Электросварка чугуна электродами по чугуну - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Электросварка чугуна электродами по чугуну

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.

Технология и особенности сварки чугуна: выбор оборудования

Чугун — сплав железа с углеродом, отличается от сталей содержанием последнего (более 2,14%), а также особенностями кристаллической структуры.

Первоначально, являлся побочным продуктом получения стали, точнее — отходами. Его даже называли «свинским железом».

Со временем, благодаря температуре плавления на 300ºС меньшей чем железа, материал начали использовать для литья. И сегодня чугун важная составляющая современной промышленности. Его используют станкостроители, автомобильная промышленность. Применяют в строительстве, бытовых изделиях.

Виды чугуна и особенности сварки изделий

Чтобы разобраться, как сварить чугун, решить возникающие при этом сложности, нужно знать, что он собой представляет, чем отличается от стали.

Существует два основных вида этого металла:

Первый отличается хрупкостью, которую придают ему включения цементита — карбида железа (Fe3C). Он же дал чугунам этого типа название, окрашивая излом металла белым или светло-серым цветом.

Используют их для переделки на сталь (передельный), получения ковкого чугуна.

Серый получил название от излома темно-серого цвета, с блесками, который придает графит. Возможность получать материал разной степени прочности и пластичности, высокие литьевые качества, сделала его основным сырьем промышленных изделий.

Одновременно, текучесть усложняет сварку чугунных деталей. Металл стремиться вылиться, не образуя шва. Помимо этого, температура дуги приводит к появлению тугоплавких окислов. Графит на стыке выгорает, образуя поры.

На этом проблемы того, как сварить чугун электросваркой не заканчиваются.

При снижении температуры от 750ºС, графит соединяется с железом, образуя цементит. При этом шов из серого становится белым и хрупким.

Методы

Несмотря на сложность процесса, сварка чугунных изделий возможна и распространена. При этом, чаще всего выполняется сварка чугуна с чугуном. К примеру, при монтаже канализационных труб.

Различают две основных технологии:

Отличается предварительным нагревом деталей нагревают. Это делают индукционными и газовыми печами. Для небольших изделий используют горны, газовую горелку, паяльную лампу.

После того, как детали удалось приварить, охлаждают изделие не сразу, выдерживая материал иногда до трех – шести суток.

Сваривание предварительно раскаленного металла позволяет избежать локальных напряжений, перекаливания шва. Процесс технологически сложен, занимает много времени, требует дополнительного оборудования.

Это метод дает менее прочный шов, но быстрее и проще. Используют для холодного метода как газовую, так электросварку. Разумеется, понятие «холодная» достаточно условно. Температуры создаваемые при этом методе ничуть не меньше.

Способ позволяет как варить чугун электросваркой в домашних условиях, так применять его в самых неприспособленных для этого местах: трюмах кораблей, моторных отсеках тяжелой техники и т.п.

Используют его для соединения не ответственных деталей, ремонта небольших повреждений.

Подготовка деталей

Прежде чем перейти к сварке, детали необходимом зачистить до блеска. Выполняют это ручными или механическими щетками со стальным ворсом.

Края трещины, либо соединяемых деталей разделывают, снимая фаску под углом 40-45 градусов, на глубину 0,5-0,7 от их толщины. Трещины прорезают на всю глубину, для полного провара.

Соединяемые края не должны быть острыми. Каверны и раковины рассверливают на всю глубину повреждения.

Чтобы предотвратить дальнейшее распространение трещины, ликвидировать места возникновения напряжений поступают следующим образом.

От места, где разлом заканчивается, отступают 6-7 мм, по направлению его развития и сверлят сквозное отверстие. Сверло используют диаметром порядка 4 мм.

Процесс

После того, как все для сварки чугуна готово, приступают к самой сварке. Работы как по горячей, так холодной технологии производят:

  • газовой сваркой;
  • плавкими электродами, стержневыми либо проволочными (инвертором либо полуавтоматом с углекислым газом);
  • сваркой неплавким электродом, с присадочными стержнями, в том числе в среде инертного газа (аргон, гелий).

Зона шва, или сплавления деталей наиболее «капризная» часть соединения. Распространенный дефект при этом отслаивание наплавленного материала. Избежать его помогает методика сварки по шпилькам.

Их завинчивают в отверстия с нарезанной метрической резьбой. Количество зависит от размера деталей. Правильный диаметр принимается по специальным таблицам.

Сварка ведется инверторными аппаратами, в том числе полуавтоматическими. Последние, за счет охлаждающего эффекта углекислоты дают качественное соединение

При сварке сначала обваривается каждая шпилька, затем заполняются пространство между ними.

Подобным способом удается справиться даже со столь сложной задачей, как заварка чугунного блока двигателя электросваркой.

Газовая

Нагрев газовой горелкой выполняют медленно для того, чтобы при доведении стыка до жидкого состояния графит успел растворится в жидкой ванне. Его выгорание и выдувание приведет к отбеливанию, а значит повышения хрупкости стыка.

Горелку держат на большем расстоянии, чем при сварке сталей, чтобы получить равномерный прогрев по возможности большей поверхности.

Для поглощения выделяющейся окиси углерода (угарный газ) используют специальные флюсы. Самый простой — плавленая бура (гидрат тетрабората натрия).

Для присадки используют сварочные прутки из чугуна. По мере расплавления их вводят в свариваемую зону, распределяя колебательными или спиральными движениями.

При работе с легированными чугунами, в состав присадок вводят аналогичные добавки (из простых — нержавейка).

Холодная

Поскольку при холодной сварке неизбежно отбеливание металла в месте стыка, качественное соединение, аналогичное горячему способу, получить нельзя. Тем не менее, ряд методов дает прочность достаточную для большинства случаев.

Чтобы решить задачу как заварить чугун обычным электродом в домашних условиях, воспользуйтесь простым способом. Намотайте на его стержень медную проволоку, толщиной не менее миллиметра, виток к витку. После чего варите на минимально возможном токе.

Прочность подобного стыка невысока, поэтому на производстве используют специальные электроды.

Они представляют собой стержень, имеющий покрытие из двух или трех слоев. Первый состоит из легирующих добавок, графита, различных присадок. Второй и третий содержат флюсы, обеспечивающие защитное газообразование, а также шлаковое покрытие.

При соединения полуавтоматами используют проволоку, создающую шов с высоким содержанием серого чугуна. Защитная среда образуется подачей углекислоты.

Горячая и полугорячая

Способ включает в себя три стадии:

  1. Нагрев свариваемых деталей и заготовок до температуры 600÷650ºС.
  2. Сварку с использованием специальных электродов.
  3. Постепенное охлаждение готового изделия.

Там, где горячая сварка является частью промышленной технологии (к примеру, изготовление сварных картеров двигателей), нагрев выполняют в специальных тоннельных печах.

Чтобы заготовки не остывали, их укрывают специальными асбестовыми полотнами.

Работу ведут на большом токе, не прерываясь. При работе с крупногабаритными изделиями сварщики сменяют друг друга.

Одним из вариантов является сварка угольным электродом, в том числе автоматическая. Присадка вводится порошковой проволокой, куда включены все необходимые легирующие добавки и флюсы.

Методом горячей сварки удается получить соединения по прочности равноценные цельному металлу.

Полугорячий вид соединения считают промежуточным между горячей и холодной. Детали нагревают, но до температуры всего 300÷350ºС. При этом, уменьшаются напряжения металла,

Многослойная

Сварку чугуна можно вести электродами для обычных углеродистых сталей, укладывая металл в несколько слоев. Первый благодаря быстрому охлаждению окажется наиболее хрупким и твердым.

Во втором, количество основного металла еще более снизится. При этом закалка его будет по-прежнему давать высокий риск трещинообразования.

В третьем и последующих слоях содержание углерода будет снижаться, а пластичность возрастать.

При этом прочность шва невелика и рекомендовать подобный метод можно для соединений носящих скорее декоративных характер.

Электроды и проволока

Метало-порошковая проволока представляет собой слой флюса, «обернутого» в металл. Различные ее типы применяют как для горячего, так и для холодного процесса. Обозначается она аббревиатурой ППЧ-1 (проволока порошковая для чугуна), ППЧ-2 и т.д.

Для сваривания деталей с помощью полуавтоматов используют проволоку типа ESAB OK Nicore 55. Работать ей можно лишь в аргоновой среде. Применяется для ковких и высокопрочных чугунов, позволяя получить прочный, легкообрабатываемый шов.

Для электродной сварки используют электроды типа ЦЧ-4 со стержнем из низкоуглеродистой проволоки и покрытием из шлакообразующей смеси флюса. Кроме них существуют и другие виды, в частности ОЗЧ, ОЗЖН и т.д.

Какими электродами варить чугун решают в каждом конкретном случае, в зависимости от условий, марки металла, необходимой прочности, и т.п.

Как делать шов?

Процесс сварки чугуна, в связи с его высокой текучестью производится как правило в нижнем положении свариваемых деталей. Исключение — использование специальных электродов.

Поэтому, при необходимости выполнения с нескольких сторон изделие приходится кантовать. Чтобы при этом не происходило разрушение уже выполненного шва, детали помещают в общий каркас, не дающий им сдвигаться.

При значительной толщине изделий, выполнить их соединение либо заварить трещину с одного раза невозможно. В таких случаях первый шов кладут непосредственно по разрезу. Затем, отступив вправо и влево, с промежутком укладывают еще два шва. После чего заполняют расстояние между ними.

Если стык не заполнен операцию повторяют, накладывая еще один слой, и так далее.

Чтобы снизить перегрев деталей, шов по чугуну ведут отдельными отрезками.

Чем резать?

Кислородная газовая резка эффективная для железа, по чугуну не дает эффекта по ряду причин. В частности, из-за образования тугоплавких окисных пленок.

Проще всего использовать обычные механические приспособления, наподобие болгарки, однако производительность их оставляет желать лучшего. Применяют их как правило в бытовых условиях.

Наилучший результат дает метод воздушно-дуговой и плазменно-дуговой резки. На сегодня эти методы чаще всего используют на производстве.

Техника безопасности

Безопасность производства при сварке чугунных изделий регламентируется общими «Правилами по охране труда при выполнении газосварочных и электросварочных работ».

В частности, место проведения работ должно быть оборудовано устройством по удалению продуктов сгорания.

Кроме того, при выделении при значительного количество опасных газов работа производится с использованием шлангового противогаза.

Технология сварки чугуна инвертором в домашних условиях

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

Особенности работы с чугуном

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

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

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

Технологии соединения деталей

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

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

Как подготовить материал

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

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

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

Сварочный процесс

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

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

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

Применение шпилек и многослойности

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

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

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

Технология сварки чугуна покрытым электродом с помощью инвертора в домашних условиях

Существует две группы чугунных сплавов: белые и серые сплавы. Первые сварке не поддаются, работать со вторыми можно. Следует учитывать, что повышенное содержание углерода не всегда позволяет получить качественное соединение. Поэтому, если возможно, рекомендуется усилить стыки при помощи шпилек, болтов или хомутов.

Какие электроды выбрать

Для сварки чугуна в России выпускают специальные покрытые электроды:

  • ЦЧ-4;
  • МНЧ-2;
  • ОЗЧ-2;
  • ОЗЧ-3;
  • ОЗЧ-4;
  • ОЗЧ-6.

Электроды, произведённые в России по лицензии:

Имеются импортные аналоги. Компания UTP также даёт подробные рекомендации по использованию своих материалов:

  • UTP GNX-HD – обеспечивают стабильную дугу даже при малом токе, небольшое образование брызг, плавный перенос основного металла, швы не склонны к образованию разломов и трещин, хорошо подвергаются механической обработке. Варить нужно на короткой дуге, не перегревая заготовки. При работе с чугунными сплавами, склонными к подкалке, рекомендуется вести сварку маленькими валиками с последующей проковкой. Сварку в вертикальном и потолочном положениях лучше вести на переменном токе;
  • UTP 85 FN – применяют для сварки и наплавки любых (кроме белых) марок чугуна, особенно с шаровыми графитовыми вкраплениями (пример: ВЧ 42-12 – ВЧ 60-2 ) и для соединения этих материалов со сталями и литыми заготовками. Имеет отличные характеристики: во время сварки поддерживается ровная и плавная дуга, высокая скорость производства работ. В результате получается красивый мелкочешуйчатый валик;
  • UTP 86 FN – ферро-никелевый электрод с биметаллическим сердечником для сварки чугунных сплавов без подогрева. Используют для соединения и наплавок ряда типов (марок) чугуна: пластинчатого серого GG 10 – GG 40 (СЧ 10 – СЧ 40), высокопрочного (с шаровым графитом) GGG 40 – GGG 70 (ВЧ 42-12 – ВЧ 70-2), ковкого GTS 35 – GTS 65, а также для сварки этих сплавов с иными или сталей с литыми сталями;
  • UTP 8 – для сварки «холодным» методом. Применяемость: серые, ковкие, сверхпрочные чугуны. Литые стальные сплавы. Соединение со сталью, медью и медными сплавами. Лучше всего применять для работы за один проход, нанесения (или наплавке) коренного шва при многослойных способах. Также можно заваривать трещины на старых промасленных чугунных деталях при восстановительных и ремонтных работах.

Ряд сварщиков предпочитает использовать для сварки (и наплавок) чугунов обычные электроды по нержавейке, например:

  • ЭА-400/10У;
  • ЭА-395/9;
  • ЦЛ-11;
  • ЦТ-15;
  • ОЗЛ-6;
  • НЖ-13;
  • НИИ-48Г.

Но часто также используют УОНИ 13/55. Это самый бюджетный вариант. Иногда стержень предварительно обматывают медной проволокой.

Примерная стоимость электродов УОНИ 13/55 на Яндекс.маркет

В каждом конкретном случае требуется подбирать электроды в зависимости от марки чугуна. Если узнать состав сплава невозможно, то необходимо заварить образец, провести испытания с учётом условий эксплуатации.

Подготовка материалов к сварке

Электроды требуется тщательно просушить. Если в условиях производства для этого используют специальные печи, то в домашней обстановке можно оставить электроды в обычной духовке на несколько (3-4) часов, выставив максимальную температуру.

Чаще всего из чугуна делают литые детали – элементы автомобилей, станков. Лопнувшие элементы нужно предварительно обработать:

  1. Промыть от грязи, масла.
  2. Просушить.
  3. Разделать кромки с помощью болгарки так, чтобы очистить поверхности от графита.
  4. Острые кромки притупить зачистным кругом для предотвращения возникновения напряжений по время сварки.

Перед началом рекомендуется обезжирить поверхности ацетоном.

Настройки сварочного аппарата

При настройке аппарата рекомендуется учитывать информацию, указанную производителем электродов на коробках. В таблице на пачке всегда указывается род сварочного тока (переменный или постоянный), положение шва (нижнее, верхнее), величина силы тока.

Обратная полярность – минус – крепится на деталь, прямая – на электрод.

Процесс сварки

Для соединения двух чугунных деталей их нужно сложить на верстаке или сварочном столе, желательно зафиксировать при помощи струбцин, зажимов, специальных приспособлений для уменьшения вероятности появления деформаций. Если же требуется заварить трещину, крепить элементы необязательно. Существует два способа сварки чугуна при помощи покрытого электрода и инвертора.

Горячий способ с предварительным подогревом

Полностью соблюсти технологию сварки в домашних условиях сложно из-за необходимости прогрева деталей до высоких температур. Принцип метода описан в ГОСТ 30430-96:

  1. Собирают изделие на прихватки.
  2. Свариваемые элементы нагревают до 400-600 градусов.
  3. Производят сварку, тщательно перемешивая расплавленный металл. Важно не прерывать процесс до того, как графит не сгорел в сварочной ванне. В конце нужно вывести электрод за пределы стыка и прервать сварку на основном металле.
  4. После этого деталь снова нагревают и дают ей медленно остыть.

Для контроля над температурным режимом используют термокарандаши, плавящиеся при определённых температурах (ставят метки на чугуне) или переносные пирометры. Чтобы изделие медленно остыло, его помещают в песок.

При необходимости сварки чугуна в домашних условиях можно нагревать детали при помощи газового резака или горелки.

Холодный способ без подогрева

Универсальный способ подойдёт для применения в полевых условиях – в гараже или на даче. Но для осуществления сварки необходимо использовать соответствующие электроды. Суть процесса:

При появлении дефектов – трещин, свищей, пор – нужно удалить их с применением зачистного круга. Произвести сварку вновь.

Ошибки, которые часто допускают при сварке чугуна. Советы

Разные чугуны свариваются по-разному. Некоторые сплавы соединить невозможно. Типичные ошибки:

  1. Слишком большой ток – при сварке металл сильно кипит, после кристаллизации слышны щелчки, появляются трещины на поверхности шва.
  2. Высокая скорость сварки – образуются горячие и холодные разломы из-за того, что металл слишком быстро остывает. Часто ошибку допускают при использовании «холодного» способа. Рекомендуется варить небольшими швами с разных сторон, переворачивая деталь.
  3. Мало тока – шов плохо формируется, кромки недостаточно проплавляются.

Даже если видимых дефектов не замечено, это не значит, что деталь сварена надёжно. Ответственные соединения нужно проверять: на изгиб, растяжение.

Для получения качественного стыка также используют резьбовые гужоны – стальные стержни с резьбой. Их вкручивают в стыки свариваемых деталей так, чтобы они удерживали обе части. После этого торчащие головки срезают. Важно подготовить детали под сварку заранее, до установки гужонов, затем поставить прихватки и обварить изделие. Гужоны рекомендуется вкрутить таким образом, чтобы будущий сварочный шов как следует соединил их с чугуном.

При заварке трещин применяют метод рассверливания концов разлома. Это предотвращает появление его снова. Нужно отступить от краёв на 5-10 мм, сделать отверстия диаметром 5-6 мм.

Сложность сварки чугуна в домашних условиях заключается в том, что в сплаве повышенное содержание углерода (более 2,14%). После сварки шов получается более пластичным, чем околошовная зона. Из-за этого образуются трещины, разломы. Соблюдение технологии может помочь добиться надёжного соединения. Если «холодным» способом не удаётся получить приемлемый результат, рекомендуется попробовать «горячий» метод.

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

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

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

Эта статья расскажет о принципах электросварки чугуна электродами.

Характеристика металла

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

В целом выделают четыре категории сплава, которые маркируются по:

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

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

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

Подготовительный этап

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

Но можно использовать также другие насадки.

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

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

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

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

Технология сваривания

Чугун сваривается холодным, полугорячим и горячим способами.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Электроды для работы с чугуном

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

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

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

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

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

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

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

Методики

Существует три методики сваривания чугуна при помощи электродов.

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

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

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

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

Технология резки

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

  • Болгарку
  • Труборезы
  • Сабельную пилу
  • Электроды

Также применяют оборудование для газокислородной и плазменной резки металлов.

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

Безопасность во время работы

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

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

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

Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Когда лопается автомобильный коллектор или появляются трещины в чугунных трубах, приходится вспоминать о сварочных работах. Однако сварить чугунные детали намного сложнее, чем обычные низкоуглеродистые стали.

Основными дефектами такой сварки становятся поры, образующиеся на поверхности сварочного шва. После сварки часто можно услышать, как изделие начинает слегка потрескивать. Это говорит о том, что в районе сварочного шва началось образование микротрещин.

На производстве, прежде чем начать варить чугун, в состав которого входит очень много углерода, проводят предварительные работы. Сначала заготовку нагревают индукционными токами. Затем ее оставляют остывать естественным путем.

Чугунные изделия часто встречаются в быту. Как варить чугун электросваркой, как заварить трещину у себя дома? На помощь приходит обыкновенный инвертор. Чтобы соединение получилось прочным и качественным, необходимо подготовить изделие к сварке и установить ее правильные режимы.

Варим чугун не выходя из дома

Как уже было сказано, варить чугун можно инвертором, который способен нормально работать на постоянном токе. Для сварки возможно также использовать сварочный трансформатор. Его оборудуют дополнительным преобразователем, способным удерживать постоянный ток. В результате основной металл хорошо проплавляется, получается качественное соединение. Когда горит дуга и проводится сварка, практически отсутствуют брызги.

Способы сварки

Существует несколько способов сварки чугунных изделий в бытовых условиях. Когда необходимо в своем гараже заварить трещину коллектора или удалить раковину, возникшую на детали, можно использовать холодный вариант.

Речь идет о сварочных работах, которые выполняются на холодную, то есть чугун сваривают без предварительного нагрева. Область заготовки, пришедшей в негодность, тщательно очищают. Удаляются все окислы, скопившуюся грязь. Когда ширина трещины меньше 1 мм, ее предварительно расширяют с помощью болгарки, на которой установлен тонкий диск. Расплавленный металл зальет трещину на полную глубину, произойдет усиление сварочного шва. Такая холодная сварка в основном используется для соединений деталей, которые не подвергаются серьезным нагрузкам.

Когда необходимо наплавить зубья чугунной шестеренки или соединить чугунные изделия, требуется обязательный подогрев деталей до температуры 350 градусов. Такой способ чугунной сварки стали называть «полугорячим». Свариваемые чугунные детали можно нагреть в горне, в котором жар создается твердым топливом. Заготовки из чугуна выдерживают в горне примерно 20 минут. Затем их извлекают специальными щипцами и выполняют сварочные работы.

Нагреть детали можно и другим способом. Для этого пригодится:

  • Паяльная лампа;
  • Пропановая горелка.

Такой предварительный подогрев заготовки помогает сделать более гладким перепад температур, возникающим между свариваемым материалом и расплавленными присадками. В результате появление трещин становится минимальным. Практически не образуется цементит, который становится препятствием для шлифования шва. Такая методика применяется для создания высококачественного соединения, которое способно работать при больших нагрузках.

Чтобы получить максимальный эффект от предварительного подогрева заготовки, требуется, чтобы детали после сварки медленно остывали. Обычно такие чугунные детали засыпают у себя дома обычным песком и ждут полного остывания.

Выбор электродов

Чтобы варить чугунные детали инвертором, необходимо иметь специальные электроды. Они изготовлены из особой проволоки, не позволяющей выделяться большому количеству углерода. Электрод из такой проволоки предотвращает появление пор. Самыми популярными марками электродов стали:

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

Сварочный электрод для чугуна несколько отличается от обычных марок. Чтобы не происходило высвобождение углерода, в них специально добавлена медь, совместно с никелем. Эти примеси обладают растяжимыми свойствами. В результате получается очень прочный шов, который может противостоять большим нагрузкам.

Когда под рукой нет специальных электродов для сварки чугуна, а выполнить ремонтные работы необходимо очень срочно, электрод можно сделать своими руками.

Берутся обычные электроды, например, Э-46, на которые просто туго наматывается проволока из меди. Должен получиться один плотный слой. Намотку нужно начинать с конца электрода, предназначенного для горения. Сечение медной проволоки должно находиться в диапазоне 0,5 — 1,0 мм.

Технологический процесс сварочных работ

Чтобы у себя в гараже получить качественное сварное соединение чугунных деталей, необходимо соблюдать все требования которые предъявляет технология сварки чугуна.

Если толщина деталей очень большая, технология требует предварительно провести разделку кромок, выдержав угол 45 градусов. Такая операция легко выполняется обычной болгаркой.

Когда необходимо заварить трещину, ее углубляют тонким диском. Засверливаются концы поврежденного участка.

Если толщина материала меньше 3 мм, под деталь кладется графитовое основание. Оно предотвратит вытекание расплавленного металла с противоположной стороны.

Перед началом сварочных работ, заготовку необходимо хорошо почистить. Удалить весь мусор и скопившуюся грязь. Затем деталь нужно разогреть любым подходящим способом. После достижения соответствующей температуры, проводится сварка деталей. Тяжелые детали фиксируются прихватками, удерживающими всю конструкцию.

Когда делается первый шов, движение электрода, согласно технологии должно быть быстрым и плавным. Не допускаются его поперечные колебания. При длине соединения больше 100 мм, лучше наложить шов в два-три захода, начиная с противоположной стороны. В результате получится равномерный прогрев детали, не произойдет перекалка отдельных частей заготовки.

Когда приходится сваривать толстый чугун, накладываются многопроходные швы. Когда сделан первый слой, электрод может совершать колебательные движения. Таким образом, происходит более надежная связка металла и расширение размеров шва.

Шлак должен отделяться постоянно. Его сбивают после нанесения каждого слоя. В результате исключается появление непроваров, происходит перекрытие пор, которые могут образовываться в нижнем слое. Когда сварочные работы закончены, детали засыпаются песком. Остается только подождать их полного остывания.

Заключение

Варить чугун инвертором, вырабатывающим постоянный ток, можно и у себя в гараже. Нужно только приобрести специальные электроды, сделать грамотную настройку всех параметров.

Сварка должна проводиться осторожно, не допуская перегрева отдельных участков. Так как чугун очень текучий материал, для его сварки необходим определенный опыт. Поэтому прежде чем начинать такую работу, нужно немного потренироваться на других чугунных деталях.

Читайте также:  Как плавить сталь в домашних условиях
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector