специфика и виды процессов, подготовка материала

В быту, строительстве, при производстве иногда крайне необходима сварка чугуна. Многих начинающих сварщиков волнуют вопросы — можно ли сварить чугун? Если да, то какие особенности сварки чугунных деталей существуют? Как правильно сварить детали? Возможна ли сварка чугуна в домашних условиях? Как заварить чугунную батарею, трубу или плиту? Ответим сразу: сваривать чугун можно, однако сварка чугунных деталей потребует определенных навыков. Чтобы получить прочное соединение, которое прослужит не один десяток лет, ознакомьтесь с теоретической частью.

Содержание статьи

Специфика сплава

Чугун представляет собой сплав из железа и углерода, где количество последнего — от 2 до 6 %. Чтобы повысить жаропрочность сплава, его устойчивость к коррозии и воздействию внешней среды, к чугуну добавляют легирующие элементы, такие как хром, титан, никель и т.д. Если примешать кремний, то значительно уменьшится температура плавления, сера поспособствует снижению текучести, марганец придаст дополнительную прочность, а фосфор позволит получить деталь, имеющую сложную конфигурацию.

В чугуне углерод может находиться в виде цементита или графита. Карбид железа (цементит) в сплаве находится в связанном состоянии, и такой чугун  называется белым. А вот самородный минерал (графит), наоборот, присутствует в свободном состоянии, причем в каждой из разновидностей чугуна имеет различную форму. Например, пластинчатый графит входит в состав серого чугуна, хлопьевидный – ковкого, шаровидный – высокопрочного. Зная особенности сварки чугуна, можно без проблем выбрать подходящую его разновидность для предстоящих работ.

В отличие от кованого железа и стали, чугун:

• Содержит гораздо больше углерода (почти в 10 раз).
• Имеет лучшие литейные качества.
• Менее пластичен, с трудом поддается ковке.
• Обладает меньшей рыночной стоимостью.

Поскольку атомы углерода и железа связаны между собой не очень тесно, то сплав является хрупким и не может быть использован для изготовления элементов, подлежащих интенсивным нагрузкам. Тем не менее он устойчив к вибрациям и износу. Если длительное воздействие воды приведет к возникновению ржавчины, то в кислотно-щелочной среде этот сплав не потеряет своих качеств. После нагревания чугун способен сохранять высокую температуру длительное время.

Где применяется

Ранее этот сплав широко применялся для производства канализационных и водопроводных труб, арочных конструкций (в том числе несущих), декоративных элементов и т.д. Несмотря на то, что сейчас предпочтение отдается современным строительным материалам, чугун по-прежнему незаменим в сферах строительства и промышленности. Из него изготавливают плиты для фундамента, колонны, канализационные трубы большого диаметра, люки, ограждения, тормозные колодки, детали для машин. Некоторые предметы быта (сковороды, горшки и т.д.) также производятся из железно-углеродного сплава. Часто отливаются чугунные скульптуры и памятники.

Как подготовить материал к свариванию

Сварка чугуна в домашних условиях, равно как и в условиях производства, должна начаться с предварительной подготовки свариваемых поверхностей. Прежде чем заварить чугунную деталь, стоит удостовериться, что она не имеет повреждений и загрязнений. Материал довольно хрупкий и пористый, поэтому малейшая деформация с течением времени будет увеличиваться, а очистка потребует больших усилий.

Подготовка чугуна к сварке включает в себя:

• Ликвидацию или уменьшение трещин,
• Очистку.

вырезанная трещина

Перед тем как сварить чугун, все трещины, даже самые мелкие, лучше засверлить по краям и пройтись сверлом по всей глубине. Кроме сверла, можно воспользоваться зубилом, шабером и вырезать трещину, округлив при этом ее края. Сквозные трещины стоит обработать с двух сторон, а место с множественными трещинами лучше вырезать полностью и поставить заплатку.

Чугунные детали сваривают, очистив их от ржавчины, окалины, горючих веществ, грязи и т.д. Очистку можно проводить при помощи растворителей, газовой горелки, наждачной бумаги, металлических щеток и болгарки – в зависимости от степени загрязнения и типа поверхности. В особо сложных случаях можно использовать пескоструйную очистку. В конечном результате заготовка должна иметь гладкую, блестящую поверхность.

Способы соединения

Существуют следующие способы сварки чугуна:

• Газовая сварка чугуна. Необходима там, где нужно ликвидировать дефекты литья. Особенности сварки чугуна таким образом заключаются в том, что используются пропан-бутан либо ацетилен, а для работы можно применять несколько горелок. Для газовой сварки чугуна присадочной проволокой стоит использовать материал, который содержит большое количество кремния.
• Ручная сварка при помощи дуги. Перед началом дуговой сварки детали придают температуру 600-650 градусов по Цельсию. Это обеспечивает равномерные нагрев и охлаждение. Наиболее популярна сварка чугуна аргоном.
• Механизированная сварка при помощи дуги. Деталь также предварительно нагревается до высоких температур. Чтобы из сварной ванны не вытекал жидкий металл, подлежащий сварке участок детали можно формовать пластинами из графита.
• Электрошлаковая сварка. Технология сварки чугуна включает в себя использование пластинчатых электродов и фторидных флюсов. Для предварительного прогрева детали применяют пламя газовой горелки либо неплавящийся электрод .
• Термитная сварка. Особенности сварки чугуна таким образом состоят в использовании для нагрева очень горячего металла, полученного при горении термитов. Варится чугун при условии, что термитная смесь нагрета до температуры выше 1300 градусов по Цельсию.

электроды МНЧ-2 для сварки чугуна

Какой полярностью варить чугун? Прежде чем ответить на этот вопрос, подчеркнем, что выбор полярности зависит от вида электродов, а не от пространственного положения или других критериев. Например, электроды МНЧ-2 требуют применения прямой полярности. В остальных случаях выставляется полярность обратная.

Особенности горячей сварки чугуна

Можно ли варить чугун, избежав отбеливания шва и зоны около него? Чтобы получить качественное соединение, часто прибегают к горячему соединению поверхностей. Перед сваркой их тщательно очищают от загрязнений, затем формуют в специальных ящиках – опоках. Горячая сварка чугуна подразумевает двухступенчатое повышение температуры – сначала просушка до 120 градусов по Цельсию, затем подогрев до 600-700 градусов по Цельсию. И только затем можно сварить чугунные детали.

Поскольку для качественного результата площадь одной сварочной ванны не должна быть больше 50-60 см2, то сварка производится небольшими участками. Работа над следующим начинается только после того, как предыдущий затвердел. Приварить детали таким методом можно с помощью электродов ОМЧ-1 или ПЧЗ.

Особенности холодной сварки чугуна

Сварные работы по чугуну могут проводиться и без предварительного нагрева поверхностей – например, если нужно заварить чугун в домашних условиях или же деталь имеет слишком большие габариты.  Сварить чугун в таких условиях можно при помощи электродов из аустенитного чугуна, стали или цветных металлов. Сварочные швы нужно стараться делать как можно короче — не длиннее 25 мм. Обеспечьте условия для постепенного остывания швов.

Чтобы сварить чугун и избежать при этом отслойки металла сварного шва, нужно воспользоваться стальными шпильками с диаметром не более 16 мм. Если края деталей не толще 10 мм, диаметр шпильки должен составлять 6 мм, если в пределах 10-20 мм, то небходимы шпильки с диаметром 10 мм.

Сварка при помощи аргона

Сварка чугуна аргоном (TIG) возможна тремя способами – с помощью холодной сварки, горячей (до 600 градусов по Цельсию) или полугорячей (до 400 градусов по Цельсию). Первый из них уместен тогда, когда нужен шов, не состоящий из чугуна.

Как варить чугун аргоном? Для этого выставляют значение сварочного тока в 40-80 А в зависимости от толщины деталей. Если этот показатель вы выбрали правильно, металл во время процесса трещать не будет. Качество шва не зависит от направления сварки, поэтому горелку можно располагать как за присадочным прутком, так и перед ним. Сварочный присадочный стержень предварительно нагревают, затем помещают в сварную ванну и формируют шов. Чтобы он получился качественным, без пор, присадочный пруток лучше не выносить из зоны сварки, а помешивать им расплавленный металл, равномерно распределяя его и удаляя пузырьки газов. После сваривания деталь должна остыть естественным путем.

Сварка чугунных радиаторов

Можно ли заварить чугунную батарею самостоятельно, не вызывая специалиста? Заварить трещину в радиаторе можно, если у вас есть стаж проведения подобных работ, так как не каждый шов сможет выдержать давление до 10 атмосфер и температуру до 100 градусов по Цельсию. Наиболее распространена сварка чугуна инвертором: этот прибор легкий и компактный, к тому же простой в управлении.

В большинстве случаев поверхности, подлежащие сварке, нельзя вращать, поэтому соединение варят с отрывом. Чтобы шов получился прочным, производят два прохода. После каждого из них нужно очистить место сварки, удалить наплыв и окалину. В качественно выполненном шве все края заполнены, подрезов нет.

Соединение чугуна со сталью

Сварка чугуна со сталью осложнена тем, что эти металлы имеют разное процентное содержание углерода. Кроме того, если гранулы углерода крупные, то речь не может идти о надежном шовном соединении.

Стали с чугуном могут быть соединены при помощи как холодной, так и полугорячей, и горячей технологии. Для соединения железно-углеродного сплава с обычной сталью или с нержавейкой нужно использовать постоянный ток (полярность – обратная). Переменным током следует воспользоваться только при напряжении холостого хода, превышающем 54 вольта. Сначала нужно обрабатывать изделие из чугуна, затем – из стали. Если соединение чугуна и стали должно иметь толстый шов, то он варится слоями. Каждый из них необходимо уплотнить, используя молоток.

В случае, когда нержавейка присоединяется при помощи горячего или полугорячего способа, зону наплавки стоит охлаждать. Обратите внимание: при резком снижении температуры материал будет деформирован или начнет разрушаться. Поэтому температуру в зоне наплавки снижают медленно, а шов время от времени нагревают.

Полезные советы

• Правильно варить чугун нужно в нижнем положении.
• Перед тем как заварить чугун низкоуглеродистыми электродами, обратите внимание, что толщина наплавленного металла должна составлять около 50 процентов от толщины самой детали.
• Сварка чугуна полуавтоматом должна проводиться без колебательных движений при ведении первого шва. Затем можно приступать к поперечным движениям.
• Чугун и сталь можно сваривать и при помощи аргонодуговой технологии. В таком случае используйте для присадки флюсовую проволоку на никелевой основе, сняв с нее обмазку. Электроды должны быть изготовлены из вольфрама.
• Нержавейка к чугуну может быть надежно приварена в том случае, если сварку проводить в несколько проходов короткими швами, давая металлу остыть.
• Чтобы чугун после сварки остывал постепенно, его или накрывают, или засыпают негорючими материалами (асбест, песок, зола).
• В толстых деталях перед свариванием разделываются кромки. Угол фаски должен составлять 45 градусов.

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

svarkaed.ru

Сварка чугуна: технологии и особенности металла

Оглавление:

1. Виды чугуна
2. Характеристика сплава
3. Способы сварки
4. Правильная подготовка чугуна к сварке
5. Как сваривать электросваркой
6. Сварка полуавтоматом
7. Сварка аргоном
8. Газовая сварка
9. Сварка инвертором
10. Интересное видео

 

Чугун является прочным металлическим сплавом, который состоит из двух видов металла — железа и углерода. Сплав используется практически во всех сферах жизни, из него делают батареи, сантехнические устройства, посуду, а также оградительные конструкции, детали для автомобилей и станочного оборудования.

Но при изготовлении различных конструкций, требуется знать, как выполняется сварка чугуна, потому что именно от соблюдений важных принципов будет зависеть прочность и износостойкость готового изделия. Данный процесс имеет некоторые трудности и сложности, которых можно избежать только при условии, если будет изучена правильная технология сварки.

Виды чугуна

Перед тем как проводить сварку чугуна в домашних условиях, стоит внимательно рассмотреть разновидности сплава. Виды могут отличаться по степени прочности, тугоплавкости, по степени свариваемости.

Ниже в таблице описаны основные разновидности чугуна.

Вид	Особенности
Белый	В составе белого чугуна весь имеющийся углерод присутствует в форме цементита. Расцветка излома светлая. Этот вид сплава обладает высокой прочностью, по этой причине он подвергается обрабатыванию режущими инструментами. Он используется в виде полупродукта при изготовлении ковкого чугуна.
Серый	Весь углерод или его часть присутствует в составе сплава в виде графита. При изломе обычно можно увидеть серый цвет. За счет того что серый чугун обладает высокими литейными качествами его применяют в качестве основного материала для литья. В отличие от белого чугуна достаточно хорошо поддается ковке.
Ковкий	Эту разновидность получают при отливке и последующей обработке белого чугуна с образованием графита с хлопьевидной структурой. Данная разновидность сплава в основном используется для изготовления автомобилей, сельскохозяйственных машин, тракторов.
Половинчатый или отбеленный	В составе данного вида чугуна углерод может присутствовать в двух формах — в виде графита или цементита. Его применяют в качестве функционального материала для работы в условиях сухого трения, а также для производства деталей с высокой износостойкостью.
Высокопрочный	В данном виде сплава имеется шаровидный графит, которые образуется в процессе кристаллизации. Обычно его применяют для изготовления элементов с высокой ответственностью в машиностроении, а также для производства труб с высокой прочностью для водоснабжения, нефте- и газопроводов.

Характеристика сплава

Процесс сварки чугунных деталей напрямую зависит от особенностей и свойств сплава. По сути, данный металл состоит из двух металлов — железа и углерода. Но если его сравнивать со сталью, то железа в нем выше практически на 2,14 %.

Как было указано выше в соответствии со составом чугун может быть разного вида — белый, серый, половинчатый, высокопрочный. Свойства каждого вида определяются составляющими компонентами.

Сварка по чугуну имеет некоторые сложности. Во время нее достаточно тяжело добиться высокой прочности сварного шва. Это происходит из-за наличия проблем из списка:

• из-за того, что чугун имеет неоднородную структуру, при сваривании шов может сильно растрескаться. Это происходит из-за влияния на него повышенной температуры дуги. В результате этого происходит отбеливание, изменение состава в области сваривания металла;
• сварочные работы по чугуну с применением высокотемпературного влияния электрической дуги вызывают выгорание части углерода из состава сплава. Все это может вызвать образование пор в составе сварного шва. В результате этого сильно снижается прочность сварного шва, ухудшаются характеристики качества;
• при расплавлении чугун приобретает сильно текучую структуру, что вызывает сложности при формировании нормального шва. Чем больше содержание в составе углерода, тем выше степень текучести сплава;
• во время сварки чугуна со сталью может появляться окись в шве, которая вызывает снижение прочности.

Вышеперечисленные особенности металла значительно осложняют процесс сварки по чугуну. Основная сложность состоит в том, что итог может быть не таким, какой его ожидают. Зачастую на поверхности сварного шва появляются поры и трещины при остывании сплава.

Для сварки не стоит применять чугун темно-серого или черного оттенка (в нем имеется высокое содержание графита). Данные разновидности сплавов не стоит варить дома, зачастую это вызывает растрескивание соединения и самой детали.

Способы сварки

Способы сварки чугуна могут выполняться по-разному. Все зависит от того, как будет подготовлен металл к самому процессу. В целом выделяют всего два способа сваривания — холодный и горячий.

Особенности холодной сварки

Технология сварки чугуна холодным способом достаточно легкая. Она не имеет сложностей и особых проблем, главное предварительно изучить ее важные особенности. Также нужно знать, чем сваривают чугун.

Сварка чугуна и стали обычно выполняется с использованием электродов, которые специально предназначены для этого вида сварочного процесса. Если будут использоваться простые стальные электроды без нагревания, то в области сварного шва появляется металл в форме высокоуглеродистой стали с дополнительными компонентами, которые входят в состав чугуна — фосфор, сера, марганец.

Холодная сварка чугуна с металлом имеет несколько важных особенностей, на которые стоит обратить внимание:

• она проводится электродами с небольшим размером диаметра, также весь процесс осуществляется на малом токе;
• холодная сварка чугуна электродом может проводиться в домашних условиях при маленьком объеме работ, а также если нет возможности для выполнения подогрева деталей;
• холодная сварка может быть проведена стальными электродами при условии, если на швы не будет оказываться нагрузка на растяжение. Идеально подходят медно-никелевые электроды, а также с содержанием в составе меди и железа.

После сваривания нельзя проводить зачистку шва, это связано с его высоким растрескиванием. Слишком быстрое остывание может привести к появлению белого чугуна в области рядом со сварным швом. В результате этого основа металла станет достаточно твердой, но сильно хрупкой.

Особенности горячей сварки

Горячая сварка чугуна является наиболее подходящим методом сваривания в домашних условиях. Во время подогрева сварной шов получается с хорошим качеством, потому что во время этого процесса не возникает отбеливаний металла, а также его закалки.

Горячая сварка стали с чугуном может разделяться на два подвида — местная (частичное прогревание) и общая (полный прогрев всей детали). Для прогревания обычно применяется специальная печь, в которой деталь прогревается равномерно со всех сторон.

Помимо этого выделяют несколько вариантов степени прогрева, которые зависят от показателя температуры:

• горячее прогревание, при котором прогрев происходит под температурой от 500 до 600 градусов Цельсия;
• полугорячее прогревание при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия;
• теплое прогревание от 150 до 200 градусов Цельсия.

Технология горячей сварки состоит в нагревании детали до требуемой температуры, которое производится перед началом сваривания, а затем производится медленное охлаждение после завершения процесса.

При нагревании температура не должна быть выше 600-650 градусов Цельсия, в противном случае это может привести к изменению структуры чугуна. Он может стать хрупким, в сварном шве могут образоваться трещины, поры. Обязательно должен соблюдаться неспешный прогрев с выдерживанием скорости до 150 градусов в час.

Процесс охлаждения также должен производиться не слишком быстро. Лучшим вариантом будет деталь оставить в печи, в которой и осуществлялось нагревание. В ней будет медленно происходить остывание.

Правильная подготовка чугуна к сварке

Подготовка чугуна к сварке должна проводиться в обязательном порядке, именно от нее зависит качество готового шва, его прочность, износостойкость. Если этот процесс будет выполнен правильно, то он предотвратить хрупкость и пористость структуры материала, а также устранить возможные дефекты.

Подготовка должна состоять из следующих действий:

• распиливание трещин. Зачастую трещины  в чугуне обладают тонкой и глубокой структурой. Если размер толщины обрабатываемой детали составляет 4 мм, то накладываемый сверху шов не сильно заплавит поверхность трещины. В результате этого останется разрозненная структура внутри основы сплава. При этом степень сопротивления на разрыв и излом будет слабая. Для того чтобы в этих местах было хорошее заваривание, требуется выполнять распиливание трещины «болгаркой» с использованием тонкого диска. При этом, чем больше толщина материала, том глубже должно быть запиливание;
• просверливание краев. При визуальном осмотре детали из чугуна невозможно увидеть точное окончание глубины трещин. По этой причине прежде чем начать сваривание трещины, стоит по ее краям просверлить небольшие отверстия. Отступать от видимого конца разлома требуется на расстояние 5 мм. Если выполнить просверливание краев, то это обеспечит хорошее заполнение металлом внутреннее пространство, а также защитить от продолжения раскола;
• выполнение разделки кромок. Степень свариваемости чугуна может отличаться перекалкой в области соединительного шва, что может привести к повышению хрупкости данного участка. Чтобы предотвратить данный процесс требуется провести равномерное прогревание на всю длину соединения. Область соединительного шва разбавляется металлом, для этого и используется правильная разделка кромок. Во время соединения толстых пластин проводятся скосы краев под углом 45 градусов, при этом у основания должно оставляться небольшое притупление в 3-4 мм. Данное разделение обеспечит хорошее заполнение области разделения, а также она повысит прочность и износостойкость данного участка;
• проведение подформовки. При сваривании тонкого изделия из чугунного сплава повышается вероятность протекания жидкого металла. По этой причине в этих случаях под изделие требуется подкладывать подкладку из графита, это позволит поддержать прогретую область и сохранит первоначальную форму элемента.

Как сваривать электросваркой

Перед тем как начать сваривание с использованием электродов обязательно нужно внимательно изучить особенности сварки чугуна данного вида. В первую очередь требуется подобрать правильные электроды и специальное оборудование. Главная особенность данного метода состоит в том, что в области сварного шва повышается степень хрупкости металла.

Повышение хрупкости связано с тем, что в период проведения сварочных работ сплав на сплав из чугуна оказывается высокая закалка. По этой причине сварка электродами котла чугунного и других деталей в промышленных условиях имеет существенные отличия по сравнению с обычной обработкой других изделий. Во время нее требуется проводить нагревание материала до температуры почти 600-650 градусов Цельсия.

Обычно при электросварке используются два вида электродов:

• ОЗЧ-2. Электроды данный модели имеют стержень из медного металла, который покрыт специальным составом с содержанием графита;
• МНЧ-2. Для стержня электродов данного вида применяются разные виды металлов — никель, медь, марганец и железо. Данная модель является самым подходящим вариантом для электросварки чугуна, но она имеет высокую стоимость.

Особенности сварки чугунных деталей с использованием электродов:

• во время электросварки холодным методом необходимо соблюдать определенный темп наложения швов;
• требуется контролирование проведения процесса сваривания, это поможет избежать перегревания поверхности выше установленных показателей;
• сварщик должен производить работы «вразброс», небольшими частями. При этом обязательно должна выполняться проковка и делаться перерывы;
• в связи с тем, что главная особенность чугуна состоит в том, что он достаточно медленно остывает, поэтому чтобы заварить деталь из чугуна может потребоваться некоторый период времени;
• если восстанавливаются дефекты небольшого размера, то дополнительно может потребоваться подложка из графита, это предотвратит вытекание металла.

Сварка полуавтоматом

Сварка чугуна полуавтоматом выполняется достаточно просто, главное внимательно изучить все действия. Обязательным условием для процесса является подготовка детали из чугуна, именно от подготовки будет зависеть показатель прочности сварного шва.  Также потребуется специальная проволока для сварки полуавтоматом чугуна.

Чтобы правильно выполнить сварку чугуна полуавтоматом, нужно рассмотреть правильную технологию. Обычно данный метод производиться при помощи трех способов сварки:

• холодная сварка чугуна с использованием сварочной проволоки по чугуну ПП АНЧ-1. Она подходит для небольших коротких швов, заделки трещин, для работы с тонкими деталями из чугуна. Никакого подготовительного этапа не потребуется, достаточно только лишь провести кончиком проволоки по области сварки. Схватывание дуги происходит практически сразу, потребуется удержать ее в течение нескольких секунда, а в это время нужно провести проволокой по месту шва;
• полугорячая сварка чугуна полуавтоматом обычной проволокой применяется для сваривания более сложных участков. К примеру, ее используют при установке заплатки на канализационных трубах. Уровень температуры нагревания составляет около 350 градусов Цельсия. Для полугорячей сварки подходит проволока для сварки чугуна ПП АНЧ-2. Для нагревания может применяться паяльная лампа. После сваривания производится плавное охлаждение;
• горячая сварка применяется для изготовления сварных швов с высокой прочностью, которые обладают повышенными качествами на изгиб и излом.  Во время него применяется проволока сварочная для чугуна ПП АНЧ-3. Нагревание производится в печи или при помощи газовой горелки. Нагревание производится до температуры 600 градусов Цельсия. А вот процесс графитизации выполняется естественным путем.

Сварка аргоном

Сварку чугуна аргоном используют многие начинающие сварщики по совету опытных товарищей, часто прибегают к свариванию полуавтоматом в аргоновой среде. Этот метод не оправдывает себя для изделий из чугунных сплавов. Соединение получается как на воздухе с подогревом, но при этом сильно возрастают затраты.

Технология сварки чугуна и стали аргоном обычно предусматривает наличие нейтральной среды. Конечно, в атмосферной среде шов можно получить, но при этом сильно ухудшится его качество. При осуществлении сварки в данной среде в соединении могут образоваться микротрещины, а также будет наблюдаться неравномерная закалка.

Если дополнительно к сварке подать инертный газ аргон, то химический состав в сварочной ванне никак не поменяется. Если применяется аргон, совсем не имеет значения способ сварки. Качество сварных швов получается одинаково хорошее при любом соединении деталей — встык, внахлест, заплатка.

TIG сварка чугуна с использованием аргона считается самым оптимальным вариантом, который позволяет сделать прочный шов. При помощи газа можно варить практически любые сочетания. Если же имеются некоторые сложности с приобретением аргона, то лучше оставить его для соединения чугуна и стали.

Газовая сварка

Газовая сварка чугуна в основном применяется в случаях, когда требуется получение высокопрочного сварного шва, но при условии соблюдения небольшого провара поверхности основного металла. При этом технология газовой сварки чугуна сопровождается применением нескольких режимов наложения шва, от которых будет зависеть качество итогового соединения.

На показатель качества сварного соединения оказывают влияние следующие составляющие:

• виды режимов подаваемого напряжения;
• вид техники накладываемого сварного соединения;
• показатель силы тока;
• скорость прохождения.

Как сварить чугун и сталь дуговой газовой сваркой, чтобы в итоге получить соединение с высокой прочностью без трещин, пор и других дефектов?  Для этого требуется соблюдать некоторые требования во время рабочего процесса:

• показатель напряжения дуги должен быть от 18 до 21 В;
• сила тока — 100-120 А;
• скорость прохождения не больше 12 м в час;
• сварные работы должны выполняться с использованием специальных сварных проволок 09Г2СА или ПАНЧ 11 с размером диаметра 1 мм.

Сварка инвертором

Многие неопытные сварщики часто задаются вопросом можно ли сварить чугун и сталь инверторным сварочным аппаратом? Конечно можно, но предварительно следует провести подготовку. Процесс подготовки чугуна должен проводиться с учетом следующих рекомендаций:

• в первую очередь необходимая область зачищается болгаркой. Для зачистки рекомендуется применять лепестковый круг или другую наиболее подходящую насадку;
• после того как будет проведена зачистка верхнего слоя до не окисленного металла требуется выполнить обезжиривание. Данный процесс может выполняться при помощи бензина или любого другого растворителя;
• если требуется заделать трещину, то ее нужно расчистить до полного окончания. После этого в этом месте необходимо просверлить отверстие с размером диаметра 10 мм.

Сварка чугуна инвертором может осуществляться послойно и с использованием опорных элементов — шпилек. Они полностью состоят из стали. Применение данных опорных элементов должно сопровождаться с учетом важных требований:

• размеры данных элементов должны быть точными, их размер диаметра не должен быть больше 40 % от толщины чугуна;
• показатель выступа шпильки над металлом составляет не более 4-6 мм;
• расстояние между ними не должно превышать 6 мм;
• количество используемых шпилек должно зависеть от параметров соединения, но их не должно быть больше 25 % от площади излома.

Также могут применяться электроды, но они должны быть специальными. Проводить заваривание чугуна обычными электродами не рекомендуется. Для сплава этого вида подойдут электроды с добавлением никеля, меди, хрома и других лигатур, которые способствуют прочному наплавлению чугуна.

Как проводится

Как сваривать чугун при помощи инвертора, чтобы получить хороший и качественный сварной шов? Для этого потребуется изучить важные рекомендации:

• полярность подключения должна быть обратная;
• работа сварочного аппарата должна осуществляться на минимальной мощности, она должна соответствовать толщине чугунного элемента;
• размер длины одного непрерывного сварочного шва не должна быть больше 3-5 сантиметров;
• не должно быть перегревания металла, которое может возникнуть в результате частых перерывов;
• первый и последний слой при многослойном сваривании должен проковываться молотком с небольшим усилием.

Сам процесс сварки может быть многослойным или с использованием шпилек. После правильной установки шпилек проводится наваривание каждого слоя. Металл должен накладываться вокруг каждой шпильки, что в итоге получилась заплатка. В конце делается сварной шов, который соединяет наваренный металл между шпильками.

Многослойная сварка выполняется с использованием электродов. После наплавления первого слоя проводится ковка молотком, она должна делаться на горячую. Если есть доступ к обратной стороне изделия, то также накладывается слой на ней, а затем он проковывается. В конце накладывают следующие слои металла.

Прежде чем ответить на вопрос варится ли сваркой чугун, стоит рассмотреть главные особенности данного сплава. Именно от его вида и структуры зависит выбор определенного вида сварки. Для него могут применяться разные виды сварок — электросварка, полуавтоматом, газовая, аргоном, инвертором. Но чтобы процесс был успешным, требуется провести предварительную подготовку чугуна и стали.

Интересное видео

osvarka.com

Сварка чугуна в домашних условиях инвертором: технология и маркировка электродов

Выполнение сварочных работ с металлом не вызывает особых трудностей. А вот когда дело касается сварки чугуна, то с этой задачей может справиться не каждый, особенно если за дело берется любитель.

В данном случае необходимо строго соблюдать технологию подготовки и сварки, иначе материал можно перепалить, что сделает его хрупким или приведет к другим проблемам. Давайте рассмотрим процесс сварки более подробно.

Особенности материала

представляет собой железоуглеродистый сплав, с содержанием углерода 2.14 процента.

Данный материал характеризуется рядом свойств, затрудняющих процесс сваривания, а именно:

• формирование трещин и пор;
• образование каленых структур вследствие обработки;
• тонкие заготовки рассыпаются от перегрева.

В зависимости от состава, материал разделяется на белый и серый. Первые особенно трудно поддаются свариванию из-за своей хрупкости и твердости. С серыми работать значительно легче. Они более податливы обработке.

Мастера, имеющие значительный опыт работы и знающие, как сварить чугун, способны даже по разрезу определить его свариваемость. Мелкодисперсная структура металла является более приближенной к серому. Это значит, что работать с ней легче, чем с материалом имеющим в своем разрезе крупные зерна.

Длительное нахождение материала в масляной или водной среде делает его непригодным к сварке. В связи с этим не каждую деталь можно подготовить должным образом для получения качественного соединения.

Технология сварки чугуна.

В связи с ограниченной свариваемостью подобного металла необходимо принимать во внимание следующие его основные особенности:

• данный материал – жидкотекучий, в связи с чем работать с ним можно только лишь в нижнем положении;
• важно строго соблюдать температурные режимы, иначе можно выпалить углерод и сформировать поры;
• низкая пластичность и неправильные термические нагрузки приводят к развитию напряжений;
• при расплавлении образуются окислы с температурой плавления, превышающей таковую для основного материала.

Одной из основный трудностей, с которыми часто сталкиваются сварщики – формирование трещин в области сварки во время охлаждения изделия.

Указанные особенности этого материала, а также дефекты и недостатки могут доставлять трудности только при несоблюдении технологии сварки.

Существует несколько методов, позволяющих обрабатывать данный металл. Достаточно часто используется горячая сварка чугуна, может также применяться сварка чугуна аргоном или же, например, полуавтоматом.

Каждый из указанных методов обладает своими положительными и отрицательными сторонами. В связи с этим выбор той или иной технологии может меняться в зависимости от поставленной задачи.

Не стоит забывать и про необходимость правильно выбирать электроды по чугуну. Учитывая все тонкости работы с подобным материалом возможно достичь наилучших результатов.

Технология сварки электродами

Сварка чугуна полуавтоматом выполняется в соответствии с маркой материала, его размерами и наличием дефектов. Марка электрода для сварки чугуна выбирается по-разному в каждом конкретном случае.

Например, если используется холодная или горячая сварка чугуна, то выбирают электроды ЦЧ-4. Они используются как подготовка чугуна к сварке и позволяют наплавить 1-2 слоя на изношенную часть детали для последующей наплавки специальными стержнями.

ОЗЧ-2 наиболее часто применяются в ремонте тонкостенных конструкций. Они позволяют заварить чугун, чтобы убрать дефекты литья. МНЧ-2 также используется для устранения дефектов литья.

Сварка чугуна в домашних условиях – задача посильная каждому человеку. Тем не менее важно соблюдать некоторые рекомендации. Также потребуется наличие определенных навыков у того, кто выполняет работу. Если подобная процедура осуществляется впервые, тогда она может получиться не сразу.

При производстве чугуна выдерживается температура на уровне 1200°C – 1500°C. В связи с этим высокотемпературная обработка этого материала не представляется возможной, а его свойства определяются содержанием углерода.

Выделяют два вида выполнения соединения данного материала: холодная и горячая сварка.

Подогрев при сварке чугуна.

В каждом из отмеченных способов технологии сварки чугуна следует руководствоваться следующими правилами:

1. Быстро охлаждать поверхность изделия строго запрещено.
   Если необходимо деталь приварить к металлу, тогда увеличить продолжительность остывания последнего можно, засыпав его песком.
2. В жидком состоянии металл становится текучим, поэтому необходимо применять подформовку.
3. Сварка чугуна ТИГ методом сопряжена с рядом трудностей.
   В частности должно быть обеспечено прочное прилегание шва. К наиболее трудоемким операциям следует отнести процесс соединения неоднородных изделий. В связи с эти в работе следует учитывать параметры каждой детали.

Если необходимо сделать сварку с помощью сварочного аппарата, обычно используются определенные марки электродов, доступные к покупке в строительных магазинах. Также существует и альтернатива стержням в виде сварочной проволоки.

Проволока для сварки чугуна с графитовым стержнем позволяет формировать достаточно надежное соединение.

В независимости от метода, будь то с использованием полуавтомата или ручная дуговая сварка, необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

• подготовить поверхность чугунной детали, удалив с нее дефекты механическим или ручным способом;
• определить марку материала;
• использовать способ, позволяющий обеспечить наилучшее соединение, например, в некоторых случаях можно применять металлические шпильки;
• сварочные работы: данный материал можно варить с применением аргонодуговой сварки, но для этого следует соблюдать некоторые условия;
• после завершения работы детали засыпаются песком или другим материалом, не позволяющим изделию быстро остывать.

Если с первым пунктом, указанного выше перечня, все понятно, то второй следует рассмотреть подробнее. Дело в том, что подготовка включает в себя не только механическую обработку, но и определение всех возможных процедур, которые предстоит выполнить в работе.

Сначала рабочий визуально осматривает изделие и по срезу определяет стойкость к термическому воздействию. Исходя из такого визуального осмотра выбираются режимы сварки.

Что касается формирования надежного соединения, то тут можно применить метод с использованием шпилек. Суть отмеченной технологии заключается в том, что в деталь предварительно устанавливаются шпильки, укрепляющие ее.

Количество шпилек зависит от формы и длины соединения. Также в данном случае следует учитывать состав стержня, которым осуществляется соединение. Обычно такие электроды изготавливаются самостоятельно.

Схема наплавки при сварке чугуна.

Далее во время работы важно выполнять следующее условие: в сварочной ванне следует постоянно поддерживать небольшое количество расплавленного материала, а также его равномерное перемешивание в процессе работы.

Также в процессе формирования соединения часто используют присадки. Может понадобиться применение смеси, состоящей из азотнокислого натрия, соды и технической буры.

Если следовать простым правилам, то дуговая сварка не доставит много проблем и, при наличии определенных навыков, будет достаточно проста. Главное правильно выбирать варящие электроды. В некоторых случая стоит отдать предпочтение стержням марки РДС, а в некоторых – ЭСАБ.

Стоит помнить о том, что электросварка наиболее эффективна не только при правильном выборе электродов для чугуна, но и правильном определении марки материала. При наличии должных навыков сваривание и починка радиатора чугунной батареи не будет вызывать никаких проблем.

Как правильно сваривать чугунные детали?

чугуна – это метод формирования соединения на материале без подогрева. Сварка чугуна аргоном по данной технологии осуществляется в случаях отсутствия возможности выполнения предварительного прогрева деталей.

Влияние режима электрошлаковой сварки на размеры проплавления чугуна.

Причиной возникновения подобной ситуации может быть, например, слишком большой размер изделия или же специфическая форма детали.

Осуществляется сварка чугуна электродом с верхним слоем из стали с низким содержанием углерода. Также нередко используются электроды из нержавейки или медные электроды.

При выполнении сварки чугуна электродом в домашних условиях следует иметь ввиду, что применение стержня без покрытия не позволит достичь высокого качества соединения.

Это связано с неоднородным составом наплавленного металла, а именно, в процессе соединения нижние слои будут обогащаться углеродом и станут близки к чугуну, а верхние, наоборот, станут низкоуглеродистыми и более близкими к металлу.

Если правильно варить чугун по технологии холодной сварки, то в процессе работы материал будет закаляться из-за быстрого отвода тепла. В конечном итоге, твердость соединения окажется существенно выше, чем у детали.

Не стоит забывать и об усадке чугуна и стали, так как она у данных материалов сильно различается, поэтому не стоит допускать слишком больших объемов наплавленного материала.

Чем резать?

Необходимость выполнения подобной процедуры чаще всего связана с демонтажем чугунных труб, батарей отопления и других коммуникаций. На первый взгляд может показаться, что выполнение данной работы не вызовет много труда. Тем не менее в Советском Союзе трубы соединяли добротно, поэтому резать их не так уж и просто.

Горячая сварка чугуна.

Аргонная сварка чугуна позволяет формировать надежные соединения этого вещества со многими другими. Например, это может быть сварка чугуна со сталью или алюминием. В любом случае разобрать заваренную конструкцию не просто.

Тут главное правильно выбрать способ резки. Можно использовать хорошо знакомые инструменты, такие как труборез, зубило, лобзик, газовые резаки и так далее.

Каждый приведенный метод обладает своими достоинствами и недостатками. Например, в некоторых случаях можно спокойно обойтись обычным молотком и зубилом. Особенно если технология сварки чугуна была нарушена и сформированное соединение оказалось слабым.

В других случаях лучше использовать более продуктивные механические, а не ручные, инструменты, для которых чугуна – не помеха.

Разделка кромок

После того, как были выбраны электроды по чугуну, необходимо подготовить кромки детали к свариванию. В первую очередь следует позаботиться о чистоте поверхности изделия, о чем уже упоминалось ранее.

Далее, перед тем, как варить чугун электросваркой, следует разделать кромки. Особенно это касается ремонта различных приспособлений. В таких случаях разделка дефектных мест крайне необходима. Она осуществляется с одной или с двух сторон в Х-образной форме.

Сварка стали с чугуном будет более надежной, если перед началом работы сделать наплавку на кромку последнего никелевой присадки. Это позволит сформировать так называемый переходной слой, который положительно скажется на качестве шва.

Конечно же, маркировка электродов по чугуну в данном случае будет отличаться. Подходящими вариантами для соединения со сталью будут стрежни марок ЦЧ-4, ОЗЧ-2.

Марки электродов для сварки

Маркировка электродов по чугуну включает в себя следующие самые распространенные варианты: МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЖН. Существуют и другие обозначения, например, т590. Эта марка электрода по чугуну также способна обеспечить качественное соединение.

Электроды для сварки чугуна выбираются в зависимости от решаемой задачи. Например, уже упоминалось о том, что соединение со сталью лучше осуществлять с помощью ЦЧ-4.

В холодной сварке лучше работать стержнями с покрытием. Присадка должна отвечать по составу марке самого чугуна, ведь в зависимости от количества углерода в железе свойства материала будут меняться.

Стоит отметить, что не только сварочные для чугуна дают наилучший результат. Приемлемого качества можно добиться и с использованием УОНИ-13/55.

Тем не менее сварка чугуна инвертором данными стержнями требует определённой осторожности, так как чрезмерный нагрев может привести к формированию трещин в области термического воздействия.

Итоги

Сварка изделий из чугуна может стать проблемой для любого новичка. Тем не менее достаточно следовать нескольким несложным правилам и соблюдать технологию рабочего процесса, и тогда сваренное соединение будет обладать хорошим качеством и надежностью.

tutsvarka.ru

Сварка чугуна: специфика, технологии, оборудование

Сплавы железа с углеродом применяются в различных направлениях промышленности. Он дополняется легирующими добавками, сторонними примесями, которые изменяют его характеристики. Однако во время соединения деталей из этого сплава, у начинающего сварщика могут возникнуть проблемы. Сварка чугуна имеет некоторые нюансы, с которыми необходимо ознакомиться до начала работ.

Сварка чугуна электродом

Особенности сварки разных видов чугуна

Прежде чем проводить сварку сплава железа с углеродом, нужно разобраться с разновидностями этого соединения:

1. Белый сплав – отличается от других тем, что на разрезе этого материала виднеется белый, светло-серый оттенок. Для сваривания не подходит. Хрупкое соединение, которое имеет высокий показатель твердости. Не используется во время механической обработки.
2. Серый – на изломе виднеется серебристый цвет. Подходит для обработки режущими инструментами. Используется во время сваривания, имеет высокий показатель износоустойчивости.
3. Ковки – изготавливается из белого после длительной термической обработки около 1000 градусов.
4. Высокопрочный – получается после добавления в состав легирующих добавок. Применяется для изготовления труб, деталей, которые подвергаются высоким нагрузкам.

Свариваемость чугуна напрямую зависит от его состава. Сварщикам нужно знать специфику работы с этим материалом, чтобы сделать прочное соединение:

1. Если температурный режим был выбран неправильно, произойдет перекалка сплава возле шва. Из-за этого со временем появятся трещины, целостность соединения будет нарушена.
2. Из-за высокой скорости охлаждения, на сваренной поверхности появляется тонкий слой белого чугуна. Его невозможно обрабатывать.
3. Из-за активного образования газов во время термической обработке, внутри швов могут появляться поры, которые негативно сказываются на прочности готовой детали.
4. Нужно учитывать высокий показатель текучести этого материала. В местах длительного нагревания, расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.
5. Непроваренные участки появляются из-за быстрого окисления кремния, которые содержится в составе сплава.

Чтобы получить надежное соединение, требуется точно подбирать время нагрева, охлаждения.

Способы сварки чугуна

Существует несколько технологий сварки чугуна, каждая из которых проводится с помощью разного оборудования. Об основных методах нужно поговорить подробнее.

Холодный способ сварки

Способ, при котором предварительно не нагреваются рабочие поверхности. Наиболее часто применяется в домашних условиях используя специальные электроды. Важно учитывать ряд особенностей этой технологии, чтобы получить прочный шов без поров, трещин.

Горячий способ

Эффективный метод сварки чугунных деталей. Сложный, однако, с помощью этой технологии можно получить наиболее прочное соединение, без трещин. Перед началом сваривания детали нагреваются 600 градусов. Нагреваются заготовки с помощью промышленных печей или специальных горелок. Важно учитывать моменты, когда нужно приступать к работе, как правильно охлаждать готовую деталь.

Предварительное нагревания является обязательным процессом перед началом сваривания. Благодаря ему не появляется внутренних напряжений в соединении, перекалки, проплавления.

Газовый метод

Детали перед соединением нагреваются газовой горелкой, чтобы снять внутренние напряжения. Одновременно с этим на поверхности шва не образуется слоя белого чугуна. Для скрепления заготовок используется присадочный материал, в качестве которого используются стержни из сплава железа, углерода.

Какие электроды используют для сварки чугуна?

Чтобы заварить чугун, можно использовать разные электроды. Учитывая их особенности можно сделать прочный шов без порчи материала. О каждом из видов электродов нужно поговорить подробнее.

Сварка обычными электродами

Чтобы сэкономить на проведении работ, сварщики иногда используют обычные стальные электроды. Однако стальные прутки не используется для создания швов, которые будут подвергаться повышенным нагрузкам. Сваривать детали необходимо вразброс, чтобы не перегреть материал.

Обычные электроды для сварки

Сварка чугунными электродами

Сварка чугунных деталей стержнями из аналогичного сплава подходит для холодной технологии. Чтобы улучшить качество соединения, требуется предварительно нагреть сплав. Для сваривания применяется переменный, постоянный ток.

Сварка неплавящимися электродами

Работа с неплавящимися стержнями представляет собой сваривание деталей с использование защитной среды (в рабочую зону подается аргон), с применением флюсов. Помимо газа, защитных составов на основе флюсов, используются присадочные материалы. Это могут быть стержни из чугуна, алюминия, меди. Сварщик должен учитывать ряд правил:

1. Предварительно очищать рабочие поверхности от грязи.
2. Детали закрепить несколькими точками.
3. Подавать присадку под углом в 30 градусов.
4. Постепенно охлаждать заготовки после проведения работ.

Основной способ соединения заготовок, для получения швов высокой прочности.

Электроды по чугуну своими руками

Если нет возможности купить специальные стержни для сварочного аппарата, можно попробовать сделать их самостоятельно. Пошаговая инструкция:

1. Купить медную проволоку не более 5 мм по диаметру. Зашкурить ее мелкой наждачкой, обезжирить.
2. Очистить обычные электроды от покрытия. Получившийся порошок перемешать с железным порошком. Пропорции – 1:1. Добавить силикатный клея, тщательно смешать компоненты.
3. Медную проволоку обмазать клейкой смесью. Ее слой не должен превышать 2 мм.
4. Высушить самодельные электроды на свежем воздухе.
5. Закалить стержни в духовке при температуре 250 градусов.

С готовыми расходниками работать так же, как с покупными стержнями.

Как заварить чугун?

Сварщики, которые не знают, как варить чугун, должны ознакомиться с рабочим процессом в теории, прежде чем приступать к практике. Учитывая правила, особенности, можно сделать качественный шов в домашних условиях.

Подготовительные работы

Прежде чем начинать соединять металлические детали, необходимо подготовить их. Для этого выполняется несколько действий:

1. Завариваемые трещины зачищаются, расшиваются с помощью болгарки по всей длине.
2. Грязь, налет, ржавчина очищается. Поверхности обезжириваются.
3. Кромки толстых деталей обрезаются под углом 45 градусов.

Когда подготовка закончена, можно приступать к следующим этапам технологического процесса.

Оборудование

Для проведения сварочных работ по чугуну, необходимо подготовить оборудование, дополнительные инструменты. К ним относятся:

1. Инверторный сварочный аппарат.
2. Газовую горелку для нагрева рабочих поверхностей.
3. Металлическую щетку.
4. Тиски для зажима заготовок.
5. Электроды (зависимо от выбранной технологии, вида сплава).

Если сваривание деталей будет проводиться неплавящимся вольфрамовым стержнем, дополнительно понадобится баллон с аргоном.

Инверторный сварочный аппарат

Настройки аппарата

От правильности настройки сварочного аппарата будет зависеть качество проведения работ. Для этого нужно включить обратную полярность, установить минимальное мощность для работы с чугунными электродами малого диаметра. Каждый миллиметр требует добавления 60 А.

Этапы сваривания

Пошаговая инструкция изготовления шва:

1. После подготовки деталей, расшивки трещин, срезания кромок, нужно наплавить первый слой расходного материала отрезками по 5 см.
2. Далее навариваются следующие слои, которые должны проковываться круглым бойком молотка, пока они горячие.

Повреждения желательно обваривать с двух сторон. Перед началом сварки чугуна, детали требуется прихватить друг с другом отдельными точками по всей длине соединения.

Возможные ошибки

Существует несколько ошибок, которые могут испортить целостность соединения:

1. Длительное время нагревания одного места. Из-за этого сплав растечется.
2. Быстрое охлаждение, резкое нагревание.
3. Несоблюдение температурного режима приводит к образованию пор. Это приводит к образованию трещин на поверхности шва.

Нельзя забывать про точность настройки оборудования.

Меры безопасности

Работа со сварочным оборудованием требует соблюдения мер безопасности. К ним относятся:

1. Работать используя резиновые перчатки, защитную маску, экипировку.
2. Стоять на резиновом коврике.
3. Очищать рабочее место от маслянистых подтеков, горючих жидкостей.

Рекомендуется проводить работы в хорошо проветриваемых помещениях. Сварка чугуна является сложным технологическим процессом. Учитывая их, сварщик без труда сможет соединить детали из этого сплава.

Сварка ЧУГУНА с секретом , дедовский способ, так сможет каждый!\Welding the cast iron with a secret

Watch this video on YouTube

metalloy.ru

Сварка чугуна — простые способы решения проблемы

Сварка чугуна требует другого технологического подхода. Это связано с химическими особенностями металла, что влияет на его обработку и, в частности, на сварку.

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов.

Особенности материала

Чугун по своему составу — соединение элементов железа и некоторого количества углерода. Но, в сравнение со сталью, последнего в нем свыше 2,14 %.

В зависимости от составов чугуны бывают белые и серые.

Белый чугун по своей сути полуфабрикат и используется для производства ковкого металла. Он очень хрупкий и изделия из него не производят.

Серый вид этого металла чаще всего применяют в промышленности и изготовлении различных вещей.

Также есть ковкие и высокопрочные чугуны.

В чем особенности этого материала в сварочных работах? Главное — это трудности с получением качественного шва, связанные со следующими проблемами.

• Чугун в силу своей неоднородной структуры склонен к растрескиванию в месте сваривания. Это связано с воздействием на него высокой температуры дуги, что приводит к его отбеливанию и изменению состава в месте варки (высокая температура плюс быстрое остывание).
• Вследствие высокотемпературного влияния электрической дуги происходит выгорание части углерода в составе металла, как следствие — в сварном шве образуются поры. Это не добавляет прочности такому соединению и качество значительно ухудшается.
• При расплавлении чугун очень текуч, что не позволяет сформировать правильный шов. Чем выше процентный состав углерода, тем текучесть будет выше.
• Также при сварке могут образовываться окиси в составе шва, которые тоже не упрочняют соединение. К тому же, окислы более тугоплавки.

Такие особенности значительно затрудняют сварочные работы по чугуну. Главная сложность — это непредсказуемость результата в итоге сварки. Чаще всего образовываются трещины на поверхности уже во время остывания металла.

Самым плохим чугуном для сварки является темно-серого или черного цвета (высокая вместимость графита). Такие виды лучше всего не варить в домашних условиях, в большинстве случаев это приведет к растрескиванию шва и самой детали.

Определить такие виды металла можно проведя рукой по излому. При большой вместимости графитов чугун «мажется».

Но, несмотря на трудности, сварное соединение все-таки возможно. Как проводиться сварка чугуна?

Способы сварки

Способ сваривания такого металла, как чугун, зависит от того, как его подготовить к процессу. Зависимо от этого различают «холодный» способ (без предварительного подогрева поверхности) и «горячий» (с предварительным нагревом детали).

Холодный способ сварки

Сваривание чугунных деталей холодным способом более простое, но нужно использовать специально предназначенные для этой сварки электроды.

Если пользоваться обычными (стальными) электродами без предварительного нагрева, то в сварном шве образуется металл в виде высокоуглеродистой стали с элементами, входящими в состав чугуна (серы, фосфора, марганца и прочих).

К тому же, такой шов нельзя зачищать, ввиду его высокой способности к растрескиванию. Слишком быстрое остывание приведет к образованию белого чугуна в месте рядом со швом. Металл станет твердым и очень хрупким.

Холодное сваривание проводят электродами небольшого диаметра и на малом токе.

Чаще всего такой способ целесообразно использовать при небольших объемах работ и невозможности сделать подогрев деталей.

Холодную сварку чугунных деталей можно проводить стальным электродом только в том случае, если швы не будут испытывать нагрузки на растяжение. Чаще всего используются медно-никелевые электроды, или же имеющие в своем составе медь и железо.

Горячий способ

Использование такого метода сваривания чугуна более целесообразно в домашних условиях. При подогреве сварочный шов более качественный, так как отсутствую процессы отбеливания металла и его закалки.

Горячий способ может быть местным или общим (частичный прогрев или полностью всей детали).

Для нагревания стоит использовать печь, где деталь будет равномерно прогреваться со всех сторон.

Также различают варианты прогрева в зависимости от температурного показателя

• Горячий — от 500 до 600 градусов.
• Полугорячий — от 300 до 400.
• Теплый — от 150 до 200.

Вся технология заключается в нагревании детали до необходимых температур перед свариванием и медленном охлаждении после завершения процесса.

Нагрев не должен превышать показатель 600-650 градусов. Иначе это приведет к изменению в структуре чугуна. Также нужно соблюдать неспешное нагревание, выдерживая скорость в 150 градусов в час.

Охлаждение тоже происходит неспешно. Лучше всего — поместить деталь в печь, в которой происходило нагревание, где и будет происходить остывание вместе с ней.

Как варить чугун

В работе с чугуном, как и с другим металлом, можно выделить два основных пункта: подготовка деталей и собственно сама сварка.

Подготовительные работы

Требования к предварительной подготовке при сварочных работах по чугуну намного выше, чем в стали.

• Во-первых, структура чугуна может привести к разрастанию повреждений.
• Во-вторых, пористость способствует проникновению загрязнения глубже в металл. Настоящая головная боль по очистке чугуна от машинного масла, которое очень глубоко проникает в поверхность.

Деталь требуется хорошо зачистить

Очищают поверхности чугунных деталей с помощью щетки по металлу и наждачной бумагой, тщательно устраняя все загрязнения и ржавчину. Можно воспользоваться болгаркой со специальной насадкой с металлическим ворсом.

При наличии машинного масла его нужно удалить, используя растворитель.

Также потребуется зачистка всех неровностей, поверхности должны быть ровными и гладкими.

По краям свариваемых деталей или трещин нужно сделать фаску. Кромки при этом скашивают, пользуясь подходящим инструментом.

При этом стоит помнить о хрупкости металла. Если края скругляют зубилом, то это делают очень тонкими слоями, постепенно. Толщина стружки должна быть не более 1 миллиметра.

Вокруг будущего соединения, на ширину в 20-30 мм, все зачищают до блеска металла.

После подготовки переходят к свариванию. Как заварить чугун используя основные методы в домашней мастерской?

Сваривание без подогрева

Сварка чугуна электродом в домашних условиях холодным способом возможна только при правильном подборе материалов. Чем варить чугун? Сегодня существует много видов различных расходников для сваривания практически любых металлов.

Лучше всего использовать электроды, в составе которых есть медь или никель. С последним углерод не вступает в соединения, что не приводит к образованию белого чугуна в шве. При этом сам шов не будет иметь слишком высокую твердость и легко зачищается и поддается любой обработке.

Такими же свойствами обладает и медь.

Чаще всего распространены железно-никелевые, железно-медно-никелевые электроды. С производителей можно обратить внимание на расходники от компании ESAB.

Режим сварки (сила тока и полярность), обычно указывается на упаковке с самими электродами.

Варка происходит в несколько этапов. После наложения каждого шва, ему дает остыть, после чего возобновляют работу.

Главное — это не пережигать металл, а как бы наплавлять расплав на свариваемую поверхность.

Для более качественной сварки лучше использовать горячий способ.

Сварка с нагревом

Главной проблемой при сваривании чугунных деталей является перепад температуры. Слишком большой нагрев с последующим охлаждением приводят к растрескиванию. Чтобы свести этот фактор к нулю, используют предварительное прогревание деталей равномерно по поверхности металла.

Итак, как варить чугун электросваркой с предварительным нагреванием?

• Поверхности заготовок или детали тщательно очищают от любого загрязнения.
• Если нужно заварить сквозные пробоины или трещины, то для предотвращения вытекания расплава используют специальные формы. Их изготавливают из графитовых пластин.
• Нагрев деталей в промышленных условиях производят в специальных индукционных нагревателях, дома для этой цели подойдет печь. Температуру нагрева определяют зависимо от массивности и толщины чугуна (от 300 до 600 градусов).
• Используя нужные электроды, выставляют соответствующую силу тока (сварка чугуна происходит на большей мощности, чем при варке стали).
• Нужно также настроить аппарат на постоянный ток при прямой полярности (кабель держателя ставят на минус, а массу — на плюс).
• Во время ведения шва нужно, чтобы сварочная ванна была достаточно заполнена расплавом, при этом его как бы перемешивают кончиком электрода.
• После завершения варки нужно обеспечить медленное остывание. Лучше всего сваренные детали засыпать теплоизолирующим материалом (древесным углем или сухим песком), также можно оставить чугун в остывающей печи, которую использовали для нагрева. Остывание зависит от массивности, слишком большие детали могут остывать до 5 суток (в промышленных объемах).

Горячий способ варки чугунных соединений более трудоемкий и ответственный, но его использование позволяет получить на выходе качественный шов без дефектов.

Сварка инвертором чугуна — довольно сложный процесс. Требуется тщательная подготовка самих деталей и внимательный подбор расходных материалов. Особенно важно, какими электродами осуществляется соединение при холодной сварке.

А что вы думаете по этому поводу? Есть ли у Вас опыт сваривания чугунных деталей электросваркой в домашних условиях? Какими приемами вы пользовались при этом? Ваш опыт важен для нас. Оставьте свои комментарии к этому материалу.

wikimetall.ru

Холодная сварка чугуна: сложности, виды, рекомендации

При нагреве чугуна углерод выгорает, и металл становится хрупким, разрушается. Соединить детали, исправить дефекты лучше холодной сваркой чугуна. Высокоуглеродистый сплав не перегревается, графит между кристаллами сохраняется. Соединение холодным способом выполняется медными электродами и подходит для швов с небольшими нагрузками.

Холодной сваркой называют совершенно разные по технологии процессы: соединения медными  электродами и заделка дефектов специальным клеевым составом. Каждый метод имеет свои преимущества, недостатки.

Холодная сварка чугуна (Фото: Instagram / budmetpro)

Сложности

В чугунных сплавах высокое содержание углерода. Часть графита находится в кристаллах, остальной располагается между зернами. При его выгорании связи нарушаются, металл может рассыпаться при ударе. Это свойство чугуна создает препятствие для традиционных способов соединения заготовок.

Второе препятствие — низкая теплопроводность металла, которая приводит к образованию трещин по границе нагрева. Набрав тепло, материал медленно остывает, долго остается горячим. Применяют специальные чугунные электроды марок ОЗЧ, МНЧ. При этом возникают сложности:

• различные оксиды в составе чугуна окисляются при температуре ниже, чем сам чугун, образуется непровар;
• в околошовной зоне образуется твердый и хрупкий цементит;
• температура плавления электрода больше, чем основного металла, соединение материалов происходит плохо;
• чугун характеризуется высокой жидкотекучестью и удержать его в сварочной ванне сложно;
• при сварке углерод сгорает, газы образуют поры и воздушные раковины в шве.

Перед соединением с помощью графитового и чугунного электрода, высокоуглеродистые материалы традиционно нагревают, применяя ступенчатую технологию поднятия температуры и выдержку до полного прогрева. Различают 2 процесса сварки:

• высокотемпературная — горячая, с нагревом 600 – 650⁰;
• полугорячая — 350⁰.

Для крупных деталей процесс выдержки в печи длится 20–24 часа. После заварки дефектов и соединения заготовок, делается длительный отпуск. Процесс занимает много времени, более 2 суток.

Виды сваривания

Термин «холодная» означает, что подогрев деталей в печи перед электродной сваркой не производится и сварка чугуна проходит по специальной технологии, имеющей свои особенности. Шов ложится на холодный металл.

Способов холодной сварки на практике два:

• специальными медными электродами;
• полимерными клеящими составами.

Оба способа имеют один недостаток. Применять их можно для создания швов с малой нагрузкой. Прочные соединения, выдерживающие вибрации, удары, изгибы, делаются только горячим способом.

Сваривание электродами (Фото: Instagram / mdfkl.belarus)

Электродами

Для холодной сварки применяют электроды с медным стержнем. Пластичный металл легко образует соединение с чугуном. Шов получается мягче, чем сами соединяемые детали, он выдерживает статические нагрузки на изгиб.

На производстве при сваривании деталей более 20 мм толщиной применяются комбинированные электроды из стали и меди. Они имеют разные варианты:

• медный стержень покрыть стальной фольгой;
• трубка из цветного металла заполнена стальным порошком.

Заварка широких швов, наплавка, производятся пучком электродов. Для холодной сварки используют связки из стальных и медных электродов с обмазкой.

Во всех электродах для холодной сварки используется медь. Цветной металл проникает между кристаллами чугуна и создает с ним прочное соединения без напряжений переходной зоны. Условием создания плотного материала шва является проковка. Сразу после отведения электрода в сторону, горячий сплав следует уплотнить, проковав его молотком. Попавшие внутрь газы выйдут. Слои металла плотно улягутся, образуя однородный сплав.

Технологический процесс сложный. Требует точного соблюдения всех пунктов, от подготовки до проковки.

Полимерные составы

Холодной сваркой называется термостойкая полимерная паста на основе эпоксидной смолы. Она содержит чугунный порошок и применяется в основном для заделки раковин. Готовят двухкомпонентный состав непосредственно перед применением. Плотно заполняют клеем пустоту в металле или разделанный шов.

Полимерные средства по сварке отличаются допустимой температурой нагрева и твердостью после застывания. После механической обработки детали клей отличается более светлым тоном. Переход размытый, четкой границы нет.

Холодную сварку применяют для ремонта небольших дефектов чугунных деталей автомобилей. В машиностроении используют для исправления литейных дефектов крупных отливок, восстановления направляющих станин, стоек.

Нанесение полимерного состава (Фото: Instagram / vyhlop)

Производители

Большинство видов электродов для холодной сварки чугуна выпускается в РФ:

• МНЧ-2;
• ОЗЖН-1;
• ОЗЧ-6;
• ЦЧ-4.

Их используют при ремонте машин, подварке радиаторов отопления, на крупных литейных и машиностроительных предприятиях. Популярные производители:

• Фрунзе-электрод;
• Aspik;
• СпецЭлектрод.

Из зарубежных компаний расходные материалы для сварки холодyого чугуна выпускают немецкие компании:

• CAPILLA;
• UTR SchweiBmaterial.

Другие фирмы ограничиваются выпуском электродов и проволоки для горячей сварки чугуна.

Подготовка к свариванию

Швы толщиной до 10 мм следует разделать V-образно, выложив на рабочую плиту прихватить через 100–150 мм.

При соединении толстых деталей, в зону разделки вставляются шпильки. Их размер и количество определяются шириной разделки, типом соединения. Под шпильки сверлятся отверстия, в них нарезается резьба.

При наличии в заготовках дефектов, в виде отбела чугуна, раковин, трещин, сначала исправляются они дополнительным отжигом и подваркой или заливкой. Затем разделываются кромки под сварку.

Подготовка инструментов (Фото: Instagram / dvizhok_125)

Как правильно использовать?

Марка электродов подбирается по эксплуатационным условиям детали. Для заделки отверстия в радиаторе отопления достаточно выбрать низкотемпературный электрод, выдерживающий 236⁰. Он хорошо соединяется с чугуном за счет меди, имеет высокую твердость, благодаря содержанию высокоуглеродистой стали, переносят нагрузки на удар и изгиб.

Жаростойкими электродами, выдерживающими до 1300⁰C, подваривают детали, работающие при высоких температурах и малых механических нагрузках. В домашних условиях удобнее всего варить стержнем с диаметром 3–4 мм, ток постоянный — 120–150 А.

Советы и рекомендации

Чугун имеет высокую жидкотекучесть и удержать его в ванне трудно. Специалисты рекомендуют располагать детали на плите таким образом, чтобы разделка располагалась горизонтально, внизу.

Сделав прихватки, следует накладывать короткие швы длиной до 25 мм сразу их проковывать легкими ударами молотка. Располагаться они должны на расстоянии 150–200 мм. Если соединение короткое, следует ждать охлаждения заготовок. Проверить готовность материала к свариванию можно рукой. Она будет чувствовать приятное, не обжигающее тепло.

Любители ремонтировать самостоятельно могут использовать холодную сварку дома, ремонтируя автомобиль, бытовую технику. Небольшие швы на мелких деталях не перегреют чугун и будут хорошо держать.

metalloy.ru

Cварка чугуна электродом в домашних условиях

В случае протечки автомобильного коллектора или трещины в трубе из чугуна обращаются за помощью к сварщику. Но в отличие от низкоуглеродистых сталей, чугун сваривается гораздо хуже. Частыми дефектами выступают поры на поверхности шва, а после проведения сварочных работ можно услышать потрескивание изделия, которое свидетельствует об образовании микротрещин в околошовной зоне. В промышленных условиях этот металл, с высоким содержание углерода, соединяют с предварительной подготовкой изделия, подогревая материал индукционными токами, и обеспечивая его плавное остывание. Но как решить проблему в быту? Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется обычным инвертором. Получить качественное соединение возможно, правильно подготовив поверхность изделия и верно выбрав режимы сварки.

Как варить чугун дома

В домашних условиях сваривать чугун можно инвертором или трансформатором, работа которого дополнена преобразователем, выдающем на держатель постоянный ток. Это содействует качественному проплавлению основного металла, и уменьшает брызги при горении дуги.

Сварочный процесс, выполняемый в гараже или во дворе, можно провести двумя способами. Если требуется заварить трещину в коллекторе или устранить раковину на изделии, то можно воспользоваться холодным методом. Это означает проведение сварочных работ без предварительного подогрева металла. Дефектное место очищается от окислов и грязи. Если трещина узкая (менее 1 мм ширины), то необходимо запилить ее тонким диском болгарки. Это позволит глубже затечь расплавленному металлу, и усилит структуру шва. Холодный метод применяется на не ответственных соединениях, которые после восстановления не будут испытывать серьезных нагрузок.

В случае ремонтных работ на чугунных шестеренках, где откололся зуб и требуется его наплавка, или при сваривании между собой двух отдельных чугунных деталей, необходим предварительный подогрев изделия до 350 градусов. Этот метод сварки чугуна называется полугорячим. Свариваемый элемент можно положить в горн с жаром от твердого топлива. Через 20 минут можно его извлечь и начинать сварочные работы.

Альтернативным способом разогрева может послужить паяльная лампа (на керосине), или горелка с пропан-кислородным пламенем. Предварительный подогрев изделия поможет сгладить перепад температур между материалом и расплавленным присадочным металлом. Это минимизирует последующее появление трещин, и предотвратит образование цементитов, затрудняющих последующую шлифовку шва. Данный метод используют в тех случаях, когда требуется качественное соединение, способное переносить нагрузки при эксплуатации.

Для получения максимального эффекта от подогрева, необходимо обеспечить и плавное остывание изделия после сварки. В домашних условиях чугунную деталь можно засыпать золой от печи или сухим песком. Пользоваться конструкцией следует только после полного остывания.

Какие выбрать электроды

Для сваривания чугуна инвертором требуются специальные электроды, состав проволоки которых будет хорошо взаимодействовать с основным металлом, и препятствовать выделению углерода и образованию пор. В этом отношении отлично зарекомендовали себя следующие марки:

• ЦЧ-4;

• МНЧ-2;

• ОЗЧ-2;

• ОЗЖН-1.

В их состав добавляется никель и медь, что препятствует высвобождению углерода. Дополнительно, растяжимые свойства этих примесей содействуют более прочному шву, способному переносить нагрузки на разрыв и излом.

Если нет возможности приобрести электроды для сварки чугуна, а ремонтные работы ждать не могут, то их можно изготовить самостоятельно. Для этого, на обычные электроды (Э-46, АНО-21) наматывают медную проволоку. Витки укладывают плотно друг ко другу одним слоем. Начинать намотку необходимо от конца электрода, который будет гореть. Диаметр медной проволоки значения не имеет, и может составлять от 0,5 до 1,0 мм. При горении электрической дуги плавится стержень самого электрода и намотанная медь, а обмазка электрода будет защищать сварочную ванну от внешней среды.

Настройки аппарата

Чтобы качественно заварить изделие из чугуна дома, требуется правильно установить настройки на сварочном аппарате. В зависимости от марки электрода и его диаметра, сила тока на инверторе выставляется по таблице ниже:

Марка электродов	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А
МНЧ-2	3 / 90-110	4 / 120-140	5 / 160-190	6 / 210-230
ЦЧ-2	3 / 65-75	4 / 90-120	5 / 130-140	6 / 220-240
ОЗЖН-1	3 / 100-120	4 / 130-140	5 / 160-180	6 / 220-250
ОЗЧ-2	3 / 90-110	4 / 120-140	5 / 160-190	6 / 220-230

Эти параметры хорошо подойдут для сварки чугуна в нижнем положении. Если требуется наложение шва на вертикальной трубе, то значение силы тока необходимо уменьшить на 15-25 А. Это не даст стекать расплавленному металлу и позволит сформировать шов.

Технология сварки

Правильно сварить детали из чугуна в домашних условиях, как показано на видео, реально. Но для этого важно соблюсти все требования по подготовке материала и ведению шва. В это включается:

1. В случае толстых пластин выполнить разделку кромок под 45 градусов. Это производится болгаркой или на точильном станке. Если работать предстоит с трещиной, то осуществляется ее углубление тонким абразивным диском, и просверливание концов дефектного участка.

2. При тонком материале (3 мм и меньше) подкладывается графитовое основание. Это не даст вытекать расплавленному металлу с обратной стороны.

3. Изделие очищается от мусора и пыли. После чего выполняется его разогрев паяльной лампой, или иными способами.

4. Когда нужная температура достигнута, начинается сварочный процесс. Кроме случаев заварки трещин или раковин, требуется поставить прихватки, фиксирующие стороны конструкции. Количество прихваток должно быть на 20% больше, чем при аналогичной работе с малоуглеродистыми сталями, ввиду их слабой удерживающей силы из-за образования трещин.

5. Первый шов ведется быстро и без поперечных колебаний электродом. Если длина соединения более 100 мм, то лучше наложить шов в несколько заходов с разных сторон (например, по 50 мм от каждого края или начала предыдущего шва). Это позволит равномерно прогреть изделие и не перекалить его отдельные части.

6. При толстых пластинах требуются многопроходные швы. После первого слоя, можно делать колебательные движения электродом, для расширения границ шва и лучшей связки металлов.

7. Отделение шлака необходимо производить после каждого прохода. Это позволит избежать непроваров и перекрыть поры, образовавшиеся в нижнем шве.

8. После окончания сварочных работ изделие нужно засыпать сухим песком и дать полностью остыть.

Сваривание чугуна инвертором, или аппаратами на постоянном токе, проводится довольно успешно в домашних условиях. Для этого важно выбрать специальные электроды, правильно настроить аппарат, и вести сварку так, чтобы не перегревать отдельные участки. Ввиду текучести чугуна, желательно потренироваться в ведении шва на нерабочем аналогичном материале, перед основными работами на изделии.

Поделись с друзьями

0

0

0

0

svarkalegko.com