Как варить чугун электросваркой
Перейти к содержимому

Как варить чугун электросваркой

  • автор:

Ремонтная сварка чугуна электродами по чугуну. Вопросы к консультационной службе СпецЭлектрод.

В современном машиностроении, станкостроении, металлургической промышленности и т.п. до настоящего времени чугун является одним из основных конструкционных материалов. Простая и дешевая технология изготовления чугунных изделий, хорошие литейные свойства чугуна, его высокая износоустойчивость к концентраторам напряжений, способность гасить вибрацию благодаря своей структуре, хорошая обрабатываемость способствует его широкому применению в народном хозяйстве. Вместе с тем чугун не лишен отрицательных свойств — низкая прочность серого чугуна и практически полное отсутствие пластичности, обусловленное наличием в металлургической матрице структурно свободного графита.

Сварочные электроды по чугуну. Спецэлектрод.

Сварка спецэлектродами прочно заняла место в чугунно-литейном производстве, главным образом при ремонте вышедшего из строя оборудования и устранения дефектов чугунных отливок.

Качество сварных швов и наплавленных поверхностей во многом определяет работоспособность конструкций из чугуна и, в свою очередь, зависит от свойств сварочных материалов.

Многообразие дефектов по характеру и размерам, марок чугуна, конфигурации и массы чугунных изделий, их толщины и условий эксплуатации, а также требований к сварным соединениям вызывает необходимость выбора в каждом конкретном случае сварочных электродов по чугуну различных марок и технологии сварки чугунных изделий.

Ниже приведены ответы на вопросы, поступающие в консультационную службу Спецэлектрод, касающиеся выбора электродов по чугуну и способов сварки чугуна спецэлектродами.

Вопрос: Какие сварочные электроды для сварки чугуна и электроды по чугуну выпускаются «Спецэлектродом»?

Ответ: В настоящее время «Спецэлектрод» выпускает целую гамму электродов для сварки чугуна на базе никеля и его сплавов, а также на основе меди и железа.

Электроды по чугуну ЦЧ-4 предназначены для холодной и горячей сварки, ремонтной наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого, высокопрочного и ковкого чугуна, а также сварки таких чугунов со сталью. Этими электродами можно осуществлять наплавку одного-двух слоев на изношенные чугунные детали под последующую наплавку специальными электродами сварочными. Сварка производится в нижнем положении шва постоянным током обратной полярности. В случаях обеспечения высокого напряжения (более 70 В) холостого хода сварочного трансформатора и малой длине сварочных кабелей — сварка переменным током.

Электроды по чугуну ОЗЧ-2 — предназначены для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого и ковкого чугуна. Сварку производят в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности. Электроды для сварки чугуна ОЗЧ-6 предназначены для холодной сварки деталей из серого и ковкого чугуна, предпочтительно при ремонте тонкостенных конструкций. Сварка производится в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности. кстати обе марки разработаны специоалистами СпецЭлектрод.

Электроды по чугуну МНЧ-2 предназначены для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого, высокопрочного и ковкого чугуна. Обеспечивают получение наплавленного металла с высокой плотностью и технологичностью при обработке резанием, когда к изделию предъявляют повышенные требования по чистоте поверхности после механической обработки, а также коррозионностойкого в жидкостных агрессивных средах и горячих газах. Сварку производят в нижнем, вертикальном и ограниченно потолочном положениях шва постоянным током обратной полярности.

Электроды для сварки чугуна — ОЗЖН-1 и электроды по чугуну ОЗЖН-2 предназначены для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого и высокопрочного чугуна. Применяются для многослойной заварки крупных дефектов или наплавки больших объемов металла совместно с электродами по чугуну марок ОЗЧ-3 или МНЧ-2, в следующей последовательности: электродами марки ОЗЧ-3 или МНЧ-2 выполняется первый и последний слои, промежуточные слои выполняются спецэлектродами марок ОЗЖН-1 или ОЗЖН-2. Сварку выполняют в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности. Это тоже разработка СпецЭлектрод.

Электроды по чугуну ОЗЧ-4 предназначены для холодной сварки и наплавки деталей из серого и высокопрочного чугуна. Применяют для сварки и наплавки последних слоев поверхностей, когда к наплавленному слою предъявляются повышенные требования к износостойкости в условиях трения металла о металл, достаточной сопротивляемости ударам, высокой технологичности при обработке резанием. Сварку производят в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности.

Вопрос: Какими электродами для сварки чугуна можно заварить лопнувшую чугунную станину станка и другое подобное оборудование?

Ответ: Прежде всего, надо определить, в каких условиях это оборудование будет работать в дальнейшем. При значительных вибрационных и силовых нагрузках на станину сварку производят электродами по чугуну ЦЧ-4 с предварительным подогревом изделия до 600-650°С. кромки в месте излома или трещины следует разделать клейсместером или каким-либо другим инструментом. Разделка может быть односторонней при небольшой толщине изделия и двусторонней Х-образной при большой толщине. Сварку спецэлектродами производят, не давая изделию остыть до полной заварки излома или трещины. Охлаждение надо обеспечить медленное, желательно вместе с печью, в которой подогревалась деталь, если позволяют ее размеры, или укутав изделие теплоизоляционными материалами.

