Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Содержание

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

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

страница » О сварке » Как правильно варить » Как варить чугун » Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Чугун представляет собой сплав углерода и железа, который также содержит легирующие добавки и примеси. Детали из чугуна широко применяются не только в промышленной и производственной областях, но и в быту.

Чугунные изделия частного назначения: сантехнические элементы, конструкции заборов, детали автомобилей и много другое. Активное использование данного сплава приводит к необходимости проведения сварочных работ.

Основные сложности сваривания чугуна, с которыми сталкиваются домашние мастера:

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

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

Подготовка к сварке

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

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

Методы сварки

Специалисты выделяют 3 метода сварки чугуна:

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

Как варить чугун инвертором и плавящимся электродом

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

Электроды ОЗЧ-3

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

  • ОЗЖН-1;
  • ОЗЧ-2;
  • ОЗЧ-3;
  • ОЗЧ-4;
  • ОЗЧ-6;
  • МНЧ-2;
  • ЦЧ-4.

Рекомендуемые режимы сварки для некоторых перечисленных марок:

Марка электродаСила тока для электрода диаметром 3 мм.Сила тока для электрода диаметром 4 мм.Сила тока для электрода диаметром 5 мм.Сила тока для электрода диаметром 6 мм.
ЦЧ-465-8090-120130-150
ОЗЧ-290-110120-140160-190220-250
ОЗЖН-1100-120130-150160-180
МНЧ-290-110120-140160-190210-230

Также следует выделить следующие технологические особенности:

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

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

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

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

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

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

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

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

Сварка обычными электродами

С целью экономии денежных средств, можно использовать вместо специальных расходников обычные (стальные). Электроды общего назначения отличаются более доступной ценой.

Технология многослойной сварки обычными прутками практически ничем не отличается от рассмотренного выше способа, где применяются специальные стержни с покрытием из цветных металлов. Этапы выполнения работ аналогичны.

Единственным отличием является то, что следующие после первого слои наплавляются не специальным электродом, а обычным.

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

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

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

Сваривание осуществляется постоянным и переменным током. Величина тока определяется следующим образом: 50-60 А на 1 мм. электродного стержня.

Сварка неплавящимися электродами

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

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

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

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

Электроды по чугуну своими руками

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

  1. Изготовление электродов по чугуну осуществляется по следующей технологии:

Предупреждение!

Источник: https://WeldElec.com/info/kak-pravilno-varit/chugun/v-domashnix-usloviyax/

Cварка чугуна электродами – технология, виды стержней

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Изделия из чугуна, как известно специалистам, очень плохо соединяются методом сварки, а также отличаются повышенной хрупкостью. Между тем, сварка чугуна может быть эффективно выполнена с использованием специальных электродов.

Процесс сварки чугуна электродом

Основные сложности процесса

Сложность сварки чугуна объясняется в первую очередь химической структурой и свойствами этого материала.

Чугун, как известно, является сплавом, содержащим железо и углерод, в составе которого дополнительно присутствуют как примеси (сера, фосфор, марганец, кремний), так и легирующие добавки (хром, алюминий, магний, ванадий, никель и др).

Те марки данного металла, которые не содержат легирующих добавок и не подвергаются термической обработке, отличаются невысокой прочностью и твердостью. Детали из такого металла, кроме того, очень хрупкие.

Плохая свариваемость чугуна объясняется целым рядом факторов. К ним относятся следующие:

  • В сварочной ванне происходит окисление различных элементов, в том числе и кремния, в результате на ее поверхности образуются тугоплавкие оксиды. По причине своей тугоплавкости такие оксиды приводят к образованию в зоне соединения непроваренных участков.
  • Место соединения охлаждается очень быстро, и в структуре металла образуется цементит, который отличается повышенной твердостью. Участки металла с цементитной структурой, которые называются отбеленными, очень сложно поддаются дальнейшей механической обработке.

На фото изделие из чугуна после сварочных работ

  • Чугун относится к категории жидкотекучих материалов, в расплавленном состоянии из него очень сложно сформировать соединение и удержать металл в его зоне. Если посмотреть на видео процесса сварки чугуна, то заметно, как металл буквально вытекает расплавленными ручейками из-под электрода.
  • При осуществлении сварочных работ с чугуном необходимо обеспечивать равномерный нагрев, а также охлаждение деталей. Если пренебречь этими требованиями, то велик риск появления трещин в зоне соединения.
  • В расплавленном состоянии такой материал, как чугун, склонен к активному выделению газов, что приводит к пористости сварного шва.

Выполнение сварки чугуна электродами

Технология сварки чугуна предполагает использование угольных или покрытых электродов для чугуна, применение инверторов, а также газосварочных аппаратов. Если для сварки чугунных деталей используется газовая горелка, то для формирования шва применяется присадочный материал.

По типу формируемого шва технологии сварки чугуна разделяют на три категории:

  • сварочный шов формируется с использованием цветных металлов, а также их сплавов;
  • для получения шва используется низкоуглеродистая сталь;
  • шов формируется из чугуна.

По способам предварительной подготовки деталей технологии сварки чугуна бывают:

  • без предварительного нагревания деталей (так называемая холодная сварка);
  • с предварительным нагревом деталей до 450 градусов;
  • с предварительным нагревом до 650 градусов.

Подогрев чугунных деталей перед сваркой позволяет защитить их от появления участков с отбеленным металлом и минимизировать риск возникновения трещин в зоне соединения.

Данная технология позволяет придать чугуну в области сварного шва те же характеристики, что и у основного металла.

Холодная технология востребована в тех случаях, когда шов формируется за счет использования электродов, стержни которых изготовлены из цветных металлов или стали.

Процентное содержание элементов в электродах из чугуна марки А и Б

При предварительном подогреве применяют электроды, изготовленные из чугуна (марки «А» и «Б»). Работы выполняются на токах с большим значением и в непрерывном режиме, что очень важно иметь в виду. Даже если необходимо выполнить большой объем работ по сварке одной конструкции, то они не прекращаются, что обеспечивается за счет задействования нескольких специалистов, работающих посменно.

Кроме этого, электроды для сварки чугуна могут быть и угольными с диаметром стержней от 8 до 20 мм. В таком случае работы выполняются на токе прямой полярности, а руки сварщика защищаются от теплового излучения специальным щитком, закрепленным на держателе.

Хотя технология горячей сварки и является безальтернативной во многих ситуациях, она имеет ряд существенных недостатков. К ним, в частности, относятся:

  • высокая стоимость технологического процесса;
  • его продолжительность по времени;
  • трудоемкость работ по выполнению такой сварки (так как требуется равномерный нагрев всей поверхности деталей и формовка мест соединения).

Виды электродов для сварки чугуна

Электроды, используемые для соединения деталей из чугуна, классифицируются в первую очередь в зависимости от материала, из которого выполнен их стержень. Такими материалами могут быть:

Электроды по чугуну, изготовленные из стали, покрываются специальным составом, который в обязательном порядке содержит ферросилиций. Использование такой присадки в обмазке электрода дает возможность получить сварочный шов, состоящий из серого чугуна. Как правило, такие электроды применяются для сварки несложных деталей, которые не испытывают серьезных нагрузок при эксплуатации.

Такими электродами нередко выполняется сварка чугуна также и в домашних условиях. Прежде чем выполнять такую сварку, лучше всего посмотреть обучающее видео, что даст возможность ознакомиться с основными нюансами процесса. Опытный специалист может получить плотный и надежный шов даже при помощи таких электродов.

Электроды, которые изготавливаются из стальной проволоки, имеют маркировку Св-08 и Св08А. Кроме этого, используются электроды следующих марок:

  • ЭМЧС — электроды с сердечником из низкоуглеродистой стали. Многослойное покрытие таких электродов выполняет одновременно несколько функций: защищает зону сварки, образует газ, формирует шлак и легирует металл шва. При применении таких электродов нет необходимости в предварительном нагреве деталей из чугуна. Между тем использование таких электродов для чугуна возможно лишь для соединения деталей, толщина которых не превышает 10 мм.
  • ЦЧ-4 — наиболее распространенный тип электродов, используемых для соединения деталей, изготовленных из чугуна. Покрытие таких электродов содержит в своем составе компоненты, которые активно вступают в химическую реакцию с углеродом, в результате чего образуются карбидные соединения, не растворяющиеся в железе.
  • МНЧ-1 — электроды, стержень которых изготовлен из монель-металла, представляющего собой сплав никеля (60–70%) и меди (25–30%). Сварочный шов, сформированный из такого металла, характеризуется повышенной устойчивостью к образованию трещин и обладает хорошей обрабатываемостью. Кроме того, такие электроды способствуют графитизации металла шва, а также уменьшают в нем количество растворенного углерода, что минимизирует риск формирования цементитной структуры (отбеливания).

Электрод для сварки чугуна МНЧ-2

  • Электроды, стержни которых изготовлены из чугуна. Такие электроды выпускаются с покрытиями двух типов. Первые из них состоят из смеси углекислого бария (24%) и карборунда (55%), которые соединяются жидким стеклом. Второй тип обмазки изготавливается из компонентов графитообразующей группы.

Электроды для сваривания чугуна также изготавливаются и из стержней комбинированного типа. В частности, это могут быть:

  • cтержни из сплава железа и меди, в качестве их покрытия используется специальная смесь УОНИ-13, соединенная с железным порошком;
  • стержни, состоящие из одного или двух медных прутков, соединенных в пучок со стальной проволокой;
  • медные электроды с жестяной оплеткой.

Решая вопрос, какими электродами воспользоваться, следует учитывать как характеристики металла деталей и их геометрические характеристики, так и требования, которым должны удовлетворять готовые соединения. В процессе электросварки следует придерживаться всех требований и правил безопасного проведения сварочных работ.

Источник: http://met-all.org/metalloprokat/metizy/cvarka-chuguna-elektrodami-tehnologiya-vidy-sterzhnej.html

Как варить чугун электросваркой – технология и особенности

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Сварщик — это специалист, который может соединять различные металлы под разные нужды: водопровод, опорные конструкции, декоративные элементы. Но рано или поздно каждый сварщик сталкивается с вопросом: как заварить чугун? И здесь все предыдущие навыки оказываются не действенными.

Ведь, подобрав нужные параметры сварки, и правильно ведя шов, после окончания процесса все равно в чугуне появляются трещины и поры. Чтобы правильно варить чугун необходимо разобраться в особенностях этого металла, способах подготовки поверхности под сварку, и основных методах соединения подобных материалов.

Конкретные советы о том, как сварить чугун, и несколько видео по теме, сполна ответят на эти вопросы.

Особенности сварки чугуна

В отличие от низкоуглеродистой стали, чугун и сварка не сразу достигли «взаимопонимания». Было испробовано множество методов и оборудования, прежде чем определены основные способы сварки чугуна.

Соединять этот материал между собой, а также с другими видами стали возможно, но проблематично ввиду следующих особенностей:

  • Перекалка. Чугун имеет низкую температуру плавления и разогреваемый сварочной дугой, испытывает перекалку в околошовной зоне. Это приводит к самопроизвольному образованию трещин в процессе остывания. Сварщик слышит характерное потрескивание металла, что говорит о появляющихся дефектах. Последующая обработка данного участка затрудняется твердыми местами, плохо поддающимися шлифовке, и общей хрупкостью соединения, которое может быстро расколоться. Заваренный металл необходимо защитить от перекалки. Для этого применяются предварительный подогрев и методы постепенного остывания.
  • Поры. Завариваемый чугун выделяет много углерода. В процессе горения дуги его не видно, но когда сварочная ванна начинает кристаллизоваться, то углерод, вытесняемый кислородом, начинает «пробиваться» наружу. После выполнения шва со всеми колебательными движениями и правильной технологией, в соединении остается много пор и не проваренных мест. Свариваемый участок важно защитить от воздействия окружающего воздуха, для чего используются специальные порошки-флюсы. Дополнительно, сварочный металл насыщают другими элементами, не позволяющими углероду выйти наружу. Это придает сварочной ванне большей вязкости и крепости.
  • Текучесть. Это проявляется при работе с тонкими пластинами данного материала. Высокая текучесть способствует прожигам и выходу металла с обратной стороны соединения. Трещину в тонких элементах можно варить только с применением специальных графитовых подкладок. Сваренный металл получает поддержку в виде такого основания и не продавливает шов с обратной стороны. Данная подформовка позволяет сохранить целостность всей конструкции, которая из-за ослабления в месте сварки может распасться.

Как правильно подготовить материал для сварки

Технология сварки чугуна включает и грамотный процесс подготовки металла, учитывающий свойства материала, и предотвращающий появление дефектов после окончания работы. В подготовку включается:

  • Распил трещин. Часто трещины в чугуне имеют тонкую и глубокую структуру. Если обрабатываемая деталь толще 4 мм, то наложенный сверху шов минимально заплавит верхнюю часть трещины, оставив разрозненную структуру внутри. Сопротивление на разрыв и излом будет очень слабое. Чтобы хорошо заваривать подобные места, необходимо распиливать трещины «болгаркой» с тонким диском. Чем толще металл, тем глубже можно делать запил.
  • Просверливание краев. Окончания трещин могут быть глубже и дальше, чем позволяет увидеть зрение. Поэтому перед тем, как сваривать трещину, важно просверлить отверстия по ее краям, отступив на 5 мм от визуально различимого конца разлома. Это позволит хорошо заполнить металлом пространство внутри и поможет предотвратить продолжение раскола.
  • Разделка кромок. Свариваемость чугуна отличается перекалкой в месте соединения, что ведет к хрупкости участка. Чтобы предупредить это явления важно осуществлять равномерный прогрев по всей длине шва, и достаточно разбавить место соединения присадочным металлом. В этом помогает грамотная разделка кромок. При соединении толстых пластин стоит выполнить скосы краев под 45 градусов, и оставить небольшое притупление у основания в 3-4 мм. Подобная разделка поможет хорошо заполнить место соприкосновения и создать устойчивый к трещинам участок.
  • Подформовка. Когда варится тонкий элемент из чугуна, то велика вероятность протечки жидкого металла. Подкладка из графита позволит поддержать прогретый участок и сохранить первоначальную форму изделия.

Технология наложения шва

Чтобы сварщик хорошо понимал как варить чугун электросваркой, стоит усвоить несколько важных нюансов процесса. Одним из них является избежание перегрева поверхности. Для этого стоит выбирать меньшую силу тока, чем при обычной стали, и электроды диаметром 3 мм.

Можно ли заварить чугун качественно зависит и от равномерности наложения шва. Для этого разделывают кромки пластин и начинают сварку. Корневой шов ведется без колебаний. Но стоит выполнить его прерывистым способом.

Во второй проход нужно заварить не пройденные участки. Последующие слои накладываются валиками в шахматном порядке. Сваренный участок становится прогретым равномерно и насыщенным металлом с меньшим содержанием углерода.

В особо ответственных изделиях применяют технологию шпилек. Она гораздо эффективней позволяет создать равномерный прогрев, чем все предыдущие методы, но выполняется дольше по времени. Чтобы понимать как правильно расположить шпильки на пластинах, можно посмотреть видео по сварке ответственных деталей из чугуна.

Технология заключается во ввертывании шпилек по краям кромок и на некотором расстоянии от стыка. Процесс начинается с обварки ввинченных элементов с минимальной наплавкой. Сварка выполняется в разброс. После обхода шпилек начинается сцепление самих пластин.

Постепенное наложение валиков и равномерный прогрев, а также наличие более податливого металла для сварки, позволяют создать надежное соединение.

Сварка серого чугуна, распространенного в промышленности, сопровождается обеспечением медленного остывания. Для этого изделие оставляют засыпанным золой или песком, пока температура материала не опустится до комнатного уровня. Это позволяет снять напряжение в металле и избежать микротрещин.

Перед сваркой необходимо посыпать линию соединения бурой или иными порошками-флюсами. Это уменьшит соприкосновение внешнего воздуха с углеродом в материале, и снизит поры. При этом, у варящих специалистов должна быть хорошая вентиляция, защищающая органы дыхания от газового облака.

Холодный метод

Сварка чугуна холодная используется на маленьких предприятиях и в домашних ремонтных работах. Может выполняться электродами или пламенем горелки с дополнительной присадкой. Суть метода в работе с металлом без предварительного подогрева. Применяется для наплавки истертых поверхностей, отломанных бортиков и расколотых изделий не ответственного назначения.

Метод отличается относительно быстрым проведением работ и дешевизной процесса. Из недостатков выделяются появляющиеся поры и микротрещины после окончания сварки. Швы требуют последующей обработки для визуально привлекательного вида.

Горячий метод

Горячая сварка чугуна используется на ответственных изделиях. Суть заключается в предварительном подогреве металла до температуры 600 градусов. Для этого применяются аппараты индукционного нагрева. Напряжение с частотой 50 Гц подключается к изделию и разогревается проведением тока. В более примитивных условиях используют кузню и горн, или паяльную лампу.

Преимуществом метода служит идеально прогретый металл, который «спокойней» реагирует на температуру сварочной дуги и не перекаливается. Последующее плавное остывание в золе, иногда длящееся несколько суток, обеспечивает прочный и целостный шов.

Недостатками горячего способа можно считать дороговизну оборудования и длительность сварочного процесса. Этот метод рационален только на особо важных конструкциях.

Аппараты и расходные материалы

Сварка чугуна в домашних условиях, а также на производстве, может осуществляться несколькими аппаратами и расходными комплектующими. Самым распространенным является электросварка. Лучше применять аппараты постоянного тока, потому что напряжение трансформатора ухудшает процесс.

Работа проводится электродами диаметром 3-4 мм, и силой тока 90-120 А соответственно. Хорошо подойдут электроды ОЗЧ-2, содержащие медный стержень и обмазку с графитом. Более дорогим вариантом будут МНЧ-2, где основа стержня включает в себя сплав меди, никеля и марганца.

Это существенно разбавляет хрупкий сварочный металл, и придает ему вязкости и последующей крепости. Используются и самодельные электроды, в основе которых магазинный продукт Э-46, обмотанный оголенным медным проводом. Витки следует наматывать плотно и от самого начала электрода. Так, медь попадает в сварочную ванну и укрепляет шов.

Встречаются и не плавящиеся электроды, применение которых требует дополнительной присадки.

Чугун вариться и аргоном с применением омедненной проволоки. Технология аналогична сварке обычным электродом. Возможна сварка и пламенем горелки от кислородно-пропановой смеси. Так реально заварить не толстые пластины до 4 мм. Присадочная проволока может быть порошковой, что сразу служит и наплавляемым материалом и защитой от внешней среды.

Не все сварщики любят работать с чугуном из-за его «капризного» поведения при нагреве. Но освоив основные правила по сварке этого металла, и подобрав нужные электроды или другие материалы, можно производить качественные соединения.

Поделись с друзьями

0

0

0

0

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/svarka-chuguna.html

Как варить чугун инвертором – Ковка, сварка, кузнечное дело

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Чугун – сплав железа и углерода, который очень плохо варится по причине содержания там второго компонента в объёме от 2% до 6% (сталь имеет тот же химический состав, но углерода в ней до 2% и она прекрасно варится). Учёные и инженеры разработали технологические процессы, которые позволяют производить сварку чугуна при помощи сварочного инверторного аппарата .

Внешний вид сварочного инвертора «Строитель 300Р».Внутреннее устройство сварочного инвертора «Строитель 300Р».

Ответ на вопрос «как варить чугун инвертором» начнём с рассмотрения ситуаций, в которых возникает необходимость сварки чугунных деталей. И разберёмся: в чём заключается сложность сварки этого сплава.

Необходимость сварки чугуна и в чём её сложность

Ситуации, в которых необходима сварка чугуна, представлены в таблице.

В каких случаях требуется сварка чугуна.

Процесс сварки чугунных деталей осложняется тем, что сваренное соединение (шов) может получиться низкого качества. Вызвано это двумя причинами:

  • в районе шва происходит насыщенная закалка металла, который и без того имеет низкую пластичность. В результате этого повышается его хрупкость, приводящая к образованию трещин в процессе усадки сварочного шва;
  • на сварочном процессе отрицательно сказывается соединение кислорода и углерода с последующим образованием окиси углерода. Это приводит к тому, что шов становится очень пористым.

Использование инвертора для сварки чугуна помогает решить очень многие проблемы. Сначала давайте разберёмся, какие электроды следует использовать.

Какими электродами можно варить чугун

Особенности сварки деталей из чугуна сварочным инвертором требуют применения преимущественно электродов на базе следующих металлов:

Как осуществляется сварка чугуна этими электродами показано на рисунке.

Порядок заполнения разделки трещин.

Для сварки чугуна инвертором применяются специальные электроды и очень важно их правильно выбрать. Давайте в этом разберёмся.

Электроды марки ЦЧ-4 применяются для:

  • горячей и холодной сварки чугуна;
  • заделки дефектов;
  • ремонтной наплавки.

Эти же электроды используются для сварки стали с чугуном. Они позволяют наплавлять 1…2 слоя на изношенные детали из чугуна, подготавливая их под дальнейшую наплавку другими сварочными электродами.

Технические требования при выполнении сварки инвертором при помощи электродов ЦЧ-4 (далее – требования):

  • сварка выполняется в нижнем положении шва;
  • процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки ОЗЧ-2 применяются для:

  • холодной сварки ковкого и серого чугуна;
  • устранения дефектов литья и наплавки.

Требования:

  • сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
  • процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки ОЗЧ-6 применяются для:

  • холодной сварки ковкого и серого чугуна;
  • проведения ремонтных работ тонкостенных изделий.

Требования:

  • сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
  • процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки МНЧ-2 используются для;

  • холодной сварки чугуна;
  • заваривания дефектов литья;
  • наплавки на детали из ковкого, серого и высокой прочности чугуна. Наплавленный металл имеет высокую плотность. Поэтому, обычно такие электроды применяются при ремонте ответственных объектов, требующих высокого качества сварного шва.

Требования:

  • сварка выполняется в вертикальном, нижнем и ограниченно потолочном положениях шва;
  • процесс осуществляется на обратном токе.

Параметры сварки чугуна электродами без подогрева.

Электроды марок ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2 используются для сварки высокопрочного и серого чугуна с выполнением многослойной заварки крупных дефектов и наплавлением больших объемов металла. Они обычно используются совместно с электродами марок МНЧ и ОЗЧ: при помощи последних выполняются первый и последний слои шва, а промежуточные – при помощи электродов ОЗЖН.

Требования:

  • сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
  • процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки ОЗЧ-4 используются для сварки высокопрочного и серого чугунов. Они дают возможность наплавлять и сваривать последние слои поверхности, обеспечивая при этом износостойкость и высокое качество наплавленного слоя, делая его высокотехнологичным и ударопрочным.

Требования:

  • сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
  • процесс осуществляется на обратном токе.

В настоящее время существуют другие модели и разрабатываются новые типы сварочных электродов, которые применяются при сварке чугуна. Качество сварного шва во многом зависит от правильно выбранных инвертора и сварочных электродов.

Подготовка чугунных заготовок к сварке

Вне зависимости от марки используемого сварочного оборудования (инвертора и электродов) и выбранной технологии сварки, подлежащие сварке заготовки должны пройти подготовку. Заключается она в устранении дефектных участков и обработке определённым образом свариваемых кромок.

Варианты разделки кромок.

Дефектные участки заготовки следует разделывать до незапятнанного металла. Кромки следует удалить таким образом, что бы обеспечить максимально комфортные рабочие условия. При обработке используется следующий инструмент:

  • переносной наждачный круг;
  • шаберы;
  • сверла;
  • шарошки и т. д.

Можно использовать слесарное зубило и им стесать кромки. Что бы предотвратить отколы при использовании этого инструмента, следует срубать металл тонкими слоями.

При подготовке и разделке дефектных мест следует выполнять следующие требования:

  • операция производится исключительно по трещине;
  • что бы предотвратить увеличение размеров несквозных трещин при обработке, на расстоянии 10 им от их концов просверливаются отверстия. Их диаметр должен на 1…2 мм превышать ширину трещины;
  • разделка сквозных трещин выполняется с одной либо с двух сторон (в зависимости от марки и толщины чугуна);
  • заделка пробоины производится следующим образом:
    • сглаживаются края;
    • срубаются при помощи зубила остроугольные выступы;
    • пробоину рекомендуется ремонтировать в следующей последовательности. Наждачным кругом производится зачистка поверхности на расстояние до 30 мм от краев пробоины. Из листовой низкоуглеродистой стали вырезается заплатка. Её размеры должны быть таковы, что бы она перекрывала пробоину примерно на 15…20 мм. С целью снижения напряжений, возникающих в металле в процессе сварки, края заплатки отбортовывают на 30°. Заплатка размещается отбортованной частью к чугуну и приваривается внахлест;
  • заделка близко расположенных друг к другу трещин осуществляется заплаткой. Технология аналогична указанной выше по ремонту пробоин.

Способы сварки чугуна

Варить чугун можно разными способами. При выборе метода, чтобы получить положительный результат, важно знать особенности его сварки. Основным критерием при выборе способа сварки является качество получаемого сварного шва.

Существуют два вида сварки чугуна:

Горячий вид сварки применяют на предприятиях, которые имеют возможность нагреть свариваемые изделия из чугуна до необходимой температуры. Этот вид сварки позволяет получать сварные швы высокого качества. Но, далеко не везде есть возможность осуществить такой нагрев, и применяется метод холодной сварки.

Горячая сварка чугуна инвертором

Достоинством горячей сварки является отсутствие риска образования трещин. В процессе сварки следует добиваться равномерного прогрева свариваемых деталей. Наличие большой разницы температур между основным металлом и швом чаще всего приводит к образованию трещин и появлению прочих дефектов.

Приступая к нагреву деталей, их следует надежно закрепить в жестком каркасе (кондукторе). Такая форма заневоливания позволит избавиться от напряжений, которые во время работы могут привести к образованию трещин.

Жёсткий каркас можно не использовать в случае применения местного нагрева деталей. Нагрев заготовок, как правило, производят в индукционных нагревательных печах.

При необходимости можно использовать следующее оборудование:

  • горны;
  • паяльные лампы;
  • пламенные горелки и т. п.

При необходимости произвести сварку сквозных трещин или устранения дефектов, проявившихся на краях изделия, традиционно применяются графитовые формы. Такая технологическая оснастка позволяют предотвратить вытекание жидкого металла.

Сварка в графитовых формах кронштейна и шестерни.

Формы изготавливаются из графитовых пластинок. Для монтажа отдельных частей в функциональную конструкцию применяется формовочная смесь, состоящая из кварцевого песка и жидкого стекла. Для минимизации риска появления трещин, формы следует подогревать и, в дальнейшем, обеспечивать равномерное охлаждение

Холодная сварка чугуна инвертором

Если потребность в сварке чугуна возникает нечасто, и у вас нет специального нагревательного оборудования, то следует применять технологию холодной сварки. Она осуществляется сварочным инвертором и специальными электродами:

  • ОЗЧ-2. Представляет собой медный стержень, покрытый особым составом;
  • МНЧ-2. Стержнем является сплав, в состав которого входят:
    • медь;
    • железо;
    • марганец;
    • никель.

Технологичный и качественный сварной шов позволяют получить электроды МНЧ-2. Но у них высокая стоимость, да и найти их, зачастую, не так просто. Значительно дешевле электроды ОЗЧ-2, но качество шва будет несколько хуже.

Для холодной сварки чугуна часто, при использовании инвертора, применяются самодельные электроды.

Изготавливаются они следующим образом: на электрод для сварки стали навивается медная или латунная проволока. Диаметр проволоки Ø 1,5…2 мм.

Длина проволоки определяется по её массе: у проволоки она должна быть в 4…5 раз больше, чем у стержня. Этот метод проиллюстрирован видеороликом в конце статьи.

Режим холодной сварки чугуна инвертором

Сварка должна производиться в следующем режиме:

  • короткая дуга;
  • обратный сварочный ток;
  • сварку производить с перерывами на остывание металла до температуры Т = +50°С;
  • осуществлять сварку небольшими участками длиной 30…50 мм и сразу проковывать.

Где окажут услугу

  • Сайт: http://svarka-luxe.ru/;
  • Адрес: Москва, 4-я Гражданская ул., дом № 33/1, стр. № 7;
  • Телефоны: +7-(495)-201-53-24, +7-(499)-180-99-03;
  • Почта: http://svarka-luxe.ru.

Компания выполняет сварку изделий из чугуна (в том числе и в день обращения).

В заключение, предлагаем посмотреть видеоролик «Сварка чугуна электродом для стали».

Источник: https://kovka-svarka.net/2016/01/kak-varit-chugun-invertor/

Способы сварки чугуна на производстве и в быту

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Чугуном называют сплав железа с углеродом. В отличие от стали, чугун более пористый, хрупкий, твердый, теплопроводность и коэффициент температурного расширения чугуна меньше. На этих свойствах основано его применение.

Чугун повсеместно применяется при изготовлении литых изделий, которые должны обладать достаточной прочностью, термостойкостью и постоянством формы и размеров. Это различные шкивы, ролики, коррозионностойкие трубы, коллектора.

Из-за хрупкости чугуна нередки случаи откалывания выступающих элементов деталей или просто раскалывание изделий. При ремонте таких повреждений с успехом могут быть использованы сварочные работы.

Свойства чугунных сплавов

углерода в чугуне превышает 2,14%. Это как раз пограничное состояние перехода углерода в форму аустенита, то есть в состояние, когда при концентрации меньше, чем указана выше, он растворен в железе. Такое явление используется при изготовлении сталей.

В чугуне же углерод находится в виде мельчайших нерастворенных частиц, которые обуславливают его твердость и износостойкость, а также невосприимчивость к воздействию агрессивных сред.

Существует несколько разновидностей чугуна в зависимости от химического состава – белый, серый, высокопрочный и ковкий.

Белый практически не поддается обработке режущими инструментами в силу своей твердости и хрупкости. Из него отливают уже готовые чугунные детали, которые не нужно обрабатывать.

Серый чугун очень хорошо переносит статические нагрузки, износостоек, но плохо работает на растяжение и сопротивляется ударам. Такой чугун сваривается лучше всех остальных.

Высокопрочный чугун, как следует из названия, используется в нагруженных конструкциях.

Ковкий чугун допускает создание упрочненного наружного слоя на поверхности деталей, позволяющего чугуну такого типа воспринимать значительные изгибающие нагрузки.

Трудности сваривания

Особенности строения чугуна определяют ряд проблем, возникающих при сварке этого материала.

Из-за химического состава чугуна, при плавлении он становится очень текучим. Это препятствует созданию однородного шва, так как металл при длительном нагревании стремится вытечь из сварочной ванны.

Ввиду малой пластичности чугуна и низкой по сравнению со сталью температурой плавления, возможны растрескивания материала при быстром остывании после воздействия электрической дуги.

Наличие большого количества углерода, который выделяется при нагревании и взаимодействует с кислородом, содержащимся в воздухе, способствует образованию больших пор в зоне сварки, отчего шов получается неоднородным и имеет малую сопротивляемость при нагрузке на изгиб.

https://www.youtube.com/watch?v=OzceQF7A61o

Зная эти особенности, можно организовать работу по сварке с таким расчетом, чтобы получить сварочный шов удовлетворительного качества. Чтобы устранить последствия текучести материала, под стык свариваемых деталей подкладывают графитовые пластины, которые препятствуют вытеканию расплавленного чугуна при случайном прожигании.

После окончания сварки стыка, материалу нельзя давать быстро остыть. Особенно актуально это требование при сварке чугуна и стали, когда, например, к чугунным радиаторам приваривают стальные патрубки. Сталь остывает быстрее и поэтому, чтобы уравнять скорость остывания двух соединяемых деталей, стальную засыпают углем или песком, чтобы она дольше сохраняла тепло.

Третья проблема может быть решена применением сварки в среде инертных газов. Можно варить чугун электросваркой с использованием, например, углекислого газа, который вытесняет воздух из сварочной ванны. Допускается использовать смесь углекислого газа с аргоном в пропорции ¼.

Три способа

Соединение деталей из чугуна может производиться, в зависимости от назначения тремя способами:

  • холодным;
  • полугорячим;
  • горячим.

Холодный способ применяется при сварке неответственных соединений, наварки металла на изношенные или истертые поверхности чугуна.

Сварка производится при температуре окружающей среды, при этом скорость сварки должна быть достаточно высокой, чтобы не допускать перегрева стыка и последствий при его быстром остывании.

Такой способ доступен для использования в быту, без применения дополнительного оборудования.

Полугорячий способ применяется при сварке деталей, которые впоследствии должны испытывать механические нагрузки. Суть способа в том, что деталь предварительно подогревается до температуры 300-350 °C, а это возможно только в специализированных печах. Это позволяет чугуну легче «адаптироваться» к высокой температуре дуги. В результате снижается количество трещин в околошовной зоне.

В случае горячего способа заготовки для сварки подогревают до температуры около 600 °C. Для такого нагрева используют аппараты, создающие индукционные токи. Температура контролируется при помощи приборов.

При достижении необходимого значения температуры производится сварка деталей, после чего их оставляют для остывания, засыпав горячей золой. Процесс остывания может длиться несколько часов. Продолжительность зависит от марки и толщины свариваемого материала.

Технические приемы

В быту наиболее популярна сварка чугуна полуавтоматом, как наиболее доступный и простой вид соединения. При этом тонкие детали необходимо сваривать, обязательно подложив под них графитовые пластины.

Для сварки можно использовать практически любые полуавтоматы, позволяющие использовать сварочный ток, необходимый для плавления чугуна, но не допускающий проплавлений и вытеканий.

Величина сварочного тока колеблется в пределах 90-110 Ампер. Скорость, с которой подается сварочная проволока, настраивается экспериментально. Как правило, она сходна со скоростью подачи при сварке сталей.

Подготовка деталей

Перед началом работ обязательно нужно подготовить поверхности соединяемых кромок. Для этого их очищают от грязи и пыли, обезжиривают. Для обеспечения большей глубины проваривания, с кромок снимается фаска. Края фаски необходимо закруглить.

Если возникла необходимость заварить трещину, ее нужно «разделать» по всей длине, чтобы увеличить площадь соприкосновения детали со сварочным материалом. Это можно сделать шлифмашиной с отрезным абразивным кругом для работ по металлу. Перед сваркой концы трещины необходимо засверлить, чтобы при нагреве она не разошлась еще на большую длину.

Как делать шов

Чтобы минимизировать вредные последствия, которые можно нанести высокотемпературной дугой чугунным деталям, сварку длинных швов недопустимо производить за один проход. Время сварки на отдельном коротком участке стыка не должно быть продолжительным.

Начинать сварку надо с середины стыка и произвести короткий шов, за тем отступив на некоторое расстояние от него, сделать еще два шва с обеих сторон первого. Если стык достаточной длины, необходимо таким же образом сделать еще несколько коротких швов. Затем провариваются участки между наложенными швами.

Первый шов при сварке деталей большой толщины накладывается посередине стыка, практически без осуществления поперечных движений электродом. Далее, по краям первого шва накладываются второй и третий.

Если толщина детали еще позволяет наложение швов, накладывается четвертый шов посередине, сверху второго и третьего, а позже, после остывания, накладываются пятый и шестой швы справа и слева от четвертого. Указанная последовательность швов применяется и далее, если необходимо произвести еще швы при достаточно большой толщине соединяемых заготовок.

Применяемые материалы

Когда необходимо соединить заготовки способом электросварки, применяются специальные электроды для сварки чугуна, в обмазке которых должен обязательно присутствовать ферросилиций.

Этот материал позволяет добиться однородности шва при сварке серого чугуна. При достаточной квалификации сварщика удается получить шов, который можно будет механически обработать, придавая ему более привлекательный вид.

Наиболее распространены следующие марки электродов:

  • ЦЧ-4 – используются чаще других. Благодаря особым компонентам, способным вступать в реакцию с углеродом, при которой возникают карбиды, не растворяемые в железе, покрытие этих электродов позволяет получить качественный шов;
  • ЦЧ-3А – электроды из стальной проволоки с нанесенным на нее фтористокальциевым покрытием. Благодаря этому покрытию получается прочный сварочный шов без трещин;
  • ЭМЧС – электроды, производимые из стальной низкоуглеродистой проволоки с трехслойным покрытием из легирующего, газозащитного и шлакоформирующего слоя. Такие электроды применяют для сваривания чугунных деталей небольшой толщины (до 10 миллиметров).

При сваривании чугуна в среде инертных газов или неплавящимися электродами допускается применение проволоки для сварки чугуна, марки которой обозначаются ПП АНЧ-1, ПП АНЧ-2, ПП АНЧ-3.

Каждый вид проволоки предназначен для одного из способов сварки – холодного, полугорячего или горячего. Проволока выполнена в виде полой металлической трубки, внутри которой находится флюс. Такая проволока позволяет производить полноценные швы, не уступающие по прочности чугуну, из которого состоят соединяемые детали.

При правильно выбранном способе сварки и достаточной квалификации сварщика, поврежденные чугунные изделия можно восстановить, практически без ущерба их прежнему состоянию, и эксплуатация их возможна в течение длительного времени.

Источник: https://svaring.com/welding/soedinenie/svarka-chuguna

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть