§ 165. Резка стали больших толщин

Выпускавшиеся ранее промышленностью резаки для разделительной тазо-кислородной резки давали возможность производить резку стали тол­щиной не более 600 мм. Киевским политехническим институтом (К. К- Хреновым и М. М. Бортом) разработан процесс резки стали толщиной до 2 ж при помощи специального резака, отличающегося от всех предшествующих конструкций большой длиной кислородопровода и наличием расширяющегося сопла. Такое сопло обеспечивает значительно большую скорость истечения газа, вследствие чего образующиеся в процессе резки окислы хорошо выду­ваются из разреза даже при низком давлении кислорода (не превышающем 3—4 am).

§ 166. Поверхностная резка

Кроме обычной разделительной резки, в промышленности широкое применение получила также так называемая поверхностная резка. Прин­ципиальным отличием поверхностной резки является направление кисло­родной струи, которая при этом способе направляется не под прямым углом к поверхности металла, как при разделитель­ной резке металла, под острым углом, соста­вляющим обычно от 15 до 30°. Кислородная струя, направленная на предварительно разо­гретый до воспламенения металл, идет по по­верхности, как показано на фиг. 287. В ре­зультате образуются канавки определенной формы. Поверхностная резка служит для уда­ления прибылей и пороков с поверхности стального литья, слитков, полупроката, свар­ных швов, для исправления дефектов загото­вок после штамповки и ковки, для черновой обдирки круглых или плоских изделий, для

черновой нарезки ленточной резьбы, изготовления желобков канатных барабанов и гофрированных плоских поверхностей, для подготовки кро­мок под сварку с V-образным очертанием разделки и т. д.

Фиг. 287. Схема процесса поверхностной резки.

Поверхностную резку осуществляют как ручным, так и автоматическим способом. Для поверхностной резки применяют специальные инжекторные резаки, отличающиеся от резаков для разделительной резки незначитель­ными изменениями конструкции головки и мундштука.

Скорость перемещения резака значительно выше, чем при разделитель­ной резке, а скорость истечения струи режущего кислорода ниже. В зави­симости от режима резки очертание поверхности желобка может иметь полукруглую, полуовальную, полупараболическую или плоскую формы.

Глава XXX сварка чугуна и цветных металлов и сплавов

§ 167. Сварка чугуна

Сварку серого чугуна производят главным образом при заварке дефек­тов литья и в ремонтных работах. Затруднения, возникающие при сварке чугуна, обусловлены, с одной стороны, высоким содержанием в нем угле­рода и кремния, а с другой — низкой пластичностью чугуна и его высокой чувствительностью к нагреву. Сварку чугуна производят без подогрева или с предварительным подогревом; в зависимости от этого различают холодную и горячую сварку. Чугун сваривают газовой и электродуговой сваркой.

Газовую сварку чугуна производят нормальным или науглероживаю­щим пламенем. Мощность пламени выбирают из расчета 100—120 л/час ацетилена на 1 мм толщины металла. В качестве присадочного металла применяют прутки из чугуна с повышенным содержанием углерода (3,5— 4%), кремния (3,0—3,5%) и фосфора до 0,8%. Флюсами служат бура Na₂B₄0₇ или порошок, содержащий примерно 50% буры, 47% бикарбо­ната натрия NaHC0₃ и 3% окиси кремния Si0₂. Нагретый докрасна конец присадочного прутка погружают во флюс, а затем в жидкую ванну. Флюс расплавляется ранее чугуна и равномерно растекается по поверхности, предохраняя ее от окисления.

Во всех случаях газовой сварки чугуна производят предварительный подогрев свариваемого изделия, причем при сварке мелких чугунных изде­лий нагрев производят общий, т. е. все изделие нагревают сварочной горел­кой до температуры красного каления; при сварке же массивных изделий производят местный нагрев их в местах возможного возникновения вну­тренних напряжений и в зоне, непосредственно примыкающей к сварному шву. Подогрев чугуна замедляет скорость охлаждения расплавленного металла и тем самым предупреждает отбеливание и способствует более пол­ной графитизации чугуна. Подогрев предотвращает образование трещин и способствует повышению плотности наплавленного металла. При заварке трещины ее концы засверливают, а трещину вырубают. Вырубленному месту придают V-образную форму с углом раскрытия 70—90°.

Электродуговую сварку можно осуществлять металлической и угольной дугой. Сварку металлической дугой ведут с подогревом и без подо­грева.

При сварке с подогревом в качестве электродов применяют чугунные прутки диаметром 8—12 мм, по составу аналогичные пруткам, применяемым при газовой сварке. Подготовка изделия под сварку с подогревом по способу Славянова отличается тем, что для удержания расплавленного чугуна в месте сварки применяют формовку из огнеупорных материалов. Подогрев про­изводят до 500—600°. Силу тока для сварки выбирают в пределах 300— 1000 а в зависимости от толщины изделия и диаметра электрода. Горячую сварку чаще ведут на постоянном токе при обратной полярности (плюс на электроде, минус на изделии). Плотность тока на электроде составляет 6—8 аImм². После окончания сварки, для того чтобы замедлить охлажде­ние изделия и тем самым предотвратить отбеливание чугуна в месте сварки, изделие засыпают древесным углем и оставляют в яме или горне для мед­ленного остывания. Горячая сварка чугуна обеспечивает более высокие качества сварного соединения, чем холодная сварка. Наплавленный металл имеет свойства, не уступающие основному металлу.

При холодной сварке чугуна в качестве электродного металла исполь­зуют малоуглеродистую сталь, биметалл или сплавы меди с никелем. Во всех случаях сварки чугуна без подогрева применяют возможно меньший диаметр электрода (порядка 3—4 мм) и пониженную силу тока (100—140 а). Сварку ведут участками, с перерывами, давая остывать изделию до 50—60°. После окончания сварки изделие засыпают подогретым песком или накры­вают подогретым асбестом.

Фиг 288;разделка кромок чугуна со шпильками.

При сварке чугуна электродами из малоуглеродистой стали для повы­шения плотности соединения применяют шурупы или шпильки, которые предварительно ввертывают в шахматном порядке в кромки свариваемых деталей (Фиг. 288). Шпильки обваривают кругом тонкими валиками, а затем наплавкой на кромках соединяют между собой. Первый слой стали обо­гащается углеродом, приближаясь по составу к высокоуглеродистой стали.В последующих слоях содержание углерода в наплавленном металле умень­шается. Вследствие того что шпильки и сварной шов работают неодно­временно, прочность сварного шва от постановки шпилек не увеличи­вается.; Механическая обработка сварного шва при сварке чугуна стальными электродами возможна только путем обдирки абразивным кругом. Этот способ сварки чугуна применяют только в неответственных случаях, например, при сварке трещин в станинах машин, не несущих нагрузок, и т. д. Большое распространение получил способ холодной сварки чугуна биметаллическими электродами с медной сердцевиной и облицовкой из жести или электродами из сплава меди с никелем. Эти электроды покрывают обмазкой, состоящей из 65% карборунда, 15% тита­новой руды, 15% алюминия и 5% мела. Толщина обмазки 0,3—0,5 мм. Техника сварки этими элек­тродами аналогична технике сварки стальными элек­тродами; при этом способе сварной шов поддается механической обработке.

Сварку чугуна угольными электродами производят главным образом в тех случаях, когда можно обой­тись без применения присадочных чугунных стерж­ней и когда присадочный металл в виде обломков чугуна может быть перед сваркой уложен, на дефектное место. Основной областью применения этого способа сварки является литейное производство, где угольным электродом с успехом заваривают различные дефекты литья, как-то: раковины, трещины и др. Сварку чугуна угольным электродом производят на постоянном токе при прямой полярности (плюс на изделии, минус на электроде). Сила тока при диаметре угольного электрода от 10 до15 мм составляет 180—300 а. Процесс сварки ведут с предварительным подогревом.

Чугун достаточно хорошо поддается твердой пайке медными припоями посредством ацетилено-кислородной сварочной горелки. В качестве припоя для чугуна может быть использована стандартная латунь с содержанием меди 57—62%, остальное цинк и примеси. К недостаткам способа отно­сятся пониженная производительность, высокая стоимость медного припоя, возможность коррозии в активных средах.