При незначительных нагрузках на станину можно применить электроды по чугуну марок МНЧ-2 или ОЗЧ-З. Сварку в этом случае производят «по-холодному», по разделанным и тщательно зачищенным кромкам небольшими валиками длиной 20-30 мм с охлаждением на воздухе каждого валика до температуры не выше 60°С и проковкой наложенного валика легкими ударами молотка.

Вопрос: Какими спецэлектродами можно произвести сварку чугунных водопроводных труб и заварить сколы и трещины радиаторов отопления?

Ответ: Следует отметить, что очень плохо сваривается чугун, долгое время находившийся под воздействием водяного пара или высоких температур. Для ремонта приходится принимать специальные меры. Иногда сварка вообще невозможна из-за сильного окисления внутренних поверхностей труб и радиаторов.

Новые и мало работавшие чугунные водопроводные трубы можно сваривать сварочными электродами МНЧ-2. Перед сваркой проводят обработку кромок труб (кос кромок под угол не менее 30°) резцом, фрезой или абразивным инструментом. Сварка должна выполняться при положительной температуре окружающего воздуха. При толщине стенки трубы до 5 мм выполняют сварку за один проход, небольшими валиками длиной 20-30 мм с охлаждением на воздухе каждого валика до температуры не выше 60°С. валики располагают по трубе диаметрально противоположно. Многослойную сварку труб с толщиной стенки более 5 мм выполняют небольшими валиками с охлаждением на воздухе каждого валика.

Трещины и сколы на новых радиаторах отопления сваривают электродами по чугуну марки ОЗЧ-6. Место сварки зачищают от краски и ржавчины до чистого металла. Сварку производят короткими валиками длиной 30-50 мм в нижнем положении с охлаждением каждого валика на воздухе до температуры не выше 100°С и проковкой наложенного валика легкими ударами молотка.

Вопрос: Чем и как заварить трещину в чугунном корпусе редуктора?

Ответ: Корпуса редукторов изготавливаются из серого литьевого чугуна, и из-за особенностей структуры такого чугуна корпус долгое время работающего редуктора начинает «слезиться», т.е. структура чугуна пропитывается маслом, которым редуктор заполняется.

Трещину или скол в новом или мало работавшем редукторе можно заварить электродами для сварки чугуна ОЗЧ-6 или электроды по чугуну ОЗЧ-2. Перед сваркой кромки трещины или скола обрабатывают режущим или абразивным инструментом до чистого металла на всю длину трещины. Сварку электродом производят в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности короткими валиками длиной не более 30-50 мм с50°С и проковкой каждого валика легкими ударами молотка. Диаметр электродов подбирают так, чтобы закончить сварку трещины за один проход.

Вопрос: Треснул выпускной чугунных коллектор автомобиля. Возможна ли заварка трещины? Ответ: Выпускной коллектор автомобиля работает в условиях высоких температур и сильного загрязнения внутренней поверхности выхлопными газами. Через несколько лет эксплуатации автомобиля структура чугуна, из которого сделан коллектор, насыщается выхлопными газами, иногда до такой степени, что сварка становится невозможной.

В случае недолгой эксплуатации сварку можно производить электродами марки ОЗЛ-25Б. Перед сваркой тщательно осматривают поверхность коллектора, т.к. чаще всего растрескивание происходит сразу в нескольких местах. Затем зачищают поверхность вокруг выявленных трещин от нагара и грязи и проводят разделку кромок трещин фрезой или абразивным инструментом. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности короткими валиками длиной 20-30 мм с проковкой каждого валика легкими ударами молотка и охлаждением наложенного валика до комнатной температуры. Важно не перегреть сварной шов, т.к. перегрев вызывает немедленное растрескивание в околошовной зоне. Сварку выполняют за один проход.

Вопрос: Чем и как сварить чугун со сталью? Что рекомендует СпеЭлектрод?

Ответ: СпецЭлектрод рекомендует для сварки чугуна со сталью использовать электроды для сварки чугуна ЦЧ-4. Сварку производят -по очищенным от загрязнений кромкам на постоянном токе обратной полярности. Если сварочный трансформатор имеет напряжение холостого хода не более 70 В, возможна сварка переменным током. Если нет возможности провести подогрев свариваемых деталей до температуры 600-650°С перед сваркой и выполнить медленное охлаждение их после сварки, сварку ведут на холодном металле короткими валиками длиной 25-35 мм с поваликовым охлаждением на воздухе до температуры не выше 60°С. Эти марки для чугуна целесообразно применять и когда после сварки шов не подвергают обработке резанием.

Для загрязненного чугуна и для получения обрабатываемого резанием шва применяют электроды по чугуну ОЗЛ-25Б. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности во всех пространственных положениях короткими валиками длиной 20-30 мм с охлаждением каждого валика до температуры ниже 60°С на воздухе.

Вопрос: Каким образом можно восстановить изношенную поверхность детали из ковкого чугуна?

Ответ: В таких случаях целесообразно применение сварочных электродов для сварки чугуна марок ЦЧ-4 и ОЗЧ-4. Первые один-два слоя выполняют спецэлектродами ЦЧ-4, а последний -электродами ОЗЧ-4. Сварку электродами ЦЧ-4 производят валиками длиной до 100 мм с поваликовым охлаждением на воздухе до температуры не выше 60°С на постоянном токе обратной полярности. Электродами ОЗЧ-4 при наложении последнего слоя валики не должны быть длиннее 50 мм, охлаждение каждого валика на воздухе до температуры 50°С.

Все рассмотренные примеры сварки чугуна покрытыми электродами по чугуну позволяют производить мелкий и крупный ремонт оборудования по холодному металлу. Применение таких электродов для сварки чугуна обеспечивает достижение приемлемых компромиссных решений между технико-экономическими возможностями производства и требованиями, предъявляемыми к качеству восстановления

Вопрос: Умельцы сваривают чугун электродами, предназначенными для сварки сталей. Зачем использовать дорогостоящие марки для сварки чугуна?

Сварка чугуна марками для сталей – взамен электродов по чугуну наиболее доступный способ сварки. Однако в большинстве случаев он дает очень низкое качество сварного соединения и, как правило, сиюминутную выгоду. Почему столь доступный метод не приветствуется специалистами, очевидно из приведенных ниже фактов.

При сварке стальными электродами вследствие проплавленного чугуна содержание углерода в металле шва очень велико (1,1-1,8%). Это способствует образованию в шве трещин. Быстрое охлаждение, имеющее место при холодной сварке, приводит к значительному повышению твердости наплавленного металла и металла зоны термического влияния, где чугун приобретает структуру белого чугуна, характеризующегося высокой твердостью и хрупкостью. Места сварки, выполненные стальными марками вместо электродов по чугуну, не поддаются обработке режущим инструментом. В металле шва зачастую появляются поры из-за повышенного содержания газов в чугуне. Образование трещин и пор значительно снижает прочность и плотность сварного соединения.

Для улучшения качества сварного соединения чугуна применяют электроды малого диаметра и пониженную силу тока, чтобы уменьшить тепловое воздействие дуги на чугун. Сварку чугуна ведут короткими участками, вразброс, стараясь как можно меньше проплавлять чугун. С целью усиления связи наплавленного металла с чугуном при сварке деталей, требующих достаточной прочности сварных соединений, применяют стальные шпильки (ввертыши). Шпильки ввертывают в тело свариваемой чугунной детали. Выступающую часть шпилек обваривают по периметру, а затем сваривают со всей массой наплавленного металла.

В отличие от сварки электродами по чугуну прочность металла, наплавленного стальными марками, примерно в два раза выше прочности чугуна. Поэтому толщина наплавленного металла должна составлять примерно 50% от толщины стенки детали в месте сварки. Излишнее количество наплавленного металла нежелательно, так как при этом увеличиваются усадочные напряжения и появляется опасность образования трещин.

Наилучшие результаты сварки чугуна получают при использовании марки УОНИ-13/55, вместо электродов для сварки чугуна. Но чрезмерный нагрев детали при сварке приводит к образованию трещин в зоне термического влияния. Поэтому при сварке не следует допускать нагрев свариваемой детали выше 40-500С на расстоянии 100 мм от шва.

Процесс сварки чугуна начинается с обварки шпилек кольцевыми швами. Обварка должна вестись вразброс с целью избежания сильного местного перегрева детали. После обварки всех шпилек накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность завариваемого участка не будет покрыта слоем наплавленного металла. Крайние ряды шпилек обваривают лишь после того, как весь участок будет полностью заварен. Для обварки шпилек и нанесения облицовочного слоя следует применять электроды малого диаметра (2-2,5 мм), для окончательной заварки трещины можно использовать диаметр от 3 до 4 мм.

Если оценить необходимые трудозатраты по подготовке к сварке и низкую вероятность получения качественного соединения, станет очевидным тот факт, что следует выбирать более дорогие, но более эффективные сварочные электроды по чугуну, например, ОЗЧ-4, МНЧ-2, электроды для сварки чугуна ОЗЖН-1 производства Спецэлектрод.

Вопрос: Объясните, пожалуйста, сущность проковки чугунного металла шва. Каковы возможность и полезность этого технологического приема?

Сварочные напряжения, возникающие в чугунной конструкции в результате нагрева, могут быть сняты почти полностью, если в шве и зоне термического влияния создать дополнительные пластические деформации. Этого можно достичь проковкой швов. Проковку проводят в процессе остывания металла при температурах 4500С и выше, либо 1500С и ниже. В интервале температур 400-2000С в связи с пониженной пластичностью чугуна при его поковке возможно образование надрывов. Специальный нагрев сварного соединения чугуна для выполнения проковки, как правило, не требуется. Удары наносят вручную молотком массой 0,6-1,2 кг с закругленным бойком или пневматическим молотком с небольшим усилием до изменения рисунка шва. При многослойной сварке чугуна проковывают каждый слой, за исключением первого, в котором от удара могут возникнуть трещины, и облицовочного. Этот прием весьма эффективен для снятия напряжений при заварке трещин и замыкающих швов в жестких контурах деталей и узлов из конструкционных сталей и чугуна.

Проковка сварного соединения способствует также повышению усталостной прочности конструкции.

С Уважением, СпецЭлектрод.

Главная Компания СпецЭлектрод Каталог электродов Алфавитный каталог электродов Прайс (Цена) Контакты Купить в регионах Видео СпецЭлектрод Новости

Как варить чугун электросваркой

Горелка AWT MIG 500, сварка, сварочное оборудование, горелкисварочные, AWT, MIG-MAG, полуавтоматы, AlfaMag, сварочные материалы

Чугун по своему составу представляет собой сплав железа и углерода, который может также включать примеси и некоторые легирующие добавки. Этот металл широко применяется в промышленности для изготовления различных несущих деталей и конструкций. В бытовых сооружениях из чугуна сделано большинство канализационных стояков и радиаторов отопления.

Большое содержание углерода усложняет соединение деталей из чугуна между собой и с другими металлами. Нарушение технологических требований зачастую приводит к перекалке, а значит, к увеличению хрупкости металла. Поэтому, прежде чем приступить к соединению чугунных конструкций, необходимо досконально изучить, как варить чугун электросваркой, а также необходимые материалы и технологию выполнения такой работы.

Виды чугуна

В состав чугуна входит не только углерод (2-6 %) и железо, но и марганец (до 1 %), кремний (3 %), фосфор, сера, а также добавки для легирования – алюминий, ванадий, хром, магний, никель и некоторые другие компоненты. Именно легирующие вещества придают твердость, прочность и пластичность материалу, в зависимости от его применения.

Выполняется электросварка чугуна в зависимости от формы и количества углерода, который находится в металле в качестве графита или цементита. Именно по этим показателям и подразделяется чугун на следующие виды:

  • Белый чугун имеет светлый цвет поверхности излома, так как углерод в этом металле представляет форму цементита. Обработка такого материала затруднена, из-за его высокой твердости.
  • В сером чугуне углерод находится в виде графита. Поверхность излома металла серого оттенка. Такой чугун легко поддается металлической обработке и имеет хорошие свойства литья.
  • Термическая обработка белого чугуна превращает его в ковкий металл, который широко используется в машиностроении.
  • Чугун половинчатого вида содержит в своем составе углерод в форме цементита и графита. Такое соотношение придает металлу высокую устойчивость к износу.
  • Графит шаровидной формы придает чугуну высокую прочность. Высокопрочный чугун используется для изготовления качественных труб нефтепроводов и водопровода.

Особенности сварки чугуна

Прежде чем ответить на вопрос, можно ли варить чугун электросваркой, необходимо разобраться в особенностях технологического процесса соединения металла. По своей структуре, а также многим физическим свойствам чугун относится к сплавам, которые ограниченно подвержены процессу сварки.

Во время электросварки чугуна в домашних условиях, нужно обращать внимание на следующие сложности этого процесса:

  • Формирование качественного шва осложняет жидкотекучий характер чугунного сплава.
  • Несоблюдение температурного режима сварки приводит к перекаливанию чугуна. Это вызывает выгорание углерода в сварочной ванне и, следовательно, увеличивает образование пор.
  • Также большая температура электрической дуги способствует отбеливанию чугуна в месте сварки. Этот эффект, из-за неоднородности структуры металла, приводит к растрескиванию шва.
  • В процессе сварки чугун способен окисляться, при этом создается тугоплавкий окисел, температура плавления которого на много больше, чем у исходного материала.

Чтобы избежать всех этих неприятностей при сварке чугуна, необходимо ответственно отнестись к правильному выбору режима работы.

Подготовка чугуна к сварке

Перед тем как варить чугун электросваркой, необходимо произвести подготовку кромок соединяемых поверхностей. Осуществлять предварительную очистку поверхности можно как ручным способом, так и электрическим инструментом с насадкой из металлического ворса.

Далее нужно обязательно произвести разделку кромок до чистого металла, так как варить чугун электросваркой в домашних мастерских намного сложнее, чем сталь.

Дефектные места чугуна разделывают по следующим правилам:

  • разделка выполняется строго по трещине;
  • трещины не сквозного характера насверливают сверлом, а затем вырубают их до основного материала;
  • в зависимости от толщины металла, сквозные трещины разделывают с двух или одной стороны;
  • на близко расположенные трещины рекомендуется наварить заплатку, которая должна закрывать дефект на 15-20 мм со всех сторон.

После очистки поверхности и разделки кромок требуется тщательно обезжирить место соединения ацетоном или растворителем.

Основные методы сварки чугуна

Можно варить чугун как электросваркой, так и в среде инертного газа. Второй способ используется в основном для соединения неоднородных металлов. Применяется сварка газом чаще всего для проведения ремонтных работ на канализационных трубах, а также восстановления деталей автомобилей.

Можно варить чугун электросваркой как горячим способом, с предварительным подогревом заготовок, так и холодным методом, без подогрева места соединения. Сварка с подогревом технологически осуществляется более сложным способом, чем холодное соединение, поэтому ее применение в бытовых условиях является нецелесообразным.

Газовая сварка

Сварка чугуна в облаке защитного газа применяется для создания шва высокой прочности, что достигается при условии небольшого провара металла. На конечный результат работы особое значение оказывает практический опыт сварщика, а также выбор правильного режима создания сварочного шва.

Процесс газовой сварки рекомендуется производить двумя горелками. При этом одной горелкой обеспечивается предварительный нагрев места соединения, а второй расплавляется проволока и осуществляется непосредственно сварка чугунных деталей. Охлаждение сваренных деталей должно происходить медленно, поэтому часто применяется укрытие изделий слоем песка или асбестом.

Горячая сварка чугуна

Сварка чугунных изделий с предварительным подогревом кромок соединяемой поверхности осуществляется чаще всего на промышленных предприятиях. Нагрев заготовок может производиться в инертных печах, а также различными специальными горелками.

Прогрев места сварки до 600–650 ℃ устраняет возможность напряженности и перекалки металла в месте стыковки.

Технология выполнения сварки следующая:

  1. Производится предварительная подготовка места соединения.
  2. Изделие располагается таким образом, чтобы была возможность вести сварку с нижним положением шва.
  3. Сварочный аппарат настраивается на работу с прямой полярностью. Сила тока при сварке чугуна выставляется гораздо выше, чем варка стали.
  4. Нагревается деталь до температуры 300–600 градусов.
  5. Сварочная ванна в процессе создания шва должна быть заполнена расплавленным металлом. Рекомендуется жидкий расплав помешивать кончиком электрода.
  6. После окончания сварки изделие лучше оставить в остывающей печи, или засыпать теплоизолирующим материалом. Медленное остывание чугуна является залогом качественного соединения.

Конечно, сварка чугуна горячим методом считается трудоемкой работой, но именно такие условия позволяют получить шов без дефектов и с высоким качеством.

Холодный способ сварки

В случаях, когда к сварному шву не предъявляются высокие требования, можно варить чугун электросваркой в домашних условиях, как холодным способом, так и с незначительным подогревом.

Технологические особенности холодной сварки следующие:

  1. На сварочном аппарате выставляется минимальная мощность, которая допустима для определенной толщины электрода, чтобы исключить перегрев металла.
  2. Сварка осуществляется на токе обратной полярности.
  3. Сварочный шов нужно выполнять отрезками 30-50 мм.
  4. Перегрев места соединения исключается с помощью перерывов или ведения шва в шахматном порядке.
  5. При многослойной сварке каждый шов необходимо проковывать молотком.

Качество соединения чугуна полностью зависит от правильного выбора электродов.

Электроды для сварки чугуна

Можно варить чугун электросваркой как электродом по чугуну, так и изделиями, содержащими в своем составе никель или медь. С этими цветными металлами углерод не соединяется, поэтому в сварном шве не образуется белый чугун. Чаще всего сварка такими электродами выполняется в несколько этапов, с перерывом на остывание.

Для электросварки чугунных изделий применяются следующие электроды по чугуну:

  • ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 – электроды на основе меди и железа, которые используются для сварки серого или ковкого чугуна;
  • ОЗЖН-1 – в состав этой марки входят железо и никель, очень эффективны для высокопрочного чугуна;
  • МНЧ-2 – эти изделия содержат медь, никель и железо, подходят для сварки всех видов чугуна.

Основы техники безопасности при сварке

Выполнение сварочных работ относится к категории повышенной опасности для здоровья сварщика. Поэтому, соблюдение техники безопасности при сварке чугуна является обязательным условием проведения работ.

К основным положениям техники безопасности относятся:

  • все работы должны выполняться с использованием индивидуальных средств защиты (маска, перчатки, специальный костюм и обувь);
  • проведение сварочных работ необходимо осуществлять в хорошо проветриваемом помещении;
  • оборудование для сварки необходимо содержать в исправном состоянии;
  • электрическое оборудование должно быть надежно заземлено.

Чугун относится к металлам, которые трудно поддаются технологии сварки. Поэтому, прежде чем приступить к процессу соединения чугунных изделий, необходимо внимательно изучить основные нюансы качественного выполнения таких работ.

Сварка чугуна электродами

Чугун — литьевой материал. Он обладает повышенной твердостью и хрупкостью. Но, несмотря на это, его можно варить. Сварка применяется при устранении брака литья, изготовлении сварно-литых изделий или ремонте чугунных деталей.

И здесь можно сразу ответить на главный вопрос — да, чугун можно варить обычными электродами. В том числе в домашних условиях. Но есть нюансы. И для получения прочного, надежного шва важно выбрать наиболее подходящий способ сварки, правильно подготовить материал и строго придерживаться технологии.

Чугун: особенности материала и работы с ним

Чугун делят на белый и серый. Первый варить невозможно, он поддается только шлифовке. Второй – можно, но при этом важно учитывать его высокую текучесть, скорость охлаждения и другие особенности. Так:

  • При усадке шва могут образоваться трещины. Чугун хрупкий, и это нужно учитывать, так как во время варки происходит его интенсивная закалка.
  • В месте варки могут образоваться поры. Это происходит из-за выделения в процессе сваривания окиси углерода, которая не всегда полностью выводится из материала.
  • В месте обработки может образоваться белый хрупкий чугун. Он не подлежит дальнейшей обработке и появляется из-за неправильного охлаждения.
  • Шов может быть ненадежным. Это возможно из-за образования в процессе варки тугоплавких оксидов, из-за которых формируются непроваренные участки.

Помимо серого, есть другие виды чугуна, которые можно сварить обычными электродами. Например, ковкий, высокопрочный и половинчатый. Сваривание каждого из них осуществляется по отдельной технологии, требует особого подхода. А еще нужно быть готовым к тому, что структуры исходного материала (вне зависимости от его вида) и шва будут сильно различаться.

Правила подготовки детали

Правильная подготовка материала — основа качественного шва. Перед началом работы нужно выполнить следующее:

  • Тщательно зачистить. Для этого можно использовать болгарку с лепестковым кругом, металлическую щетку или наждачку. Пескоструйка тоже подойдет.
  • Высверлить все дефектные участки (с вырубкой до чистого металла).
  • Выполнить разделку кромок. Важно, чтобы на рабочих поверхностях не было острых углов. Это позволит избежать их перекалки и обеспечит равномерное нагревание.
  • Обезжирить или обжечь горелкой, чтобы очистить поверхности от любых загрязнений.
  • Обработать все трещины. Обработать их важно на всей глубине, чтобы обеспечить достаточную проварку. Длина разделки с каждой стороны должна быть на пять-шесть мм больше самой трещины. Концы трещин вырезать и закруглить (или засверлить).

Отдельная подготовительная мера при работе с тонкими чугунными деталями — подкладка из графита. Она нужна для предупреждения вытекания расплавленного материала, что поможет сохранить первоначальную форму детали и поддержать нагретый участок.

Использование специальных электродов

Сварка чугуна обычными стальными электродами возможна. Но она не обеспечит хорошего качества шва. Но если это единственный доступный в финансовом плане вариант, можно дополнить его специальными прутками ЦЧ-4. Они предназначены для наплавки первых плакирующих слоев, а далее можно работать обычными стальными расходниками. ЦЧ-4 можно использовать при работе холодным и горячим методом. Они также подойдут для соединения чугуна и стали.

Также перед тем, как варить чугун обычными электродами, стоит учесть, что околошовная зона у границы сплавления будет хрупкой. Высока вероятность появления на ней трещин и дальнейшего отслаивания наплавленного слоя от основного материала. Чтобы не допустить этого, при сваривании используются специальные стальные шпильки.

Есть специальные чугунные электроды, предназначенные для устранения дефектов литья. Это литые круглые прутки с разными покрытиями. Они больше подходят для полугорячего метода сваривания, на постоянном токе.

Если отмести стальные расходники, электроды нужно правильно подобрать под вид чугуна и способ сварки. Так, если планируется горячая ручная дуговая электросварка, вот какие расходники можно использовать для сваривания разных видов чугуна:

  • ковкий — плавящиеся и угольные электроды (марки ОЗЧ-2, ОЗЧ-6, МНЧ-2,ЦЧ-4);
  • серый — ОЗЖН-1, ОЗЖН-2, МНЧ-2, ОЗЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6;
  • высокопрочный — ОЗЖН, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, МНЧ-2.

Если нужно заварить чугун холодным методом, подойдут обычные электроды, содержащие никель и медь (или один из этих металлов). Это расходники с медным стержнем и железным порошком в составе обмазки (ОЗЧ-2,ЗЧ-6), никелевые и железно-никелевые (ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЖН-1), а также железно-медно-никелевые (МНЧ-1).

Процесс сварки

Последовательность действий зависит от того, какой метод выбрал мастер. Так как в домашних условиях мастера часто варят по-холодному, ниже будут описаны рекомендации относительно этого метода.

Если производится сваривание по шпилькам, последовательность работ будет следующая:

  • расположить в скошенных кромках в шахматном порядке;
  • обварить выступающие части шпилек по периметру, заполняя шов (варить вразброс, чтобы не допустить перегрева);
  • вокруг мест сварки наложить кольцевые швы.

Чтобы предотвратить перегрев, также можно варить с перерывами и следить, чтобы поверхность детали не нагревалась выше 80 градусов. Все стальные шпильки должны по итогу работы скрыться под наплавами. И тогда можно делать завершающий шов, который соединит все наплавы вокруг них под собой.

Если используется многослойный метод, обязательно проверяются фаски: на них не должно быть острых выступающих участков. Первый шов наплавляют от одного края к другому. Не давая ему остыть, аккуратно проковывают молотком. Далее деталь переворачивают, если ее размеры и конструкция это позволяют, и формируют такой же шов с тыла. Но без проковки. И так пока не будет закрыт весь дефект

Работая этими методами, важно соблюдать правила:

  • работать с обратной полярностью подключения;
  • выставлять сварочный аппарат на минимальную мощность;
  • не делать непрерывных швов длиннее пяти см;
  • как можно чащ делать перерывы, чтобы не допустить перегрева;
  • обязательно проковать первый и последний слои, но с минимальным усилием.

Способы варки чугуна

Самые распространенные методы — по горячему и по-холодному. Первый применяют только в промышленных условиях, так как материал нужно нагреть до высокой температуры. Второй подходит для домашнего условия и выполняется с применением специальных электродов.

Горячий способ с предварительным подогревом

Сложный и трудоемкий, он применяется только на производствах, где работают с крупными изделиями со сложной конструкцией. На них воздействуют высокими температурами (до 700 градусов), при которых чугун становится мягким и пластичным. В таком виде с ним просто работать: к нему можно приварить другую деталь, заварить трещину и т.д. Далее проводится медленное охлаждение. Результат — швы без пор, трещин и других дефектов.

Холодный способ без подогрева

Подходит для применения в домашних условиях. Позволяет заварить чугун обычными электродами. При нем шов накладывают маленькими участками, по 3 — 5 см (но не больше). В перерывах этим участкам дают остыть до 50 — 60 градусов, чтобы не перегреть материал и не допустить появления трещин. Процесс осуществляется под постоянным током, электрод должен двигаться не по прямой линии, а зигзагами. Или по кругу.

Ошибки, которые часто допускают при сварке чугуна

Неправильный выбор электродов и несоблюдение режима сварки — одни из самых распространенных ошибок при работе с чугунными деталями. Также важно уделить внимание условиям, в которых хранятся электроды: это обязательно должно быть сухое место. Отсыревшие расходники можно просушить в духовке при температуре 250 градусов.

Если выбрать для конкретного вида чугуна соответствующую технологию, точно соблюдать все ее требования и правильно подготовить материал, с высокой вероятностью получится надежное, долговечное соединение.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Чугун — металл с ограниченной свариваемостью. Его свойства, в том числе и то, насколько он поддается термическому воздействию, зависят от марки и химического состава. Белые чугуны с высоким содержанием углерода сварке не подлежат. Серые, черные ковкие и марки с шаровидным графитом можно сваривать между собой и с никелевыми сплавами в режиме ММА, когда нужно отремонтировать детали, конструкции или исправить брак.

Говорим о сложностях сварки чугуна электродом в домашних условиях: что вызывает затруднения, какие материалы и техники использовать для лучшего результата работы.

Почему сложно сваривать чугун

Причин, с которыми связаны трудности при сварке чугуна, несколько. Они обусловлены с его физическими свойствами и химическим составом.

Получить качественный шов и надежное соединение сложно по нескольким причинам:

  • У чугуна низкая пластичность. Во время охлаждения в шве и рядом с ним возникают усадочные напряжения, которые не могут нивелироваться и часто приводят к появлению трещин.
  • При охлаждении наплавленного металла и зоны около шва металл меняет свою структуру. В результате могут образоваться участки отбеленного чугуна, который отличаются по плотности от серого. Это тоже повышает риск образования трещин.
  • По текучести чугун выигрывает у стали, что мешает при сварке. Слишком жидкий расплавленный металл легко растекается, поэтому сформировать ровный правильный шов тяжело.
  • Чугун содержит много газовых включений. В процессе сварки газы активно выделяются из расплавленного металла, в том числе и во время его охлаждения. Из-за этого в шве могут появляться поры, снижающие прочность соединения и герметичность.
  • В зависимости от марки, чугун может содержать элементы, образующие тугоплавкие оксиды — например, легированный кремнистый и алюминиевый. Эти оксиды становятся причиной плохого провара.

Тяжело заваривать и чугунные изделия, которые долго эксплуатировались при повышенной температуре, в постоянном контакте с маслами и смазками. Они или не поддаются сварке, или в шве будет много пор.

Какие способы используют для работы с чугуном

Для соединительной разнородной и однородной сварки, восстановительной наплавки, исправления дефектов в литых деталях — например, раковин, используют три метода.

Горячая сварка

Технология подразумевает, что чугун предварительно нагревают в печи до температуры порядка 6000, а после сварки на высоких токах медленно охлаждают. Это значительно снижает остаточные напряжения и риск появления холодных трещин. Однако такого нагрева невозможно добиться в домашних условиях. Как правило, этот способ применяют для соединительной сварки при изготовлении конструкций на предприятии.

Полугорячая сварка

Этот метод используют для ремонтной сварки чугуна в гаражных мастерских и цехах. Он предполагает подогрев до 200-3000. Маленькие детали нагревают полностью, большие локально, в зоне сварки. Для подогрева используют газовую горелку. После сварки шов укрывают теплоизоляционным полотном, а деталь охлаждают в ванне с песком. Такой способ тоже помогает снизить усадочные напряжения.

Холодная сварка

Такой способ применяют в обычных условиях домашней мастерской на даче или в своем гараже. Чугун варят без подогрева на холодную. Чтобы снизить риск образования горячих трещин выбирают присадочные материалы на медной и никелевой основе, которые модифицируют металл шва.

Сварка на холодную подходит для неответственных чугунных деталей и рядовых конструкций, не испытывающих высоких нагрузок. К прочности их швов не предъявляют особых требований. Если рабочая температура детали выше 200-3000, предварительный подогрев все-таки желателен.

Как подготовить чугунные детали и выполнять сварку

Чтобы снизить риск образования пор в шве рабочую зону детали надо очистить до блеска от загрязнений, повреждений и обезжирить. Выжечь масло и графит из места сварки можно с помощью дуговой строжки и специальных электродов. Их же используют, чтобы подготовить кромки и разделать трещины под углом 60-700 — предпочтительная форма U- и V-образная. Если электродов для строжки нет, выполните разделку болгаркой, а конец трещины засверлите.

При работе с чугуном на холодную в домашних условиях:

  • сваривайте на постоянном токе обратной полярности, чтобы не допустить перегрева зоны сварки;
  • проводите сварку в нижнем положении, чтобы избежать сильного растекания сварочной ванны;
  • ведите электрод углом назад под наклоном около 900 и накладывайте валики без поперечных колебаний;
  • не допускайте сильного нагрева зоны сварки, чтобы не изменять структуру чугуна — максимальная температура та, которую можно вытерпеть при касании рукой;
  • сваривайте на короткой дуге и продольными короткими швами, длина которых в пределах 20-30 мм;
  • проковывайте шов после каждого прохода зубилом или любым инструментом с округлым бойком, чтобы снять усадочные напряжения;
  • перед следующим походом тщательно сбивайте шлак и дожидайтесь остывания зоны сварки, чтобы не перегревать её.

Ток выбирайте в пределах, которые рекомендованы для сварки выбранными электродами для чугуна.

При работе не забывайте о правилах безопасности: хорошей вентиляции, маске и крагах. Сварка чугуна требует внимания и аккуратности, ведется без спешки. Швы и наплавки чаще многопроходные. Детали нужно остужать.

Какие электроды применяют для сварки чугуна

Выбор параметров и расходников для сварки чугуна определяется его ограниченной свариваемостью. Можно использовать электроды с основным и специальным покрытием. Мы рекомендуем:

Медно-никелевые электроды для соединительной сварки, предварительной наплавки и устранения дефектов литья серых чугунов. Они подходят для холодной и горячей техники, не образуют структур с высокой твердостью после нагрева и быстрого охлаждения, поэтому риск холодных трещин минимален.

Электроды хороши для коротких соединений, работы с тонкостенными деталями при небольшой глубине проплавления и требуют тщательной проковки шва.

Электроды из железоникелевого сплава для профессиональной ремонтной сварки, наплавки и работы с нагруженными деталями. Наплавленный металл шва отличает высокая прочность, стойкость к горячим трещинам. Шлак легко отбивается, шов без труда поддается механической обработке.

Электроды подходят для однородной и разнородной сварки чугуна с низколегированными сталями. Работать можно на холодную и с подогревом.

Электроды для профессиональной работы с серыми и высокопрочными чугунами. Они содержат большое количество графита. Его содержание в металле шва позволяет получить соединение требуемого качества.

Электроды предназначены для сварки с подогревом, но могут использоваться и при заваривании холодного металла. Они подходят для «горелых» и замасленных чугунов: соединения, создания промежуточного слоя, разнородной наплавки.

Железоникелевые электроды с большим содержанием графита в покрытии для соединительной сварки и ремонта на холодную и с небольшим подогревом. Они обеспечивают однородность наплавленного металла, стабильно горящую дугу и капельный перенос, легкое удаление остывшего шлака.

Электроды можно использовать для серых и ковких чугунов, деталей из высокопрочных сплавов, которые подвержены повышенным нагрузкам и толстостенных элементов.

Специальные электроды для сварки чугуна: упрочняющей наплавки и ремонта. Они предназначены для деталей, которые работают в условиях высокого абразивного износа. Наплавленный металл представляет собой аустенитный чугун, который устойчив к коррозии и повышенным температурам.

Сварку нужно вести с предварительным и межпроходным подогревом. Наплавленный слой отличается твердостью, стойкостью к абразивному воздействию и агрессивным средам.

Консультанты нашего интернет-магазина помогут с выбором электродов по чугуну под ваши задачи и объяснят нюансы сварки.

Похожие статьи

Сварка нержавейки электродом

Нержавеющая сталь является востребованным материалом благодаря своим свойствам (коррозионностойкости и долговечности), в связи с чем часто возникает необходимость ее сварить. Однако, есть определенные тонкости при работе с нержавейкой, которые мы и рассмотрим в этой статье.

Маркировка электродов для сварки

Стержневые электроды применяют при ММА и TIG сварке. При ММА защиту от атмосферы обеспечивает сам электрод, который по сути играет роль и сварочной присадки. В его покрытие входит шлак или защитный газ, не допускающие попадание кислорода, водорода и азота в сварочную ванну. При TIG используют присадочную проволоку и инертный газ, как правило, аргон, изолирующий ванну от атмосферы.

Как правильно вести электрод во время сварки

Рассматриваем подробно, как правильно вести электрод при сварке инвертором, и на что влияют угол наклона, длина дуги, скорость и направление.

Что нужно для сварки аргоном в домашних условиях

Поговорим о сварке аргоном в домашних условиях и расскажем начинающим, в чем преимущества способа, что нужно для работы, а также как правильно настраивать аппарат и вести горелку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *