Сварка по чугуну: Рекомендации по сварке чугуна — Детская школа искусств № 3 г.Грозного

Содержание

Сварка чугуна: какие электроды выбрать?

Нижний Новгород. 27 октября. НТА-Приволжье — Сварка чугуна: какие электроды выбрать?

Чугун – один из основных металлов, используемых для разных типов конструкций. У него есть ряд особенностей, которые нужно учитывать при проведении сварочных работ. Металл имеет несколько подтипов. Чтобы шов был выполнен качественно, необходимо правильно подобрать сварочные электроды по чугуну.

Отличия чугунных конструкций

Чугун – металл с большим содержанием углерода (2–6%), присутствующего в свободном состоянии (графит). Это делает материал твердым, но в то же время хрупким и менее пластичным. Эти свойства требуется учитывать при сварке чугунных конструкций, в противном случае могут возникнуть такие проблемы, как:

образование трещин;
выгорание углерода и формирование пор на сварном шве;
появление тугоплавких окислов, имеющих более высокую температуру плавления, чем чугун.

Получению качественного шва на конструкциях из чугуна также мешает текучесть этого металла в расплавленном виде.

Чугунные изделия сваривают двумя методами:

горячий – сначала выполняется прокалка металла до температуры +500°C, которая производится за счет силы тока, затем изделие остывает за 70–100 часов;

холодный – при такой сварке не выполняется предварительный подогрев деталей. Отличается тем, что перед работами проводится зачистка, фрезеровка и сверление. Это позволяет очистить конструкцию и сделать ее гладкой.

Выбор электродов

Электроды для сварки чугуна отличаются от изделий, используемых для работы со стальными конструкциями. Этот материал массивнее – в том числе поэтому выполняет функцию опоры для громоздких сооружений.

Чаще выбирают электроды с основной обмазкой, содержащей карбонаты кальция и магния и обеспечивающей получение надежного шва. Также подходит кислое покрытие – для сваривания деталей с коррозией.

Чаще применяется медные электроды, но для сварки также приобретают стальные или никелевые изделия.

Какие марки электродов подходят чугуну

МНЧ-2

Применяются при сварке чугуна разного вида, в том числе ковкого и высокопрочного. Электроды созданы таким образом, чтобы работы можно было проводить без предварительной прокалки металла. Поэтому подойдут для холодной сварки с постоянным током.

К достоинствам относятся высокая пластичность шва и устойчивость к коррозии. При этом он отличается твердостью, что позволяет предотвратить появление трещин на месте сварки.

ОЗЧ-4

Марка относится к универсальным. Эти электроды обеспечивают износостойкость шва и устойчивость к нагрузкам. Перед работой нужно провести часовую прокалку до температуры +280°C.

ЦЧ-4

Изделия используются для любого метода сварки. Они подходят для заварки литья с дефектами, наплавки, когда нужно отремонтировать чугунные детали. Часто применяются для обработки верхних слоев, затем работу выполняют электродами других марок.

ОЗЖН-1

Используются только при сварке без предварительного нагрева. При работе используется постоянный ток. Изделия подходят для серого и высокопрочного чугуна и проведения многослойной наплавки. Можно комбинировать с другими марками – это увеличит надежность конструкции и предотвратит преждевременный износ шва.

ОЗЧ-2

Медные электроды для сварки чугуна. Продукция применяется для ковкой или серой разновидности металла. Возможно выполнение работ в нижнем положении или в вертикальной плоскости.

ОЗЧ-6

Используются для сварки холодным методом, работы можно выполнять в нижнем и вертикальном положении. Продукция подходит для наплавки тонкостенных металлических элементов.

ОК-92.18

Изделия с основной обмазкой, в составе содержится большой процент графита. Используются при сварке с минимальным нагревом как с переменным, так и с постоянным током. Можно проводить работы во всех положениях.

Если необходимо обеспечить высокое качество сварки конструкций из чугуна, в интернет-магазине «Центр-метиз» представлены электроды от надежных поставщиков. Консультанты помогут подобрать подходящую марку и ответят на вопросы по использованию продукции. Доставка осуществляется наиболее удобным видом транспорта. Возможна рассрочка и другие способы оплаты.

*На правах рекламы. 27.10.2020 — 09:02

Все новости раздела «Новости ПФО»

Сварка чугуна — технологии и особенности

Чугун является сплавом железа, который имеет значительное содержание углерода в составе. Содержание углерода колеблется от 2% до 6%. Этот процент примерно в 10 раз больше, чем в других сплавах, например, таких как кованое железо или сталь.

В процессе литья чугун образуется относительно легко, и это выглядит следующим образом:

— Сначала обычное железо, которое было очищено в доменной печи, выливается в форму и смешивается с требуемым количеством углерода.

— Процесс перемешивания происходит тогда, когда железо находится в полу расплавленном состоянии. Температура расплавленного металла составляет около 790°С. Это предотвращает углерод от сжигания и помогает смешаться с основным железом.

— Полученному чугуну позволяют постепенно остыть.

— Процесс охлаждения делает поверхность чугуна гладкой и защищает его от растрескивания. Углерод, который присутствует в расплавленном железе, образует хлопья графита в сплаве, что придает чугуну хрупкость. Если процесс охлаждения нарушить, то в чугуне могут появиться трещины.

Особенности сварки чугуна

Чугун имеет ряд специфических свойств и особенностей, которые требуется принимать во внимание перед его сваркой и требуют применения специальных технологий.

Высокие скорости охлаждения чугуна. Это приводит к так называемому «отбеливанию», когда на поверхности образуется слой белого хрупкого чугуна, который является необрабатываемым.
Низкие пластические свойства чугуна. Делает чугун способным к перенапряжениям и в результате сварки могут образовываться трещины.
Выгорание углерода при сварке. В результате выгорания образуется окись CO, которая способствует образованию пор при сварке.

Хотя чугун имеет множество применений, его особенность быть хрупким становится основной головной болью, когда дело доходит до ремонта объектов из чугуна. Ниже приведены некоторые из процессов, которые окажутся полезными при ремонте и сварке чугуна.

Технологии сварки чугуна

Перед сваркой и ремонтом литья из чугуна, всегда желательно, чтобы поверхность под сварку была гладкой и чистой. Чистота поверхности обеспечивает очень хорошее качество сварки, а также защищает чугун от растрескивания. Сварка чугуна может осуществляться в двух направлениях:

С подогревом — горячая сварка чугуна
Без подогрева — холодная сварка чугуна

Сварка чугуна с предварительным подогревом – горячая или полугорячая

Технология сварки чугуна с подогревом, как правило, используются в тяжелой промышленности. Концепция применения подогрева делает процесс сложнее, так как для него требуется специальное оборудование для подогрева.

В большинстве случаев изделие под сварку нагревается до температуры от 250 до 650°С. Следует избегать нагрева более 750°С, когда металл переходит в стадию расплавления.

После того, как металл достигает требуемой температуры, начинают его сварку на малых токах, чтобы минимизировать перемешивание и остаточные напряжения.

Большое внесение тепла при сварке также может привести к растрескиванию. После сварки изделие должно охлаждаться постепенно. Для постепенного охлаждения изделие следует поместить в песок или накрыть при помощи специальных изоляционных материалов.

Холодная сварка чугуна – без предварительного нагрева

При технологии холодной сварки (без подогрева) очень важно иметь хороший контроль над сварочной дугой и делать как можно короткие сварочные швы. Самый лучший вариант, чтобы швы были длиной не больше 25 мм. Также очень важно, чтобы они остывали постепенно.

Процессы электродуговой сварки чугуна

Ручная дуговая сварка электродами
Аргонодуговая сварка
Полуавтоматическая сварка

Ручная дуговая сварка чугуна покрытыми электродами

Существует четыре типа электродов, которые могут быть использованы для ручной дуговой сварки чугуна: чугунные электроды, электроды с медной основой, электроды с никелевой основой и стальные электроды. Для использования каждого из этих типов электродов есть свои причины и особенности: обрабатываемость, прочность и пластичность шва после сварки.

При сварке чугунными электродами, необходим разогрев детали до температуры в диапазоне от 120 °C до 425 °C, в зависимости от размера детали. Обычно чугунные электроды бывают диаметром от 6 до 15 мм, и сварочный ток для них требуется от 200 до 600 Ампер. Лучше использовать электроды малого диаметра и относительно низкие токи сварки.

Существует два типа электродов с медной основой: электроды из сплава олова (ECuSn) и электроды из сплава алюминия (ECuAl). Электродами из сплава олова производят производить пайку с получением швов с хорошей пластичностью. Алюминиевые электроды применяют для получения более прочного сварного шва.

Существует три типа электродов с никелевой основой. Первый тип (ENiFe-CI) содержит около 50% никеля, второй (ENiCI) содержит около 85% никеля и тип (ENiCu) содержит никель и медь. Применение этих электродов дает примерно одинаковые результаты. Эти электроды могут быть использованы для сварки без подогрева, но рекомендуется нагрев до 40 °C.

Стальные электроды (E-St) не рекомендуются для сварки чугуна, если сварочный шов будет впоследствии механически обрабатываться. Этот тип электродов должен использоваться только для мелкого ремонта.

Технология полуавтоматической MIG MAG сварки

Для сварки чугуна может использоваться и MIG MAG процесс. При этом процессе может быть использовано несколько типов сварочной проволоки, в том числе:

— Стальная проволока (E70S-3) с использованием смеси газов 80% Ar + 20% CO2.

— Никелевая проволока (ENiCu-B) с использованием 100% аргона для защиты.

— Кремний бронзовая проволока (ECuZn-C) с использованием 100% аргона (50% аргона +50% гелия).

Технология полуавтоматической сварки MIG MAG аналогична другим процессам. Так как требуются малые токи, то и диаметр сварочной проволоки должен быть соответственно минимальным.

Особенности аргонодуговой TIG сварки чугуна

Сварка чугуна в аргоне (TIG) возможна, но этот процесс очень сложный. Чугун содержит большое количество углерода, от 2% до целых 6%. Это содержание углерода, как говорилось выше, делает чугун очень хрупким и очень сложно свариваемым. При сварке чугуна требуется соблюдение технологии и тщательный контроль температуры для обеспечения качества сварного шва и предотвращения образования трещин.

При сварке аргоном используются никелевые присадочные прутки. Они являются наиболее предпочтительными и популярными для TIG сварки чугуна. Так же применяются в качестве присадки алюминиево бронзовые прутки, которые намного дешевле. Но их использование не рекомендуется, если деталь впоследствии будет подвергаться тепловому воздействию.

Как и при любом другом процессе, при сварке аргоном необходимо соблюдать ряд требований:

— поверхность места сварки должно быть тщательно очищено от пыли и ржавчины
— деталь перед сваркой аргоном должна быть предварительно нагрета, чтобы предотвратить возможность трещин
— сварка должны вестись на низких токах короткими участками сварочного шва, чтобы контролировать температуру и препятствовать образованию трещин
— каждый сварочный шов требуется простукивать молотком для снятия остаточных напряжений
— после окончания сварки необходимо, чтобы изделие остывало медленно и постепенно

Итогом данной статьи можно сделать следующие выводы

Сварка чугуна является достаточно сложным процессом, используется холодная или горячая сварка, электроды, сварка аргоном или полуавтоматом. Если использовать правильную технологию и учитывать особенности, указанные выше, можно добиться оптимальных результатов. А, следовательно, и отличного качества сварки.

Данная статья является авторским продуктом, любое её использование и копирование в Интернете разрешена с обязательным указанием гиперссылки на сайт www.smart2tech.ru

Сварка чугуна электродами по чугуну, как правильно варить, какие электроды лучшие выбрать

Чугун – сплав железа и углерода (содержание превышает 2,11-2,14%), в состав которого входят примеси: кремний (не более 3%), марганец (до 1%), сера, фосфор и легирующие добавки: хром, никель, ванадий, алюминий, магний и другие. Без специальных добавок и термической обработки чугун обладает низкими прочностью, твердостью и пластичностью.

Углерод может присутствовать в сплаве в виде цеменита и графита. В зависимости от доли данных веществ в составе, можно выделить несколько видов чугуна.

Некоторые из них поддаются обработке методом сваривания, другие – нет. Для каждого вида сплавов существует определенные марки электродов. Далее мы рассмотрим сварка какого чугуна электродами выполняется в различных ситуациях.

Белый чугун характеризуется тем, что весь углерод присутствует в сплаве в виде цеменита. Этот вид обладает высокой твердостью, не подлежит обработке режущим инструментом.

Большая часть или весь углерод присутствуют в сером чугуне в виде графита. Данный вид хорошо поддается обработке; обладает высокими литейными свойствами, благодаря которым активно используется в качестве материала для литья. Сварка серого чугуна электродом ОЗЧ-2 выполняется постоянным током обратной полярностью. Также для данного вида предназначены марки ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-2, МНЧ-2.

Ковкий чугун является результатом отливки и термообработки белого чугуна с образованием хлопьевидного графита; используется при производстве автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Электроды, предназначенные для работы с ковким сплавом: ОЗЧ-2 и 6, МНЧ-2, ЦЧ-4. Сваривание осуществляется постоянным током, полярность при сварке чугуна – обратная.

В половинчатом чугуне углерод присутствует в двух видах: графит и цеменит; применяется при изготовлении деталей, эксплуатирующихся в условиях повышенной износостойкости.

Высокопрочный чугун содержит шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации; используется для производства ответственных деталей в машиностроении, а также для нефте- и газопроводов, труб водоснабжения.

В статье мы рассмотрим, как варить электродами по чугуну в зависимости от применяемого способа соединения.

Сложности при сварке чугуна

Прежде чем, приступать к работе исполнителю необходимо учесть особенности сварки чугуна электродами. Данные специфические черты обусловлены уникальными свойствами чугуна.

Одним из главных недостатков чугуна является плохая свариваемость, которая обусловлена следующими факторами:

плохая соединяемость чугуна методом сварки объясняется его химической структурой и свойствами;
На фото: пора в сварочном валике
различные элементы, в частности кремний, окисляются в сварочной ванне, что приводит к образованию оксидов. Тугоплавкость этих оксидов приводит к появлению непроваренных участков;
быстрое охлаждение соединения и околошовной зоны приводит к образованию участков цеменита, отличающегося повышенной твердостью. Данные участки сложно поддаются механической обработке;
чугун характеризуется высокой жидкотекучестью, что затрудняет удержание расплавленного металла в ванне и осложняет формирование шва;
неравномерный нагрев и охлаждение хрупкого чугуна с большой вероятностью может привести к появлению трещин;
расплавленный чугун склонен к выделению газов из-за чего в шве могут образоваться поры.

Несмотря на данные трудности и особенности, исполнителю любого уровня по силам получить качественное и надежное соединение. Для этого необходимо верно подобрать расходные материалы. О том, какие электроды для сварки чугуна выбрать мы расскажем далее.

Подготовка чугуна к сварке

Прежде чем варить чугун электродом, необходимо произвести подготовительные процедуры. Хрупкость сплава и трудности в удалении загрязнений с его поверхности требуют тщательной подготовки к сварочному процессу.

Трещины, имеющие на поверхности изделий, нужно разделать на всю длину с достаточным для качественной проварки углом разделки и засверлить по краям. Если трещины не засверлены, то их необходимо вырезать, а концы трещины можно закруглить.

Рабочую зону следует очистить от посторонних включений с помощью болгарки, металлической щетки или наждачной бумаги. Зачистку также можно произвести пескоструйным способом. Масло удаляется с помощью растворителей. Сильные загрязнения рекомендуется удалять пламенем горелки.

Способы сварки чугуна

Выделяют три метода сварки чугуна, в зависимости от температуры предварительного подогрева изделий:

Горячая сварка является основным и наиболее “правильным” способом. Перед свариванием заготовки прогревают до температуры в 600-650°C.

Полугорячая сварка подразумевает нагревание чугунных деталей до температуры 300-350°C.

Холодная сварка не предусматривает нагрев рабочих изделий.

Применяя различные виды сварки чугуна – виды электродов при этом также разнятся. Независимо от выбранного исполнителем способа, следует четко следовать правилам и рекомендациям. Тому, как правильно варить чугун электродами различного вида и посвящена данная статья.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Холодная сварка чугуна специальными электродами

Электроды сварочные МНЧ-2.

Холодная сварка проста и удобна в исполнении. Соединение осуществляется с применением специальных электродов, содержащих никель и/или медь. Существует достаточно много специальных стержней подобного типа. Наиболее популярными марками, изготовленными отечественными производителями, являются:

основу электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 составляет медный стержень, покрытый обмазкой, в состав которой входит железный порошок;
никелевые и железно-никелевые расходники ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, с помощью которых проводится сварка чугуна постоянным током.
железно-медно-никелевые МНЧ-2. Сварка чугуна электродами мнч 2 позволяет получить высокотехнологичный шов, обладающий коррозионностойкостью в жидких агрессивных средах и горячих газах. Данная марка обладает достаточно высокой стоимостью, поэтому используется, в основном, при реализации ответственных работ и в тех случаях, когда к соединению предъявляются жесткие требования относительно качества.

Видео

Или посмотрите презентацию холодной сварки чугуна электродом Zeller 855. Это действительно очень хорошие электроды, но дорого стоят и трудно купить.

О том, как варить чугун электродами по чугуну, будет рассказано далее.

Основные принципы. Сварка электродами по чугуну может выполняться в вертикальном и нижнем пространственных положениях. При этом применяется постоянный ток. Существует также ещё одно правило – стараться придерживаться небольшого проплавления основного металла. Для этого необходимо использовать небольшие величины тока, стержни малого диаметра и короткие швы. После наложения каждого шва следует делать перерыв, чтобы охладить деталь до 50-60°С.

Сварка всеми перечисленными марками электродов выполняется с помощью постоянного тока. Чтобы определить, какой полярностью варить чугун, следует ознакомиться с техническими характеристиками расходников, все марки которых у нас собраны на соответствующей странице.

Сварка чугуна простыми электродами (по стали)

Сваривание чугуна обычными стальными электродами не обеспечивает хорошего качества шва. Применяются расходники подобного типа ввиду их доступности и небольшой стоимости. Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения стальных электродов, необходимо использовать специальные прутки ЦЧ-4. Эта марка является одной из самых популярных и востребованных у сварщиков.

Поэтому важно знать, как правильно варить чугун электродами ЦЧ-4. Данная марка предназначена для наплавки первых плакирующих слоев с последующим продолжением сварочного процесса обычными материалами (на картинке). Кроме этого, ЦЧ-4 подойдут как для горячей, так и для холодной сварки чугуна, заделки дефектов и соединения стали с чугуном.

Что касается УОНИ. Часто исполнители задаются вопросом про электроды УОНИ, можно ли варить чугун данной маркой. Следует отметить, что обычные электроды можно использовать только при заварке небольших дефектов в неответственных конструкциях. Так как качество соединения не будет отличаться высоким уровнем. Чтобы получить более или менее удовлетворительное качество, следует соблюдать те же правила, что и при сварке специальными электродами. Еще один эффективный способ повысить качество соединения – небольшой предварительный нагрев до 150-200°C и медленное охлаждение.

Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

При сваривании чугуна электродами общего назначения самым слабым местом является – околошовная зона у границы сплавления. Данная зона характеризуется хрупкостью и наличием трещин. Эти дефекты часто приводят к отслаиванию наплавленного слоя от основного металла. Чтобы этого избежать, необходимо использовать стальные шпильки или болты.

Шпильки имеют резьбу и ввертываются в свариваемую поверхность. Из размеры зависят от толщины рабочего изделия. Существуют рекомендации относительно размеров шпилек:

диаметр должен составлять 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм;
глубина ввертывания – 1,5 диаметра шпильки, но не больше половины толщины свариваемых изделий;
высота выступающей части шпильки – 0,75-1,2 ее диаметра.

Шпильки располагаются в скошенные кромки деталей в шахматном порядке на расстоянии в 4-6 диаметра.

Выступающие части шпилек обвариваются по периметру, постепенно заполняя шов. В первую очередь осуществляется сварка всех шпилек кольцевыми швами с помощью электродов, диаметр которых составляет 3 мм. Применяется напряжение малой величины. Сваривание производится вразброс, чтобы избежать сильного перегрева. После вокруг места сварки накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Мы надеемся, что приведение здесь вышеперечисленных правил и рекомендаций позволит сориентироваться, как варить электродами правильно по чугуну, и успешно выполнить работы.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Сварка чугуна неплавящимися электродами

Чугун можно сваривать различными видами неплавящихся электродов: вольфрамовые, угольные или графитовые. Литые чугунные или специальные присадочные прутки, содержащие никель, алюминий, меди и другие металлы, используются в качестве присадочного материала. Для защиты сварочной зоны применяются инертные газы, чаще всего, аргон или флюсы, основным компонентом которого является бура. Наибольшей популярностью пользуется технология AC TIG – сварка вольфрамовым электродом с применением переменного тока в среде аргона.

Сварка чугуна покрытыми электродами

Чугунные электроды – специальные материалы для исправления дефектов чугунного литья, которые представляют собой литые круглые прутки с покрытием различного состава. В большинстве случаев соединение осуществляется на постоянном токе, но возможно и использование переменного. Величина тока определяется из расчета 50-60 А на 1 мм. электрода.

Качество шва, полученного в результате холодной сварки чугунными электродами, отличается неоднородностью. Поэтому следует выполнять полугорячее сваривание.

Как правильно варить чугун электродами, видео представлено далее.

Ознакомившись со всем спектром информации, исполнитель сможет выбрать лучший электрод по чугуну.

Электроды для наплавки чугуна

Наиболее распространенными марками электродов для наплавки чугуна различных видов являются:

Наплавка чугуна электродами т 590 также гарантирует получение качественного соединения. Данная марка широко применяется в различных сферах деятельности, для работы с разными конструкциями и деталями. Доступная цена стержней Т-590 делает эти расходники такими популярными у мастеров сварочного дела.

Более подробная информация представлена в статье “Наплавка металла: электродом и другие”.

Данная статья поможет каждому исполнителю выяснить, какие лучшие электроды по чугуну.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором: каким, как правильно

Чугун представляет собой сплав углерода и железа, который также содержит легирующие добавки и примеси. Детали из чугуна широко применяются не только в промышленной и производственной областях, но и в быту. Чугунные изделия частного назначения: сантехнические элементы, конструкции заборов, детали автомобилей и много другое. Активное использование данного сплава приводит к необходимости проведения сварочных работ.

Основные сложности сваривания чугуна, с которыми сталкиваются домашние мастера:

из-за жидкотекучести сплава рекомендуется проводить сварку в нижнем пространственном положении;
несоблюдение температурных режимов приводит к перекаливанию чугуна, что может стать причиной образования пор и возникновения напряжения в сварных швах;
чугун в расплавленном состоянии может выделять газы, что отрицательно скажется на качестве соединения;
ускоренное или неравномерное нагревание или охлаждение может способствовать появлению трещин.

Чтобы в домашних условиях получить качественное соединение чугунных изделий необходимо учитывать данные специфические характеристики, а также правильно подготовить рабочую поверхность, верно выбрать режим сваривания и электрод.

Подготовка к сварке

Подготовительные операции должны выполняться тщательно и внимательно, так как это является одним из основополагающих принципов получения качественного соединения:

конструкция очищается от загрязнений, мусора и пыли;
затем следует обезжирить детали растворителем, например, ацетоном;
при работе с тонким чугуном нужно использовать подкладки для отведения тепла;
разделку кромок следует производить перед свариванием толстостенных изделий, для этого применяется напильник или болгарка;
трещины необходимо засверлить по краям и разделать на всю длину; альтернативный метод – вырезать трещины, концы закруглить;
в зависимости от выбранного метода сварки (горячий или холодный) изделие подвергается подогреву или нет. Нагрев детали может осуществляться с помощью различного оборудования: печи, газовые горелки или с помощью подручных средств: паяльная лампа.

Методы сварки

Специалисты выделяют 3 метода сварки чугуна:

Горячая осуществляется посредством прогрева чугунных деталей перед выполнением соединения, температура – 600-650°С. Данный способ невозможно использовать в домашних условиях.
Полугорячая практически не отличается от предыдущего метода, различие состоит только в температуре нагрева, изделие прогревается до 300-350°С.
Холодная подразумевает отсутствие нагрева рабочих изделий. Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется именно по этой технологии.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Как варить чугун инвертором и плавящимся электродом

Сварка чугуна с помощью инвертора и плавящегося электрода проводится чаще всего холодным методом. Важными составляющими успешного проведения работ являются: правильный выбор электрода и оптимальные режимы сваривания.

Электроды ОЗЧ-3

Исполнитель должен проводить соединение специальными электродами, содержащими никель и/или медь:

Рекомендуемые режимы сварки для некоторых перечисленных марок:

Марка электрода	Сила тока для электрода диаметром 3 мм.	Сила тока для электрода диаметром 4 мм.	Сила тока для электрода диаметром 5 мм.	Сила тока для электрода диаметром 6 мм.
ЦЧ-4	65-80	90-120	130-150	–
ОЗЧ-2	90-110	120-140	160-190	220-250
ОЗЖН-1	100-120	130-150	160-180	–
МНЧ-2	90-110	120-140	160-190	210-230

Также следует выделить следующие технологические особенности:

длина одного непрерывного шва не должна 30-50 мм;
частые перерывы в сварочном процессе помогут исключить возможность перегрева, температура более 80°С недопустима;
полярность – обратная.

Данный метод сваривания может выполняться двумя вариантами: с помощью шпилек и по слоям.

1. Шпильки оснащены резьбой, что позволяет вкручивать их в кромки свариваемого изделия. Шпильки должны быть расположены вразброс/в шахматном порядке, что исключит перегревание во время сварки. Размеры шпилек зависят от толщины рабочего изделия, при их подборе следует полагаться на следующие рекомендации:

диаметр – 0,3-0,4 толщины изделия, но не более 12 мм.;
глубина вкручивания – 1,5 диаметра шпильки, но не более половины толщины изделия;
высота выступающей части шпильки – 0,75-1,2 диаметра.

После установки шпилек, можно приступать к сварке. Вокруг каждой шпильки осуществляется наплавление металла, слой за слоем. Затем исполнителю необходимо заварить пространство между шпильками, оставшееся нетронутым, выполнить один или несколько соединительных швов.

2. Многослойная сварка выполняется после разделки кромок. Не допускается присутствие острых углов. Наплавку следует производить с краев. Первый слой является основным, поэтому во время его наплавления нужно тщательно следить за режимом сварки. Каждый последующий слой, кроме первого и облицовочного, необходимо проковывать молотком, без охлаждения.

Видео

В нижеследующем ролике продемонстрирован электрод по чугуну Zeller 855, но из ролика можно увидеть, как производится сварка.

Данные сведения помогут исполнителю узнать, как варить чугун инвертором электродами по чугуну, и легко произвести работы по соединению.

Сварка обычными электродами

С целью экономии денежных средств, можно использовать вместо специальных расходников обычные (стальные). Электроды общего назначения отличаются более доступной ценой. Технология многослойной сварки обычными прутками практически ничем не отличается от рассмотренного выше способа, где применяются специальные стержни с покрытием из цветных металлов. Этапы выполнения работ аналогичны. Единственным отличием является то, что следующие после первого слои наплавляются не специальным электродом, а обычным.

Внимание! Сварка чугуна не предназначенными для этого электродами возможна, но мы не рекомендуем применять ее в сколько-нибудь ответственных соединениях! Данную информацию приводим лишь для сварки с экспериментальными целями.

Сварка чугунными электродами

Данный способ сварки может проводиться холодным и полугорячим методом. Небольшой предварительный нагрев улучшит структуру наплавленного металла.

Чугунные электроды представляют собой литые стержни с обмазкой, применяющие для исправления дефектов чугунного литья. К данному типу расходных материалов относятся следующие марки: МНЧ-1; ОЗЧ-1; ОЗБ-2М.

Сваривание осуществляется постоянным и переменным током. Величина тока определяется следующим образом: 50-60 А на 1 мм. электродного стержня.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Сварка неплавящимися электродами

Сварка чугуна по данной технологии проводится в защитной среде аргона или флюсов, основным компонентом которых является бура. В качестве присадочных материалов используются литые чугунные или специальные прутки, содержащие никель, алюминий и медь. Сваривание чугуна осуществляется с помощью вольфрамовых, угольных и графитовых электродов.

Наиболее распространенным методом является аргонодуговая сварка (AC TIG). Чтобы работы прошли удачно, следует придерживаться нескольких правил:

тщательная очистка поверхности от мусора и загрязнений;
заготовку нужно зафиксировать в нескольких точках;
рекомендуется использовать небольшой предварительный нагрев изделия, для этого можно использовать подручные средства. Следует помнить, что наличие или отсутствие нагрева зависит от вида свариваемого чугуна;
присадка подается под углом в 20-30 градусов;
необходимо использовать небольшие величины тока;
соединение следует проводит поэтапно: исполнитель варит небольшой отрезок в 2-3 см. и проковывает наплавленный металл, чтобы
избежать остаточного напряжения. Проковка производится небольшим молотком, вес которого не превышает 1,2 кг.,боек – закругленного типа.
охлаждение детали после сварки осуществляется постепенно.

Данный способ является неосновным при соединении чугунных изделий. Это обусловлено определенными сложностями, возникающими в процессе работы, а также повышенным уровнем трудовых и финансовых затрат.

Электроды по чугуну своими руками

При отсутствии специальных электродов для сварки чугуна, можно самостоятельно сделать расходники, близкие по характеристикам к марка ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6. Далее мы рассмотрим два способа, как сделать электроды для чугуна своими руками.

Изготовление электродов по чугуну осуществляется по следующей технологии:

Предупреждение! Этот способ мы еще не пробовали на практике, он был найден в открытых источниках, за результат мы не отвечаем. Если будете делать, то на свой страх и риск. О результатах просим поделиться в комментариях к данной статье. Следующий способ более традиционен и опробован многими, что и показано на видео ниже.

Необходимо взять медную проволоку диаметром 2-5 мм., зачистить её наждачной бумагой, обезжирить и покрыть самодельной обмазкой;
проще всего приготовить обмазку из покрытия обычных электродов (АНО-4, УОНИ-13/55).
Покрытие расходников общего назначения соскабливается со стержня, измельчается и смешивается со стальными опилками или железным порошком в пропорции 1:1. Затем в получившуюся смесь добавляется силикатный клей, после все компоненты тщательно смешиваются.
Проволока опускается в самодельную обмазку, пока нанесенного толщина покрытия не составит 1,5-2,0 мм. Затем нужно подождать, пока излишки смеси стекут.
Следующий этап – сушка, проводящаяся на открытом воздухе, электроды сушатся в вертикальном положении.
Завершающаяся процедура – прокалка выполняется в духовке или на плите при температуре 200-250°С.
Самодельные электроды по чугуну готовы к сварке. Режим сваривания электродами, созданными своими руками, не отличается от режима работы фирменными расходниками.

2. Существует ещё один способ как изготовить чугунный электрод. Сварщику понадобится дрель, стальной электрод (АНО-4, УОНИ-13/45) и медная проволока диаметром 2 мм.

Чтобы изготовить электрод для чугуна своими руками по данной технологии следует произвести следующие действия: проволока накручивается на стальную основу обычного электрода посредством вращения его зажатым в партоне дрели. Чтобы наглядно ознакомиться с процессом производства, рекомендуем посмотреть видео.

Произведенные электроды из чугуна своими руками позволят сэкономить денежные средства, а также выполнять сварочные работы без простоя. Но качество будет ниже, чем от применения специальных электродов для чугуна.

Изготовление электродов в домашних условиях по чугуну может осуществить исполнитель любого уровня.

Меры безопасности

Проведения сварочных работ в домашних условиях требует тщательного и точного соблюдения техники безопасности. Наиболее важные моменты:

помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно освещаться и проветриваться;
обязательно использование средств для заземления;
чугун плохо реагирует на быстрое охлаждение, поэтому нужно защищать его поверхность от влаги;
исполнитель должен использовать при работе индивидуальные средства защиты.

Сварка чугуна — холодная, горячая, при помощи аргона, со сталью

Под сплавами мы привыкли понимать соединение нескольких металлов. В данном случае мы имеем дело со сплавом железа с углеродом — чугуном. Фактически, это железо, насыщенное углеродом в количестве от 2,14% до 6,67%. Присутствие углерода кардинально меняет свойства железа. Вместо привычной пластичности и вязкости появляются хрупкость и жесткость. В связи с изменением свойств меняются способы сваривания чугунных деталей.

1 / 1

Специфика чугуна

Сплав действительно очень специфичен. Не являясь благородным металлом, чугун чрезвычайно устойчив к коррозии, что, наряду с хорошими литейными характеристиками, делает его самым распространенным сплавом для изделий художественного литья, предназначенных для установки на открытом воздухе. Высокая жаропрочность позволяет применять его в печах.

Некоторые особенности свойств чугуна дают возможность получения сплавов с различными физико-химическими свойствами не только изменениями в химическом составе, но и изменением вида термической обработки. Наиболее широкое применение нашли следующие виды чугуна:

белые – очень хрупкие и твердые;
ковкие – получаются при отжиге белых;
половинчатые – средняя стадия между белыми и ковкими;
антифрикционные – хорошо работаю в узлах с интенсивным трением;
износостойкие – работают в условиях внешней среды;
жаростойкие и жаропрочные – работают в коксовых печах и газотурбинных двигателях;
коррозионностойкие – применяются в химической промышленности.

Как подготовить чугун к свариванию

Трещины на чугуне имеют склонность к развитию из-за особенной хрупкости этого сплава. Поэтому перед свариванием необходимо исключить возможность их дальнейшего развития путем засверливания их концов. Далее необходимо тщательно разделать болгаркой трещину до самого дна на ширину, достаточную для обеспечения процесса сваривания. В случае загрязнения сварочной зоны маслом, его нужно удалить с помощью соответствующих растворителей.

Технология и способы сварки чугуна

Специфические особенности сварки чугуна не способствуют широкому применению этого способа соединения деталей при сборке сложных конструкций. В основном, сваривают чугун при ремонтных работах. Применяют следующие виды сварки:

газовую;
термитную;
электродуговую;
электрошлаковую.

Для работ используют стальные, угольные, графитовые электроды. Также применяют электроды из высоколегированных сталей и цветных металлов. Характерной особенностью при сваривании чугунных деталей является частое применение предварительного нагрева деталей, как местного, так и общего. Сила тока рассчитывается из условия 60 – 90 ампер на каждый миллиметр диаметра электрода. Нетрудно подсчитать, что сваривание «тройкой» потребует от 180 до 270 ампер.

Особенности горячей сварки чугуна

Технологи разработали множество специальных режимов прогрева чугуна перед сваркой, но наибольшее распространение получил метод с нагревом до 600 – 650С⁰. Идея состоит в том, что после сварки происходит не быстрое остывание шва, а постепенное остывание всей массы изделия. Постепенное остывание способствует графитизации (не образуется белый чугун), и не образуется трещин на изделии. Применяются специальные электроды типа ОМЧ – 1, представляющие собой чугунные прутки со специальным покрытием.

Несмотря на хорошее качество шва при горячей сварке, широкого распространения она не получила. Виной тому – сложность технологического процесса, большие расходы на организацию и проведение предварительного подогрева.

Особенности холодной сварки чугуна

Холодная сварка чугуна — наиболее распространенный способ. В основном, применяется методика, описанная выше: с тщательной разделкой трещины. Иногда, в особо ответственных местах, в кромки шва вкручиваются стальные шпильки, которые сперва обваривают по кругу. А затем варят основной шов.

При повышенных требованиях к обрабатываемости шва используются электроды, содержащие никель: МНЧ-1 или МНЧ-2. Никель не вступает в реакцию с углеродом, не создает с ним соединений, характеризующихся высокой твердостью, и поэтому хорошо обрабатывается механическими способами.

В случае отсутствия специальных электродов, можно выйти из положения при помощи медной проволоки, которая наматывается на простой низкоуглеродистый электрод. Вместо проволоки можно использовать медную трубку. Такие электроды получили название биметаллических.

Сварка при помощи аргона

В большинстве случаев сваривания чугуна происходит закаливание материала шва, что затрудняет последующую механическую обработку и провоцирует образование трещин. От этого недостатка можно избавиться применением аргонодугового способа сварки. Этот метод позволяет получить характеристики шва, сравнимые с характеристиками основного металла.

Сварка ведется графитовым электродом в среде защитного газа по специально разработанным токовым режимам. Имеет массу различных особенностей. Применяется как горячая, так и холодная сварка. Наличие графита не дает образовываться белому чугуну. Защитный газ способствует малому образованию окислов. По окончанию сварки обеспечивается режим медленного остывания изделия путем накрывания его теплоизолирующими материалами. При сваривании ответственных образцов может использоваться газосварочное оборудование для поддержания тепла в остывающем изделии.

Соединение чугуна со сталью

Выбор режима сварки чугуна со сталью зависит от напряжения холостого хода. При напряжении до 54 вольт сварка производится током обратной полярности. Переменный ток используется при напряжении холостого хода более 54 вольт. Сварка ведется короткими валиками. Длина их не должна превышать 30 мм. Швы большой глубины провариваются слоями с проковкой каждого слоя. Для получения шва хорошего качества рекомендуется применять горячий способ сварки и обеспечить постепенное охлаждение сваренного изделия.

Сварка чугуна — Остальные вопросы

Холодная и полугорячая сварка чугуна электродами, обеспечивающими в металле шва получение серого чугуна

Холодная сварка чугуна простыми электродами, предназначенными для горячей сварки чугуна, положительных результатов не обеспечивает, так как при больших скоростях охлаждения, соответствующих данным условиям проведения сварки, образуется структура белого чугуна в шве и высокотемпературной области околошовной зоны, а также происходит резкая закалка металлической основы участков зоны термического влияния, нагревающихся в процессе сварки выше температуры Ас3. Возникающие при этом деформации превышают деформационную способность металла шва и околошовной зоны, в результате чего образуются трещины.

Для предупреждения отбеливания необходимо обеспечить такой состав металла шва, для которого в этих условиях будет получаться структура серого чугуна с наиболее благоприятной формой графитных включений. Это может быть достигнуто путем введения в наплавленный металл достаточно большого количества графитизаторов и легирования чугуна элементами, способствующими сфероидизации карбидов (магнием). Примером таких электродов могут служить электроды марки ЭМЧ, стержень которых представляет собой чугун с повышенным (до 5,2%) содержанием кремния, покрытие двухслойное: первый слой — легирующий, второй — обеспечивает газовую и шлаковую защиту:

1-й слой

Графит — 41%
Силикомагний — 40%
Железная окалина — 14%
Алюминий (порошок) — 5%

2-й слой

Мрамор — 50%
Плавиковый шпат — 50%

(Относительная масса каждого слоя — 15-20%)

При сварке этими электродами чугунных деталей с толщиной стенки до 12 мм без предварительного подогрева удается получить швы и околошовную зону без отбеливания и закалки. Некоторому замедлению скорости охлаждения при эвтектической температуре способствует реакция между железной окалиной и алюминиевым порошком, протекающая с выделением теплоты. При сварке этими электродами массивных деталей для получения бездефектных сварных соединений приходится их подогревать до температуры 400° С в зависимости от толщины чугуна и жесткости изделий. Для улучшения обрабатываемости и некоторого повышения пластичности металла шва используют электроды из никелевых чугунов, например нирезиста или никросилаля (см табл.).

Состав электродных стержней из никелевых чугунов, %

Электроды из никелевых чугунов обеспечивают получение швов, обладающих хорошей обрабатываемостью. Покрытие, наносимое на стержни из никелевых чугунов рекомендуется следующего состава: карборунд 55%; углекислый барий 23,7%; жидкое стекло 21,3%. Толщина покрытия должна составлять 0,5-0,8 мм на сторону при использовании стержней диаметром 7-8 мм. Сварку выполняют в несколько слоев при возвратно-поступательном перемещении электрода. Основной недостаток электродов из никелевых чугунов — повышенная склонность к образованию горячих трещин.

Получить в наплавленном металле и металле шва серый чугун можно, применяя специальные сварочные материалы, которые обеспечивают легирование через электродное покрытие. Примером таких материалов могут служить электроды, стержень которых изготовлен из низкоуглеродистой проволоки, например, марок Св-08 или Св-08А по ГОСТ 2246-70, а в легирующем покрытии содержится достаточное количество элементов графитизаторов — углерода и кремния. Наиболее характерны электроды марки ЭМЧС, стержень которых состоит из низкоуглеродистой электродной проволоки, а покрытие из трех слоев:

1-й слой: Графит — 50% Силикомагний — 41% Гематит — 6% Алюминий (порошок) — 1,5% Бентонит — 1,5%
2-й слой: Мрамор — 50% Плавиковый шпат — 47,5% Бентонит — 2,5%
3-й слой: Графит — 100%

Электроды изготовляют путем последовательного нанесения обмазки, замешенной на жидком стекле, причем толщина каждого слоя должна обеспечивать относительную массу 1-го слоя 25- 30% 2- и 3-го — по 10-15%. Как видно из приведенного состава покрытия, 1-й слой является легирующим, 2-й шлако- и газообразующим, 3-й — газозащитным. Графит и силикомагний, входящие в состав 1-го слоя, служат графитизаторами, причем магний в некоторой степени способствует сфероидизации графита; гематит и алюминий, вступая во взаимодействие, способствуют некоторому снижению скорости охлаждения при эвтектической температуре и тем самым получению в шве структуры серого чугуна.

Применение этих электродов при сварке чугунных изделий с относительно небольшой толщиной свариваемого металла (до 8- 10 мм) позволяет получить качественные сварные соединения без предварительного подогрева изделия; при больших толщинах необходимо применять полугорячую сварку. Для холодной и полугорячей сварки чугуна автоматами, и главным образом полуавтоматами, используют специальные порошковые проволоки, обеспечивающие получение в шве серого чугуна. Для холодной сварки изделий с относительно небольшой толщиной стенок (в месте сварки) рекомендуется проволока марки ППЧ-1, для полугорячей сварки-проволока ППЧ-2.

Механизированная сварка порошковой проволокой позволяет получать наплавленный металл и металл шва, близкие по составу и структуре к свариваемому чугуну. При заварке дефектов в крупных чугунных отливках, для исправления которых необходимо наплавить большой объем металла, а также при изготовлении крупногабаритных массивных изделий из высокопрочных чугунов с шаровидным графитом можно использовать электрошлаковую сварку пластинчатыми электродами, представляющими собой литые чугунные пластины соответствующего состава с содержанием элементов-графитизаторов (углерода и кремния), равном содержанию последних в электродных стержнях марок А и Б, и 0,04- 0,08% Mg.

Составы порошковых проволок и наплавленного ими металла для холодной и полугорячей сварки чугуна, %

При электрошлаковой сварке чугуна применяют фторидные обессеривающие и неокислительные флюсы. Замедленное охлаждение металла шва и околошовной зоны, характерное для электрошлаковой сварки, позволяет получать сварные соединения без отбеленных и закаленных участков, трещин, пор и других дефектов. Электрошлаковая сварка обеспечивает вполне удовлетворительные механические свойства сварных соединений из чугуна и хорошую их обрабатываемость.

Кроме общего подогрева, применяемого при полугорячей сварке различными способами, в ряде случаев, когда жесткость изделия сравнительно невелика, можно ограничиться местным подогревом до нужной температуры. В процессе сварки необходимо обращать внимание на то, чтобы изделие в районе сварки не охлаждалось ниже заданной температуры подогрева.

Холодная сварка чугуна электродами, обеспечивающими получение в наплавленном металле низкоуглеродистой стали

Если выполнить наплавку на чугун электродами, предназначенными для сварки углеродистых или низколегированных конструкционных сталей, то в 1-м слое даже при относительно небольшой доле участия основного металла получится высокоуглеродистая сталь, которая при скоростях охлаждения, имеющих место в условиях сварки без предварительного подогрева изделия, приобретает резкую закалку. Поэтому металл 1-го слоя будет иметь высокую твердость, низкую деформационную способность и окажется подверженным образованию холодных трещин, а также пористости. Во 2-м слое, естественно, доля участия чугуна уменьшится, однако содержание углерода в нем будет находиться еще на высоком уровне, что также приведет к закалке и возможному образованию трещин. В последующих слоях доля участия чугуна окажется незначительной, и металл шва будет обладать определенным уровнем пластичности.

В связи со сказанным такие стальные электроды можно применять только для декоративной заварки небольших по размерам дефектов, если к сварному соединению не предъявляются требования обеспечения прочности, плотности и обрабатываемости режущим инструментом. С целью уменьшения доли участия основного металла в шве, а также размеров зоны термического влияния, в том числе и участков отбеливания и Закалки, применяют электроды небольших диаметров (для 1-го слоя 3 мм, для 2-го и последующих 3-4 мм), на малых токах [Iсв = (20-25) dэ, не перегревая основной металл.

Сначала выполняют облицовку 1-м слоем. Сварку выполняют короткими участками, валиками небольших сечений [F = (6-8)dэ] вразброс с перерывами для охлаждения шва и околошовной зоны до температуры 50-60° С. На 1-й слой наносят 2-й поперечными валиками, затем 3-й; После 3-го слоя можно применять режимы с несколько большей погонной энергией, но также с перерывами, чтобы зона разогрева чугуна была небольшой. Для уменьшения напряжений полезно применять проковку средних слоев.

При сварке чугуна низкоуглеродистыми электродами общего назначения наиболее слабое место сварного соединения — околошовная зона у границы сплавления. Хрупкость этой зоны и наличие в ней трещин нередко приводят к отслаиванию шва от основного металла. Для увеличения прочности сварного соединения, когда к нему не предъявляется других требований (например, при ремонте станин, рам, кронштейнов и других несущих элементов толстостенных конструкций), применяют стальные шпильки, которые частично разгружают наиболее слабую часть сварного соединения — линию сплавления.

Шпильки имеют резьбу, их ввертывают в тело свариваемой детали. Размеры шпилек обычно зависят от толщины свариваемых деталей. Практикой установлены следующие рекомендации: диаметр шпилек 0,3-0,4 толщины деталей, но не более 12 мм; глубина ввертывания шпилек 1,5 диаметра их, но не более половины толщины свариваемых деталей; высота выступающей части 0,75-1,2 диаметра шпильки. Шпильки располагают в шахматном порядке на скошенных кромках деталей и в один ряд на поверхности детали с каждой стороны стыка, причем расстояние между ними должно быть равно 4-6 диаметрам шпильки.

Сварку выполняют в следующем порядке. Сначала обваривают каждую шпильку и облицовывают поверхности кромок электродами диаметром 3 мм на малых токах. Затем на облицованные кромки й шпильки наплавляют валики и заполняют разделку, как в предыдущем случае. Для снижения содержания углерода в металле шва предложено выполнять сварку по слою флюса, содержащего до 30% железной окалины (например, буры 50%, каустической соды 20%, железной окалины 30%). Углерод, попадающий в сварочную ванну, в высокотемпературной ее части активно окисляется и выводится из нее в виде окиси углерода, не растворимой в металле. В результате концентрация углерода к моменту затвердевания сварочной ванны снижается. Твердость металла шва уменьшается, деформационная способность возрастает.

Однако для более полного эффекта выжигания углерода необходимо применять режимы сварки, характеризующиеся относительно большой погонной энергией, что, однако, отрицательно сказывается на околошовной зоне: в ней образуются значительные по размерам участки отбеливания и закалки, приводящие к образованию трещин. При сварке чугуна с достаточно высоким содержанием элементов-графитизаторов при небольшой толщине стенки свариваемых деталей можно получить положительные результаты.

Более удачным оказался другой путь. В металл шва вводят сильный карбидообразователь — ванадий. В этом случае в основном образуются карбиды данного элемента, не растворяющиеся в железе и имеющие форму мелкодисперсных нетвердых включений. Металлическая основа при этом оказывается обезуглероженной и достаточно пластичной. Примером могут служить электроды марки ЦЧ-4 со стержнем из низкоуглеродистой проволоки марок Св-08 или Св-08А и покрытием следующего состава: мрамор 12%, плавиковый шпат 16%, феррованадий 66%, ферросилиций 4%, поташ 2%, жидкое стекло 30% массы сухой смеси. Металл, наплавленный этими электродами, имеет следующий состав: до 0,15% С; до 0,6% Si; 0,5% Мn; 8,5-10,5% V; серы и фосфора до 0,04% каждого. Этими электродами сначала облицовывают кромки на малых токах [Iсв = (20-25)dэ]. Сварку выполняют параллельными валиками с перекрытием каждого предыдущего на половину его ширины. После 2-го слоя силу тока увеличивают на 15-20%; окончательно разделку заполняют электродами УОНИ-13/45.

Область применения таких электродов — сварка поврежденных деталей и заварка дефектов в отливках из серого и высокопрочного чугуна. В случае необходимости можно также сваривать соединения серого и высокопрочного чугуна со сталью. Сварные соединения, выполненные этими электродами, имеют удовлетворительную обрабатываемость, плотность и достаточно высокую прочность. К способам, обеспечивающим получение в наплавленном металле низкоуглеродистой стали, можно также отнести механизированную сварку короткими участками электродной проволокой марок Св-08ГС или Св-08Г2С диаметром 0,8-1 мм в углекислом газе. Сила сварочного тока составляет 50-75 А, напряжение дуги 18-21 В, скорость сварки 10-12 м/ч.

Сообщение отредактировал Andrew: 29 Январь 2015 00:29

Можно ли сваривать чугун? (Полное руководство)

Сваривать чугун можно, хотя это может быть проблематично из-за высокого содержания углерода. Это содержание углерода часто составляет около 2–4%, что примерно в десять раз больше, чем у большинства сталей. Процесс сварки заставляет этот углерод мигрировать в металл шва и / или зону термического влияния, что приводит к повышенной хрупкости / твердости. Это, в свою очередь, может привести к растрескиванию после сварки.

Чугун состоит из железа и углерода в различных пропорциях с дополнительными элементами, такими как марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден и т. Д.для улучшения определенных свойств. Кроме того, он может содержать значительно более высокие уровни серы и фосфора в качестве примесей, затрудняющих сварку без образования трещин. К разным сортам чугуна относятся серый чугун, белый чугун, высокопрочный чугун (с шаровидным графитом) и ковкий чугун с сильно различающейся свариваемостью. Все категории чугуна, за исключением белого чугуна, считаются свариваемыми, хотя сварка может быть значительно более сложной по сравнению со сваркой углеродистой стали. Однако бывает трудно определить разницу между этими разными типами чугуна без подробного металлургического анализа.Несмотря на это, чугун — прочный, износостойкий металл, который использовался веками.

Содержание

Щелкните по ссылкам ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

Как упоминалось выше, чугун может быть трудно сваривать из-за его специфического состава, но это возможно, если вы используете правильную технику сварки, чтобы избежать трещин при сварке. Это включает в себя осторожный нагрев и охлаждение, часто включая предварительный нагрев, правильный выбор сварочных стержней и медленное охлаждение детали.

Существует ряд ключевых шагов, которые можно предпринять, чтобы обеспечить эффективную сварку чугуна. К ним относятся:

Определение сплава
Очистка гипса
Выбор правильной температуры предварительного нагрева
Выбор правильной техники сварки

1. Определите сплав

Чугун имеет низкую пластичность, поэтому при быстром нагреве или охлаждении он может треснуть из-за термических напряжений. Склонность к растрескиванию зависит от типа / категории чугуна.Это означает, что необходимо понимать, с каким типом сплава вы работаете:

Серый чугун

Это самый распространенный вид чугуна. В основном это сплав железо-углерод-марганец-кремний с 2,5-4% углерода. Углерод осаждается в виде хлопьев графита во время производства в кристаллическую структуру феррита или перлита. Однако эти чешуйки графита могут растворяться во время сварки и выделяться в виде высокоуглеродистого мартенсита, охрупчивая зону термического влияния и металл шва.

Белый чугун

Белый чугун не содержит графита и содержит углерод в комбинированной форме в виде карбидов металлов, делающих хрупкую микроструктуру. Белый чугун обычно считается несвариваемым.

Ковкий чугун (с шаровидным графитом)

Ковкий чугун по составу похож на серый чугун, но по сравнению с серым чугуном уровни примесей низкие. В отличие от серого чугуна, который содержит углерод в виде чешуек графита, высокопрочный чугун содержит графит в виде сфероидов в своей матрице.Остальная часть матрицы в основном представляет собой перлит с областью феррита, окружающей сфероиды графита.

Ковкий чугун

Ковкий чугун — это термообработанный белый чугун со значительно более низким содержанием углерода по сравнению с белым чугунным железом. В зависимости от применяемой термической обработки он обычно имеет структуру как смесь феррита или перлита с включениями графита и, следовательно, имеет большую пластичность по сравнению со стандартным белым чугуном.

Самый простой способ определить, с каким типом утюга вы работаете, — это проверить исходную спецификацию.Химический и металлографический анализ также может помочь в определении категории чугуна, с которым вы работаете. Есть несколько других способов отличить сплавы; серое железо будет иметь серый цвет вдоль точки излома, в то время как белое железо покажет более белый цвет вдоль трещины из-за цементита, который он содержит. Однако, например, высокопрочный чугун также будет иметь более белый излом, но при этом его будет легче сваривать.

2. Очистка литья

Важно очистить чугун перед сваркой, удалив все поверхностные материалы, такие как краска, смазка и масло, уделяя особое внимание области сварного шва.Кожу отливки можно удалить шлифованием. Важно, чтобы очищенная поверхность была протерта уайт-спиритом для удаления остатков графита с поверхности перед сваркой. Медленный предварительный нагрев области сварного шва в течение короткого времени поможет удалить влагу, скопившуюся в зоне сварки основного материала.

3. Выбор правильной температуры предварительного нагрева

Наиболее важным фактором предотвращения растрескивания под напряжением в чугуне является контроль нагрева / охлаждения. Это необходимо для сведения к минимуму накопления остаточных напряжений в процессе нагрева и охлаждения.

Локальный нагрев, например, при сварке, приводит к ограниченному расширению, поскольку ЗТВ удерживается окружающим более холодным металлом. Температурный градиент будет определять результирующее напряжение. Пластичные металлы, такие как сталь, могут снимать напряжение за счет растяжения, но, поскольку чугуны имеют плохую пластичность, они вместо этого склонны к растрескиванию. Предварительный нагрев уменьшает температурный градиент между ЗТВ и окружающей отливкой, сводя к минимуму остаточные напряжения, вызванные сваркой.Предварительный нагрев чугуна перед сваркой снижает скорость охлаждения сварного шва и окружающей области. По возможности нагрейте отливку целиком. Типичные минимальные температуры предварительного нагрева составляют от 100 до 400 ° C, в зависимости от типа чугуна и допустимой твердости HAZ. Любой предварительный нагрев должен выполняться медленно и равномерно.

Теоретически, любой из распространенных процессов дуговой сварки, таких как ручная дуговая сварка металлическим электродом, дуговая сварка порошковой проволокой, сварка металла активным газом, дуговая сварка под флюсом, дуговая сварка вольфрамом и т. Д.Можно использовать процесс, который способствует медленному нагреванию и охлаждению, как правило, предпочтительнее.

1. Ручная дуговая сварка металла (MMA)

Этот тип сварки, также известный как дуговая сварка в защитном металлическом корпусе (SMAW), обычно считается лучшим общим процессом для сварки чугуна при условии использования правильных сварочных стержней. Выбор электрода будет зависеть от области применения, требуемого соответствия цвета и объема послесварочной обработки.

Два основных типа электродов для ручной дуговой сварки — это железо и никель.Электрод на основе железа будет давать металл шва с высоким содержанием углерода мартенсита, поэтому обычно ограничивается незначительным ремонтом отливки и когда требуется подбор цвета. Чаще всего используются электроды из никелевого сплава, обеспечивающие более пластичный металл сварного шва. Никелевые электроды также могут помочь уменьшить предварительный нагрев и растрескивание в ЗТВ, обеспечивая более низкую прочность металла сварного шва.

Во всех случаях следует проявлять осторожность, чтобы свести к минимуму плавление основного металла. Это минимизирует разбавление.

2.MAG Сварка

Сварка

MAG обычно выполняется с использованием никелевых материалов. Смесь из 80% аргона и 20% углекислого газа подойдет для большинства применений. Хотя можно использовать припойную проволоку, обычно это не рекомендуется, так как припой будет значительно слабее отливки.

3. Сварка TIG

Сварка

TIG может обеспечить чистый сварной шов на чугуне, но, как правило, не является предпочтительной из-за ее сильно локализованных характеристик нагрева. Как и при любой сварке TIG, качество готового сварного шва в значительной степени определяется навыками сварщика.

Узнайте больше о сварке TIG

4. Кислородно-ацетиленовая сварка

Как и при дуговой сварке, в кислородно-ацетиленовой сварке используется электрод, но вместо дуги, генерируемой электрическим током, в этом процессе для генерации тепла используется кислородно-ацетиленовая горелка. Низкая интенсивность нагрева и медленный нагрев, связанные с процессом, приведут к большой ЗТВ, но медленный нагрев полезен для предотвращения образования высокоуглеродистого мартенсита в ЗТВ. Низкая теплоемкость процесса потребует предварительного нагрева до более высокой температуры, обычно около 600 ° C, чтобы сварка стала возможной.Для сварки используется нейтральное или слегка редуцирующее пламя.

Подробнее о кислородно-ацетиленовой сварке

5. Сварка припоем

Сварку припоя можно использовать для сварки чугунных деталей, поскольку она оказывает минимальное воздействие на сам основной металл. И снова для этого процесса используется присадочный пруток, за исключением того, что он прилипает к поверхности чугуна, а не растворяется в сварочной ванне из-за более низкой точки плавления присадки.

Как и в случае с другими методами, при сварке пайкой важна очистка поверхности.Флюс можно использовать для предотвращения образования оксидов, способствуя смачиванию, очищая поверхность и позволяя наполнителю растекаться по основному металлу.

Также возможна пайка

TIG с использованием более низкой силы тока для нагрева заготовки, избегая плавления чугуна. Кожух горелки для газа аргона защищает зону пайки, что означает, что нет необходимости использовать флюс, как с кислородным топливом.

Подробнее о сварке пайкой

Как упоминалось выше, выбор сварочного стержня важен для сварки чугуна, хотя большинство экспертов советуют использовать никелевые стержни.

1. 99% никелевые стержни

Эти электроды дороже других вариантов, но также обеспечивают наилучшие результаты. Прутки с содержанием 99% никеля позволяют получить сварные швы, которые можно обрабатывать механической обработкой, и лучше всего подходят для отливок с низким или средним содержанием фосфора. Эти прутки из чистого никеля создают мягкий, податливый наплавленный металл.

2. 55% никелевые стержни

Менее дорогие, чем стержни на 99%, они также поддаются механической обработке и часто используются для ремонта толстых секций. Более низкий коэффициент расширения означает, что они образуют меньше трещин на линии плавления, чем 99% стержень.Эти ферроникелевые стержни идеально подходят для сварки чугуна со сталью.

Доступны менее дорогие варианты, такие как стальные стержни, хотя они не так эффективны, как никелевые стержни:

3. Стальные стержни

Стальные стержни

— самый дешевый вариант из трех и лучше всего подходят для мелкого ремонта и заполнения. Стальные электроды дают твердые сварные швы, которые требуют дополнительной шлифовки для окончательной обработки и не поддаются механической обработке. Однако, несмотря на эти недостатки, стальные стержни обеспечивают соответствие цвета и лучше переносят отливки, которые не являются полностью чистыми, чем никелевые стержни.

Упрочнение

По мере охлаждения и сжатия сварного шва возникает остаточное напряжение, ведущее к растрескиванию. Вероятность растрескивания можно снизить за счет приложения сжимающего напряжения. Напряжение сжатия прикладывается путем упрочнения (с использованием молотка с ударно-ударной обработкой для нанесения умеренных ударов), которое деформирует сварной шов, пока он остается мягким. Однако упрочнение следует использовать только с относительно пластичным металлом сварного шва, то есть со сварными швами, выполненными с использованием никелевых расходных материалов.

Нагревание после сварки

Слишком быстрое охлаждение чугуна может привести к растрескиванию.Процесс охлаждения можно замедлить, используя изоляционные материалы или периодическое нагревание. Некоторые методы включают в себя помещение заготовки в изолирующее одеяло, помещение ее в сухой песок или даже помещение ее над дровяной печью, позволяя металлу остыть по мере затухания огня.

Сваривать чугун можно, но при этом необходимо соблюдать правильную технику и осторожность, чтобы не допустить растрескивания. Большинство методов сварки требуют очистки поверхности материала, и для чугуна требуется предварительный и послесварочный нагрев, а также тщательное охлаждение.

TWI обладает многолетним опытом во всех аспектах сварки и соединения, включая работу с литой сталью. Пожалуйста, свяжитесь с нами ниже, если у вас есть какие-либо вопросы и вы чувствуете, что мы могли бы помочь вам с вашим проектом.

[email protected]

Связанные часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как сваривать чугун: полное руководство (с изображениями)

Последнее обновление: , 24 сентября 2021 г.

Изображение предоставлено: CC0 Public Domain, Max Pixel

Это кошмар для любого владельца чугунного станка — расколоть или сломать жизненно важный литой компонент.Это может означать тысячи долларов на замену деталей или сотни долларов на наем специалиста по сварке чугуна. Можно выбрать любой вариант, но если вы знаете, как сваривать, и готовы овладеть новым навыком, сварка самостоятельно может решить вашу проблему так же легко.

Чугун — один из самых сложных материалов для сварки. Неправильное движение может еще больше испортить сломанную деталь или, что еще хуже, сделать сварной шов прочным, когда он внутренне слаб. Поэтому знание того, что вы делаете, как никогда важно.Следуя набору рекомендаций по сварке чугуна, вы должны убедиться, что ваши сварные швы не имеют трещин и что внутренняя прочность достаточна, чтобы выдержать предназначение компонента.

Определение типа чугуна

Первым шагом в этом виде сварки является определение типа чугуна. Существует множество типов, и большинство из них вам не захочется сваривать. Вот список их свариваемости:

Серый чугун: Сваривается с трудом.

Белый чугун: Почти несвариваемый.

Ковкий чугун: Сваривается, но редко, так как это длительный и медленный процесс.

Ковкий чугун: Не сваривается, поскольку сварка изменяет свойства металла, делая его бесполезным.

Лучший способ узнать, какой тип чугуна требует сварки, — это проконсультироваться с руководством по эксплуатации изделия или связаться с производителем, если это не указано на материале. Свежие трещины в материале выглядят немного иначе, но если у вас нет опыта в их определении, стоит узнать об этом у производителя.

Серый чугун — это наиболее распространенный тип сварного чугуна, и это должен быть единственный чугун, который вы пытаетесь плавить, если у вас нет опыта в литье или сварке. Еще один хороший вариант — попросить кого-нибудь из опытных помощников.

Выберите процесс сварки

После того, как вы определили, что материал представляет собой серый чугун, следующим шагом будет выбор процесса его сварки. Вы можете сваривать чугун в любом процессе сварки при условии использования правильного присадочного материала и правильной процедуры сварки.В первую очередь это основано на личных предпочтениях, но при сварке чугуна следует учитывать несколько факторов.

Если вы свариваете обработанную поверхность, лучшим вариантом будет сварка TIG. Брызги от MIG или электродной сварки могут излишне повредить несвариваемые части обработанной поверхности. Сварка TIG не должна вызывать проблем с разбрызгиванием.

Кислородно-ацетиленовая сварка — еще один вариант, часто используемый для сварки чугуна. Это хороший способ минимизировать чрезмерный нагрев и охлаждение в процессе электросварки, и с его помощью легче поддерживать температуру компонентов.

Пайка — это не совсем сварка, поскольку она не расплавляет металл, как сварной шов. Однако это хороший вариант, если по какой-то причине у вас возникли проблемы со сваркой. Убедитесь, что поверхности, к которым будет прилипать пайка, хорошо очищены, так как они не прилипают к грязному или ржавому железу.

Ручная сварка и сварка MIG — желательные варианты с подходящими расходными материалами. Использование неподходящего присадочного металла, скорее всего, вызовет растрескивание, поэтому убедитесь, что вы знаете, что это правильный выбор для сварки чугуна.

Изображение предоставлено: летчик 1-го класса Дэвид Берналь Дель Агуа, база ВВС Маконнелл

Выберите присадочную проволоку или электрод

Существует лишь небольшой ассортимент присадочной проволоки и электродов, которые позволяют правильно сваривать чугун.Большинство имеющихся в наличии, которые не были разработаны специально для чугуна, слишком быстро остывают и вызывают трещины от напряжения или не плавятся должным образом с чугуном.

Расходные материалы для электродов и проволоки

Высокое содержание никеля: это лучший тип электрода или проволоки, поскольку он мягкий и поддается механической обработке. Он не остывает слишком быстро и выглядит как чугун. Однако это самые дорогие расходные материалы и не подходят для сварки толстых профилей.

Смесь 55% никеля, 45% железа: это более доступная цена, и при сварке она выглядит так же, как чугун.Он обеспечивает механическую обработку сварного шва, хотя он намного тверже, чем сварка с использованием 99% никеля. У него намного меньшая усадка сварного шва, чем у большинства железных прутков, что сводит к минимуму растрескивание.

Утюг: этот тип стоит меньше и дает сварной шов другого цвета, чем чугун. Его гораздо сложнее использовать, так как он имеет более высокие усадочные свойства. Он также не поддается механической обработке, поскольку он затвердевает в процессе сварки, но его можно отшлифовать.

Нержавеющая сталь: чугун, сплавленный с аустенитной нержавеющей сталью, не затвердевает и не меняет своих свойств так сильно с расходными материалами из железа.Нержавеющая сталь значительно расширяется и сжимается во время нагрева и охлаждения в процессе сварки, поэтому ее сложно использовать. Однако он используется для сварки чугуна и дает обрабатываемую поверхность.

Пайка бронзы: Вы можете паять ацетилен-кислородную пайку или использовать стержни с аппаратом для сварки TIG. Это хороший способ обеспечить прочную фиксацию в трещине или между двумя компонентами, нуждающимися в соединении, не вызывая при этом растрескивания и изменения свойств чугуна.

Очистка и упрочнение сварных поверхностей

Как и в большинстве случаев сварки, чем чище поверхность, тем лучше будут сварные швы.Иногда в сварочном материале на протяжении всей отливки остаются пары или масло, и это может вызвать проблемы при сварке. При сварке чугуна следует помнить об определенных вещах.

Использование сварочных материалов, таких как прутки из сплава для сварки чугуна MG-289, которые предназначены для загрязненного чугуна, является лучшим способом обеспечить достаточное количество сварного шва.

Упрочнение — это процесс постукивания по мягкому сварному шву по мере его охлаждения с помощью молотка с ударной головкой для предотвращения растрескивания.Это следует делать с осторожностью и только тогда, когда сварной шов может деформироваться, но это не всегда необходимо, поскольку причиной трещин в первую очередь является нерегулярный или быстрый нагрев или охлаждение детали. Предварительный нагрев и медленное охлаждение вашего проекта — вот что самое важное.

Изображение предоставлено: 6782865, Pixabay

Предварительный нагрев или холодная сварка?

Есть несколько разных мнений о том, следует ли сваривать горячую или холодную. Все согласны с тем, что предварительный нагрев — это хороший вариант, но некоторые люди считают, что сварки с минимальным нагревом также достаточно.

При принятии решения о том, как сваривать чугун, необходимо принять один из этих подходов, потому что в отличие от большинства металлов чугун хрупкий и имеет минимальную способность деформироваться из-за изгиба, расширения и сжатия. Тепло всегда оказывает деформирующее действие на металл, и если одна часть металла нагревается или остывает быстрее, чем другая, в чугуне или сварном шве возникают напряжения и растрескивание.

Предварительный нагрев сводит к минимуму этот эффект, приближая окружающую область сварного шва к температуре сварки, в результате чего весь компонент изменяется равномерно.Чугун меняет характеристики при температуре более 1400 градусов по Фаренгейту, поэтому крайне важно не перегревать компонент.

Считается, что холодная сварка чугуна без предварительного нагрева и с минимальным использованием тепла поможет в этом за счет снижения общей температуры. Это может быть полезно, так как не образуются видимые трещины, и это будет более прочный сварной шов, чем горячая сварка без предварительного нагрева. Однако внутреннее напряжение все же возникает, что может проявиться позже в течение срока службы компонента, и в целом это дает более слабый сварной шов, чем надлежащий предварительный нагрев перед сваркой.

Опытные сварщики чугуна, которые регулярно ремонтируют или производят изделия из чугуна, всегда и только предварительно нагревают. Это лучший способ обеспечить прочность сварного шва изнутри, а не только отсутствие видимых трещин.

Остывать медленно

Одним из важнейших этапов сварки чугуна является процесс охлаждения. Ни в коем случае нельзя закаливать сварной шов чем-либо холодным, например водой или сжатым воздухом. Вместо этого, чем медленнее остывает весь компонент, тем лучше.

Некоторые сварные швы охлаждаются в течение многих дней, но серый чугун не так важен.Поместите сваренную деталь в песок или в теплую духовку, чтобы она остыла медленно и более равномерно, чем если бы она лежала на скамейке. Иногда добиться этого бывает сложнее, и вы все равно можете получить качественный сварной шов, не увеличивая чрезмерно время охлаждения. Однако чем медленнее он остывает, тем лучше результат.

Заключение: как сваривать чугун

Сварка чугуна — задача не из легких. Он требует значительно большей подготовки и осторожности в процессе сварки и охлаждения.Однако это металл, который обычно сваривают, и из него можно получить прочный компонент, который прослужит так же хорошо, как и литое изделие без сварных швов.

Обязательно выполните все необходимые шаги по сварке чугуна, и вы получите результаты, необходимые для вашего следующего проекта по производству чугуна. Если вы предпримете какие-то меры, сварной шов, скорее всего, потрескается или станет слабым изнутри и может не прослужить долго.

Мы надеемся, что вам понравится успешно сваривать чугун с помощью этого руководства. Не стесняйтесь оставлять нам свои комментарии ниже в нашем разделе комментариев.

Источники

Как сваривать чугун

Сварка чугуна в домашних условиях возможна — при определенных условиях

Эффективная сварка чугунных деталей на собственном предприятии может сэкономить время и деньги, но здесь есть проблемы. Нарушение сварки часто может привести к растрескиванию или другому повреждению. Если задействованы критически важные детали, может быть целесообразно обратиться к опытным сварщикам на сварочное оборудование, чтобы обеспечить успешный результат.

Если сварка выполняется на заводе, очень важно изучить шаги, необходимые для эффективного изготовления сварной детали.Прежде чем приступить к работе, необходимо сделать четыре основных шага:

Определить сплав
Тщательно очистить отливку
Выберите температуру предварительного нагрева
Выберите подходящую технику сварки

Перед любым сварочным проектом обязательно очистите отливку, предварительно нагрейте сплав и выберите подходящую технику сварки.

Определить сплав

Чугуны — это семейство железоуглеродистых сплавов. Их высокое содержание углерода (обычно 2–4%) придает чугуну характерную твердость.Однако эта твердость достигается за счет пластичности. Он менее податлив по сравнению со сталью или кованым чугуном. Циклы нагрева и охлаждения во время сварки вызывают расширение и сжатие металла, вызывая растягивающее напряжение. Чугун не растягивается и не деформируется при нагревании или напряжении — вместо этого он трескается, что делает его чрезвычайно трудным для сварки. Эту характеристику можно улучшить, добавляя различные сплавы.

Некоторые сплавы чугуна легче сваривать, чем другие:

Серый чугун
Серый чугун — наиболее распространенная форма чугуна.Углерод осаждается в виде чешуек графита во время производства в кристаллическую микроструктуру перлита или феррита. Он более пластичен и поддается сварке, чем белый чугун. Тем не менее, это по-прежнему представляет проблему для потенциальных сварщиков, поскольку чешуйки графита в сером чугуне могут попадать в сварочную ванну, вызывая охрупчивание металла шва.

Белый чугун
Белый чугун сохраняет углерод в виде карбида железа, не выделяя его в виде графита.Кристаллическая микроструктура цементита очень твердая и хрупкая. Белый чугун обычно считается несвариваемым.
Ковкий, шаровидный или ковкий чугун
Все эти чугуны менее хрупкие из-за различий в микроструктуре, обусловленных производством. Все три имеют сфероидальную углеродную микроструктуру, созданную их уникальными производственными процессами.

Лучший способ определить, какой у вас чугун: белый или серый, — это проверить исходную спецификацию.Спектрохимический анализ может предоставить эту спецификацию постфактум. Когда эти точные способы невозможны, есть несколько способов проверить в магазине.

Серый чугун будет иметь серый цвет вдоль точки излома из-за графита в его микроструктуре. Белое железо более белое по трещине из-за цементита. К сожалению, испытание на разрушение полезно только в том случае, если сварщик знает, что материал серый или белый. Это старые, более традиционные формы чугуна. Они также чаще встречаются в определенных классах товаров.Однако ковкий чугун, относительный новичок, также имеет довольно белый цвет по линии излома и гораздо более поддается сварке.

Искровое испытание может также использовать опытный металлург для определения типа чугуна.

Очистить отливку

Независимо от сплава, все отливки должны быть должным образом подготовлены перед сваркой. При подготовке отливки к сварке важно удалить все поверхностные материалы. Отливка должна быть полностью чистой в области сварного шва. Удалите краску, жир, масло и другие посторонние материалы из зоны сварки.Лучше всего на короткое время осторожно и медленно прикладывать тепло к области сварного шва, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварки основного металла.

Простым методом проверки готовности поверхности чугуна является нанесение сварочного шва на металл — он будет пористым, если присутствуют какие-либо примеси. Этот проход можно отшлифовать и повторить процесс несколько раз, пока пористость не исчезнет.

Предварительный нагрев

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением.Контроль температуры — единственный наиболее важный фактор во избежание трещин.

Сварка чугуна требует трех этапов:

Предварительный нагрев
Низкое тепловложение
Медленное охлаждение

Основной причиной регулирования температуры является тепловое расширение. Когда металл нагревается, он расширяется. Никакого напряжения не возникает, когда весь объект нагревается и расширяется с одинаковой скоростью, но напряжение будет расти, когда тепло локализуется в небольшой зоне теплового воздействия (HZ).

Локальный нагрев вызывает ограниченное расширение — HZ удерживается более холодным металлом вокруг него.Степень возникающего напряжения зависит от температурного градиента между HZ и отливкой. В стали и других пластичных металлах напряжение, вызванное ограниченным расширением и сжатием, снимается за счет растяжения. К сожалению, это может вызвать растрескивание в период усадки, поскольку чугуны имеют относительно низкую пластичность. Предварительный нагрев уменьшает температурный градиент между литым телом и HZ, тем самым сводя к минимуму растягивающее напряжение, вызванное сваркой. Как правило, методы сварки при более высоких температурах требуют предварительного нагрева при более высоких температурах.Когда адекватный предварительный нагрев невозможен, лучшей стратегией является минимизация тепловложения — выберите процесс низкотемпературной сварки и сварочные стержни или проволоку с низкой температурой плавления.

Скорость охлаждения — еще один фактор, который напрямую влияет на напряжения, возникающие в сварном шве. Быстрое охлаждение вызывает усадку, что приводит к образованию хрупких сварных швов с легкими трещинами. Напротив, низкое охлаждение снижает напряжение затвердевания и сжатия.

https://www.reliance-foundry.com/wp-content/uploads/pre-heat-welding.mov

Предварительный нагрев перед сваркой

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением, но этого можно избежать с помощью предварительного нагрева. Посмотрите видео, чтобы увидеть, как нагревают металл перед сваркой.

Сварочная техника

Методы сварки следует выбирать в зависимости от их пригодности для свариваемого сплава чугуна. Наиболее распространенными процессами сварки являются сварка палкой, кислородно-ацетиленовая сварка и пайка.

Сварка палкой

Ручная сварка, также известная как дуговая сварка в среде защитного металла или MMA, предполагает использование плавящегося электрода, покрытого флюсом.Могут использоваться различные типы электродов в зависимости от области применения, требуемого соответствия цвета и объема механической обработки, которая должна быть выполнена после сварки.

Существует три основных типа присадок, которые хорошо подходят для сварки чугуном стержнем:

Электроды с чугунным покрытием
Электроды из медного сплава
Электроды из никелевого сплава

Электроды из никелевого сплава являются наиболее популярными для сварки чугуна. По данным New Hampshire Materials Laboratory Inc., никель-железный шов прочнее с более низким коэффициентом теплового расширения, что снижает сварочные напряжения и повышает устойчивость к растрескиванию.

Электрическая дуга между электродом и зоной сварки плавит металлы и вызывает плавление. Дуга должна быть направлена на сварочную ванну, а не на основной металл, так как это минимизирует разбавление. Рекомендуется использовать самую низкую настройку тока, одобренную производителем, чтобы минимизировать тепловую нагрузку. Предварительно нагрейте детали как минимум до 250 ° F перед сваркой чугунными или медными электродами.Никелевые электроды можно использовать без предварительного нагрева.

При сварке палкой используются разные типы электродов в зависимости от области применения, соответствия цвета и количества механической обработки, необходимой после сварки.

Кислородно-ацетиленовая сварка

При кислородно-ацетиленовой сварке также используются электроды, но вместо дуги, генерируемой током, энергию для сварки обеспечивает кислородно-ацетиленовая горелка. Электроды из чугуна и медно-цинковые электроды подходят для кислородно-ацетиленовой сварки чугуна.

Следует проявлять осторожность, чтобы не окислить чугун во время сварки ацетиленом, так как это приводит к потере кремния и образованию белого чугуна в сварном шве.Сварочный пруток следует плавить в расплавленной сварочной ванне, а не непосредственно в пламени, чтобы минимизировать температурные градиенты.

Сварка припоем

Сварка пайкой — это распространенный метод соединения чугунных деталей из-за минимального воздействия на сам основной металл. Сварочный пруток обеспечивает присадку, которая прилипает к поверхности чугуна. Из-за более низкой точки плавления наполнителя по сравнению с чугуном, наполнитель не разбавляется чугуном, а прилипает к поверхности.

Чистота поверхности имеет решающее значение для этой техники сварки, поскольку соединение зависит от качества присадки, смачивающей поверхность основного металла. Согласно Machine Design, использование флюса для предотвращения образования оксидов во время пайки является обычным явлением. Это жидкость, которая способствует смачиванию, позволяя наполнителю течь по соединяемым металлическим частям. Он также очищает детали от оксидов, чтобы наполнитель более плотно прилегал к металлическим деталям. Кроме того, флюсы используются при сварке для очистки металлических поверхностей.

Следует тщательно выбирать методы сварки в зависимости от свариваемого сплава чугуна.

Чистовая

Растрескивание обычно возникает во время фазы термического сжатия — растягивающее напряжение нарастает по мере охлаждения и сжатия сварного шва. Если напряжение достигает критической точки, сварной шов трескается.

Вероятность растрескивания можно уменьшить, приложив сжимающее напряжение, чтобы противодействовать растягивающему напряжению во время охлаждения. Сварщики используют метод, называемый упрочнением (умеренные удары ударным молотком) по деформируемому сварному шву, пока сварной шов еще мягкий.Упрочнение снижает риск образования трещин в сварном шве и HZ, но его следует предпринимать только при работе с относительно пластичным металлом сварного шва.

Последний этап сварки — контроль охлаждения. В этом процессе используются изоляционные материалы, чтобы максимально замедлить охлаждение, или периодическое нагревание сварного шва для замедления процесса естественного охлаждения.

Сварка собственными силами

Если поручить сварку чугуна профессионалу, это может гарантировать качество сварного шва, ремонт сварного шва можно выполнить на месте с тщательной подготовкой.Следуйте инструкциям по определению сплава, подготовке материала и выбору наиболее подходящей техники сварки.

Источники

Блог на складе сварщиков

Welding Cast Iron есть немало потенциальных подводных камней, но если все сделано правильно, это несложно.

Почему сварка чугуна проблематична

Основной причиной проблем со сваркой чугуна является высокое содержание углерода.Во время процесса сварки этот углерод мигрирует в металл шва и / или зону термического влияния, прилегающую к металлу шва, вызывая повышенную твердость / хрупкость. Таким образом, чугун получает свою репутацию из-за растрескивания после сварки.

Процесс сварки чугуна

Газовая сварка нагревает чугун медленнее, чем дуговые процессы, и пламя имеет более низкую температуру, чем дуга. Это означает, что миграция углерода обычно не является проблемой. Важно использовать запатентованный чугунный пруток для газовой сварки.Единственный реальный недостаток чугуна для газовой сварки — это количество тепла, необходимое для больших компонентов. Газовая сварка — тоже медленный процесс.

Дуговая / электродная сварка , возможно, является лучшим универсальным процессом для сварки чугуна при условии использования правильных сварочных стержней. Сварочные стержни из чугуна имеют специальный флюс, богатый графитом, этот графит химически связывает углерод в чугуне, ограничивая миграцию в металл шва и зону термического влияния. Существует два распространенных типа сварочного стержня из чугуна: ферро-никель и чистый никель.Ферро-никель обычно состоит на 53% из стали и 47% из никеля. Ферро-никелевые стержни дешевле, чем чистый никель, и идеально подходят для сварки чугуна со сталью. Чистый никель дает более мягкий и податливый наплавленный металл. Я бы рекомендовал использовать ферро-никель, если для работы специально не требуется чистый никель.

Mig Welding , на мой взгляд, не лучший способ сваривать чугун. Несмотря на то, что существуют специальные порошковые проволоки, я бы не стал защищать Mig Welding Cast iron, если у вас нет повторяющегося приложения, для которого вы можете создать процедуру.

Сварка Tig не считается подходящим процессом для сварки чугуна. Процесс с открытой дугой, такой как Tig, не дает возможности уменьшить миграцию углерода.

Методы сварки

Газовая сварка — Нет никаких специальных методов, которые необходимо использовать.

Дуговая / электродная сварка — Важно все следующее:

Подготовьте работу с U-образной канавкой, избегайте острых углов, так как это может привести к перегреву, что усугубит миграцию углерода.
Используйте сварочный стержень правильного типа.
Убедитесь, что компонент ПО МЕНЬШЕЙ мере при комнатной температуре, добавление небольшого количества предварительного нагрева поможет, но вам нужно только, чтобы компонент был теплым на ощупь.
Ограничьте количество сварочных работ за один проход. Как показывает практика, не следует проводить непрерывную сварку, длина которой превышает 10-кратный диаметр используемого сварочного прутка. Сказав это, можно выполнить несколько запусков в разных частях компонента (см. Рисунок в следующем элементе).Например, если вы ремонтируете 300-миллиметровую трещину стержнем 3,2 мм, вы можете сварить участок длиной 32 мм, а затем сделать еще один проход 32 мм в другой части трещины. Избегайте чрезмерного нагрева области сварного шва, это цель коротких прогонов.
Если вы ремонтируете трещину, нанесите валик на каждый конец трещины, чтобы трещина не распространилась дальше.
Держите сварочный стержень вертикально, а не под углом, как при обычной сварке штучной сваркой.
Не ждите, что сварите чугун быстро, главное — не торопиться и делать это правильно.

Надеюсь, вы нашли эту статью в блоге о сварке чугуна полезной. Если у вас все получится, пожалуйста, разместите несколько фотографий своих достижений на нашей странице в Facebook

Пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете об этой статье, оставив комментарий. Не беспокойтесь, ваш адрес электронной почты не будет добавлен в базу данных или передан другим пользователям, и вы не получите нежелательных писем.

Ура

Грэм

Склад сварщиков

советов, как успешно сварить чугун — сделать его из металла

Не могу сказать, сколько раз мне говорили, что чугун нельзя сваривать.В некоторой степени, многие опасения верны, работать с этим довольно неприятно. Но есть — это способов заставить его работать.

В этом посте я расскажу о некоторых из этих вариантов, а также о плюсах и минусах каждого из них.

Почему сварка чугуна — такая сложная задача

Это, вероятно, лучшее место для начала. Что такого особенного в чугуне? Он довольно легко плавится, так почему же его так сложно сваривать?

Сваривать чугун сложно, потому что он имеет высокое содержание углерода (примерно в 10 раз больше, чем у большинства сталей), а также хрупкость и склонность к растрескиванию.Термические напряжения сложно устранить из зоны теплового воздействия, и трещины, вероятно, будут со временем распространяться.

Это может стать кошмаром, если все сделать неправильно: вы получите деталь, которая будет ломаться на части или мгновенно сломаться под воздействием стресса. Хотя, честно говоря, чугун потрескается даже в хороший день, если он находится под растягивающей нагрузкой.

Тем не менее, есть несколько способов снизить этот риск.

Подготовка зоны сварки

Это действительно критично с железом.Скорее всего, на детали, над которой вы работаете, будет значительное количество ржавчины, поэтому убедитесь, что вы хорошо поработали, чтобы добраться до голого блестящего металла.

Как правило, сваривать два куска железа вместе — плохая идея, лучше пайкой. Подробнее о пайке позже. Сварка чугуна намного эффективнее при ремонтных работах, таких как треснувшие детали или когда вы просверлили отверстие в неправильном месте, и вам нужно его заполнить.

Если есть трещина, которую вы пытаетесь отремонтировать, ее необходимо как следует заделать.Когда вы коснетесь голого металла, должно быть очевидно, что трещина будет видна в виде темной линии. Иногда, используя более тонкий диск для сглаживания металлической поверхности, легче будет отчетливо увидеть трещину.

На обоих концах трещины просверлите отверстие. Это предотвратит распространение трещины. Мне нравится сверлить немного дальше конца видимой трещины. Таким образом, трещина дойдет до отверстия и остановится. Это снижает вероятность того, что на другой стороне отверстия есть трещина, из-за которой трещина просто возобновится с того места, где она остановилась.

Если не просверлить концы трещины перед сваркой, маловероятно, что деталь останется вместе после повторной сварки. Он вполне может просто продолжать трескаться, пока вы его свариваете, или со временем просто сломается.

Растирайте до дна трещины. Для большинства работ это будет означать шлифование металла насквозь.

Сварка с предварительным нагревом

Это мой предпочтительный метод сварки, когда это возможно. Это не так уж сложно, но поможет, если вы достаточно опытный сварщик.Знание того, как правильно подогревать металл и контролировать температуру на лету, — хорошие навыки, которые нужно иметь под своим поясом, прежде чем пытаться это сделать.

Плюсы:

Самый стабильный способ сварки чугуна, но он все же не идеален.
Идеально подходит для деталей, которые должны выдерживать термоциклирование.

Минусы:

Иногда просто невозможно нагреть деталь настолько, чтобы она могла прогреться должным образом.
Настройка более сложна — вам понадобится фонарик из бутонов розы и способ замедлить охлаждение, например изолирующее одеяло или сухой песок.
Область сварного шва редко бывает прочнее, чем непораженная область.
Существует риск того, что область вокруг сварного шва потрескается, даже если процесс выполнен правильно.

Необходимое оборудование:

Для сварки MIG, TIG или дуговой сварки.
Присадочный пруток / проволока для чугуна. Мне нравится использовать 308L, но есть много вариантов, которые отлично работают.

Инструкции по предварительному нагреву

Предварительно нагревая утюг до 500–1200 градусов по Фаренгейту, вы существенно уменьшите внутренние напряжения в нем.Это поможет предотвратить растрескивание детали вокруг сварного шва в зоне термического влияния.

Если у вас есть инфракрасный термометр, то непременно используйте его. Но если вы этого не сделаете, вот трюк, чтобы узнать, какова температура:

Железо начинает светиться тускло-красным светом при температуре около 900 градусов по Фаренгейту. Так что, если вы положите на него свой фонарик в виде бутонов розы и дадите ему только начать светиться, то вы знаете, что у вас хорошая температура для сварки. Лучше всего сделать это внутри в более темном месте, чтобы вы заметили, когда он начинает светиться.

Не торопитесь, нагрейте его, убедитесь, что он медленный и ровный. Кроме того, не позволяйте утюгу нагреваться выше 1400 F (ярко-красный). Это критический диапазон температур железа. Сварка такая горячая = плохая.

В идеале нагреть всю деталь. Если деталь слишком большая и вы не можете нагреть ее целиком, нагрейте как можно большую площадь. Вам нужно, чтобы область вокруг сварного шва была должным образом нагрета на несколько дюймов (мне нравится снимать не менее 12 дюймов), чтобы правильно распределить внутренние напряжения.

Инструкции по сварке

Не позволяйте детали слишком сильно остыть, пока вы над ней работаете. Остановитесь и разогрейте столько раз, сколько вам нужно, чтобы температура детали оставалась выше 500 F. Плохие вещи случаются, когда вы пытаетесь выполнить предварительно нагретые сварные швы ниже этого значения — внутреннее напряжение просто не рассеивается, и вы в конечном итоге треснувшая часть.

Честно говоря, вариантов присадочных материалов десятки. Не стесняйтесь экспериментировать. Многие люди рекомендуют присадки на основе никеля, и они действительно хорошо работают, особенно если вам нужно обработать деталь после сварки.Просто они очень дорогие.

Если вы делаете что-то, что не требует механической обработки, например выпускной коллектор, попробуйте использовать провод 308L. Это все еще недешево, но и не так плохо, как никель. Он будет хорошо держаться и переносить жару.

Сварка слабым током. Слишком большое — приведет к дополнительным напряжениям, которые гарантированно растрескаются позже, если не во время сварки.

Pro Совет: Не начинайте и не прекращайте сварку в одной и той же точке при укладке дополнительных валиков.Вы получите накопление стрессов и потенциальную точку взлома. Вместо этого попробуйте использовать L или J-образную форму плавного движения на линии сварного шва, чтобы каждый сварной шов начинался и заканчивался в разных местах.

Хорошая особенность сварки с предварительным нагревом заключается в том, что вам не нужно сшивать сварные швы, если вы не перегреваете их. Вы можете просто дать и сделать. Во всяком случае, гораздо больше, чем подход без предварительного подогрева.

После инструкции по сварке

После каждого валика убедитесь, что вы тщательно обработали сварной шов.Это поможет избежать дополнительных нагрузок и предотвратить растрескивание в дальнейшем.

Одна вещь, которая действительно важна, — это медленное восстановление. Оберните деталь изолирующим одеялом или закопайте ее в сухой песок, чтобы дать детали медленно остыть и ослабить напряжение. Быстрое воздушное охлаждение = растрескивание.

В целом, я считаю, что метод предварительного нагрева лучше всего подходит для всего, что будет испытывать термоциклирование (например, выпускные коллекторы или старые блоки двигателя). Это будет наиболее эффективный способ получить прочный сварной шов, который не трескается сразу.

Тем не менее, если вы хотите больше декоративных элементов, вы можете обойтись без предварительного нагрева.

Сварка без предварительного нагрева

Во-первых, вам не стоит заниматься сваркой в холодном состоянии. В идеале заготовка должна быть нагрета примерно до 100 градусов по Фаренгейту, иначе она обязательно треснет.

Практическое правило заключается в том, чтобы иметь заготовку при температуре, при которой вы можете держать ее голой кожей, чтобы она не обожгла вас. Некоторые парни просто бросают деталь в шашлык на 15 минут и запекают до температуры.Не позволяйте ему остывать слишком сильно, пока вы работаете над ним, но как только вы начнете работать, скорее всего, тепло от сварки будет держать его достаточно теплым.

Плюсы:

Легче настроить, не требуется горелка для предварительного нагрева или медленного охлаждения.
Для многих приложений работает достаточно хорошо.

Минусы:

Более склонен к растрескиванию, чем при использовании метода предварительного нагрева.
Значительно больше внутренних напряжений.

Необходимое оборудование:

Для сварки MIG, TIG или дуговой сварки.
Присадочный пруток / проволока для чугуна. Мне нравится использовать 308L, но есть много других вариантов, которые отлично работают.
Изоляционное покрывало или сухой песок, выдерживающий высокие температуры. Это используется для медленного охлаждения детали.

Препарат

По сути, это то же самое, что требуется для предварительного нагрева.

Удалите всю ржавчину в области сварного шва и убедитесь, что у вас есть блестящий голый металл.
Просверлите отверстия на обоих концах трещины, чтобы предотвратить ее распространение.
Пришлифовать трещину до дна.
Отшлифовать фаску для сварного шва.

Инструкции по сварке

Опять же, вам нужно поддерживать низкое напряжение и контролировать тепло. Проведите сварку не более чем на 1 дюйм за раз и дайте ей остыть, прежде чем продолжить. Очень важно, чтобы работа не светилась, пока вы над ней работаете.

Если вы начнете с одного конца и сделаете шитье «классики», вам действительно не придется ждать, пока он остынет, поскольку он остынет, пока вы свариваете другую секцию.

После инструкции по сварке

Упрочнение абсолютно необходимо, если вы не выполняете предварительный нагрев. В идеале используйте пневматический молоток или аналогичный инструмент, чтобы можно было очень тщательно снять напряжение.

Внимательно осмотрите его на предмет трещин после обработки. Пойдите в город с металлической щеткой и посмотрите, есть ли какие-либо видимые участки, где началось растрескивание. Постарайтесь как можно лучше подправить эти области, со временем они станут только хуже.

Горелка для пайки

Это на самом деле , действительно, хороший вариант, когда приложение позволяет вам это сделать.Пайка восстановит деталь почти до ее первоначальной прочности.

Чугун очень хорошо переносит пайку, потому что он очень пористый. Обычно требуется небольшая дополнительная подготовка, чтобы убедиться, что поверхность достаточно чистая, но обычно оно того стоит.

Подготовьте металл так же, как и к сварке — сделайте фаску или надрез на месте пайки. Вы также должны зажать деталь как можно лучше — железо действительно будет деформироваться при остывании, и зажим поможет этому противодействовать.

Во многих справочниках будет сказано, что пайка не идеальна для деталей, работающих при температуре более 400 градусов по Фаренгейту, поскольку пайка часто теряет значительную прочность при этой температуре. Честно говоря, есть много ребят, которые паяют выпускные коллекторы для ремонта, и они отлично держатся. Пайка размягчается, но этого достаточно. Просто, возможно, избегайте этого, если это деталь, которая находится под нагрузкой при такой температуре.

Обычные прутки для пайки железа — это серебро, латунь или никель. Обычно я использую латунь, но делаю то, что делает вас счастливыми.

Плюсы:

Действительно прочный, надежный способ устранения трещин и соединения металла.
Может также работать для соединения разнородных материалов. Например, сталь к железу.

Минусы:

Очень хорошо видно — любой ремонт будет заметен, так как пайка будет другого цвета. Это может оказаться непрактичным для некоторых косметических применений.

Необходимое оборудование:

Горелка для пайки или кислородно-ацетиленовая сварочная горелка.Для более крупных предметов потребуются большие факелы.
Прутки для пайки — обычно используются латунь, серебро и никель.
Изолирующее одеяло для медленного охлаждения.

Очистка утюга

Есть несколько дополнительных проблем, которые более заметны при пайке. Одна из этих проблем связана с графитом.

Поскольку в железе такое высокое содержание углерода (примерно 2-4%), этот углерод не полностью абсорбируется металлом. Вместо того, чтобы равномерно и равномерно распределяться в чугуне, он слипается и кристаллизуется в чешуйки графита.

Это может быть настоящей болью при пайке, это очень затрудняет смачивание. Даже если поверхность только что отшлифованная и чистая, железо с более высоким содержанием углерода может вызвать проблемы.

Мне нравится ездить на нем в город с действительно чистой латунной проволочной щеткой. Это просто помогает выбить некоторые из этих чешуек графита. После этого протрите поверхность спиртом до тех пор, пока серый графит не перестанет отклеиваться во время протирания.

Если у вас есть оборудование для дробеструйной обработки детали стальной или никелевой дробью, то сейчас самое время ее использовать.Он действительно хорошо справится с удалением излишков графита.

После этого используйте окислительное пламя (пламя с избытком кислорода, которое издает громкий шипящий звук), чтобы сжечь оставшийся графит. Вы можете увидеть это как искры, когда поверхность станет горячей.

Как только это будет сделано, все готово.

Зажим

Это действительно важно. Если вы не прижмете деталь плотно, вы не получите ее прямо.

По возможности прижмите его к твердому плоскому сварочному столу с помощью С-образных зажимов. Если вы работаете над каким-либо корпусом, вы можете подумать даже о том, чтобы изготовить для себя небольшое приспособление, которое действительно сможет надежно удерживать все на месте.

Вам необходимо, чтобы ваш зажим был очень прочным, чтобы ничто не могло двигаться на вас во время пайки. В противном случае деталь будет деформироваться как сумасшедшая, и вам будет очень неприятно все выравнивать. Это шаг, на который стоит потратить время, не торопитесь.

Инструкции по пайке

Как только вы убедитесь, что поверхности чистые и все надежно закреплено, пора нагреть деталь.

Добавьте приличное количество флюса в область, которую вы будете паять, и постарайтесь сделать это как можно тщательнее. Нагрейте заготовку аккуратно и равномерно, не слишком быстро, особенно если вы работаете с более мелкой деталью.

Чтобы это сработало, необходимо довести утюг до красивого вишнево-красного цвета. В этот момент флюс полностью расплавится.Не нагревайте до такой степени, чтобы утюг начал плавиться.

Когда утюг станет красивым и блестящим, поскребите пруток о поверхность. Если он достаточно горячий и флюс выполняет свою работу, он должен немедленно намочить поверхность металла и прочно прилипнуть к ней.

Не торопитесь и постепенно наращивайте припой до тех пор, пока он не станет немного выше скошенной области. Таким образом, вы сможете измельчить его, чтобы он стал наполовину респектабельным.

На самом деле, это требует некоторого мастерства.Будьте терпеливы по отношению к себе и не ждите, что первый выйдет в чистом виде. В идеале попробуйте выполнить несколько упражнений, прежде чем припаять какое-нибудь железо, действительно важное для чего-то.

Инструкции по охлаждению

Крайне важно не отпускать деталь, пока она не остынет на ощупь. В нагретом железе так много внутреннего напряжения, что вы, скорее всего, никогда больше не сможете это исправить.

Медленное охлаждение тоже очень важно. После того, как вы закончите пайку, накройте деталь изолирующим одеялом, чтобы замедлить ее.Вам понадобится несколько часов, чтобы он стал достаточно прохладным, чтобы его можно было трогать.

Вам, вероятно, лучше всего просто изолировать его и дать остыть в течение ночи. Таким образом вы действительно сведете к минимуму риск растрескивания и деформации.

В конечном счете, я обнаружил, что пайка дает наилучшие результаты с точки зрения механики. После того, как это будет сделано, он может выглядеть не самым красивым, поскольку цвет припоя будет подчеркивать ремонт, но он должен быть очень прочным.

Однако на самом деле не существует единого подхода, который работал бы для каждого приложения.Если вы часто работаете с железом, было бы хорошо изучить все эти методы ремонта.

Есть ли у вас какие-нибудь хитрости или верные способы работы с железом? Или есть вопросы? Делитесь ими в комментариях.

Как сваривать чугун

С такими альтернативами, как титан, керамика и сковорода с покрытием из нержавеющей стали, доступная сегодня, может показаться немного устаревшим использование чугунной сковороды. Хотя популярность чугуна, безусловно, упала за последние несколько лет, дела обстоят не так плохо, как некоторые люди.Ожидается, что рынок чугунной посуды достигнет 3303 млн долларов США по сравнению с 2 537 млн долларов США в 2017 году .

В дополнение к вышесказанному, Transparency Market Research ожидает, что к 2026 году мировой рынок литья чугуна и стали превысит 202 миллиарда долларов США . Смысл всей этой статистики — доказать, что чугун по-прежнему сваривают по всему миру для различных целей, например, для посуды. Независимо от причины, по которой вы свариваете чугун, вы должны научиться правильно сваривать этот материал.

Несмотря на то, что предстоит преодолеть множество проблем, правильная сварка чугунных деталей поможет вам сэкономить время и деньги. Если чугун не сваривается должным образом, это может вызвать трещину или повреждение свариваемого материала.

Часто для правильной сварки чугуна требуется помощь профессионального и опытного сварщика; это особенно верно, когда в процессе сварки задействованы критически важные детали. Однако вы можете эффективно сварить чугун самостоятельно, выполнив несколько ключевых шагов.Мы обсудим эти шаги здесь, чтобы помочь вам научиться эффективно сваривать чугун.

Применение чугуна и его преимущества в качестве сварочного металла

Существует несколько применений чугуна. Некоторые из них включают:
Водоподготовки
Сельскохозяйственное оборудование
Головки, блоки и коллекторы автомобильных двигателей
Станки, такие как крышки, кронштейны и основания
Фитинги для труб
Чугунная труба
В дополнение к вышесказанному, существует множество других применений металлического чугуна.Например, он широко используется в строительной технике и других приложениях, где вес является ключевым требованием. Это некоторые области применения чугуна, но как насчет преимуществ? Ниже приведены некоторые ключевые преимущества чугуна в качестве сварочного металла:
Многие желательные свойства, включая прочность, жесткость, теплопроводность и способность увлажнять
Способность формовать с помощью литья в песчаные формы
Недорогой материал
A плавление точка ниже, чем сталь
Более жидкая, чем сталь
Это некоторые из основных причин, по которым чугун является хорошим металлом для сварки во многих областях.
Почему сварка чугуна может быть проблематичной
Прежде чем приступить к сварке чугуна, вам необходимо понять сложность выполнения работы. Это связано с тем, что вероятность успешной сварки чугуна составляет всего 50%; высока вероятность того, что свариваемая чугунная деталь будет иметь трещины или повреждения после того, как вы ее закончите.
Почему возникает эта проблема? Потому что чугун состоит из нескольких материалов разной пропорции. В результате может быть сложно оценить точную прочность металла, с которым вы работаете.Также может быть трудно определить, сколько тепла может выдержать чугунная деталь, прежде чем она начнет трескаться. Все эти проблемы вызывает в основном высокое содержание углерода в чугуне.
Во время сварки этот углерод может перейти на свариваемый металл или на область рядом с нагретым металлом шва. Это может вызвать повышенную хрупкость или твердость, что может привести к трещинам после сварки.
Различные методы / методы сварки чугуна
Существует несколько методов сварки чугуна.Однако мы собираемся обсудить только наиболее распространенные методы сварки чугуна. Эти методы включают в себя газовую сварку, дуговую / дуговую сварку, сварку MIG и сварку TIG. Ниже приводится краткое объяснение каждого из них.
1. Газовая сварка
По сравнению с дуговой сваркой чугуна, процесс нагрева при газовой сварке намного медленнее. Кроме того, в этой технике используется пламя с более низкой температурой, чем дуга. В этом отношении хорошо то, что миграция углерода, как правило, не является проблемой при сварке чугуна газовой сваркой.Однако при этом важно использовать запатентованный пруток для газовой сварки. Единственная проблема этого метода заключается в том, что он требует значительного количества тепла, когда в сварном шве задействованы большие компоненты. Кроме того, газовая сварка выполняется медленнее, чем другие методы сварки чугуна.
2. Дуговая / электродная сварка
Дуговая / электродная сварка, которую предпочитает большинство домашних сварщиков, может быть наиболее эффективным способом сварки чугуна при использовании правильных сварочных стержней. Процесс чрезвычайно прост, и для различных работ доступно множество электродов.
В сварочных стержнях для чугуна присутствует специальный флюс с высоким содержанием графита. Углерод в чугуне химически связан этим особым графитом. Это ограничивает миграцию в зону термического воздействия и металл шва. Сварочные стержни из чугуна бывают двух основных типов: чистый никель и ферро-никель.
Обычно ферро-никелевые стержни состоят из 47% никеля и 53% стали. Ферро-никелевые стержни намного дешевле, чем чистый никель, поэтому они идеально подходят для сварки чугуна со сталью. С другой стороны, если вам нужен более мягкий и податливый наплавленный металл, выбирайте чистый никель.Однако, если для работы специально не требуется использование чистого никеля, мы рекомендуем использовать ферро-никель при сварке чугуна методом дуговой / электродной сварки.
3. Сварка МИГ
Несмотря на то, что она часто используется для этой цели, сварка МИГ не лучший выбор для сварки чугуна. Единственная реальная причина, по которой вы хотите использовать этот метод, — это когда у вас есть повторяющееся приложение, для которого вы можете создать процедуру. Если вы решите сваривать чугун таким способом, вы должны помнить следующие советы для эффективной сварки:
Специальная никелевая проволока — лучший выбор при использовании техники сварки MIG.Однако этот вариант может быть немного дорогим, поэтому вы можете рассмотреть возможность использования нержавеющей стали в качестве альтернативы.
В большинстве случаев лучший выбор — 80/20. Что это значит? Это 80% аргона и 20% углекислого газа. Хотя чугун от природы склонен к ржавчине, вам следует избегать этого метода, если вы беспокоитесь о том, что ржавчина в конечном итоге может развиться на металле.
Склеить отливку можно с помощью припоя. Однако это может привести к слабому сварному шву, что не очень хорошо для металлов, которые могут испытывать нагрузку или удар.
Чтобы обеспечить механическую прочность сварного шва, используйте шпильки. Однако это будет зависеть от выполняемой работы.
4. Сварка TIG
Как и сварка MIG, многие люди не предпочитают сварку TIG для сварки чугуна. Почему это? Поскольку TIG — это процесс с открытой дугой, это означает, что нет реальной возможности минимизировать миграцию углерода с помощью этого метода.
В дополнение к вышесказанному, единственный реальный вариант, доступный для этой техники при сварке чугуна, — это никелевая проволока.Еще одна проблема с процессом заключается в том, что он может быть дорогостоящим. Положительным моментом является то, что метод сварки TIG обеспечивает чистый и прочный сварной шов на большинстве работ с чугунным покрытием. Кроме того, вы можете использовать метод сварки TIG для холодной сварки при условии, что вы используете соответствующие настройки проволоки и газа.
Это четыре наиболее распространенных метода сварки чугуна. Теперь, когда у вас есть основная информация о каждом методе, вы можете выбрать технику / метод, наиболее подходящий для ваших нужд и выполняемой работы.Однако независимо от того, какой метод вы выбрали для сварки чугуна, вам необходимо выполнить несколько основных шагов, чтобы получить эффективный сварной шов. Эти шаги обсуждаются далее.
Основные этапы сварки чугуна
При самостоятельной сварке чугуна вам необходимо знать основные этапы эффективной сварки чугуна. Сварка чугуна своими руками состоит из четырех этапов. Выполнив эти действия в следующем порядке, вы сможете получить чрезвычайно прочный сварной шов из чугуна.
1. Определите сплав
Чугуны являются частью семейства железоуглеродистых сплавов и имеют высокое содержание углерода; вот откуда они берут свою характеристику твердости. Хотя чугун твердый, это качество достигается за счет пластичности. По сравнению с кованым железом или сталью чугун гораздо менее податлив.
В результате вышесказанного металл расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении в процессе сварки. Это создает растягивающее напряжение.Сваривать чугун может быть чрезвычайно сложно, потому что, когда он подвергается напряжению или нагреванию, он трескается, а не деформируется или растягивается. Однако вы можете улучшить эту ситуацию, добавив другие сплавы. Ниже приведены два доступных вам варианта.
Серый чугун

Самый распространенный сплав чугуна, серый чугун, более свариваемый и пластичный, чем белый чугун. В процессе производства углерод на сером чугуне превращается в чешуйки графита и превращается в кристаллическую микроструктуру феррита или перлита.Единственная проблема с этим союзником из чугуна заключается в том, что чешуйки графита внутри него могут попасть в сварочную ванну; это вызывает охрупчивание металла шва, что может стать проблемой для сварщиков.
Белый чугун

Другой вариант сплава чугуна, доступный вам, — белый чугун. В отличие от серого чугуна, эта форма чугуна может удерживать углерод в виде карбида железа, не превращая его в графит. В результате получается хрупкая и твердая кристаллическая микроструктура цементита.Однако основная причина беспокойства по поводу белого чугуна заключается в том, что он в основном считается несвариваемым.
2. Очистите отливку
Перед началом сварки необходимо правильно подготовить все отливки; это независимо от того, какой литой сплав вы выбрали для сварки. Еще одна важная вещь — удалить все поверхностные материалы, чтобы подготовить отливку к сварке. Это гарантирует, что отливка в зоне сварного шва будет полностью чистой.
Как только это будет сделано, следующим шагом будет удаление масла, смазки, краски и других препятствующих материалов из области сварного шва.Одна из наиболее важных вещей, которую необходимо обеспечить при этом, — это медленное и осторожное нагревание области сварки в течение короткого периода времени. Это поможет устранить любой газ, попавший в зону сварного шва основного металла. Техника, которую вы можете использовать для проверки готовности поверхности чугуна, заключается в нанесении сварочного шва на металл. Если на металле присутствуют примеси, то он будет пористым. Чтобы убедиться, что пористость была устранена, вы можете повторить процесс несколько раз, шлифуя проход.
3. Предварительный нагрев
Под напряжением все чугуны могут стать уязвимыми для трекинга. Таким образом, самое главное, чтобы избежать появления трещин в чугуне, — это контролировать нагрев во время сварки. Сварка чугуна состоит из трех этапов. Три этапа:
Предварительный нагрев
Низкое тепловыделение
Медленное охлаждение
Тепловое расширение — основная причина, по которой вы хотите контролировать нагрев во время сварки. Металл может расширяться при нагревании.Однако нагрев и расширение всей чугунной детали с одинаковой скоростью поможет избежать напряжения в металле. С другой стороны, локализация тепла в зоне термического влияния может вызвать напряжение в металле.
Проблема локального нагрева заключается в том, что он может привести к ограниченному расширению. Здесь более холодный металл вокруг зоны термического влияния контролирует HZ. Кроме того, температурный градиент между литым телом и зоной термического влияния определяет степень возникающего напряжения.
Растяжение снимает напряжение, вызванное ограниченным расширением и сжатием стали и других пластичных металлов. Однако это может привести к образованию трещин в металле во время сжатия; это потому, что пластичность чугунов довольно низкая.
С предварительным прослушиванием вы можете уменьшить температурный градиент между зоной термического влияния и отливкой. Это, в свою очередь, снизит растягивающее напряжение, вызванное сваркой. Как правило, для методов сварки при более высоких температурах требуется предварительный нагрев с более высокой температурой.Следовательно, лучшая стратегия для снижения тепловложения при отсутствии надлежащего предварительного нагрева — это выбор низкотемпературного процесса сварки. Кроме того, вам следует использовать проволоку или сварочные прутки с низкой температурой плавления.
Еще одним фактором, влияющим на напряжения, возникающие в сварном шве, является скорость охлаждения. Усадка может возникнуть в результате быстрого охлаждения, что приведет к получению хрупких и легко растрескиваемых сварных швов. С другой стороны, низкое охлаждение может минимизировать напряжение, вызванное сжатием и упрочнением.
В заключение этого шага мы хотели бы, чтобы, хотя все чугуны могут образовывать трещины, когда они подвергаются нагрузке, вы можете снизить вероятность этого с помощью предварительного нагрева.Это указывает на важность этого этапа при сварке чугуна.
4. Выберите метод сварки
Мы уже рассмотрели четыре основных метода / метода, используемых для сварки чугуна. Основываясь на информации, представленной выше, вам необходимо выбрать технику сварки, которая лучше всего подходит для выполняемых сварочных работ. Другими словами, нужно выбирать технику сварки, исходя из размеров свариваемого металла и сплава.
5. Чистовая обработка
После того, как вы выбрали и применили наиболее подходящую технику сварки чугуна, который вам нужно сваривать, следующим и последним шагом будет чистовая обработка шва.По мере охлаждения и сжатия сварного шва в свариваемом чугунном металле может возникать растягивающее напряжение.
Следовательно, фаза термического сжатия — это период, когда в чугунном литом металле наиболее вероятно образование трещин. Почти наверняка сварной шов начнет трескаться, когда напряжение достигнет критической точки. Хорошая новость заключается в том, что есть способ уменьшить вероятность появления трещин в сварном шве; это включает приложение сжимающего напряжения во время охлаждения для противодействия растягивающему напряжению.

Декабрь 2024
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
						1
2	3	4	5	6	7	8
9	10	11	12	13	14	15
16	17	18	19	20	21	22
23	24	25	26	27	28	29
30	31