1.4. Зварюваність чавуну

Чавун належить до матеріалів, які мають поганий технологічної зварюваністю. Основні труднощі при зварюванні зумовлені високою схильністю його до відбілювання, тобто появи ділянок з виділеннями цементиту, а також утворення тріщин у шві і біляшовній зоні. Крім того, чавун має низьку в порівнянні зі сталлю температуру плавлення (1200-1250 ^о С) і швидко переходить з рідкого стану в твердий. Це викликає утворення пор у шві, оскільки інтенсивне виділення газів зі зварювальної ванни продовжується і на стадії кристалізації.

Підвищена жидкотекучесть чавуну ускладнює утримання розплавленого металу від витікання і ускладнює формування шва. Внаслідок окислення кремнію на поверхні зварювальної ванни можливе утворення тугоплавких оксидів, що може призвести до непровару.

При виборі способу зварювання чавуну необхідно враховувати такі особливості:

· Висока його крихкість при нерівномірному нагріванні й охолодженні може викликати появу тріщин в процесі зварювання;

· Прискорене охолодження призводить до утворення вибіленої прошарку в околошовной зоні й утрудняє його подальшу механічну обробку;

· Сильне газоутворення в рідкій ванні може викликати пористість зварних швів;

· Висока жидкотекучесть чавуну обумовлює необхідність у ряді випадків подформовкі.

Чавунні деталі, що працюють тривалий час при високих температурах, майже не піддаються зварюванню. Це відбувається в результаті того, що під дією високих температур (300-400 ^о С і вище) вуглець і кремній окислюються, і чавун стає дуже крихким. Чавун, що містить окислений вуглець і кремній, називають горілим.

Погано зварюються також чавунні деталі, що працюють тривалий час в зіткненні з маслом і гасом. Поверхня чавуну просочується маслом і гасом, які при зварюванні згорають і утворюють гази, що сприяють появі суцільний пористості в зварному шві.

1.5. Способи зварювання чавуну

Зварювання чавуну застосовують при ремонтно-відновлювальних роботах і для виготовлення зварювально-литих конструкцій. Чавун зварюють переважно при усуненні дефектів лиття в чавунних виливках до і після механічної обробки, а також при ремонті деталей. До зварних з'єднань чавунних деталей залежно від умов експлуатації пред'являються різні вимоги - від декоративної заварки зовнішніх дефектів до отримання сполук, равнопрочний з основним металом. Чавун можна зварювати дуговим зварюванням металевим або вугільним електродом, порошковим дротом, газовим зварюванням та іншими способами.

Найбільш часто способи зварювання чавуну класифікують за станом деталі, що зварюється. У залежності від температури попереднього підігріву розрізняють зварювання з підігрівом (гарячу зварювання) і без підігріву (холодну зварювання).

Гаряче дугове зварювання чавуну застосовують у випадках, коли металом шва повинен бути чавун, за своїми властивостями наближається до властивостей основного металу деталі.

Холодне дугове зварювання чавуну виконують на оброблюваних і оброблених поверхнях деталей, коли дефекти лиття незначні або середніх розмірів, коли вони некрізні або наскрізні, але невеликої довжини і, нарешті, коли наплавляється метал не передбачений у вигляді чавуну. При холодному зварюванні зварюються деталі не підлягають попередньому нагріву. Особливості застосування різних способів дугового зварювання чавуну показані в таблиці 1. Вибір способу і технології зварювання залежить від вимог до зварному з'єднанні. При виборі технології зварювання враховують необхідність підігріву металу, а також механічної обробки металу шва і біляшовній зони після зварювання.

Таблиця1.2. Області застосування різних способів дугового зварювання чавуну.

Спосіб зварювання	Область застосування	Характеристика наплавленого металу
Гаряча ванна ручна чавунними електродами і механізована порошковим дротом.	Різні дефекти великих розмірів на оброблюваних, оброблених і відповідальних необроблюваних поверхнях	Хороші оброблюваність і щільність, макроструктура, твердість, міцність показники аналогічні основного металу.
Ручна електродами на мідно-нікелевій основі.	Некрізні дефекти невеликих і середніх розмірів на оброблених поверхнях. В окремих випадках наскрізні дефекти невеликої довжини.	Хороші оброблюваність, щільність і міцність.
Ручна електродами на залізо-нікелевої основі.	Різні дефекти невеликих і середніх розмірів на поверхнях виливків і деталей.	Хороші оброблюваність, щільність і міцність. Колір збігається з кольором основного металу.
Ручна електродами на основі низьковуглецевої сталі зі спеціальним покриттям.	Некрізні дефекти невеликих розмірів на оброблених поверхнях.	Твердість і колір збігаються з твердістю і кольором основного металу.
Ручна електродами на мідно-сталевій основі.	Наскрізні дефекти на необроблюваних поверхнях виливків і стінках резервуарів.	Високі щільність і міцність. Оброблюваність утруднена. Відрізняється за кольором.
Холодна ручна сталевими електродами.	Некрізні дефекти на необроблюваних поверхнях виливків.	Висока твердість, недостатні щільність і міцність.