Provipstroy.ru

Строительный Мастер Provipstroy.ru
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем особенности сварки изделий из чугуна при помощи электродов — технология и нюансы

В чем особенности сварки изделий из чугуна при помощи электродов — технология и нюансы

В технологиях сварочной обработки чугуна есть свои нюансы. По свойствам чугун несколько отличается от стальных сплавов.

Поэтому при сваривании этого металла посредством электродов могут возникать некоторые сложности.

Эта статья расскажет о принципах электросварки чугуна электродами.

  • Характеристика металла
  • Подготовительный этап
  • Технология сваривания
  • Электроды для работы с чугуном
  • Методики
  • Технология резки
  • Безопасность во время работы

Характеристика металла

По химическому составу чугун – это сплав железа и углерода, процент которого не меньше 2,14. Однако есть сплавы с примесями.

В целом выделают четыре категории сплава, которые маркируются по:

  • Цвету:
  1. Белый. Содержит до 6,67 процента углерода. Этот сплав достаточно хрупкий, однако имеет высокую твердость. Применяется для переплавки на сталь.
  2. Серый. Содержание углерода от 3,2 до 3,5 процента. Есть примеси в виде кремния (1,9-2,5%), марганца, фосфора, серы. По свойствам он пластичен и вязок, а потому применяется для художественного литья. Обработка материала зачастую происходит при помощи резки.
  • Характеристикам:
  1. Ковкий. Содержит от 2,4 до 3 процента углерода. Производится из белой разновидности посредством нагрева.
  2. Высокопрочный. Содержит от 3,2 до 3,8 процентов углерода. Производится добавлением в состав магния, а потому по параметрам близок к углеродистым стальным сплавам.

Среди сложностей при обработке и сварке можно встретить появление микротрещин, пор, каленых образований. Это приводит к потере показателей прочности.

Тонкостенные детали могут рассыпаться при нагреве. А при резке чугун сильно затупляет оборудование. Сваривать лучше только серый подвид.

Подготовительный этап

Подготовка любого металла начинается с зачистки. Для зачистки чугуна используется «болгарка» с насадкой в виде лепесткового круга.

Но можно использовать также другие насадки.

После зачистки проводится обезжиривание рабочей зоны. Подойдет ацетон или ацетоно-содержащие вещества.

В случае, если будет проводиться обработка трещины, то этап зачистки относится к ее окончаниям, где делаются отверстия около 5 миллиметров радиусом.

Также перед сваркой чугуна электродами проводится разделывание кромок, которым придается округлая форма.

В процессе будут использоваться стальные шпильки диаметром около 40 процентов от толщины детали и специальные, предназначенные для этого типа металла, электроды.

Технология сваривания

Чугун сваривается холодным, полугорячим и горячим способами.

При создании шва нужно следить за скоростью охлаждения. Чугун должен достаточно долго остывать. Когда его соединяют со стальной деталью, сталь должна охлаждаться дольше.

Чтобы это обеспечить, применяется уголь либо сухой песок. Быстрое остывание может привести к появлению трещин.

Во время сварки электродами стоит помнить о текучих свойствах жидкого чугуна, и соблюдать меры безопасности. При применении TIG технологии нужно следить за плотностью формируемого шва. Если проводится соединение деталей из разных материалов, то сварка усложняется учетом характеристик металлов каждой детали.

Для того, чтобы знать все сложности и нюансы выполнения сварки чугуна, нужно ознакомиться со всеми техническими документами. В них можно найти детали процесса сваривания, а также алгоритмы обработки. Подобные знания существенно упрощают работу.

При соединении элементов электросваркой также проводится подготовка рабочей поверхности. Важно удалить все недостатки стыка. Это можно сделать слитно, но если дефекты расположены на расстоянии свыше 20 миллиметров друг от друга, их удаление происходит раздельно.

Перед работой нужно четко определить состав материала, из которого выполнена деталь. От состава зависят нюансы обработки. К примеру, серый тип обрабатывается легче, требуя дополнительных действий только при потемнении поверхности.

При работе с черным металлом нужно учитывать промасленность детали. Промасленная деталь не сваривается вообще. Ковкий нужно отдельно нагревать перед сваркой, иначе качество шва снизится.

Чтобы увеличить сцепку соединения, в поверхность сварочной зоны вставляется требуемое количество стальных шпилек. Они снижают углеродную долю в соединении, что повышает качество шва. Уровень графита в составе углерода регулируется сварщиком самостоятельно.

Во время сварки чугуна электродами расплавленный металл должен немного растекаться по сварной ванне. При широком стыке применяются чугунная присадочная проволока.

После замедленного с помощью угля или песка остывания проводится визуальная проверка качества соединения. В случае выявления непроваров, прожогов, трещин, либо других дефектов проводится повторная зачистка, и шов переваривается наново. Если проводилась сварка с другими типами металлов, шов должен быть двойным.

Электроды для работы с чугуном

Работая со сплавами нужно знать, как сочетать разные типы металлов для получения качественной сварки.

Когда происходит электросварка простым электродом, в сплаве сгорает углерод. Потому нередко в состав электрода добавляют графит. Часто встречаются электроды с содержанием никеля и меди. Их свойства полезны при сварочных работах.

Растворяясь в железе, никель делает соединение податливым, что облегчает дальнейшую обработку. Медь же наоборот повышает прочность шва, а потому используется когда нужно создать соединение высокой твердости.

Разные компании предлагают варианты моделей электродов для сварки, которые наделены своими характерными свойствами. Та или иная модель подходит для разных сварочных ситуаций. Однако есть варианты, встречающиеся чаще. Среди них ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЖН-1, МНЧ-2.

МНЧ-2 применяется в холодном и горячем типе сваривания металлов и обеспечивает качественные, прочные швы.

ЦЧ-4 более подходит для холодного типа сваривания металлов. Хорошо соединяет чугунные и стальные детали.

Электроды для сваривания чугунных деталей могут иметь примеси ферросицилия, термита, мрамора. А также в состав может быть включен алюминий, жидкое стекло и порошковый титан. Вместо электрода также используется присадочный пруток с графитовым стержнем.

Методики

Существует три методики сваривания чугуна при помощи электродов.

При использовании горячей деталь нагревают до заданной температуры еще до начала сваривания. Показатель этой начальной температуры 600-650 °С. Эта методика признана наиболее верной, однако с ее применением в домашних условиях есть проблемы.

Для того, чтобы обработать металл горячим способом понадобится нагревающее оборудование, и умение работать с нагретыми элементами.

Полугорячий тип повторяет горячий способ сварки, однако с заниженной до уровня 300-350 °С температурой преднагрева.

При холодном способе сварки преднагрева детали нет. Этот метод применим в домашних условиях, однако имеет свои нюансы.

Технология резки

Резку чугунных деталей проводят механически либо термически. Для любого из этих типов понадобится свое оборудование. В целом для резки чугуна используют:

  • Болгарку
  • Труборезы
  • Сабельную пилу
  • Электроды

Также применяют оборудование для газокислородной и плазменной резки металлов.

Для мелких домашних работ зачастую используют болгарку, как самый простой инструмент.

Безопасность во время работы

Работа с чугуном, как и с другими металлами, требует соблюдения определенных мер безопасности. Важно помнить, что варить или резать чугун нужно в помещениях с хорошей вентиляцией, при качественном освещении.

Оборудование должно быть обеспечено заземлением, а работник – рабочей одеждой и элементами личной защиты: перчатками, очками, маской. Свариваемый металл должен быть защищен от попадания воды либо другой влаги.

При отсутствии опыта нужно провести подготовку и обеспечить себя знаниями. Для этого можно использовать текстовые, фото и видеоматериалы.

Сварка чугуна

Сварщик — это специалист, который может соединять различные металлы под разные нужды: водопровод, опорные конструкции, декоративные элементы. Но рано или поздно каждый сварщик сталкивается с вопросом: как заварить чугун? И здесь все предыдущие навыки оказываются не действенными. Ведь, подобрав нужные параметры сварки, и правильно ведя шов, после окончания процесса все равно в чугуне появляются трещины и поры. Чтобы правильно варить чугун необходимо разобраться в особенностях этого металла, способах подготовки поверхности под сварку, и основных методах соединения подобных материалов. Конкретные советы о том, как сварить чугун, и несколько видео по теме, сполна ответят на эти вопросы.

Особенности сварки чугуна

В отличие от низкоуглеродистой стали, чугун и сварка не сразу достигли «взаимопонимания». Было испробовано множество методов и оборудования, прежде чем определены основные способы сварки чугуна.

Соединять этот материал между собой, а также с другими видами стали возможно, но проблематично ввиду следующих особенностей:

  • Перекалка. Чугун имеет низкую температуру плавления и разогреваемый сварочной дугой, испытывает перекалку в околошовной зоне. Это приводит к самопроизвольному образованию трещин в процессе остывания. Сварщик слышит характерное потрескивание металла, что говорит о появляющихся дефектах. Последующая обработка данного участка затрудняется твердыми местами, плохо поддающимися шлифовке, и общей хрупкостью соединения, которое может быстро расколоться. Заваренный металл необходимо защитить от перекалки. Для этого применяются предварительный подогрев и методы постепенного остывания.
  • Поры. Завариваемый чугун выделяет много углерода. В процессе горения дуги его не видно, но когда сварочная ванна начинает кристаллизоваться, то углерод, вытесняемый кислородом, начинает «пробиваться» наружу. После выполнения шва со всеми колебательными движениями и правильной технологией, в соединении остается много пор и не проваренных мест. Свариваемый участок важно защитить от воздействия окружающего воздуха, для чего используются специальные порошки-флюсы. Дополнительно, сварочный металл насыщают другими элементами, не позволяющими углероду выйти наружу. Это придает сварочной ванне большей вязкости и крепости.
  • Текучесть. Это проявляется при работе с тонкими пластинами данного материала. Высокая текучесть способствует прожигам и выходу металла с обратной стороны соединения. Трещину в тонких элементах можно варить только с применением специальных графитовых подкладок. Сваренный металл получает поддержку в виде такого основания и не продавливает шов с обратной стороны. Данная подформовка позволяет сохранить целостность всей конструкции, которая из-за ослабления в месте сварки может распасться.

Как правильно подготовить материал для сварки

Технология сварки чугуна включает и грамотный процесс подготовки металла, учитывающий свойства материала, и предотвращающий появление дефектов после окончания работы. В подготовку включается:

  • Распил трещин. Часто трещины в чугуне имеют тонкую и глубокую структуру. Если обрабатываемая деталь толще 4 мм, то наложенный сверху шов минимально заплавит верхнюю часть трещины, оставив разрозненную структуру внутри. Сопротивление на разрыв и излом будет очень слабое. Чтобы хорошо заваривать подобные места, необходимо распиливать трещины «болгаркой» с тонким диском. Чем толще металл, тем глубже можно делать запил.
  • Просверливание краев. Окончания трещин могут быть глубже и дальше, чем позволяет увидеть зрение. Поэтому перед тем, как сваривать трещину, важно просверлить отверстия по ее краям, отступив на 5 мм от визуально различимого конца разлома. Это позволит хорошо заполнить металлом пространство внутри и поможет предотвратить продолжение раскола.
  • Разделка кромок. Свариваемость чугуна отличается перекалкой в месте соединения, что ведет к хрупкости участка. Чтобы предупредить это явления важно осуществлять равномерный прогрев по всей длине шва, и достаточно разбавить место соединения присадочным металлом. В этом помогает грамотная разделка кромок. При соединении толстых пластин стоит выполнить скосы краев под 45 градусов, и оставить небольшое притупление у основания в 3-4 мм. Подобная разделка поможет хорошо заполнить место соприкосновения и создать устойчивый к трещинам участок.
  • Подформовка. Когда варится тонкий элемент из чугуна, то велика вероятность протечки жидкого металла. Подкладка из графита позволит поддержать прогретый участок и сохранить первоначальную форму изделия.

Технология наложения шва

Чтобы сварщик хорошо понимал как варить чугун электросваркой, стоит усвоить несколько важных нюансов процесса. Одним из них является избежание перегрева поверхности. Для этого стоит выбирать меньшую силу тока, чем при обычной стали, и электроды диаметром 3 мм.

Можно ли заварить чугун качественно зависит и от равномерности наложения шва. Для этого разделывают кромки пластин и начинают сварку. Корневой шов ведется без колебаний. Но стоит выполнить его прерывистым способом. Во второй проход нужно заварить не пройденные участки. Последующие слои накладываются валиками в шахматном порядке. Сваренный участок становится прогретым равномерно и насыщенным металлом с меньшим содержанием углерода.

В особо ответственных изделиях применяют технологию шпилек. Она гораздо эффективней позволяет создать равномерный прогрев, чем все предыдущие методы, но выполняется дольше по времени. Чтобы понимать как правильно расположить шпильки на пластинах, можно посмотреть видео по сварке ответственных деталей из чугуна. Технология заключается во ввертывании шпилек по краям кромок и на некотором расстоянии от стыка. Процесс начинается с обварки ввинченных элементов с минимальной наплавкой. Сварка выполняется в разброс. После обхода шпилек начинается сцепление самих пластин. Постепенное наложение валиков и равномерный прогрев, а также наличие более податливого металла для сварки, позволяют создать надежное соединение.

Сварка серого чугуна, распространенного в промышленности, сопровождается обеспечением медленного остывания. Для этого изделие оставляют засыпанным золой или песком, пока температура материала не опустится до комнатного уровня. Это позволяет снять напряжение в металле и избежать микротрещин.

Перед сваркой необходимо посыпать линию соединения бурой или иными порошками-флюсами. Это уменьшит соприкосновение внешнего воздуха с углеродом в материале, и снизит поры. При этом, у варящих специалистов должна быть хорошая вентиляция, защищающая органы дыхания от газового облака.

Холодный метод

Сварка чугуна холодная используется на маленьких предприятиях и в домашних ремонтных работах. Может выполняться электродами или пламенем горелки с дополнительной присадкой. Суть метода в работе с металлом без предварительного подогрева. Применяется для наплавки истертых поверхностей, отломанных бортиков и расколотых изделий не ответственного назначения.

Метод отличается относительно быстрым проведением работ и дешевизной процесса. Из недостатков выделяются появляющиеся поры и микротрещины после окончания сварки. Швы требуют последующей обработки для визуально привлекательного вида.

Горячий метод

Горячая сварка чугуна используется на ответственных изделиях. Суть заключается в предварительном подогреве металла до температуры 600 градусов. Для этого применяются аппараты индукционного нагрева. Напряжение с частотой 50 Гц подключается к изделию и разогревается проведением тока. В более примитивных условиях используют кузню и горн, или паяльную лампу.

Читать еще:  Зачем ставят дополнительный насос в систему отопления?

Преимуществом метода служит идеально прогретый металл, который «спокойней» реагирует на температуру сварочной дуги и не перекаливается. Последующее плавное остывание в золе, иногда длящееся несколько суток, обеспечивает прочный и целостный шов.

Недостатками горячего способа можно считать дороговизну оборудования и длительность сварочного процесса. Этот метод рационален только на особо важных конструкциях.

Аппараты и расходные материалы

Сварка чугуна в домашних условиях, а также на производстве, может осуществляться несколькими аппаратами и расходными комплектующими. Самым распространенным является электросварка. Лучше применять аппараты постоянного тока, потому что напряжение трансформатора ухудшает процесс.

Работа проводится электродами диаметром 3-4 мм, и силой тока 90-120 А соответственно. Хорошо подойдут электроды ОЗЧ-2, содержащие медный стержень и обмазку с графитом. Более дорогим вариантом будут МНЧ-2, где основа стержня включает в себя сплав меди, никеля и марганца. Это существенно разбавляет хрупкий сварочный металл, и придает ему вязкости и последующей крепости. Используются и самодельные электроды, в основе которых магазинный продукт Э-46, обмотанный оголенным медным проводом. Витки следует наматывать плотно и от самого начала электрода. Так, медь попадает в сварочную ванну и укрепляет шов. Встречаются и не плавящиеся электроды, применение которых требует дополнительной присадки.

Чугун вариться и аргоном с применением омедненной проволоки. Технология аналогична сварке обычным электродом. Возможна сварка и пламенем горелки от кислородно-пропановой смеси. Так реально заварить не толстые пластины до 4 мм. Присадочная проволока может быть порошковой, что сразу служит и наплавляемым материалом и защитой от внешней среды.

Не все сварщики любят работать с чугуном из-за его «капризного» поведения при нагреве. Но освоив основные правила по сварке этого металла, и подобрав нужные электроды или другие материалы, можно производить качественные соединения.

Технология сварки чугуна инвертором в домашних условиях

Чугун в бытовых условиях применяют очень часто: начиная с батарей и других элементов сантехники, заканчивая компонентами заборов, запчастями машин, станков, коллекторов, промышленного оборудования. Сложности возникают, когда дело доходит до варки этого металла. Сварка чугуна электродами — задача непростая. Если при обработке других видов стали не требуется особой подготовки, то наварить швы на чугунные детали без навыков невозможно.

Особенности работы с чугуном

Рабочие со стажем определят свариваемость металла всего лишь по единому разрезу. Если структура является мелкодисперсной, а оттенок близок к серому, то такой чугун сваривать намного проще, чем темные крупнозернистые породы. Если говорить о соединении деталей, находящихся длительное время в масле, или тех, что постоянно подвергались окислениям в воде, грунте либо других средах, то такие сварочные материалы не являются подходящими. Следует принимать во внимание, что чугун принадлежит к материалам с ограниченной свариваемостью, и учитывать ряд его особенностей:

  • металл относится к жидкотекучим, потому единственным допустимым рабочим положением является нижнее;
  • при несоблюдении температурных режимов и перекаливании металла углерод выгорит, образуются поры;
  • отсутствие необходимой температуры и минимальная пластичность — главные причины напряжений в местах соединения швов;
  • расплавленным чугуном могут создаваться окислы с температурой плавления выше, чем у исходного материала.

Главный недостаток, с которым сталкиваются молодые мастера, — когда детали остывают, в местах сварки образовываются трещинки. Предотвратить такие последствия возможно только при строгом соблюдении технологии холодного сваривания.

Технологии соединения деталей

Существует три широко известные методики соединения чугунных деталей. Речь идет о таких работах:

  1. Горячая сварка. Ее считают самой распространенной и правильной. Суть в том, что перед началом использования электрода заготовка должна прогреться до 600 градусов, давая возможность избегать появления соединений с завышенной температурой, перекалок и напряженностей в местах сваривания.
  2. Полухолодное сваривание. От первого способа отличается только температурой нагрева. В этом случае температура нагрева изделий не должна превышать 350 градусов.
  3. Холодная сварка. Нагрев заготовок исключается, но в пределах технологии есть многочисленные нюансы, без которых нельзя получить шов высокого качества. Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором выполняется именно таким методом.

Как подготовить материал

Чугуну требуется предварительная подготовка перед началом сваривания. Сначала нужные места защищают, используя болгарку с кругом в виде лепестка либо другие подходящие насадки. Верхний слой защищают до уровня не окисленного металла, обезжиривая бензином или растворителем. Если нужно избавиться от трещин, металл чистят, пока не покажутся их окончания, строго в тех точках насверливают отверстия с диаметром 10 мм.

Говоря о том, как сварить чугунные детали, стоит выделить и некоторые особенности подготовительного этапа:

  1. Шпильки. Работы могут выполняться как послойно (опорные элементы не задействуются), так и со шпильками. Они полностью стальные. Размеры подпадают под строгий регламент, к примеру, их диаметр не должен занимать более 40% объема чугуна при максимальном расстоянии 6 диаметров и выступлении над основанием в 4−6 мм. На используемое количество влияют только величины соединений, но не более четверти от площади изломов.
  2. Проведение разделки кромок. Нельзя допускать острых краев в местах сопряжений металла, их следует сделать сферическими.
  3. Нужно пользоваться специальными электродами. Давая ответ на вопрос относительно того, как заварить чугун обычным электродом, нужно отметить, что это практически нереально. Специалисты советуют приобретать присадки, среди компонентов которых хром, медь, никель и другие лигатуры, упрощающие наплавление на чугун аргоном.

Сварочный процесс

После ознакомления с этапом предварительной подготовки сварки чугуна в домашних условиях необходимо должное внимание уделить описанию основных технологических моментов:

  • придерживаться обратной полярности при подключении;
  • выставлять мощность на минимум для заданной толщины электродов;
  • один непрерывный шов может иметь длину до 50 мм;
  • необходимо делать частые перерывы для исключения перегрева стали;
  • первые и последние слои при многослойной варке обязательно подковывают молотком с незначительным усилием.

Итак, главные моменты рассмотрены, остается понять, как варить чугун инвертором. Есть два способа.

Применение шпилек и многослойности

После завершения фиксации шпилек можно приступать непосредственно к наварке швов полуавтоматом. Вокруг каждой из них послойно кладется металл, из которого и формируются заплатки. Не допускать нагрева свыше 80 градусов можно, придерживаясь шахматного порядка или выполняя действия по очереди с противоположных сторон изделий.

Завершающий момент для такого рода сварочных работ — нанесение верхнего соединительного шва из нержавеющей проволоки, предназначение которого — прочное объединение наваренной стали в пространстве, полученном вокруг шпилек.

Сначала следует убедиться в том, насколько правильно созданы фаски. После этого посредством специального электрода, выдерживая оптимальный температурный режим, начинают аккуратно наплавлять первый слой электросваркой. Он будет главным и определит качество дальнейших работ. Каждый из слоев еще в горячем состоянии должен тщательно проковываться молотком. Когда есть свободный доступ к обратной стороне изделий, то после нанесения первого слоя его нужно перевернуть, наплавить такой же шов, после чего завершить многослойную варку сверху, а потом снизу. После проковки швов поверхность поддается шлифовке.

Originally posted 2018-07-04 07:48:13.

Сварка чугуна в домашних условиях с использованием электрода

Методы работы с чугуном имеют свои особенности. Они имеют ряд свойств, в отличных от стали. Сварка чугуна электродом может вызывать некоторые сложности у начинающего мастера или самоучки. Как варить чугун электросваркой – узнаете из этой статьи.

Особенности материала

Чугун является смесью железа с углеродом. Выделяют несколько видов чугуна с примесями:

  • Серый (1,9% — 2,5% кремния, 3,2% — 3,5 % углерода, присутствуют еще марганец, фосфор и сера) – пластичный и вязкий, обрабатывается резкой, используется в художественном литье;
  • белый (2,14% — 6,67% углерода) – хрупкий, но твердый, в дальнейшем переплавляется на сталь;
  • ковкий (2,4% -3,0% углерода) – получают из белого чугуна с помощью нагрева;
  • высокопрочный (3,2% — 3,8% углерода) – получают при помощи добавки магния, свойства этого материала близки к свойствам углеродистых сталей.

Сложность обработки чугуна заключается в следующем:

  • на поверхности образовываются микротрещины и поры, что влияет на прочность сплава;
  • появляются каленые образования;
  • инструмент для резки металла стремительно затупляется;
  • тонкий слой материала рассыпается под воздействием высокой температуры.

Для сварки используется серый чугун.

Подготовка к сварке

Первое действие – зачистить металл. Это делается болгаркой. Используется насадка, которая называется лепестковым кругом. Допускается использование и других насадок. Затем поверхность обезжиривается растворителем, например, ацетоном.

Если обрабатывается трещина, то она зачищается до ее окончания, делаются отверстия радиусом 5 мм.

Подготовка к работе имеет особенности:

  1. использование шпилек (состоят из стали, диаметр составляет 40% и меньше от толщины чугуна);
  2. разделка кромок (придается шаровидная форма);
  3. использование особых электродов.

Кроме особенностей и нюансов, будет рассказано, как правильно варить чугун.

Технология сварки

Специалисты выделяют 3 технологии электросварки:

  • холодная;
  • полугорячая;
  • горячая.

При наплавке шва мастер должен учитывать следующие моменты.

  • Не стоит быстро охлаждать поверхность детали. При выполнении мастером стыковки совместно со сталью продлевается интервал охлаждения последней. Для этого посыпают поверхность детали углем или сухим песком. Быстрое уменьшение температуры чревато возникновением трещин.
  • Жидкому состоянию чугуна свойственна текучесть. Это следует учитывать во время работы.
  • При сварке TIG необходимо обеспечивать плотный шов. Сложным считается электросварка двух неоднородных металлов. При проведении действий стоит учитывать свойства всех задействованных материалов.

Профессиональные сварщики строго выполняют технологию сварки чугуна электродами. Они ознакомлены со всеми документами, в которых описан процесс и алгоритм работы с чугуном и другими металлами. Перед ними не стоит вопрос о том, как заварить чугун.

Для инвертора (источник тока) используются электроды. Их можно приобрести или создать самостоятельно.

Характерные свойства реконструкции чугунных деталей электросваркой состоят из следующих моментов:

  • Подготовка поверхности – удаление недостатков. Это делается вручную или механически. Если повреждения находятся на расстоянии больше 20 мм друг от друга, их удаляют отдельно. При нахождении ближе их стоит удалить вместе.
  • Важно правильно определить состав металла, от этого зависит спектр всех работ. Опытный сварщик выявляет, насколько материал устойчив к тепловому воздействию. Серый чугун поддается к обработке лучше, дополнительные меры предпринимаются при потемнении металла. Черный хуже всех поддается электросварке. Если материал промаслен, то вопрос «как сваривать чугун» отпадает. Это становится невозможным. Ковкий чугун разогревается перед произведением действий над ним, другие варианты не приведут к желаемому результату.
  • Для поддержания качественной сцепки шва в некоторых случаях применяются стальные шпильки: в обрабатываемую поверхность вставляется их необходимое количество. Они помогают усилить сварной шов, снизить долю углерода в материале шва. Объем графита в электроде стоит контролировать самостоятельно.
  • При проведении сварочных манипуляций необходимо, чтобы немного расплавленного материала находилось в сварной ванне. При осуществлении задачи его равномерно перемешивают.
  • Для сварки могут пригодиться присадочные прутки из чугуна.
  • При завершении деталь покрывается слоем песка или измельченного угля, чтобы предотвратить быстрое остывание. Качество проверяется визуально. На шве не должно остаться непровареных мест. Если выявлены неточности, прожоги и трещины, поверхность зачищается, действия выполняются повторно. При соединении чугуна с другими металлами накладывается двойной шов.

Допускается использование детали после охлаждения.

Электроды для сварки

При совершении действий над сплавами возникают вопросы: можно ли варить их, как сочетать различные металлы. Опытные мастера знают, как варить чугун так, чтобы деталь прослужила долго.

В процессе электросварки обычным электродом сгорает углерод сплаве, поэтому часто в электрод дополнительно добавляется графит. Широкое распространение получили материалы, которые содержат никель и медь. Использование такого рода материалов оправдано их свойствами.

  • Никель растворяется в железе. Образовавшийся шов не закаляется, получается податливым для последующей обработки.
  • Медь не растворяется в железе, а образует очень прочный шов. Мастера специально выбирают этот вид, чтобы добиться высокой прочности.

Современный рынок предлагает десяток различных электродов, которые имеют уникальные свойства. Они употребляются в подходящих ситуациях.

Распространенные марки электродов:

  • ЦЧ-4;
  • ОЗЧ-2;
  • ОЗЖН-1;
  • МНЧ-2.

Последний вид помогает получить добротный шов. Он используется для холодной и горячей сварки.

Первый вариант хорошо зарекомендовал себя при использовании во время холодной сварки, а также для соединения швом чугуна и стали.

Электрод в своем составе может иметь такие вещества, как:

  • ферросицилий;
  • термит;
  • мрамор;
  • алюминий;
  • жидкое стекло;
  • титановый порошок.

Вместо электрода иногда применяется присадочная проволока. Она имеет графитовый стержень.

Методы сварки

Выделяют 3 варианта.

  1. Горячий метод – считается основным и правильным способом. Его суть заключается в следующем: перед началом процесса электросварки заготовку нагревают до определенной температуры. Она варьируется от 600 до 650 градусов. Вне предприятий использовать метод проблематично, так как нужен специальный нагревающий прибор, знания нюансов, умение взаимодействовать с нагретым металлом.
  2. Полугорячий метод похож на первый способ, температура вдвое меньше – 300-350 градусов.
  3. Холодный метод не предусматривает нагрева заготовки. Он имеет особенности, которые стоит учитывать. Способ используется для сварки чугуна электродом в домашних условиях.

Для процесса электросварки используется источник тока, который называется инвертором.

Резка

Выделяют 2 вида резки чугуна – термический или механический. Рассмотрим несколько способов:

  • резка с помощью болгарки является простым методом;
  • при необходимости разрезать трубы используют труборезы;
  • сабельная пила;
  • резка при помощи электрода;
  • газокислородная резка;
  • плазменная резка.

Вариантов много, в домашних условиях чаще всего используется болгарка.

Меры безопасности

Важно заботиться о сохранности своего здоровья во время взаимодействия с металлами и электрическими приборами. Перечислим важные моменты:

  • работа должна проводится в помещении, которое освещается и проветривается;
  • аппарат для электросварки должен быть заземлен;
  • нельзя резко охлаждать материал, поэтому нужно защищать его от попадания влаги;
  • используйте личные средства защиты: перчатки, очки и специальная одежда.
Читать еще:  Выбор герметика и уплотнителей для резьбовых соединений водопровода

Для улучшенного восприятия информации стоит посмотреть видео.

Технология сварки чугуна электродами. Описание процесса

У домашнего мастера выполнение сварочных работ со сталью не вызывает трудностей. А вот как варить чугун электросваркой знает не каждый сварщик-самоучка.

Особенности материала

Чугун — это сплав углерода с железом, где содержание углерода 2,14%. Что отрицательно сказывается на качественном соединении.

Процесс трудоемок ввиду:

  • образования трещин и пор;
  • при обработке появлению каленых структур и быстрому затуплению инструмента;
  • тонкий материал рассыпается от перегрева.

По составу чугун подразделяется на серые и белые:

  1. Белые не свариваются ввиду хрупкости и твердости. Подаются шлифовке;
  2. Серые (высокопрочный, ковкий) легко обрабатываются и ограниченно свариваются.

Технология сварки чугуна электродами

Существует 2 способа сварки чугуна — горячая и холодная.

К горячей относится и полугорячая .

При горячем соединении деталь нагревают до температуры 600-700°С, выполняют сварку и медленно охлаждают чугунное изделие в печи. При полугорячем соединении поддерживают температуру 300-400°С.

Горячая и полугорячая сварка нуждается в дополнительном оборудовании. В бытовых условиях применяется холодное соединение.

Разделка кромок

Сварка чугуна электродом в домашних условиях нуждается в разделке фасок. Обезжиривать и зачищать детали не требуется.

Снятие фасок выполняется:

  • напильником;
  • наждаком;
  • болгаркой.

Нюанс : острые кромки не допускаются. Остроту снимают подходящим инструментом.

Как правильно сварить чугунные детали на холодную

При соединении не перегревайте околошовную зону (не более 80°С). Делайте частые перерывы между проходами. Используйте многопроходную сварку.

  1. сначала выполните наплавку по краям фасок;
  2. затем постепенное заполнение шва;
  3. после каждого прохода делайте проковку валика по горячему.

Валики выполняйте длиной 40 мм, вразброс для снижения нагрева детали.

Как заварить чугун электросваркой в домашних условиях. Что понадобится:

  • источник тока (инвертор);
  • электроды 3 мм;
  • щетка для зачистки шва;
  • молоток для проковки и удаления шлака;
  • шарошка или фреза для разделки фасок;
  • щиток и перчатки.
  1. сначала разделка кромок и притупление острых углов;
  2. затем наплавка по краям фасок;
  3. далее постепенное заполнение шва.

Делайте проковку каждого валика по горячему. Не спешите, давайте время для остывания детали (нагрев околошовной зоны не более 80°С).

После заполнения сварочного шва, переверните деталь и разделайте кромки с обратной стороны. Выполните сварку, как описано выше. Соблюдая температурный режим и делая проковку каждого валика. По окончанию процесса, по желанию отшлифуйте наплавленную поверхность.

Видео:

Холодной сваркой ремонтируют батареи, тиски, блок цилиндров двигателя и другие конструкции из серого чугуна.

Марки электродов для сварки чугуна

В этой статье, вы можете познакомится с заводскими электродами и самодельными для соединения разных видов чугуна.

Таблица ниже, поможет выставить ток на аппарате для разных диаметров марок электродов:

  • ЦЧ-4;
  • ОЗЧ-2;
  • ОЗЖН-1;
  • МНЧ-2.

Значение тока указаны для нижнего положения электрода. Для вертикального положения ток уменьшают на 15-20 А, кроме ЦЧ-2.

В целях экономии, домашние умельцы приноровились выполнять сварку чугуна обычным электродом с медной проволокой. Видео ниже:

Также, медная проволока поможет в сварке чугуна со сталью.

Некоторые умельцы спрашивают, как варить чугун полуавтоматом? На форумах по металлообработке опытные сварщики советуют применять проволоку ПАНЧ 11. Соединение выполняется стежками по 2-5 см с проковкой, без газовой защиты на прямой полярности. Ток 90-110 Ампер в зависимости от толщины металла.

Чем резать чугун

Виды резки делятся на термические и механические. Перечень инструментов и способов:

  1. Болгарка — простой и доступный способ. Минус: рез происходит по прямой.
  2. Труборезы хорошо себя зарекомендовали при работе с трубами.
  3. Сабельная пила.
  4. Электродом.
  5. Газокислородная резка — неплохой вариант. Кислородно флюсовая улучшит качество резки чугуна.
  6. Мобильные установки Терморезак 2М (вес до 5 кг).
  7. Кислородно-копьевая резка и плазменная.

Как видите, есть из чего выбрать! В бытовых условиях широко применяется болгарка.

Особенности процесса сварки чугуна

Чугун — это метал, который требует к себе особого обращения при сваривании деталей из него. При необходимости можно приварить к деталям из чугуна изделия из других металлов. Чтобы это сделать, нужно знать технологии и способы соединения деталей такими методами.

Нижеописанные инструкции помогут тем, кто собирается выполнить работы по сварке чугуна.

Технология сварки чугуна

Литой чугун изготавливают при температуре от 1200 градусов. В сравнении с другими материалами, предназначенными для литья, это низкая температура. Учитывая это, проводится и сварка чугуна. Этот показатель влияет и на другие свойства это материала. Сваривая его, нужно соблюдать следующие правила:

  1. Обеспечить изделию долгое остывание. При быстром остывании сварочного шва или самого материала (при горячем и полугорячем методе) возможно быстрое появление трещин. Чугун может дать трещину и при обычном остывании, поэтому после его нагрева желательно продолжить время его остывания. Один из способов сделать это в домашних условиях — до сваривания приготовить горячий песок и засыпать им изделие, чтобы песок держал дополнительное тепло.
  2. При горячем методе следует учитывать высокую текучести материала. Высокая текучесть материала может стать причиной размягчения и деформации предмета во время сваривания. В таком случае необходимо иметь инструменты для дополнительной формовки и с помощью них контролировать форму.
  3. Свойства других металлов сильно отличаются в сравнении с чугуном. При комбинации этого материала с другими необходимо изучение также и их свойств, чтобы сварочные швы плотно прилегали к обоим материалам.

Учитывая все эти факторы, для сваривания выбирают специальные электроды и готовят материал к обработки. Она отличается в зависимости от способа сварки. У каждого вида есть свои достоинства и недостатки.

Способы сварки чугуна

Заварить чугун можно одним из трех методов:

  1. Холодным.
  2. Полугорячем.
  3. Горячем.

Горячий вид имеет такие особенности:

  • проводиться с предварительным нагревом свариваемых элементов;
  • требует нагрева до 600°С;
  • невозможен в домашних условиях;
  • высокотемпературная обработка подразумевает обязательное использование средств, увеличивающих время остывания.

Этот метод (газовый) отличается надежным соединением свариваемых деталей, поскольку они имели предварительное нагревание. Однако необходимость нагрева делает невозможными использование этого метода в домашних условиях. Но на производстве этот метод пользуется наибольшей популярностью, особенно при соединении крупногабаритных деталей.

Полугорячая сварка возможна также только в производственных условиях. Она мало чем отличается от предыдущего метода, но температура нагрева в этом методе уменьшена до 300-400°С. Дополнительный нагрев придает прочности свариваемым деталям, а низкая температура сваривания позволяет сократить расходы во время производства.

Холодная технология имеет наибольшую популярность проведения в домашних условиях из-за невозможности осуществить другие методы. При этом рабочие поверхности не нагреваются. Сваривание проводиться при помощи электродов по чугуну или проволоки с графитовым стержнем.

Каким бы методом ни пользовались при обработке материалов, следует правильно их подготовить к обработке.

Подготовка материалов перед сваркой

Перед тем, как приварить к одной чугунной детали другую или выполнить соединение шва, следует тщательно подготовить и поверхности, и изделия к обработке. Если не произвести такую подготовку, же в процессе работы могут возникнуть трудности, а после проведения работ возникнуть дефекты. Правильная подготовка влияет на свариваемость деталей.

Необходима такая подготовка:

  1. Обработка трещин. Их необходимо распилить для лучшей сцепки со сваркой. Поскольку в чугуне трещины имеют тонкую, но очень глубокую структуру, поэтому для проникновения в них сварки их нужно распилить. Распил удобно выполнить болгаркой с тонким диском. Дело в том, что даже горячая сварка редко приникает вглубь трещин больше, чем на 4 мм. Если внутри остается воздушный карман, сопротивление на разлом остаётся очень слабым. Чем глубже трещина, тем больше необходим ее распил.
  2. Просверливание краев. Трещины в материалах из чугуна на окончаниях имеют еще более глубокую структуру, чем в середине. Чтобы добраться до самого окончания трещины, ее нужно просверлить. Если в самый край трещины не попадет сварка, то разрыв продолжиться и углубиться. Чтобы точно попасть в край трещины, рекомендуется отступить 3-5 мм от края видимой части раскола. В глубине раскол может быть глубже, и при распиле болгарка не попадет в настоящий ее край.
  3. Выполнение разделки кромок. При горячем методе обработки нужно обеспечить равномерный прогрев материала. Если градусы будут отличаться в разных частых толщины материала, высока вероятность отслаивания материала в дальнейшем. Разделка кромок необходима, чтобы улучшить нагрев в соединяемом месте. Рекомендуется выполнить скосы краев надрезов под углом в 45 градусов. Сделать это нужно по всей длине свариваемой части. Чтобы острый край не деформировался в процессе работы, рекомендовано у края скоса оставлять притупление около 3-4 мм. Эта мера предупредить перекалку материала. Если же она будет, то сам материал приобретет дополнительную хрупкость в месте соединения, что приведет в дальнейшем к расколу или новой трещине.
  4. Изготовление подформовки из графита. При сварке горячим методом высока вероятность размягчения, и, соответственно, текучести материала. Чтобы не потерять первоначальную форму изделия следует изготовить подкладку из графита. Она придержит нагретый участок и поможет сохранить его первоначальную форму.

Выполнение этим мер позволит произвести сварочные работы быстро и безопасно. Если не проводить предварительную подготовку шва, высока вероятность повреждения изделия в дальнейшем именно в этом месте. Без предварительной подготовки место шва не будет укрепленным и останется самым слабым.

Оборудование для сварки чугуна

Для сваривания чугуна можно использовать различные виды электродов. Все они должны иметь в своем составе никель или медь. Иногда сваривание проводят проволокой. Выбирая материал для работы, рекомендуется обратить внимание на следующие маркировки:

  1. СЧ 20. Они имеют графитовое покрытие. Предназначены для работ с серым чугун. При их использовании на выходе получается шов, полностью идентичный свариваемому изделию.
  2. ЦЧ 4. Могут применяться только для холодного метода. Их использование рекомендуется для ремонта мелких дефектов на поверхности. Если будет свариваться чугун со сталью, то при использовании постоянного тока малой полярности можно использовать именно эти электроды.
  3. МНЧ-2. Редкие электроды. Подходят для сварки с любы металлом, в том числе железом. Их применение разрешено как для холодной, так и для горячей сварки. Шов с этими материалами получается очень качественный, но они очень редкие и дорогие. Эти электроды медные.
  4. Электроды по нержавейке. Это — бюджетный, но не самый надежный вариант. При сваривании чёрного чугуна эти материалы подходят больше всего. Но применять их можно только с предварительным нагреванием, поэтому использование холодного метода не подходит. Этот материал нельзя укладывать в один слой, его обязательно нужно наслаивать.

Все вышеописанные материалы подходят для работы с чугунными изделиями. Электроды можно изготовить и самостоятельно, но это очень трудоемкий и сложный процесс. К тому же их качество будет хуже, чем у вышеприведенных маркировок.

Одним из наиболее популярных видов производиться при помощи инвертора (TIG) и плавящегося электрода. Электроды для такого сваривания нужно применять никелевые или содержащие медь. При сваривании инвертором нужно помнить о следующем:

  • непрерывный шов производиться на длине до 5 см;
  • сварочный процесс долен быть поэтапным, рекомендовано наслаивание материала;
  • процесс должен быть с перерывами, которые будут служить профилактикой перегрева деталей;
  • удерживать температуру обрабатываемых деталей следует в пределах 80°С;
  • инвертор устанавливается на обратную полярность;
  • каждый слой сварки, кроме базового и облицовочного (при глубоких швах) нужно проковывать молотком.

Соблюдение этих простых правил поможет выполнить сварочные работы с чугуном качественно и без дополнительных осложнений в работе.

Пошаговое описание процесса сварки

Чтобы заделать трещину или заварить требуемый участок, следует проводить работы в такой последовательности:

  1. Подготовить изделие к обработке. Для этого необходимо очистить его от всех загрязнений, а затем вычистить и расшить болгарской будущие места сварки.
  2. Отступив от края трещины около 5 мм, следует сделать отверстие при помощи сверла. Эта мера поможет добраться до внутреннего угла места соединения.
  3. Затем выполняется первый этап наслаивания сварки. Он должен заполнить все внутренние пустоты и послужить соединением между слоями сварки. Этот слой не должен быть толстый.
  4. Затем послойно укладывается дополнительное количество материала. Оно может быть распределено как на 2-3 слоя, так и более, в зависимости от глубины закладываемого отверстие. За один раз не рекомендуется выкладка более 5 мм материала. Между слоями необходима ковка материала молотком. Этому этапу не подвергался первый слой. Но каждый последующий должен проходить такую обротку. Между слоями нужны перерывы, чтобы избежать перегрева материала.
  5. Последний слой сравнивает поверхность. Он должен выкладываться с небольшим запасом, чтобы его можно было отшлифовать.

Вышеописанная информация рассказывает, как поэтапно выполнить сваривание швов на изделиях из чугуна. Посмотреть, как выполняется сварка чугуна можно на видео.

Чугун — это материал, требующий к себе особого обращения, поскольку он имеет в своем составе большую примесь углерода. Правильно с ним обращаясь, можно выполнить любую работу по свариванию изделий. Выделив достаточно времени на подготовку поверхности, получиться создать хороший сварочный шов.

Как заварить чугун электродом в домашних условиях

Срок службы чугуна вдвое больше чем у стали, однако из-за высокого содержания углерода ремонт обычной электросваркой деталей из этого материала неэффективен. В месте соединения образуются микротрещины, а на шве — поры. В промышленности эта проблема решается специальной подготовкой, которая неприменима для сварки чугуна в домашних условиях. Однако создание прочных соединений возможно и при самостоятельном ремонте с использованием электродов для сварки чугуна.

Особенности сварки чугуна

Установлено что сварку серого чугуна с мелкодисперсной структурой производить проще, чем крупнозернистого металла тёмного оттенка. Детали длительное время контактировавшие с маслом или подвергавшиеся окислению сварке не поддаются. Чугун относится к материалам с ограниченным свариванием, поэтому при работе учитываются его особенности:

  • из-за высокой текучести в жидком состоянии сварка осуществляется преимущественно в нижнем положении;
  • образование пор в местах выгорания углерода;
  • из-за низкой пластичности при нарушении температурного режима возникают внутренние напряжения, создающие трещину на шве;
  • при расплавлении в чугуне образуются окислы с температурой плавления выше, чем у него.
Читать еще:  Как можно получить разрешение на организацию отопления?

Методы сварки

Для создания прочных швов разработаны три способа:

  1. Технология горячей сварки сложна, но практически исключает образование трещин. Выполняется с предварительным подогревом до температуры 600 — 650⁰C при последующем медленном охлаждении. На производстве эта процедура выполняется на индукционных установках. Некоторые новички сомневаются можно ли варить чугун этим способом самостоятельно. Это реально, если для нагрева воспользоваться горном, газовой горелкой, паяльной лампой, а для медленного охлаждения горячим песком.
  2. Полугорячая сварка аналогична предыдущему способу, но температура нагрева 300 — 350⁰C.
  3. Холодную сварку осуществляют специальными электродами без предварительного подогрева деталей. Однако чтобы заварить чугун этим способом необходимо учитывать технологические особенности материала.

Выбор электродов для сварки чугуна

При холодной сварке чаще всего пользуются недорогими электродами ОЧЗ с индексом от 2 до 6. Основой являются медные стержни со специальной обмазкой. Марка МНЧ-2 применяется для наплавки металла, для изготовления стержней применяется сплав, в который добавляется никель, марганец, железо, медь. Эти электроды дефицитны и стоят дорого. К более дешёвым относятся ЦЧ-4 и ОЗЖН-1.

В зависимости от марки электродов и диаметра выбирается сила тока:

При отсутствии заводских делают самодельные электроды, используя медные стержни нужного диаметра. Для покрытия берётся обмазка, сколотая со стальных электродов. Её размельчают, добавляют такой же объём железных опилок и смешивают с жидким стеклом до густоты сметаны.

Стержни зачищаются, обезжириваются и вертикально опускаются в смесь. После неспешного извлечения, чтобы успело стечь лишнее, должен образоваться слой толщиной 1,5 — 2 мм. Установленные вертикально электроды сушат сначала без нагрева, а затем в духовке при 250⁰C.

Чугун можно заваривать обычным электродом после навивки на него медной проволоки диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Наматывать начинают с рабочего конца, плотно укладывая витки на обмазку без зазоров между ними. Вес проволоки должен быть в 4 — 5 раз больше массы стального сердечника.

Независимо от того какими электродами варится чугун нужно соблюдать следующие условия:

  • сварка ведётся швами длиной 3 — 5 см с перерывами;
  • прерывистый режим позволяет избежать недопустимого нагрева участков выше 80⁰C;
  • подключение полярности обратное.

Технология сварки чугуна электродом

В зависимости от вида дефектов и возможностей применяются несколько вариантов. Сварку чугуна электродом в домашних условиях осуществляют многослойным способом. С краёв соединяемых толстостенных деталей болгаркой снимаются фаски под углом 45⁰. При заделке трещины её углубляют тонким диском, а на концах просверливают отверстия. Такая подготовка обеспечит лучшее заполнение дефекта расплавленным металлом.

Затем, используя специальный электрод, наплавляется первый слой участками по 3 — 5 см. Сваривать начинают с концов соединения, чтобы получилась ванночка. Если есть возможность, аналогично обрабатывают дефект с обратной стороны детали. Следующие слои, ещё горячие, проковываются молотком с закруглённым бойком.

Поскольку специальные электроды стоят дорого их иногда заменяют обычными. Однако их использование возможно только для наплавления последующих после первого слоёв. Сварка чугуна электродами по стали обходится дешевле, но надёжность такого соединения невысокая. Поэтому не рекомендуется применение в ответственных случаях.

Электродами, сделанными из чугуна, пользуются для устранения изъянов на изделиях после отливки. Для повышения качества применяется полугорячий метод. Для работы возможно использование аппаратов переменного и постоянного тока. Его величина рассчитывается исходя из величины диаметра электрода. На каждый миллиметр добавляется 50 — 60 А.

Чтобы сварить чугун в среде инертного газа неплавящимся электродом необходимы большие денежные и временные затраты, а качество улучшается незначительно. Поэтому такая технология домашними мастерами применяется редко.

Сварка чугуна по шпилькам

Так как заварить чугун с крупнозернистой структурой многослойным способом не всегда удаётся, соединение осуществляется с помощью установки шпилек с резьбой. Их размещают в шахматном порядке по краям соединяемых частей. Размер шпилек выбирается, руководствуясь рекомендациями:

  • по диаметру не более 0,3 — 0,4 толщины детали, максимальный — 12 мм;
  • вкручиваются на глубину 1,5 своего диаметра, но не больше 0,5 толщины материала;
  • длина выступающей над поверхностью части — 0,75 — 1,2 диаметра шпильки.

После установки по периметру шпилек наваривается несколько слоёв металла. Чтобы избежать перегрева наплавку производят попеременно на разных концах. В завершение металл вокруг шпилек соединяется одним или несколькими швами.

Заключение

Имея инвертор и зная, как правильно варится чугун электросваркой, можно оперативно делать ремонт самостоятельно. Для этого необязательно покупать специальные электроды, их успешно заменят самодельные. При отсутствии опыта желательно сначала потренироваться на ненужных чугунных изделиях. При сварке следует помнить о недопустимости перегрева участков свыше 80⁰C, поэтому спешить не надо.

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Сваривать чугунные детали электросваркой можно как на специальном оборудовании, так и в домашних условиях. Предлагаем изучить правила подготовки деталей к свариванию, выбор метода и технику выполнения сварного шва с использованием обычного MMA-инвертора.

  • Чугун: особенности материала и работы с ним
  • Какой инвертор использовать
  • Правила подготовки детали
  • Использование специальных электродов
  • Применение присадочной проволоки
  • Режимы сварки, токи, техника работы

Чугун: особенности материала и работы с ним

Чугун — это расплав железа, к которому в процессе остывания был добавлен в больших количествах углерод. Из-за концентраций углерода выше предельной растворимости образованный сплав отличается высокой твёрдостью, но малой однородностью. По структуре своей чугун пористый, его кристаллическая решётка нарушена крупными вкраплениями углерода, из-за чего межатомные связи характеризуются малым пределом упругой деформации.

Из-за того что структура металла разбавлена крупными вкраплениями графита, чугун плохо поддаётся свариванию: в местах нарушения кристаллической решётки образуются местные напряжения и изделие становится особо хрупким. Для сваривания чугуна необходим тщательно подобранный набор присадок, обеспечивающий:

  • хорошую смешиваемость шва с остальной толщей металла;
  • как можно меньшую разницу в температурной усадке;
  • минимальную из возможных толщину шва;
  • высокий показатель равнопрочности.

Варить чугун электродом сложно ещё и по той причине, что разновидностей этого металла много. В то же время на большинство изделий не имеется конструкторской документации, и достоверно определить состав сплава не представляется возможным. Поэтому сорт чугуна определяют на глаз по цвету излома и затем подбирают электроды и режимы сварки, максимально близкие к оптимальным. В домашних условиях сварка чугуна почти всегда лотерея и широкое поле для экспериментов для достижения наилучшего результата.

Какой инвертор использовать

Детали чугунного литья обычно имеют внушительную толщину, и прогреть их вглубь без ощутимого расширения зоны прогрева — достаточно трудная задача. Оптимальный вариант — варить короткими прихватками в импульсном режиме, давая детали время на остывание.

В подобном режиме будет эффективно работать далеко не каждый инвертор. Наиболее пригодны для этих целей современные аппараты с улучшенным розжигом и форсажем дуги, мощной системой охлаждения. Токи при сварке чугуна повышенные из-за дополнительной проводимости обмотки и обмазки электродов. Потолок токового диапазона должен быть около 200–250 А при продолжительности включения на максимальной нагрузке не менее 50%.

Вообще чем более совершенная схема управления сварочным током используется, тем лучше. При сварке чугуна требуется быстрый розжиг, равномерное горение и быстрое прерывание дуги без образования высокотемпературного очага. При этом специальных режимов для чугуна ни один из бытовых и даже профессиональных автоматов не имеет.

Профессиональное оборудование от FoxWeld или KEMPPI справится с задачей без проблем. Из бюджетных вариантов можно рекомендовать инверторы таких производителей как Aurora и Tesla стоимостью от 10 000 рублей. Более дешёвые («Ресанта», «Сварог») инверторы тоже могут использоваться с переменным успехом, но для сварки ответственных деталей они малоприменимы.

Правила подготовки детали

Для чугунных деталей качество сваривания определяется ещё на этапе обработки и подготовки сварочного шва. В отличие от других материалов, здесь может иметь значение даже наличие жировой плёнки. Для удобства разделим подготовку на три вида в зависимости от характера соединений.

Трещины в чугунном литье нужно перед сваркой просверлить по краям, чтобы избежать дальнейшего растрескивания при температурной усадке. После этого по трещине делается пропил болгаркой. Распускать шов нужно на ширину около 3 мм, сохраняя на дне целик, равный по толщине стержню электрода или немного больше.

Детали, треснувшие на две половины, обычно можно сложить очень плотно и эту возможность нужно использовать при сварке. Единственное, что необходимо сделать — обеспечить неподвижность струбцинами или болтовым соединением и также распустить шов.

Третий вариант — две независимые детали, которые перед сваркой проходят подгонку. На торцах нужно убрать напильником или наждачным бруском риски от режущего инструмента и снять фаску со стороны сварки по аналогии с роспуском шва. При подгонке деталей их нужно резать очень аккуратно, не допуская перегрева.

Непосредственно перед сваркой соединяемые кромки нужно обезжирить. Оптимально, если под рукой имеется ацетиленовая или пропановая горелка: ей сварочный шов прокаливают, выжигая графит, с нагревом чугунной детали до тёмно-красного цвета.

Использование специальных электродов

Разновидностей электродов для сварки чугуна разных сортов невероятно много. Мы рассмотрим только наиболее пригодные для использования в домашних условиях.

Самыми ходовыми марками электродов для сваривания чугуна можно назвать ESAB (ОК) 92.60, 92.58 и 92.18. Первые две имеют умеренное содержание никеля, у которого ТКР сопоставим с чугуном. Марка 92.18 имеет высокое содержание никеля и требует отковки горячего шва для уплотнения кристаллической решётки и повышения пластичности шва. Эти электроды хорошо использовать для сварки серого и ковкого чугуна.

Несколько иной принцип сварки, иначе называемый высокотемпературной пайкой, используется при работе с медь-никельсодержащими электродами, такими как МНЧ-2. Такой припой состоит из веществ, не вступающих в реакцию с графитом, и поэтому вероятность образования «отбелов» на границе сварочного шва существенно ниже. Электроды с добавлением меди подходят для большинства сортов чугуна.

Для сваривания деталей без преднагрева применимы марки ОЗЖН-1 и UTP 86 FN. Это электроды на железно-никелевой основе с легирующими присадками, в основном их используют для сварки серого чугуна. Толщину электродов любого типа для работы в домашних условиях следует выбрать 3 мм, для особенно массивных деталей — не более 4 мм, иначе инвертор просто не выдаст нужного тока для полноценного прогрева.

Применение присадочной проволоки

В некоторых случаях в процессе ручной дуговой сварки чугуна могут вноситься специальные присадки, придающие материалу шва специальные свойства. В основу этих присадок входят всё те же никель и медь, иногда железо, нержавеющие сплавы и олово. Для использования проволоки потребуется маска-хамелеон, надёжная фиксация детали и немного практики.

Наиболее популярной присадочной проволокой считается ПАНЧ-11, которую используют в полуавтоматической сварке чугунных изделий. Проволоку вносят небольшими порциями при каждом розжиге дуги, причём контакт электрода с поверхностью происходит именно через припой. Так достигается хорошая смешиваемость и смягчается воздействие высоких температур.

Также очень полезными при сварке чугуна оказываются присадки на основе монель-металла. Это достаточно редкий и дорогой сплав, но он обладает требуемыми ТКР, твёрдостью и пластичностью, сопоставимыми с показателями самого чугуна. Монель вносится малыми дозами через мгновение после зажигания дуги. Горение при этом более длительное, что на качестве шва практически не отражается.

Режимы сварки, токи, техника работы

Чугун варят постоянным током преимущественно обратной полярности, хотя для некоторых марок электродов (МНЧ-2) может требоваться переключение минуса на держатель. Из-за высокой текучести чугуна его всегда нужно варить только в нижнем положении шва.

В домашних условиях можно использовать два вида сварки: с частичным подогревом и без него. Для каждой марки электродов это определяется индивидуально. Разогрев детали проводят задолго до начала сварочных работ, используя паяльную бензиновую или газовую лампу, либо же ацетиленовые горелки. Прогрев чугунной детали должен продолжаться и в процессе сварки, поэтому работу выполняют два человека.

Чугун сваривают короткими швами (по 2–4 см) с отступом в 2–3 длины шва. Каждый «стежок» выполняется многочисленными прихватками с длительностью горения дуги от 0,5 до 1,5 секунды, в зависимости от толщины металла и марки электродов.

Область наложения шва разогревают в течение 2–3 минут, затем сварщик накладывает металл в корень разделанного шва, а помощник аккуратно подогревает место сварки. Когда «стежок» завершён, его засыпают сухим песком или накрывают асбестовой тканью и убирают пламя.

Медленное остывание имеет критически важное значение при сварке чугуна. Без него металл может сразу же покрыться паутинкой трещин, расходящихся от сварочной ванны, и изделие будет безнадёжно испорчено. Теплоизолирующая выстилка может укладываться и с обратной стороны шва заранее, но даже в таком случае каждый сварочный кратер должен сразу же защищаться от прямого контакта с воздухом. Небольшие детали рекомендуется на час отправлять в раскалённую духовку.

При сварке в первую очередь заполняется корень шва, полную заплавку проводят после полного остывания детали по точно такой же технологии с плавным отпуском. Если требуется герметичность соединения, между «стежками» выполняют ещё несколько промежуточных, а затем заплавляют шов полностью. Однако гораздо лучше в целях обеспечения герметичности воспользоваться полимерными или эпоксидными герметиками.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector