Процессы ручной и механизированной дуговой сварки чугуна выполняют на постоянном токе прямой или обратной полярности. Проволоки сплошного сечения или порошковые проволоки должны подаваться в зону сварки непрерывно, без рывков и задержек. Коэффициент использования электродных материалов не должен превышать пределы, установленные в таблицах А.3, А.4.
5.2.1 Требования к составу и последовательности операций технологического процесса
5.2.1.1 Сварка изделий
Технологический процесс дуговой сварки литосварных изделий из чугуна включает операции:
предварительный подогрев заготовок в сборе;
сварку изделия;
контроль качества сварных соединений;
испытание литосварных изделий.
Предварительный подогрев заготовок, собранных под сварку, выполняют в электропечи или газовым пламенем.
Дуговую сварку изделий из чугуна осуществляют, в основном, механизированными методами с использованием проволок сплошного сечения: ПАНЧ-11, ПАНЧ-12, МН-25 и др. - без предварительного подогрева (или с предварительным подогревом изделия до температуры 200 - 300 °С) или порошковых проволок: ПП-АНЧ-5, ППСВ-7 и др. - с предварительным подогревом изделия до температуры 400 - 600 °С. Однако при сварке изделий из чугуна предпочтительно использование автоматизированных процессов дуговой сварки, так как они выполняются без перерывов при небольшом расходе электродных материалов. В случае многопроходной сварки процесс может прерываться на зачистку швов, кантовку изделия, изменение режима сварки.
В случае необходимости сварные изделия подвергают термической обработке (отжигу) для снятия остаточных сварочных напряжений. Режимы термической обработки устанавливают в соответствии с НД на сварное изделие.
Требования к контролю качества сварных соединений чугуна - в соответствии с п. 5.8.
5.2.1.2 Исправление литейных дефектов на отливках
Технологический процесс дуговой сварки (заварки) дефектов на чугунных отливках включает операции:
предварительный подогрев отливок;
сварку (заварку) дефектов;
контроль качества сварных соединений;
испытание отливок с исправленными дефектами.
Предварительный подогрев отливок с разделанными дефектами и подформами на них выполняют в электропечи, газовыми горелками или на горне с коксом.
Ручную дуговую сварку (заварку) дефектов осуществляют на чугунных отливках из серого чугуна с пластинчатым графитом электродами ЭЧ-1, ЭЧ-2, ЦЧ-5, на отливках из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом - электродами ЭВЧ-1.
Механизированную дуговую сварку (заварку) дефектов на отливках из серого чугуна с пластинчатым графитом осуществляют с применением порошковых проволок ПП-АНЧ-2, ППСВ-7, на отливках из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом - проволоки ПП-АНЧ-5.
Сварку (заварку) дефектов с предварительным подогревом отливок выполняют только в нижнем положении.
Дефекты с объемом наплавленного металла до 100000 мм3 заваривают непрерывно от краев к центру с подваркой усадки. Дефекты с большим объемом наплавленного металла разбивают на участки по форме в виде круга (диаметром 100 мм) или квадрата (100 ´ 100 мм). Заварку начинают с участка, расположенного в наиболее глубоком месте. Далее заваривают (наплавляют) последовательно участки толщиной примерно 10 мм с небольшим перекрытием заваренных участков. Между заваркой отдельных участков делают небольшие перерывы для зачистки поверхности шва (наплавки).
Замедленное охлаждение отливки с заваренным дефектом осуществляют с использованием тех же средств, которые применяют для предварительного подогрева.
В случае необходимости отливки с исправленными дефектами подвергают термической обработке (отжигу) для снятия остаточных сварочных напряжений и обеспечения обрабатываемости сварных соединений механическим инструментом. Режимы термической обработки устанавливают в соответствии с НД на отливки.
Требования к контролю качества чугунных отливок с исправленными литейными дефектами в соответствии с п. 5.8.
5.2.1.3 Восстановление деталей
Технологический процесс дуговой сварки разрушенных или изношенных чугунных деталей включает операции:
сварку поврежденных деталей;
контроль качества сварных соединений;
испытание восстановленных деталей.
Предварительный подогрев при дуговой сварке поврежденных чугунных деталей, как правило, не применяют.
Ручную дуговую сварку поврежденных чугунных деталей осуществляют с использованием покрытых электродов на никелевой (ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, МНЧ-2), никележелезной (ОЗЖН-1), медной (ОЗЧ-2, ОЗЧ-6) или железной (ЦЧ-4) основе. Сварку ведут швами длиной 30 - 50 мм с перерывами на охлаждение и зачистку швов. Длинные трещины разбивают на участки длиной 50 - 60 мм и сварку осуществляют по участкам в определенном порядке в соответствии с НД на восстанавливаемую деталь. Таким же образом ведут сварку отбитых частей или вставок. Сварные швы, выполненные электродами со стержнем из никелевых сплавов, как правило, проковывают молотком непосредственно после обрыва дуги. При использовании электродов с медным стержнем проковка швов обязательна.
Механизированную дуговую сварку поврежденных чугунных деталей осуществляют с использованием проволок сплошного сечения на медной (МН-25) или никелевой (ПАНЧ-11, ПАНЧ-12) основе. Сварку ведут швами длиной 60 - 80 мм (проволокой ПАНЧ-11 до 150 мм) с перерывами на охлаждение. Длинные трещины разбивают на участки длиной 80 - 100 мм и осуществляют сварку по участкам в определенном порядке в соответствии с НД на восстанавливаемую деталь. Допускается сварные швы проковывать.
В случае необходимости восстановленные детали подвергают термической обработке (отжигу) для снятия остаточных сварочных напряжений и обеспечения обрабатываемости сварных соединений механическим инструментом. Режимы термической обработки устанавливают в соответствии с НД на деталь.
Требования к контролю качества восстановленных сваркой чугунных деталей в соответствии с п. 5.8.
5.2.2 Требования к режимам и параметрам технологического процесса
Дуговую сварку конструкционных чугунов выполняют с использованием покрытых электродов, порошковых проволок и проволок сплошного сечения.
5.2.2.1 Режимы сварки покрытыми электродами
Рекомендуемые режимы ручной дуговой сварки чугуна и коэффициенты использования электродов приведены в таблице А.3.
5.2.2.2 Режимы сварки порошковыми проволоками
Рекомендуемые режимы сварки чугуна порошковыми проволоками, а также коэффициенты использования порошковых проволок приведены в таблице А.4.
5.2.2.3 Режимы сварки проволоками сплошного сечения
Рекомендуемые режимы сварки чугуна проволоками сплошного сечения приведены в таблице А.5.
5.3.1 Требования к основному технологическому сварочному оборудованию электродержатели для ручной дуговой сварки чугуна электродами диаметром 2 - 6 мм должны удовлетворять требованиям ГОСТ 14651.
При механизированной дуговой сварке чугуна проволоками сплошного сечения или порошковыми проволоками основное технологическое оборудование должно обеспечивать равномерную подачу электродной проволоки в зону сварки со скоростью ее плавления и поддержание на заданном уровне параметров режима сварки, в первую очередь сварочного тока и напряжения дуги в соответствии с ГОСТ 18130.
Скорость подачи проволоки сплошного сечения регулируют от 50 до 150 м/ч, а порошковой проволоки - от 80 до 350 м/ч.
Источники питания для механизированной дуговой сварки чугуна (сварочные преобразователи или выпрямители постоянного тока) должны иметь жесткую или пологопадающую внешнюю характеристику.
5.3.2 Требования к механическому и вспомогательному технологическому оборудованию
Механическое оборудование, применяемое при сварке литосварных изделий из чугуна, должно соответствовать требованиям ГОСТ 21694.
Требования к вспомогательному технологическому оборудованию устанавливают в конструкторской документации на изделие.
Требования к технологической оснастке устанавливают в конструкторской документации на изделие.
Участок для дуговой сварки чугуна должен быть расположен в хорошо освещенном вентилируемом помещении, по объему и площади соответствующем санитарным нормам.
Организация рабочих мест сварщиков должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032 и ГОСТ 12.2.033.
На участке должны быть расположены посты ручной и (или) механизированной дуговой сварки, устройство для предварительного, сопутствующего и последующего подогрева заготовок или отливок и деталей, оборудованное место для подготовки заготовок под сварку (разделка дефектов, изготовление подформы на разделанном дефекте и др.), оборудованное место для контроля качества сварных соединений, устройства для отвода и локализации выделяющихся при сварке аэрозолей.
В зависимости от массы чугунных заготовок, отливок или деталей участок следует размещать в зоне действия цехового крана достаточной грузоподъемности или других грузоподъемных механизмов.
Питание участка электроэнергией должно быть от отдельного распределительного щита мощностью 20 - 100 кВ×А (при количестве постов от 1 до 5).
На постах дуговой сварки чугуна не должно быть сквозняков.
Контроль выполняют на всех стадиях дуговой сварки чугуна от подготовки отливок, деталей и заготовок до контроля качества сварных соединений.
На стадии подготовки проверяют чистоту поверхностей, зачищенных под сварку: отсутствие на них загрязнений и дефектов литейного происхождения - раковин, пористости, засоров, микротрещин и др. Для этого применяют методы визуального контроля с использованием луп и увеличительных стекол, а также травление слабыми растворами кислот для более надежного выявления микротрещин.
Проверяют правильность подготовки разделок под сварку: угол раскрытия кромок, притупление и зазор в корне разделки, засверловку концов трещин.
Подформу на крупных литейных дефектах проверяют на обеспечение формы и размеров отливки после заварки дефекта согласно требованиям чертежа на изделие.
При выполнении сварки с предварительным подогревом заготовок или отливок требуемую температуру подогрева контролируют с точностью ±10 °С.
В процессе сварки проверяют напряжение и сварочный ток вольтметрами и амперметрами классом точности 0,5. Контроль тока и напряжения проводят в начале сварки, а при длительной заварке крупных дефектов порошковой проволокой - периодически через каждые 5 - 7 мин.
Требования к испытаниям устанавливают в конструкторской документации на изделие или восстановленную деталь (отливку).
Если литосварное изделие или восстановленная деталь (отливка) работают под давлением, то после сварки их подвергают гидравлическим испытаниям на герметичность сварных соединений избыточным давлением 0,2 - 1,0 МПа или «керосиновой пробе». Условия и параметры испытаний на герметичность устанавливают в НД на изделия или детали.
Сварные соединения чугуна, выполненные дуговой сваркой, должны обеспечивать служебные характеристики, установленные нормативным документом на изделие.
Сварные соединения чугуна, выполненные дуговой сваркой, подвергают визуальному контролю с применением луп или увеличительных стекол с двух-пятикратным увеличением. При визуальном контроле выявляют дефекты, выходящие на поверхность: трещины, поры, подрезы, непровары. Волосовидные трещины, трудно выявляемые визуально, обнаруживают методом цветной дефектоскопии в соответствии с ГОСТ 3242.
Контроль качества сварных швов допускается осуществлять растяжением до разрушения образцов-«свидетелей», вырезанных поперек шва по ГОСТ 6996 из сваренных стыковых соединений чугуна, из которого изготовлены изделия, и по технологии сварки этих изделий.
Внутренние дефекты: трещины, поры, шлаковые включения, непровары и др. - при толщине металла до 250 мм могут выявляться радиационным методом (рентгеновскими или g-лучами) в соответствии с ГОСТ 3242.
В зависимости от назначения свариваемых изделий и условий их эксплуатации установлены два уровня требований к их качеству.
Первый уровень: механические свойства металла шва и околошовной зоны (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение) должны быть не хуже соответствующих механических свойств чугуна, из которого изготовлены свариваемые детали. Металл шва (наплавленный металл) должен обрабатываться режущим инструментом. Наличие трещин и пор недопустимо.
Второй уровень: механические свойства металла шва и околошовной зоны могут быть на 25 % хуже соответствующих механических свойств основного металла, наплавленный металл должен обрабатываться режущим инструментом. Наличие трещин и сквозных пор недопустимо. Допустимые дефекты устанавливают в НД на изделия из чугуна.
Требования к декоративной заварке поверхностных дефектов настоящим стандартом не устанавливаются, если требования к ним ниже, чем к конструктивным сварным соединениям.
Маркировка на литосварных изделиях из чугуна по НД на продукцию.
5.10.1 Требования к упаковке и транспортированию
Требования к упаковке и транспортированию отливок, заготовок и сварочных материалов устанавливают в НД на соответствующий вид продукции.
5.10.2 Требования к хранению
Требования к хранению отливок, заготовок и сварочных материалов устанавливают в НД на соответствующий вид продукции.
Санитарно-гигиенические условия на участках дуговой сварки чугунов в части требований к производственным помещениям, оборудованию, приспособлениям, отоплению, вентиляции и освещению должны удовлетворять Санитарным правилам при сварке, наплавке и резке металлов №1009.
