Техника - молодёжи 1952-09, страница 30

ИСЦЕЛЕНИЕ ГУННЫХ

И. САЕНКО Рис. А. ЛЕБЕДЕВА

«Поднять массовое движение изобретателей и рационализаторов из инженеров, техников, рабочих и колхозников за дальнейшее техническое усовершенствование и расширение производства, за всестороннюю механизацию, облегчение и дальнейшее оздоровление условий труда».

(Из проекта ЦН ВНП(6). ( Директивы XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану развития СССР на 1951—1955 годы».)

Учась в школе рабочей молодежи, а позднее в институте, я одновременно работал сварщиком. Часто мне приходилось сталкиваться с чугунными изделиями, имевшими небольшие, едва заметные трещины. Когда заходила речь об их ремонте, обычно безнадежно махали рукой: попробовать, конечно, можно, но прочного шва все равно не наложишь.

Мне всегда было очень досадно, что списываются как безвозвратно погибшие изделия, имеющие лишь едва заметные глазу изъяны. Правда, опытным сварщикам удавалось иногда поправить дело, но в большинстве случаев деталь уходила на переплавку.

На многих предприятиях я видел целые горы чугунного лома. Преждевременная гибель деталей приносит громадные убытки народному хозяйству страны. И, может быть, ни одна отрасль промышленности не страдает от этого так, как автотракторная: блоки двигателей, представляющие собой тонкостенные чугунные отливки, забраковываются даже при небольших пороках. Я понимал, что если бы был найден путь восстановления этого брака, страна получила бы огромную экономию. Меня увлекла эта возможность, и я занялся поисками способов восстановления чугунных блоков двигателей.

Как исцелялось прежде чугунное литье в тех (редких случаях, когда это пытались делать?

Чаще всего прибегали к сварке медно-железным комбинированным электродом. Иногда производили сварку стальными электродами,

а затем покрывали сварной шов карбинольньгм клеем, i чтобы сделать его водонепроницаемым. Наконец, в ряде случаев применяли металлизацию — покрытие порока металлическим слоем. Но все эти приемы ремонта имели очень небольшое распространение. И вот почему.

При первом способе заварки трещин из-за разности температуры плавления меди и чугуна шов получается пористым. Кроме того, сваренный шов часто не поддается механической обработке.

Сварка стальными электродами имеет такой же недостаток. Это вызывается тем, что металл шва, имеющий температуру порядка 1200°, окружен практически ненагретым металлом. В результате шов быстро теряет тепло, и входящий в состав чугуна углерод соединяется с железом электродов — происходит так называемое отбеливание чугуна. Получающийся при этом цементит очень прочен. Механической обработке шов уже не поддается.

При третьем способе «лечения» чугунных изделий — металлизации — приходится ограничивать дальнейшее применение изделия. Так, например, рабочее давление не должно теперь превышать 0,5— 0,7 атм., иначе нанесенный слой металла будет отлипать.

В 1950 году советский сварщик Александр Гаврилович Назаров разработал метод холодной сварки чугуна электродутовым способом. Талантливому изобретателю и его ученикам удавалось ремонтировать как крупные агрегаты, так и маленькие дета\и. Изобретение Назарова явилось важным сдвигом

в области сварки чугуна. Но оно еще не решало окончательно эту большую и важную задачу, — ведь Назаров варит чугун набором электродов, среди которых есть и медные. В некоторых же случаях металл шва должен быть однороден с металлом детали. Кроме того, если речь заходит о качестве шва, каждый сварщик отдаст предпочтение газовой сварке: ведь при электродуговой сварке зона шва значительно перегревается по сравнению с остальной массой. А поскольку нагретые участки металла стремятся расшириться, а холодные препятствуют этому, то в металле появляются внутренние напряжения, могущие вызвать новые трещины. Этих дефектов можно избежать при сварке толстостенного литья, — чем больше масса детали, тем больше и ее способность к сопротивлению.

Но как избавиться от трещин в тонкостенных деталях, скажем, в стенках блоков двигателей? Как надежно заваривать трещины в блоках цилиндров, в головках блока, в картерах маховиков, сцеплений и т. д.? \

В своих исследованиях я прежде всего исходил из учета изменения физических и механических свойств чугуна при повышенных температурах.

В некоторых случаях, когда один из концов трещины выходит в край детали, чугун можно сваривать и в холодном состоянии. Но для заварки пороков, расположенных в замкнутом контуре, предварительный нагрев необходим, и технология в этом случае более сложна.

Дело в том, что чугун очень капризно ведет себя при нагреве и охлаждении. Его физические и механические характеристики меняются очень резко. Так, если нагреть чугун до 100-200°, то твердость и прочность его упадут на 10 —15°/о. Но при нагреве до 300 — 400° его свойства приближаются к начальным, а при 400 - 500° опять начинается резкое снижение.

В технической литературе для сварки чугуна рекомендуется очень широкий диапазон температур — от 100 до 900°. Это явная ошибка. При 700° чугун имеет только 15°/о начальной твердости и прочности при растяжении, так как при высокой температуре в чугуне происходит распад одной из его составных частей — цементита. Поэтому я пришел к заключению: при предварительном нагреве нельзя подниматься выше 400°.

Около полугода я проверял этот вывод с газовой горелкой в руках. Десятки и сотни деталей были испробованы, видоизменялись условия опыта. Лучшие результаты я получил при предварительном нагреве до 350—400°. Правда, сначала почти половина сваренных деталей уходила в брак, но это уже надо было отнести за счет неверной технологии. Самое главное — температура сварки была найдена.

Но мало правильно нагреть деталь. Надо поддерживать эту же температуру и во время наложения шва. Ведь если при сварке деталь будет остывать, хорошего результата не будет. Обычно детали свариваются на открытом воздухе. И, конечно, остывают раньше, чем закончена сварка.

28