Как заварить трещину в чугуне? - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как заварить трещину в чугуне?

Как заварить чугун электродом в домашних условиях

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

Особенности сварки чугуна

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

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

Методы сварки

Для создания прочных швов разработаны три способа:

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

Выбор электродов для сварки чугуна

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

В зависимости от марки электродов и диаметра выбирается сила тока:

МаркаТок, А

Ø 3 мм

Ток, А

Ø 4 мм

Ток, А

Ø 5 мм

Ток, А

Ø 6 мм

ЦЧ-463 — 8090 — 120130 — 150
ОЗЧ-290 — 110120 — 140160 — 190220 — 250
ОЗЖН-1100 — 120130 — 150160 — 180
МНЧ-290 — 110120 — 140160 — 190210 — 230

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

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

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

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

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

Технология сварки чугуна электродом

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

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

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

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

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

Сварка чугуна по шпилькам

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

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

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

Заключение

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

Как варить чугун электросваркой. Сварка инвертором

Чугун в быту применяется повсеместно, начиная от батарей и других сантехнических элементов, заканчивая конструкциями заборов, деталями автомобилей и станочного оборудования. Трудности начинаются, когда речь заходит о сварке этого металла. Сварка чугуна электродом в домашних условиях – работа не из легких. Если с обычными сталями можно работать без особо тщательной подготовки, то просто наварить шов на чугунную деталь, без предварительной подготовки, очень сложно. Несоблюдение основных технологий может привести к перекалке металла, а значит повышению хрупкости и другим проблемам. Давайте разберем как заварить чугун дома, с помощью инвертора.

Особенности сварки чугуна, виды чугуна

Опытные сварщики могут определить свариваемость чугуна всего по раз
резу. Считается, что если структура металла мелкодисперсная и приближенная к серому цвету, то такой чугун можно сварить намного легче, чем крупнозернистый металл темных оттенков. Если мы говорим про сварку деталей, которые находились в масляной среде или были подвержены регулярному окислению в водной среде, грунте или других подобных условиях, то такой сварочный материал не подойдет.Так, как чугун – метал с ограниченно свариваемый материал, то стоит принять во внимание следующие его особенности:

  • Металл – жидкотекучий, поэтому основное и единственно верное сварное положение – нижнее.
  • Если не соблюдать температурные режимы и перекалывать металл, то при выгорании углерода будут образовываться поры.
  • Низкая пластичность и несоблюдение температурных режимов – основные причины возникновения напряжения, в местах сварных соединений.
  • Расплавленный чугун может создавать окислы, которые будут иметь более высокую температуру плавления, чем исходный металл.

Главная проблема, с которой вы можете столкнуться – образование трещин в местах сваривания при остывании детали.

Решить это можно только если полностью соблюдать технологию, в нашем случае – холодной сварки.

Методы сварки чугуна

Существует три способа сварить чугун:

  1. Горячая сварка. Основной и наиболее правильный метод. Он заключается в том, что перед работой электродом, заготовку прогревают до 600 – 650 градусов. Это позволяет избежать образования соединений с повышенной температурой плавления, перекалки и напряженности метала в месте соединения. Нагрев осуществляется в печах, газовыми или другими горелками. Для домашних условий такой метод подходит с натяжкой, ведь помимо нагревающего прибора, нужно знать в какие моменты можно работать в месте сварного соединения, как остудить металл и много других нюансов.
  2. Полугорячая сварка. Практически ничем не отличается от предыдущего способа, за исключением температуры нагрева. Здесь изделие прогревают до 300 – 350 градусов.
  3. Холодная сварка. Способ – не предусматривает нагрев заготовки, но в его основе лежит множество других технологических моментов, несоблюдение которых приведет к невозможности выполнить качественный шов. Сварка чугуна в домашних условиях электродом осуществляется именно таким образом.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Прежде, чем сваривать чугун, его нужно подготовить. Сперва нужное место зачищается болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до не окисленного металла нужно провести обязательное обезжиривание бензином или любым другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, то металл нужно расчистить до ее окончания, и в этом месте засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Отдельно стоит поговорить про следующие особенности подготовки:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляется как послойно без применения опорных элементов, так и с
использованием шпилек. Шпильки состоят из стали. Их размеры строго регламентируются, так например диаметр не должен превышать 40% от толщины чугуна. Выступ шпильки над металлом ограничен 4-6 мм, а расстояние между шпильками не должно быть больше, чем 6 диаметров. Количество зависит только от размеров соединения, но не больше 25% от площади излома

2. Разделка кромок.

Обратите внимание! Кромки не должны иметь острый срез в месте соединения двух частей метала, оптимальная форма – сферическая.

3. Электроды должны быть специальными. Заваривать такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит приобрести электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих наплавлению на прихотливый чугун.

Процесс сварки

В предыдущем пункте мы разобрали предварительную подготовку, а перед началом сваривания нужно рассмотреть основные технологичные моменты:

  • Полярность подключения – обратная;
  • Мощность сварочного аппарата – минимальная, для данной толщины электрода;
  • Длина одного непрерывного сварочного шва не должна превышать 30 – 50 мм;
  • Нужно исключить перегрев металла, за счет частых перерывов;
  • Первый и последний слой многослойных проковываются молотком с минимальным усилием.

Определиться с режимом сварки поможет приведенная ниже таблица:

Основные предварительные моменты мы рассмотрели, остался основной вопрос: «Как варить чугун электросваркой?». Здесь есть два способа: по шпилькам или послойно. Давайте разберем отдельно каждый из вариантов.

Сварка чугуна инвертором по шпилькам

После установки шпилек можно начинать наваривать шов. Вокруг каждой шпильки слой за слоем кладется металл, который и формирует заплатку. Не допустить нагрева свыше 80 градусов можно если выполнять работу в шахматном порядке или поочередно в противоположных концах. Завершающим моментом при таким виде сварки является соединительный шов, который соединяет наваренный металл между шпильками.

Многослойная сварка

Для начала нужно убедиться в правильности создания фасок. Затем специальным электродом, с соблюдением температурного режима начинаем наплавлять первый слой. Он является основным и задаст успех дальнейшей работы. Каждый слой, еще на горячую, нужно проковывать молотком. Если есть доступ к обратной стороне детали, то после первого слоя с одной стороны следует перевернуть изделие и наплавить аналогичный шов на его обратной стороне и уже потом приступать к завершению многослойной сварки верхней, а затем нижней части.

Наплавку нужно обязательно выполнять с краев, и создавать постепенно множество слоев. Главное, не забывать проковывать каждый слой. Если не знаете как проверить температуру детали, то примените технику вразброс. Она заключается в формировании шва поочередно в разных местах соединения. Когда сварной шов будет полностью готов, поверхность наплавленная на чугун, необходимо отшлифовать.

Если вы столкнулись с необходимостью сварить чугун и у вас есть только инвертор, то в домашних условиях можно заделать трещины или наложить заплатки на ненесущие элементы конструкции. Практически все необходимое у вас уже будет, это маска, защитные рукавицы и одежда. Придется докупить только специальные чугунные электроды, или сделать их самостоятельно. В этой статье описано два способа, как сварить чугун дома. Какой из них вам больше подходит – решайте сами. Но запомните – когда возникает потребность восстановить изделие предполагающее сильные нагрузки, то лучше обратиться к профессионалам.

Как сварить чугун в домашних условиях – необходимое оборудование, расходные материалы, особенности

Думаю все мы слышали про такой металл, как чугун, он пользуется большой успехом, универсальный материал. Из него делают мелкие элементы для авто и водопроводных труб, на столько широкий диапазон применения.

Чугун представляет собой сплав-это смесь железа и углерода в нужном соотношении, они делают такой металла прочным.

Вы сможете видеть такие элементы на производствах, мелких фабриках и крупных заводах, у себя на кухне.

Введение

У каждого из нас есть та, старая, тяжелая сковорода из чугуна, которая при желании могла бы легко стать орудием убийства, к которой все прилипает на смерть и при этом она не выйдет из строя из-за материала и будет мучать вас ещё много лет.

Конечно в мире придумано множество соединений, которые не уступают металлу, но при этом чугун-это знак качества, поэтому своей популярности не потеряет.

Так что профессионал вы или просто мастер на все руки в своем доме, вам придётся столкнуться лицом к лицу с процессом сварки чугуна, это может быть крупная промышленно важная конструкция, или просто сковорода вашей жены.

Наша статья раскроет несколько самых главных вопросов, о том какие свойства имеет этот металл, как сварить такой металл и при этом все сделать профессионально.

Особые характеристики чугуна

Нет разницы занимаетесь вы сваркой просто во дворе вашего дома, или на крупном производстве, вам не избежать тех проблем, что могут случиться при работе с таким видом металла, так что лучше ознакомитесь с ними уже и далее вам удастся избежать ряда неприятностей.

Мы не скажем, что такой металл не простой в работе и вам нужно будет мобилизовать все свои силы и знания при выполнении сварки, но все же особенности лучше изучить.

Первое, что мы хотим вам посоветовав-это положение в котором нужно проводить сварку, оно должно быть нижним, поскольку такой металл, очень быстро начинает течь.

Это вид металла чувствителен к температурам, так что перегрев его будьте готовы к образованию пор, что далее просто станут трещинами, и ваше соединение будет не надежным.

Ещё важным показателем можно назвать, то, что такой металл при плавлении выделает газ, что плохо влияет на качество шва.

Так что если вы взялись за сварку чугуна, то все нужно делать очень быстро, и хорошо следить за тем, какая температура, поскольку перегрев навредит качеству.

Но при этом, если вы переохладите уже готовый шов на чугуне он точно, растрескается и это также будет очень плохим результатом вашей работы.

Если вам нужен результат, которым вы будете удовлетворены, то вам придётся учесть нюансы работы с таким видом металла, благо чугун достаточно не сложный в работе материал.

Вам ещё придётся провести подготовительные работы, выставите нужный режим работы на сварочном аппарате, очистите сам металл, используйте только нужные электроды.

Про все это вы сможете узнать в статье дальше, а начать мы ходи именно с подготовки самого металла. Ведь именно его подготовка-это первый и нужный этап сварки.

Этап подготовки металла

Все мы понимаем, что как начнёшь так и закончишь, это касается всех сфер нашей жизни, но при сварке результат будет очень наглядным, так что подойдете к этапу подготовки с ответственностью.

Главное-нужно убрать с поверхности чугуна все возможные загрязнения, как грязь, пыль или болото, также возможны коррозии.

Вам ещё будет необходимо обезжирить чугун, для этого можете применить ацетон. Если вы знаете, что будете сваривать тонкий металл, то проверьте есть ли у вас прокладка для теплоотвода.

Вам нужно будет разъединить кромки, для этого примените простой напильник , в зависимости от толщины металла и места кромки.

Проводя сварку чугунных элементов горячим способом(это такая технология, которая предусматривает разогрев деталей перед самой сварки), то примените для этого горелку или печь.

Методы сварки

Инверторная сварка с использованием электродов, что плавятся

В этой части статьи поговорим, про то какие есть виды сварки чугуна. Стоит помнить, что сварка чугуна проходит при не высоких градусах, так что его сварка происходит благодаря инвентарному аппарату без проблемно.

Вы сможете проводить такую сварку на заводе или фабрике и даже в вашей подсобке или на даче. Часто при инвентарной сварке применяться электроды, что плавятся.

Или если вы применяете сварочный аппарат с холодным методом работы(это элементарно противоположный метод горячему, с начала работы с элементом он не прогревается в печи или с помощью горелки, а работа с ним происходит в холодном виде).

Такой электрод, что подвержен плавлению должен иметь в своем составе никель. Если промотаете в низ, то найдете таблицу, где мы привели рекомендуемые параметры для электродов.

Можно применить прерывистые швы, но они должны быть не менее чем четыре сантиметра длинны. Нужный градус в границах 85-90 градусов. Давайте чугуну немного остыть, в будущем это улучшит результат.

Сваривание при помощи электродов из стали

У вас конечно возникнет вопрос, выйдет ли вам сварить металл из чугуна с помощью простого стального электрода?

Мы не сможем вам это запретить, конечно попытка не пытка, но мы не советуем этого делать, особенно если вы хотите использовать обычную сварку дугой.

Конечно стальные электроды удобны и имеет не высокую стоимость, чем и завоёвуют покупателя, но если вы захотите сварить с их помощью чугун, у вас выйдет некрасивый и ненадежный шов.

Тем более если вас ждет ответственная работа, как например с частью водопроводной трубы, тогда мы настоятельно советует приобрести именно специализированные электроды, поскольку скупой платить дважды.

Сваривание электродами из чугуна

Конечно, совершенно очевидно, что для сварки чугуна нужно применять родной электрод также их чугуна. Не имеет значение какой вид сварки вы выберете, для металла по типу чугуна подойдут и тот и тот тип.

Конечно все равно желательно подогреть элементы сварки перед работай над ними, тогда чугун стает более податливый и с ним на много проще работать и формировать качественный шов.

Вы можете использовать подобные электроды не только для сварки, но и для корректировки браков, как недолив, дыры. В такой деятельности самые применяемые электроды-это МНЧ1, ОЗЧ1, ОЗБ2М.

Они находятся в средней цене, но при этом у них достаточно высокое качество.

Когда вы свариваете чугун в гаражных условиях то можно применить переменный или постоянный ток. Если вы хотите не ошибиться выставляя силу тока, то первым делом определите какого диаметра ваши электроды.

Один миллиметр в диаметре электрода определяет 20-35 А.

Сварка электродами, что не плавятся

Вы можете использовать такой вид электродов, но для этого понадобится специальные условия, важно-это среда защищенного газа и во вторую-это применение буровых флюсов.

Ещё вам понадобиться специальная проволока для усадки, она может быть сделана из никеля, меди или алюминия. Не плавящимися электродами являются стержни из графита, вольфрамовые и угольные электроды.

Можно увидеть, что применяя не плавящиеся электроды используют аргон. Мы советуем, минимально прогреть элемент для этого вам подойдет простая газовая горелка. Вам не нужен слишком высокий показатель тока сварки, подойдет минимальный.

Используйте прерывистую сварку по 4 сантиметра. Когда работа завершена, то вам нужно поэтапно опустить температуру и в дальнейшем следить за ней, ведь переохлаждение одна из первых причин появления трещин.

Встретить сварщика, которой использует при сварке чугуна аргон вам практически не придется, поскольку обязательным условием использования аргона-это наличие газового баллона.

Также понадобиться электроды, это будет трудоемкий процесс, нужно прогреть элемент и постепенно его охладить, а это все время. И конечно, сваривать металл полуавтоматом –это затратный метод.

Так что применяйте аппарат только если нет иного выбора проделать это задание.

Сварка чугуна газом

Сваривание чугуна таким способом-частый метод работы. Люди выбирают его потому что для работы нужно будет только горючий газ, флюс, чугунная проволока для сварки.

Этот метод гарантирует достаточно аккуратный шов. Но нужно учесть, что та проволока для сварки из чугуна должна быть с кремнем.

Это все важно и совсем не мелочи, потому что в кремне есть вещества, что образуют графит в металле и при этом чугуне приобретает белый цвет. Не помещает применить проволоку, что делается из низколегированного чугуна-это поднимет красоту соединения.

Вам точно понадобиться флюс, тем более если вам нужно соединить металл другого рода с чугуном. Сварить чугун с другим металлом-не легко, они очень разные по своим характеристикам, так что часто появляется окисни.

Техника безопасности

Вот теперь вы уже знакомы с тем, как можно сварить чугун, но вам нужно знать еще кое-что. Конечно, стоит прочитать правила безопасного применения. Это особенно нужно для тех, кто занимается сваркой в гаражных условиях.

Стоит проследить, чтобы в комнате была хорошая вентиляция, или как минимум открытое окно, не нужно открывать все двери и окна-сквозняк ничего хорошего вам не даст.

Свет-он необходим на надлежащем уровне, ведь вам нужно хорошо контролировать все элементы сварки и обстановку за рабочей поверхностью. Конечно должно быть заземление если вы работаете аппаратами-это важно.

На сам чугун нельзя попадать воде. И самое ценное что у вас есть-это вы, так что при себе должны быть перчатки, очки, закрытая обувь. Помните, что одетая с таким нежеланием перчатка может спасти очень желанную жизнь.

Надеемся вам была интересна и полезна наша статья. Теперь вы знаете больше про сварку чугуна и сможете её выполнить без проблем.

Главное не торопитесь, работайте размеренно и тогда совершите намного меньше ошибок. Оставляйте комментарий и рассказывайте про ваш личный опыт работы с таким металлом. Всего хорошего!

Как заварить чугунную трубу

Чугун — это особый сплав железа и углерода, который имеет температуру плавления гораздо меньше чем у стали. При всем этом, расплавленный чугун, очень быстро затвердевает, образуя на поверхности крупные поры из-за выделения газов. Вследствие этого, варить чугун электросваркой, непросто, поскольку нужно иметь не только специально предназначенные для этого электроды по чугуну, но и определённые знания.

Что касается электродов для сварки чугуна, то они имеют в составе обмазки особые компоненты, которых нет в рутиловых электродах. В состав электродной обмазки входят такие компоненты, как: термит, ферросилиций, алюминий, жидкое стекло, и, некоторые другие компоненты. Отличной альтернативой электродам для чугуна, являются графитовые электроды. Они позволяют варить чугун электросваркой, точно так же, как угольные и вольфрамовые электроды.

В отличие от сварки стали, сварка чугуна требует особой подготовки поверхности. Подготовка чугуна перед сваркой позволит не допустить появление многих дефектов. О том, как варить чугун электросваркой, будет рассказано в этой статье сайта mmasvarka.ru .

Подготовка чугуна к сварке

Чтобы сварить чугун его нужно должным образом подготовить. Свариваемые поверхности необходимо зачистить наждаком или болгаркой, можно использовать для этого и щетку по металлу. Для заваривания трещин в чугуне, дефектные места, также подвергаются особой подготовке.

В первую очередь, трещины необходимо немного расширить, делается это чаще всего механическим путём (вырубкой металла). Разделка трещин должна быть осуществлена, таким образом, чтобы дефект увеличился в разменах, не менее чем на 5 мм с обеих сторон. Концы трещин после разделки необходимо засверлить, чтобы остановить их дальнейшее распространение.

Электроды для сварки чугуна

Для того чтобы варить чугун электросваркой потребуются следующие виды электродов:

  • Для сварки ковкого чугуна — электроды ЦЧ-4, ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 или электроды МНЧ-2;
  • Для сварки серого чугуна, применяются электроды ОЗЧ-2, ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2, а также электроды МНЧ-2;
  • Для сварки высокопрочного чугуна, можно использовать электроды МНЧ-2, ОЗЧ-3 или электроды ОЗЖН.

Варить чугун рекомендуется на малых токах и непрерывно. Сварка чугунных изделий угольными электродами, производится только на постоянных токах прямой полярности.

Как варить чугун электросваркой

Сварка чугуна электродами осуществляется за несколько этапов, включая этап подготовки свариваемых изделий.

Для того чтобы варить чугун в домашних условиях, потребуются следующие инструменты для сварки:

  • Сварочный инвертор;
  • Электроды, рекомендуется брать электроды не более 3 мм диаметром;
  • Болгарка или щетка по металлу;
  • Маска сварщика;
  • Молоток для удаления шлака и проковки сварного шва.

Как и положено, сначала производится подготовка изделия. На данном этапе чугун зачищается, осуществляется распил трещин и других дефектов.

Затем следует нагревание чугунной детали и её сваривание. На данном этапе очень важно избежать не только перегрева поверхности, но и не допустить её резкого остывания. По этой причине, силу тока для сварки чугуна следует выбирать несколько меньших значений, чем при сварке стали.

Для заваривания трещин в чугуне, как было сказано ранее, вести корневой шов нужно непрерывно, то есть, без колебаний. При всем этом, очень важно не перегревать околошовную зону, поскольку температура выше 80°С, является уже критической. Вследствие этого для заваривания чугуна подходит многопроходная сварка, когда сварочный шов наплавляется за несколько проходов.

Чтобы сварить чугун, сначала необходимо выполнить наплавку металла с краёв фаски, затем, по мере расплавления металла, заполнить им сварочный шов. Обязательно после каждого прохода необходимо не забывать, и делать «по горячему» проковку валика.

Сварка чугуна

Углерод может находиться в чугуне в виде цементита Fe3C – твердого и хрупкого вещества, обладающего белым цветом, или в структурно-свободном состоянии в виде включений графита. Чугун с большим количеством цементитных структур называют белым (БЧ). Он очень тверд, хрупок и не поддается механической обработке, из-за чего в качестве конструкционного материала применяется ограниченно.

Чугун, в котором большая часть углерода находится в структурно-свободном состоянии в виде мелких пластинчатых включений графита, называется серым (по цвету на изломе). Серый чугун (СЧ) легче поддается обработке, обладает хорошими литейными качествами и недорог. Все это определило самое широкое использование серого чугуна в промышленности и быту. Хотя серый чугун и не относится к легкосвариваемым материалам, при соблюдении определенных условий он способен образовать прочное сварное соединение.

Очень важной особенностью, имеющей отношение к свариваемости чугуна, является то, что при быстром охлаждении нагретого свыше 750°С металла, находящийся в нем свободный графит переходит в цементит (чугун превращается из серого в белый, т.е. “отбеливается”). Одновременно в нем образуется закаленная структура с большими внутренними напряжениями, нередко приводящими к трещинам.

Кроме железа и углерода в чугуне имеются и другие элементы – кремний (до 4%), фосфор (до 1,2%), марганец (до 2%), сера (до 0,2%). В специальные чугуны вводятся легирующие компоненты – молибден, хром, никель, ванадий и другие. Все эти элементы по-разному влияют на свариваемость чугуна – чаще отрицательно, чем положительно.

Свариваемость чугуна

  • Прежде всего, это высокая склонность материала к образованию трещин, обусловленная его неоднородностью (включениями графита), а также процессами закаливания и отбеливания, происходящими в шве и околошовной зоне во время охлаждения раскаленного металла.
  • Выгорание части углерода приводит к образованию пор в металле шва.
  • Во время сварки образуются тугоплавкие окислы, имеющие температуру плавления выше, чем у чугуна.
  • Высокая жидкотекучесть расплавленного чугуна затрудняет формирование шва (чем больше углерода, тем выше жидкотекучесть).

Все эти причины делают сварку чугуна не только трудной, но в известной мере и непредсказуемой в отношении конечного результата. Особенно в домашних условиях, когда сваривается металл неизвестной марки и, как правило, отсутствует возможность применить оптимальную технологию и необходимые сварочные материалы. Никто из варящих чугун в домашних условиях не может быть застрахован от того, что окончив шов, через несколько секунд не услышит характерные щелчки, которыми обычно сопровождается образование трещин в остывающем металле.

По мнению тех, кому приходилось часто сталкиваться со сваркой чугуна, хуже всего сваривается металл, имеющий на изломе темно-серый или (еще хуже) черный цвет. Это вполне согласуется с теорией, говорящей, что крупные включения графита, передающие чугуну свой черный цвет, крайне отрицательно сказываются на его свариваемости. Чугун с такими включениями оставляет следы графита на руках (“мажется”).

Способы сварки чугуна

  • без подогрева (“холодная” сварка);
  • с подогревом (“горячая” сварка).

“Холодная” сварка более проста в исполнении, но для получения качественного, прочного шва необходимо применение специальных электродов.

При использовании электродов для стали, металл шва при “холодной” сварке представляет собой высокоуглеродистую закаленную сталь со значительным содержанием кремния, марганца, а иногда серы, фосфора и прочих элементов, которые содержатся в чугуне. Помимо того, что такой шов нельзя обрабатывать режущим инструментом, он еще склонен и к образованию трещин. Быстрое охлаждение металла приводит к тому, что чугун, находящийся в непосредственной близости от шва, приобретает структуру белого чугуна, характеризующуюся хрупкостью и твердостью. Между швом и основным металлом образуется полоска отбеленного чугуна около 1 мм шириной, а за ней располагается широкая полоса закаленного чугуна. В шве могут возникать поры из-за газообразования. Таковы последствия сваривания чугуна стальным электродом без подогрева.

“Горячая” сварка избавлена от многих недостатков “холодной” – особенно тех, которые связанны с закалочными процессами и отбеливанием чугуна. Она имеет различные вариации в зависимости от характера и вида подогрева – общего или местного, горячего (500-600°С), полугорячего (300-400°C) или теплого (150-200°С).

Технология сварки чугуна “горячим” способом заключается в подогреве детали до необходимой температуры, непосредственно перед сваркой и медленном охлаждении металла. Основные требования к подогреву – температура не должна превышать 600-650°С во избежание нежелательных структурных изменений в чугуне, а скорость нагрева должна быть 120-150°С в час. Медленным должно быть и охлаждение, т.к. иначе происходить отбеливание чугуна. Плавного охлаждения добиваются используя различные подходящие способы, – осуществляя поддерживающий подогрев, поместив деталь в горячую печь и охлаждая вместе с ней, или, в крайнем случае, укутав ее каким-нибудь негорючим теплосберегающим материалом.

В конце статьи есть видео демонстрирующее сварку этих чугунных тисков.

Подготовка чугуна к сварке

Имеющиеся трещины необходимо засверлить по краям, исключив их развитие, и разделать на всю глубину с достаточным для проварки углом разделки. Трещину можно и не засверливать, но в этом случае нужно позаботиться о том, чтобы ее концы были скруглены, а сама она была вырезана до самого основания.

Зону сварки нужно тщательно очистить от окалины и прочих посторонних включений – с помощью болгарки, наждачной бумаги или металлической щетки. Хорошее качество очистки обеспечивает пескоструйка. Масло удаляют с помощью подходящих растворителей, в случае сильных загрязнений – пламенем горелки.

Холодная сварка с использованием специальных электродов

Медь также не образует соединений с углеродом, но в отличие от никеля она не растворяется в железе, поэтому наплавленный шов получается неоднородными и может включать высокоуглеродистое железо высокой твердости.

Существует много марок специальных электродов для чугуна на основе меди и никеля: железно-никелевых, медно-железных, железно-медно-никелевых. Наиболее распространены следующие отечественные марки:

  • медно-железные электроды: ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6, представляющие собой медные стержни, покрытые обмазкой, содержащей железный порошок;
  • никелевые и железно-никелевые: ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, содержащие до 90 и более процентов никеля;
  • железно-медно-никелевые: МНЧ-2.

Специальными электродами можно выполнять не только нижние швы, но и вертикальные. Кроме отечественных есть и импортные электроды для чугуна, качество сварки которыми, разумеется, не уступает качеству сварки электродами российского производства.

Режимы сварки специальными электродами указываются в описании к ним, но в основном они предназначены для работы постоянным током обратной полярности. Общее правило сварки чугуна гласит – нужно стараться как можно меньше проплавлять металл. Поэтому необходимо использовать по возможности небольшой ток, электроды малого диаметра, короткие швы. После наложения каждого шва делается перерыв для охлаждения детали до температуры 50-60°С.

При отсутствии фирменных электродов можно сделать электроды, близкие по характеристикам к маркам ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6, самостоятельно. Технология их изготовления такова. Берется медная проволока марки М2 или М3 диаметром 3-5 мм, зачищается наждачной бумагой, обезжиривается и покрывается самодельной обмазкой. Последнюю проще всего приготовить из покрытия обычных стальных электродов (например, для сварки чугуна постоянным током подойдет покрытие электродов марки УОНИ-13/55 или ОЗС-2, а для сварки переменным током – покрытие электродов АНО-4 или АНО-5), соскребя его со стержня, измельчив, смешав в пропорции по массе 1:1 со стальными опилками или железным порошком и добавив в смесь жидкого стекла (силикатного клея) до сметанообразной консистенции. Получившееся покрытие наносят способом окунания электрода, обеспечивая при этом постоянную скорость окунания. Толщина покрытия должна составить 1,5-2 мм. После того как стекут излишки, электроды сушат на воздухе в вертикальном положении, а затем прокаливают при 200-250°С в духовке или на плите. Режим сварки самодельными электродами не отличается от режима работы фирменными.

Сварка чугуна стальными электродами

Из обычных стальных электродов (УОНИ 13/45, АНО-4 и др.) можно изготовить самодельный медно-железный электрод, намотав на него спираль из медной проволоки (нельзя использовать латунную проволоку, т.к. в воздух активно выделяются, ядовитые, цинк и его оксид) диаметром 1,5-2 мм прямо на покрытие. При этом следует исходить из расчета, что масса меди должна в 4-5 раз превосходить массу стального стержня. По свидетельству мастеров, такой электрод обеспечивает приемлемое качество шва. Иногда медную проволоку не наматывают, а используют в качестве присадочного прутка.

Использовать стальные электроды для сварки чугуна целесообразно лишь при заварке небольших повреждений в неответственных деталях. Чтобы добиться более или менее удовлетворительного качества шва, необходимо выполнять те же требования, что и при сварке специальными электродами, направленные на меньшее проплавление металла с целью уменьшения закалочного и отбеливающего эффектов.

Самым эффективным способом повышения качества шва является подогрев детали с медленным охлаждением после сварки. Положительный эффект сказывается даже при сравнительно небольшом нагреве – до 150-200°C.

Из-за повышенной жидкотекучести чугуна сварку нужно производить в нижнем положении шва.

При сварке чугуна стальными 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 используют стальные шпильки или болты, которые частично разгружают наиболее слабую часть сварного соединения.

Шпильки имеют резьбу, их ввертывают в свариваемые детали. Размеры шпилек обычно зависят от толщины чугуна. Практикой установлены следующие рекомендации: диаметр шпилек 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм; глубина ввертывания шпилек 1,5 их диаметра, 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 диаметров шпильки.

Выступающие части шпилек обваривают по периметру, постепенно заполняя весь шов. Сначала ведется сварка всех шпилек кольцевыми швами электродами диаметром 3 мм на малых токах, вразброс для избегания сильного местного перегрева. Затем вокруг места их сварки накладывают кольцевые швы до тех пор, пока вся поверхность завариваемого участка не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Толщина слоя наплавленного металла должна быть не больше толщины чугуна, так как при большой толщине слоя наплавленного металла могут быть сильные усадочные напряжения влекущие появление трещин.

Сварка неплавящимися электродами


Сварка чугунными электродами

Качество сварного соединения при холодной сварке чугуна чугунными электродами неоднородно, так как трудно обеспечить такую скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны, при которой не было бы отбелки на всем протяжении шва. Этот метод сварки широкого применения не имеет. Лучшие результаты получаются при подогреве детали до 300-400°C, т.е. при полугорячей сварке чугуна.

Проковка швов

Особенно полезной считается проковка при сварке медными и никелевыми электродами. Однако проковка швов имеет нюансы, не зная которых можно вместо усиления ослабить шов. Чтобы обеспечить высокие механические свойства, процесс проковки желательно закапчивать при температуре около 500-800°С. Легкие удары наносятся только по шву, молотком массой 0,6-1,2 кг, имеющим закругленный боек – до изменения рисунка шва. При многослойной сварке проковывается каждый слой за исключением первого (в нем могут возникнуть трещины от удара) и облицовочного.

Читайте также:  Сварка выпускного коллектора из чугуна
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector