Как заварить чугун электросваркой - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как заварить чугун электросваркой

Сварка чугуна аргоном

Даже в наше время сварка чугуна аргоном является нелегким делом. Тем не менее, сам материал обладает хорошими для машиностроения свойствами, благодаря чему он широко применяться в этой сфере. Металл имеет высокое содержание углерода в своем составе. Оно колеблется от 2 до 6%, тогда как в других сплавах данный показатель, примерно, в 10 раз меньше. Среди всех имеющихся на сегодняшний день разновидностей, сварка чугуна в среде аргона является наиболее качественным способом получить неразъемное соединение. Конечно же, здесь имеются свои особенности, куда входит подготовка металла под сварку при помощи подогрева. Здесь также могут использоваться специальные электроды из вольфрама, которые не плавятся. Также применяются особые присадочные материалы, в которых также имеется высокое содержание углерода, чтобы соединение было максимально идентичным основному металлу. Сам аргон создает условия защиты для сварочной ванны, на которую оказывает негативное влияние кислород из атмосферы и прочие посторонние факторы. Параметры данного процесса должны соответствовать ГОСТ 14771-76.

Сварка чугуна аргоном

Свариваемость чугуна и другие свойства

Сварка чугуна аргоном предполагает учет всех свойств данного металла. Он имеет ряд определенных особенностей, которые следует знать, чтобы не навредить. Ведь свариваемость чугуна находится не на самом высоком уровне и применение всех дополнительных технологий помогает избежать проблем. Среди важных свойств стоит отметить:

  • Высокая скорость остывания металла. Это свойство приводит к эффекту «отбеливания». В это время, на поверхности материала появляется слой белого чугуна, который уже впоследствии не поддается обработке.
  • Металл обладает низкими пластическими свойствами. Это приводит к перенапряжениям отдельных участков, особенно в местах сваривания. Из-за этого на месте шва образуются трещины, которые могут проявляться не сразу, а через несколько часов после остывания.
  • Уменьшение количества углерода от температурного воздействия. При выгорании углерода, появляется окись СО, что способствует появлению пор внутри шва и на его поверхности.
  • Хрупкость материала также оказывает множество проблем при сваривании отдельных частей.

Способы

Сварка чугуна аргоном может проводиться несколькими способами. Так как все это проводится в одной и той же защитной среде, то основная разница состоит в том, каким инструментом нужно будет пользоваться. Тут выделяют неплавкие электроды и присадочную проволоку, которая может иметь различный состав, в зависимости от того, для каких целей создается шов.

Использование неплавкого электрода из вольфрама оказывается не столь удобным, как при использовании плавкого присадочного материала и не может осуществлять процесс сваривания, если между деталями имеется зазор. Сваривание, в таком случае, должно происходить только в стык. Но данный способ позволяет создать сварочную ванну достаточной температуры, чтобы проварить необходимую глубину металла.

Электроды из вольфрама для чугуна

Другие виды и способы сварки металла аргоном предполагают использование присадочной проволоки. Она может заполнять собой зазоры и осуществлять сварку под углом, делать потолочные и вертикальные швы.

Технология сварки чугуна аргоном

Выбор способа

Наиболее распространенным является вариант с использованием присадочной проволоки. Он является более дорогостоящим, так как здесь необходимо тратиться на расходные материалы. В то же время, это более универсальный метод, с которым можно работать практически в любом положении. Если необходимо уменьшить расходы на сварочный процесс, то можно использовать более дешевую проволоку, если позволяет состав чугуна. Для толстых слоев металла этот метод оказывается не всегда удобным.

Сварка неплавким электродом применяется тогда, когда можно создать большую ванну, что осуществимо при высокой толщине металла. Вольфрам не плавится во время сварки, так что можно постоянно пользоваться одним и тем же инструментом. Но здесь обязательно нужно использовать дополнительный флюс для улучшения свариваемости, а также для обогащения металла углеродом.

Необходимый материл

Когда идет сварка чугуна аргоном присадка подбирается из определенных вариантов, которые выпускаются серийно. Наиболее распространенным материалом, отвечающим требованиям качества, является никелевая проволока. Она отлично подходит практически для любого типа чугуна. Дополнительным материалом здесь послужит флюс, который должен содержать углерод для обогащения шва при сварке.

Присадочный материал для сварки чугуна

Для более дешевого варианта используют алюминиево-бронзовые прутки. Они дают более бюджетный шов, но его потом нежелательно применять при высоких температурах, так как температура плавления у него будет ниже, чем у основного металла. Также могут использоваться неплавкие, вольфрамовые или угольные электроды, толщина которых подбирается по толщине металла.

Угольный электрод для сварки чугуна

Режимы

Сварка чугуна аргоном требует точного следования инструкции, чтобы качество соединения было максимально высоким. Ведь для избегания трудностей при сваривании нужно действовать уже по проверенным режимам. Для сварки неплавким электродом это должно быть так:

Особенности процесса сварки чугуна

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

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

Технология сварки чугуна

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

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

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

Способы сварки чугуна

Заварить чугун можно одним из трех методов:

Горячий вид имеет такие особенности:

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

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

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

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

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

Подготовка материалов перед сваркой

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

Необходима такая подготовка:

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

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

Оборудование для сварки чугуна

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

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

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

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

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

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

Пошаговое описание процесса сварки

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

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

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

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

Сварка чугуна полуавтоматом: особенности и правила

Сварка чугуна полуавтоматом — относительно простая разновидность работ. Но как и в любых других сварочных манипуляциях, тут есть свои важные особенности и правила. Необходимо учесть нюансы каждого способа, обратив внимание на рекомендации специалистов.

Способы

Сварка полуавтоматом чугуна возможна по различным схемам. В отличие от стали, однако, чугун сваривается очень плохо. Потому к такой работе нужно подходить максимально вдумчиво. Недопустима сварка чугуна при помощи стальных электродов.

Даже самые тщательные работы по такой схеме неизбежно приводят к растрескиванию шва.

В подавляющем большинстве чугун можно варить:

Работа без заблаговременного подогрева деталей востребована, если приходится сваривать крупные конструкции. Но в этом случае придется применять электроды специального образца. Предпочтительны расходники, содержащие медь, железо и никель. Такие добавки не провоцируют повышения хрупкости шва. Однако все же обычной практикой является использование горячего и полугорячего методов.

Предварительный разогрев подразумевает использование либо печей, либо индуктивных нагревателей. Такие методы широко применяются в промышленных масштабах. Наиболее важным требованием является строгое исполнение теплового режима. Недопустим прогрев металла более чем до 600 градусов. При превышении этой планки неизбежно меняется структура чугуна, и он переходит в белый вид.

Полугорячий вариант — это нагрев до 350-400 градусов. Теплая сварка ограничивается прогревом до 250 градусов. Когда процесс закончен, металл охлаждают крайне медленно, иногда несколько суток, чтобы избежать растрескивания шва. Горячие методы отличаются повышенной трудоемкостью. Однако только они позволяют достичь качественных соединений.

В ряде случаев применяют сварку чугуна в защитной среде углекислого газа. Такая защита помогает существенно повысить производительность труда.

Кроме того, углекислотная изоляция от внешней среды полезна и при работах на особо ответственных участках. Для этой цели используют чугунные либо стальные (но со специальным покрытием) электроды. Для горячей сварки подходят только чугунные электроды с толстым защитным покрытием.

В холодном режиме можно применять электроды из:

  • чугуна;
  • стали со специальным внешним слоем;
  • стали с оплеткой из меди;
  • медно-жестяной смеси;
  • медно-никелевого состава;
  • железоникелевого состава.

Подготовка

Чугун перед сваркой требуется аккуратно вычистить. Недопустимы даже малейшие частицы грязи или пленок. Снимать следы масла помогает использование растворителей. Грубые дефекты убирают шлифовальной машинкой. Кромки расширяют по длине той же болгаркой.

Но зачищать металл требуется предельно тщательно. Его лучше снять послойно, потратить больше времени, нежели повредить изделие. Трещины заваривают, предварительно засверливая проблемные точки. В противном случае прямо в ходе сварки трещины будут расползаться.

Важно: на всех деталях, чья толщина больше 5 мм, на краях требуется сформировать фаску; угол ее формирования составляет 45-60 градусов.

Тонкие чугунные изделия надо варить, применяя подкладки из графита. Если их нет, расплав может вытечь и прожечь металл полностью. Сварочную проволоку подбирают сообразно применяемому варианту сварки. Для «холодной» методики нужна ПП АНЧ-1. Для полугорячего способа правильнее использовать ПП АНЧ-2, а для горячего — ПП АНЧ-3.

Описание процесса

Оптимальная технология горячей сварки чугуна полуавтоматом подразумевает сначала прогрев металла до 600 градусов, а затем немедленное начало работы. Степень разогрева надо внимательно проконтролировать. Если все же перегрев допущен, придется исключить малейшее попадание воды. Даже единственная капля может спровоцировать растрескивание и окончательную порчу изделия. Само сварочное оборудование должно быть тщательно настроено.

Полуавтомату задают слабый постоянный ток и обратную полярность. Чтобы четко сварить чугун полуавтоматическим способом, необходимо вести держатель под углом от 50 до 60 градусов.

Важно: все время работы следует контролировать визуально кончик проволоки и весь ход процесса. Швы формируют послойно, делая 2 или даже 3 прохода.

Нежелательны перемещения в поперечной плоскости или колебания во время создания первого шва – это приемлемо только при работе со сталью.

Второй и последующие проходы позволяют немного расслабиться и водить кончиком проволоки в поперечной плоскости. Когда сварка завершена, шлак аккуратно удаляют. Остывание металла будет идти равномернее, если его накрыть или обсыпать негорючими материалами.

Рекомендация: стоит заблаговременно потренировать навык быстрого выполнения шва и аккуратной подачи проволоки. Защищать сварочную ванну от проникновения кислорода помогает подача инертных газов, прежде всего аргона.

Полуавтоматы базового уровня отличаются однокорпусным исполнением. В общем модуле содержатся:

  • генератор сварочного тока;
  • двигатель, подающий проволоку;
  • редуктор;
  • пассивные части толкающего механизма;
  • газовая нагнетательная система;
  • блок управления.

Многие люди пытаются заварить с углекислотой различные чугунные изделия. Частая причина их неудач — несоблюдение технологии. Чтобы нейтрализовать частично угарный газ, нужно применять проволоку с небольшой концентрацией марганца. Рекомендуется подключать ток с обратной полярностью, иначе невозможно получить, действительно, стабильную дугу. Но прямая полярность вполне допустима, когда идет наплавка металла.

В углекислотной среде можно применять осцилляторы. Темп подачи проволоки выбирают такой, чтобы дуга оставалась стабильной при конкретном напряжении.

Особое внимание следует уделять размеру рабочего сегмента электродов. Очень большой вылет приводит к порче шва. Очень короткие электроды усложняют наблюдение за процессом, и часто предотвратить выгорание наконечника оказывается невозможно.

Полезные советы

В некоторых случаях полезнее использовать «дедовский» метод сварки чугуна. Этот вариант подразумевает использование «простого» электрода. Предварительно все неровности и шероховатости устраняют при помощи УШМ. Электрод нужно обмотать медной проволокой. «Минус» подают на деталь, а «плюс» – на электрод. Рекомендуемое напряжение — 80 А.

Перегревать чугун категорически нельзя – это даже более вредно, чем недостаточный подогрев. После окончания работы шов обстукивают молотком, зачищают и смотрят на полученный результат. Самые сложные участки можно проварить на 120-125 А. Сварка без меди нецелесообразна, потому что качество шва окажется слишком слабо.

Довольно часто звучит вопрос, как приварить к металлу чугун или, иными словами, как соединить его со сталью.

Тут также выделяются уже известные 3 ключевых метода — холодный, горячий и промежуточный режимы. Предпочтение надо отдавать второму типу, потому что он позволяет добиться максимально добротной связи свариваемых изделий. Однако надо понимать, что это наиболее долгий и трудоемкий процесс. Полугорячий метод подходит только для высоколегированных сплавов. А холодная методика рекомендована исключительно при наплавке, потому что в других случаях она не работает.

Соединить сталь с чугуном помогут электроды:

Как варить чугун, смотрите далее.

Порядок сварки чугуна электродом с медной проволокой, практические советы и видео

Данный железоуглеродистый сплав является практически основным материалом (уступая первенство лишь стали) для изготовления нагруженных металлических конструкций. В чем сложность его сварки чугуна? Основной недостаток полученного шва – пониженная прочность (из-за образования множественных пор в результате выгорания углерода) и появление сетки трещин в месте соединения. О том, как правильно выполнить сварку чугунных изделий электродом с медной проволокой, и пойдет речь в данной статье.

Читайте также:  Обработка сварных швов после сварки

Существуют два основных вида сварки чугуна. В быту, при недостатке соответствующего оборудования, применяется «холодная» технология. Ее специфика – в использовании специальных электродов, сердечник которых выполнен из никеля или меди. По отношению к углероду эти металлы нейтральны, поэтому выгорание данного элемента периодической таблицы и образование новых хим/соединений не происходит. Следовательно, и сварной шов получается более плотным (без микропустот) и надежным.

Марки электродов для сварки чугуна

    ОЗЧ- (2 или 6). «Сердцевина» – медная проволока, поверхностный слой – железный порошок. МНЧ –2. Состав проволоки более сложный, так как она композитная. Кроме элемента Cu, еще есть Fe и Ni. Но, по отзывам профессионалов, именно такие электроды позволяют получить действительно высококачественный шов. Единственный недостаток этой разновидности продукции – высокая стоимость. Марка ОЗЖН (любой модификации), которая также используется при «холодной» сварке – на основе никелевой проволоки.

Специфика «холодной» сварки чугуна

Примечание. На упаковке указаны все рекомендации производителя по режимам работы с конкретной модификацией электродов. Ими и следует руководствоваться.

Что учесть

Все перечисленные ниже правила являются общими, независимо от марки изделий. Задача – обеспечить минимальную глубину проплавления. Именно это гарантирует качественный шов.

    Сечение электродов – как можно меньше. Небольшой ток. Швы – короткие. После каждой «проходки» необходимо делать перерыв, чтобы обрабатываемый участок охладился (хотя бы до +55 ºС). Излишняя закалка сплава провоцирует хрупкость соединения.

Подготовка участка

Если свариваются 2 детали, то обрабатываются их кромки. При необходимости заделки трещины в чугуне поврежденный участок разделывается. Для выравнивания краев наиболее подходящий инструмент – напильник. В некоторых случаях мастеру приходится работать и зубилом. Нужно учитывать хрупкость сплава, поэтому материал «снимается» аккуратно, постепенно, тонким слоем порядка 1 мм, не более.

Особенности:

    Чтобы исключить увеличение трещины по длине, на ее концах, с отступами порядка в 1 см от краев, высверливаются отверстия. Если трещина сквозная, то обработка кромок производится с обеих сторон. На близкорасположенные дефектные участки накладывается общая «латка».

На последнем этапе все срезы выравниваются, а поверхность детали вдоль краев трещины зачищается (примерно на 2,5 см с каждой стороны).

Непосредственно сварка

Сначала обвариваются кромки, после чего производится заполнение полости. Рисунок все наглядно поясняет:

В зависимости от специфики дефекта используются разные схемы и способы скрепления деталей.

Полезный совет

В таблице приведены ориентировочные данные, которыми можно руководствоваться:

Нередко бывает так, что подходящих для сварки чугуна электродов под рукой нет. Их можно изготовить самостоятельно, если найти медную проволоку сечением от 3 до 5 мм. Как?

    Чтобы получить вещество для обмазки сердечника, необходимо снять защитное покрытие с обычного (стального) электрода. Он не является дефицитом. Вся масса тщательно измельчается. При этом в нее вводится порошкообразное железо. Его несложно получить, поработав напильником. В качестве сырья подойдет любая металлическая болванка или проволока. После качественного перемешивания добавляется клей (силикатный; его еще называют «жидким стеклом»). В результате должна получиться масса в виде жирной сметаны. С меди снимается лаковое покрытие (например, «наждачкой»), после чего металл обезжиривается. Остается залить «сметану» в емкость вертикальной конфигурации (отрезок трубы с заглушенным концом, бутылка и тому подобное) и поочередно окунать в нее проволочки. Чтобы характеристики электродов были идентичны, следует строго контролировать время выдержки сердечника в растворе.

Такие самодельные электроды для сварки подвешиваются и высушиваются. Дополнительно производится их прокалка (достаточно при +260 ºС). Например, в духовом шкафу, эл/печи для сушки и прокалки электродов. После этого они готовы к применению.

Если немного потренироваться, то вполне можно наладить изготовление электродов, ничуть не уступающих по своим свойствам изделиям марки ОЗЧ.

Сварка чугуна

В последнее период благодаря бессчетным публикациям, посвященным конструированию самодельных сварочных трансформаторов и выпрямителей для ручной сварки, у самодельщиков возникла способность активнее применять электросварку (в быту, на приусадебном участке, в фермерском хозяйстве). Не считая данного, в продаже возникли большое количество малогабаритных источников питания сварочной дуги, при том как отечественных, так и иностранного изготовления.

Итак, допустим, что аппаратура у вас присутствует, навыки в зажигании сварочной дуги и поддержании ее устойчивого горения отработаны, приемы наложения сварных швов в всевозможных пространственных положениях освоены. Осталось найти, чем сваривать а и кроме того как сваривать? И если сварку большинства сталей в бытовых условиях выполнить довольно легко, и, самое важное, нужные сварочные электроды в настоящее момент всегда существуют в продаже, то со сваркой чугуна, являющегося наряду со сталью одним из главных конструкционных материалов в машиностроении, появляются препятствия.

Чугун — это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода превышает 2,14%. Высокое содержание углерода в чугуне приводит к тому, что в отличие от сталей углерод в чугуне находится в свободном состоянии. Например, в наиболее широко распространенном сером чугуне углерод существует в виде включений графита (вспомним, что чугун мажется), обуславливающем его низкую пластичность, невысокую прочность и плохую свариваемость.

Сварщики-практики считают, что свариваемость чугуна в основном связана со строением структуры чугуна в изломе. Так, чугуны, имеющие мелкозернистый излом светло-серого цвета, свариваются легче, чем чугуны, у которых излом характеризуется крупнозернистой структурой и имеет темно-серый или, что еще хуже, черный цвет. Практически не поддаются сварке промасленные чугуны, а также чугуны, подвергавшиеся воздействию агрессивных сред.

Главная беда при сварке чугуна — низкое качество сваренного соединения, что связано с интенсивной закалкой металла в зоне сварного шва, то есть с повышением хрупкости металла в этой зоне.

В условиях производства электродуговую сварку чугуна осуществляют горячим методом, при котором производится предварительный нагрев свариваемых деталей до температуры 600-650°С. Существует и холодный метод, когда детали перед сваркой нагревают совсем не сильно (до температуры 150— 250°С) или вообще не нагревают.

В обычных условиях, когда специальное нагревательное оборудование отсутствует, а потребность в сварке чугунных деталей носит эпизодический характер, более подходящей является холодная сварка чугуна специальными электродами.

В промышленности широкое применение для сварки чугуна без нагрева нашли электроды ОЗЧ-2 с медным стержнем, покрытым специальным составом, и электроды МНЧ-2 со стержнем из сплава никеля, меди, железа и марганца (монельметалла). Металл, наплавленный электродами МНЧ-2, лучше поддается обработке резанием, однако эти электроды весьма дефицитны и дороги. Электроды марки ОЗЧ-2 дешевле, к тому же их сравнительно легко изготовить самостоятельно.

Как уже говорилось, электрод ОЗЧ-2 представляет из себя медный стержень с электродным покрытием, содержащим железный порошок — 50%, мрамор — 27%, плавиковый шпат — 7%, кварц — 4,5%, ферромарганец — 2,5%, ферротитан — 6%, ферросилиций — 2,5%, соду — 0,5% (по массе). Не надо пугаться большого числа компонентов, поскольку при изготовлении самодельных электродов можно воспользоваться готовым покрытием от широко распространенных электродов для сварки стали. 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.

Порядок изготовления электродов для сварки чугуна следующий. Отрезки медной проволоки (медь марок М2, МЗ и др.) диаметром 3-5 мм и длиной около 450 мм непосредственно перед нанесением на них покрытия зачищают наждачной бумагой и обезжиривают каким-либо органическим растворителем. С соответствующих стальных сварочных электродов скалывают покрытие, измельчают его и смешивают в пропорции 1:1 (по массе) с железным порошком или мелкими стальными опилками. Затем все тщательно перемешивают с жидким стеклом (к сухой смеси компонентов добавляют около 30% водного раствора жидкого стекла, то есть силикатного клея). В полученную сметанообразную массу вертикально окунают подготовленные отрезки медной проволоки и медленно (желательно с постоянной скоростью) извлекают из обмазочной массы, дав стечь ее излишкам. Толщина слоя покрытия в этом случае должна составить 1,5-2 мм. Далее электроды сначала сушат на воздухе в вертикальном положении, а потом прокаливают при температуре 200-250°С, используя для этого, например, духовку кухонной плиты.

Сварку самодельными электродами ведут короткой дугой, причем при использовании постоянного тока — на обратной полярности (“+” на электроде). Обязательны перерывы в работе для охлаждения детали до температуры 50-60°С. Значение сварочного тока при диаметрах электрода 3-5 мм составляет 90-180 А. Для обеспечения качественной сварки шов накладывают короткими участками длиной по 30-50 мм и сразу после сварки проковывают (практика показала, что тщательная проковка металла предотвращает появление трещин в сварном шве).

Если нет времени или желания заниматься изготовлением электродов, неплохие результаты в бытовых условиях обеспечит сварка чугуна комбинированными медно-стальными электродами. Последние делают, навивая поверх электрода (с покрытием), предназначенного для варки стали (УОНИ 13/45, АНО-4 и др.), спираль из медной или латунной проволоки диаметром 1,5-2 мм (масса этой спирали должна быть примерно в 4-5 раз больше массы стального стержня используемого электрода).

При сварке комбинированным электродом, как и вообще при холодной сварке, нельзя допускать сильного разогрева свариваемых деталей, поэтому процесс ведут на минимально возможном сварочном токе короткими участками “вразброс” (с обязательной проковкой полученных швов молотком) и, конечно, с перерывами для остывания обрабатываемой детали.

Следует, наверное, сказать несколько слов и о газопламенной сварке чугуна. Ведь этот способ является одним из наиболее надежных, особенно при сварке серого чугуна, причем здесь можно обойтись без специальных сварочных материалов, хотя некоторое оборудование все-таки потребуется.

При газопламенной сварке легко осуществить более медленный и равномерный нагрев (или охлаждение) детали. В результате в металле сварного шва и на границах шва воздаются более благоприятные условия для графитизации углерода, уменьшается вероятность возникновения внутренних напряжений и появления трещин.

Однако газопламенную сварку обычно проводят с подогревом детали. Местный подогрев ведут пламенем горелки непосредственно перед сваркой, общий подогрев как и при горячем методе электродуговой сварки, выполняют в специальных печах. В качестве присадочного металла используют литые чугунные прутки. Сварку ведут нормальным или науглероживающим пламенем, применяя флюс из буры или смеси: буры — 56%, соды и поташа — по 22% . (по массе).

Хорошие результаты дает сварка-пайка чугуна газовым пламенем с применением прутка из латуни, у которой температура плавления ниже, чем у чугуна. Процесс осуществляют с применением флюса из буры или смеси буры и борной кислоты (взятых в равных количествах).

Читайте также:  Магнитный угольник для сварки своими руками

Кромки трещины, разделанные под угол 70-80°, нагревают до температуры 850-900 °С (цвет светло-красного каления), посыпают флюсом и с помощью латунного прутка облуживают кромки. После этого всю разделку заполняют латунью, не расплавляя чугуна.

Учтите, перед началом сварки (независимо от способа сварки) всегда выполняют подготовку (скашивание) кромок соединяемых деталей или разделку дефектных мест.

Скашивают кромки вручную слесарным зубилом или переносным наждачным кругом с гибким валом. Во избежание отколов чугун срубают тонкими слоями, так что толщина стружки не должна превышать 0,8-1 мм.

Разделку дефектных мест до чистого металла производят с помощью зубил, сверл, шаберов, шарошек, размеры которых зависят от размеров и характера дефекта, формы детали и необходимости создания удобных условий для работы.

При разделке дефектных мест на чугунных деталях надо руководствоваться следующими правилами:

• разделку ведут строго по трещине;

• несквозные трещины на расстоянии 8-10 мм от их концов засверливают сверлом диаметром на 1-2 мм большим ширины трещины и вырубают их до сплошного металла;

• сквозные трещины разделывают (в зависимости от толщины металла и удобства выполнения разделки и сварки) с одной или двух сторон (V-образ-ная и Х-образная разделки). Места окончания трещин также предварительно засверливают;

• на трещины, расположенные близко друг к другу, обычно наваривают заплату, как на пробоину.

При заварочном ремонте пробоины ее края выравнивают, срубая зубилом остроугольные выступы. Поверхность детали на расстоянии 25-30 мм от краев пробоины зачищают наждачным кругом. Затем вырезают необходимой формы и толщины заплату из листовой низкоуглеродистой стали (заплата должна перекрывать пробоину на 15-20 мм со всех сторон).

Для уменьшения напряжений, возникающих в материале при сварке, у заплаты отбортовывают края на угол 20-30°.

Заплату укладывают на ремонтируемую деталь отбортовкой к чугуну и приваривают внахлестку.

Изношенные резьбовые отверстия реставрируют, устанавливая на их место резьбовые пробки, изготовленные из того же материала, что и сама деталь. Для этого изношенное отверстие рассверливают сверлом большого диаметра, нарезают в нем резьбу и ввертывают в новую резьбу специально изготовленную для этого резьбовую пробку. Затем пробку обваривают по торцу кольцевым швом, сверлят в ней нужное отверстие и нарезают в ней “родную” резьбу.

Если установить резьбовую пробку в изношенное отверстие не удается, необходимо, разделав кромки отверстия, заплавить его заподлицо с поверхностью детали, поле чего просверлить в детали новое отверстие и нарезать нужную резьбу.

И, конечно, в наплавленном металле не должно быть сквозных трещин, пор, непроваров или прожогов. Обнаруженные дефектные участки удаляют механическим путем и вновь заваривают с соблюдением всех вышеперечисленных рекомендаций.

Как правильно варить трубы отопления электросваркой — советы специалистов

В автономных системах отопления, где используется котел с высокотемпературным теплоносителем для соединения труб наиболее часто применяется электрическая сварка. Этот способ соединения стыков труб герметичный и надежный, что особенно важно при сильных термических нагрузках.

Разновидности сварных швов и соединений

Электросварка – способ соединения металлических фрагментов (профилей, труб) методом локального расплавления металла. Он нагревается до нужной температуры с помощью электрической дуги с помощью сварочного аппарата, преобразующего переменный ток в постоянный.

Электрическая дуга образуется на электроде – металлическом стержне. В области действия дуги создается особая среда, которая одновременно плавит металл, но не дает ему контактировать с воздухом и окисляться.

С помощью сварки можно создать герметичное соединение двух труб, при котором вероятность протечки, как при фланцевых или муфтовых стыках. Для этого важно выполнить качественный сварной шов путем сплавления металла на кромках обоих отрезков труб. Сварщики используют несколько основных типов швов, в зависимости от типа металла, толщины свариваемых элементов и их взаимного расположения:

  • встык – наиболее распространенный способ сварки труб, при котором они располагаются друг напротив друга, соединяясь сечениями;
  • в тавр – два фрагмента трубы располагаются перпендикулярно в форме буквы Т;
  • угловое — детали располагаются относительно друг друга под углом 45 или 90 градусов;
  • внахлест – один отрезок трубы развальцовывается и надевается поверх другого, затем сваривается.

Важно! Стальные трубы для системы отопления и водоснабжения свариваются встык или угловым соединением. Это дает наиболее надежный и прочный шов.

Кроме способа соединения, различают еще и несколько видов сварного шва, которые используются в тех или иных случаях:

  • горизонтальный шов – выполняется при взаимном вертикальном расположении труб (чаще всего используется в установке систем водоснабжения и отопления);
  • вертикальный – соединение выполняется при взаимном горизонтальном расположении труб, при котором мастер делает вертикальные движения электродом (снизу вверх, сверху вниз и т.д.);
  • потолочный – во время сварки электрод находится под свариваемой деталью, сварщику приходится держать руку над головой;
  • нижний – в противоположность потолочному, электрод находится сверху соединяемых деталей.

Самый удобный способ сварки – с помощью нижнего шва, при котором специалист хорошо видит рабочее поле и может поворачивать фрагменты труб для более быстрой и продуктивной работы.

Потолочный шов обычно не используется при обустройстве инженерной системы с нуля, т.к. этот способ достаточно неудобен (сварщик быстро устает, плохо видит рабочее поле, на него могут попадать капли расплавленного металла). Потолочный шов обычно используется для ремонта, когда изношенный или деформированный фрагмент трубы вырезается, а взамен ему приваривается новый.

Несколько советов по выполнению качественной сварки

Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.

Выбираем подходящие электроды

От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.

По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.

По типу защитного покрытия электроды делятся на:

  • целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
  • рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
  • рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
  • рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
  • универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.

Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:

  • 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
  • 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.

Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.

Как выполнить правильный шов

Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.

Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.

Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.

Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.

Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.

Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков

Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.

При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.

При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.

Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.

Как проверить надежность соединения

Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.

Правила техники безопасности при сварке

Процесс сварки с помощью электрического тока несет в себе три потенциальных опасности:

  • получение электротравмы при соприкосновении с проводами или электродами под напряжением;
  • ожог кожи расплавленным металлом;
  • ожог сетчатки глаза дуговой вспышкой.

Чтобы избежать нежелательных последствий, стоит позаботиться об электроизоляции: использовать специальные резиновые коврики и галоши, заземлить сварочный аппарат, изолировать токопроводящие жилы.

Важно использовать средства индивидуальной защиты – специальные перчатки, а также защитный шлем или щиток для лица.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector