В машиностроении 50% деталей машин изготавливают в основном из серых чугунов марок СЧ18, СЧ21 и слаболегированных чугунов [1]. В процессе эксплуатации и ремонта кроме износа сопряжений возникают аварийные дефекты, особенно в деталях двигателей: трещины, пробоины, сколы в головках и блоках цилиндров, в стенках водяной рубашки, а также в перемычках между цилиндрами. Восстановление данных дефектов горячей сваркой чугунными электродами, прутками или полугорячей сваркой порошковыми проволоками типа ППЧ-2, ППЧ-3 является малопроизводительным, трудоемким и дорогостоящим процессом, что в значительной степени ограничивает применение этих способов в ремонтной практике [2].
При холодной сварке чугуна электродами ЦЧ-3,4, МНЧ-2 и др. процесс менее трудоемок, но требует высокой квалификации специалиста и тщательного соблюдения технологии. При нарушении технологии сварки и в результате высокой скорости охлаждения шва и околошовной зоны в них образуются закалочные структуры, приводящие к возникновению трещин и пор.
Наиболее перспективной считается полуавтоматическая сварка чугуна самозащитной проволокой ПАНЧ-11. При ее использовании обеспечивается получение шва без видимого образования отбела по границе сплавления и, как следствие, снижение склонности к трещинообразованию. Получение качественных сварных соединений, близких по составу и структуре к свариваемому чугуну, при сварке проволокой ПАНЧ-11 обеспечивается за счет содержания в ней элементов-графитизаторов в виде углерода и кремния и никелевой основы [3]. Однако главным и существенным недостатком данного способа, сдерживающим его широкое распространение, является высокая стоимость проволоки и ее определенный дефицит.
Известно, что свариваемость чугуна можно повысить за счет введения в сварочную ванну никеля и титана. Это связано с измельчением металлической основы сплава и графитовых включений в чугуне [4]. Введение бора, хрома и меди в сварочную ванну, в свою очередь, позволяет образовывать сложнолегированные сплавы, которые снижают количество оксидов и измельчают структуру покрытий при кристаллизации.