	250
6	350
8,10,12	450

Холодне зварювання електродами дуже складно домогтися позитивних результатів, оскільки при великих швидкостях охолодження утворюється структура білого чавуну в шві і біляшовній зоні.

Для попередження відбілювання необхідно забезпечити такий складметалу шва, для якого в цих умовах буде виходити структура сірого чавуну. Це може бути досягнуто шляхом використання спеціальних електродів. Прикладом таких електродів можуть служити електроди марки ЕМЧ, стрижень яких представляє собою чавун з підвищеним вмістом кремнію, а покриття двошарове: 1-й шар - легуючий, 2-й шар забезпечує газову і жужільну захист. При зварюванні цими електродами чавунних деталей з товщиною стінки до 12 мм без попереднього підігріву вдається отримати шви і біляшовній зону без відбілювання. Якщо ж цими електродами зварюють масивні деталі, то для отримання якісних з'єднань деталі доводиться підігрівати до 400-450 градусів Цельсія. Для поліпшення оброблюваності і деякого підвищення пластичності металу шва використовують електроди з нікелевих чавунів. Електроди з нікелевих чавунів забезпечують отримання швів, що володіють хорошою оброблюваністю. Тонке покриття, що наноситься на стрижні з нікелевих чавунів, рекомендується наступного складу: карборунд (55%), вуглекислий барій (23,7%), рідкескло(21,3%).

Зварювання виконують в декілька шарів зі зворотно-поступальним рухом кінця електрода. Основний недолік електродів з нікелевих чавунів - підвищена схильність до утворення гарячих тріщин.

Зварювання сталевими електродами з карбідоутворюючіми елементами в покритті. Часто для більш повного випалювання вуглецю в метал шва вводять сильні карбідоутворювачі.

У цьому випадку в основному утворюються карбіди даного елемента, не розчиняються в залозі. Металева основа при цьому виявляється досить зневуглецьованою і пластичної. Прикладом можуть служити електроди марки ЦЧ-4 зі стрижнем з низьковуглецевої дроту марок Св-08 або Св-08А і покриттям наступного складу: мармур- 12%, плавиковий шпат - 16%, ферованадій - 66%, феросиліцій - 4%, поташ - 2 %, рідке скло - 30% маси сухої суміші. Цими електродами спочатку облицьовують кромки на малих струмах.

Зварювання виконують паралельними валиками з перекриттям кожного попереднього на половину його ширини. Після другого шару силу струму збільшують на 15-20%. Остаточно оброблення заповнюють електродами УОНИ-13/45.

Область застосування цих електродів - зварювання пошкоджених деталей і заварка дефектів у виливках із сірого і високоміцного чавуну. У разі необхідності можна також зварювати з'єднання сірого і високоміцного чавуну із сталлю.

Зварні з'єднання, виконані цими електродами, мають задовільну оброблюваність, щільність і досить високу міцність.