Свариваемость чугуна: особенности, холодный и горячий способы, технология процесса

Содержание

Сварка чугуна: технологии и особенности металла

Чугун является прочным металлическим сплавом, который состоит из двух видов металла — железа и углерода. Сплав используется практически во всех сферах жизни, из него делают батареи, сантехнические устройства, посуду, а также оградительные конструкции, детали для автомобилей и станочного оборудования.

Но при изготовлении различных конструкций, требуется знать, как выполняется сварка чугуна, потому что именно от соблюдений важных принципов будет зависеть прочность и износостойкость готового изделия. Данный процесс имеет некоторые трудности и сложности, которых можно избежать только при условии, если будет изучена правильная технология сварки.

Виды чугуна

Перед тем как проводить сварку чугуна в домашних условиях, стоит внимательно рассмотреть разновидности сплава. Виды могут отличаться по степени прочности, тугоплавкости, по степени свариваемости.

Ниже в таблице описаны основные разновидности чугуна.

ВидОсобенности
БелыйВ составе белого чугуна весь имеющийся углерод присутствует в форме цементита. Расцветка излома светлая. Этот вид сплава обладает высокой прочностью, по этой причине он подвергается обрабатыванию режущими инструментами. Он используется в виде полупродукта при изготовлении ковкого чугуна.
СерыйВесь углерод или его часть присутствует в составе сплава в виде графита. При изломе обычно можно увидеть серый цвет. За счет того что серый чугун обладает высокими литейными качествами его применяют в качестве основного материала для литья. В отличие от белого чугуна достаточно хорошо поддается ковке.
КовкийЭту разновидность получают при отливке и последующей обработке белого чугуна с образованием графита с хлопьевидной структурой. Данная разновидность сплава в основном используется для изготовления автомобилей, сельскохозяйственных машин, тракторов.
Половинчатый или отбеленныйВ составе данного вида чугуна углерод может присутствовать в двух формах — в виде графита или цементита. Его применяют в качестве функционального материала для работы в условиях сухого трения, а также для производства деталей с высокой износостойкостью.
ВысокопрочныйВ данном виде сплава имеется шаровидный графит, которые образуется в процессе кристаллизации. Обычно его применяют для изготовления элементов с высокой ответственностью в машиностроении, а также для производства труб с высокой прочностью для водоснабжения, нефте- и газопроводов.

Характеристика сплава

Процесс сварки чугунных деталей напрямую зависит от особенностей и свойств сплава. По сути, данный металл состоит из двух металлов — железа и углерода. Но если его сравнивать со сталью, то железа в нем выше практически на 2,14 %.

Как было указано выше в соответствии со составом чугун может быть разного вида — белый, серый, половинчатый, высокопрочный. Свойства каждого вида определяются составляющими компонентами.

Сварка по чугуну имеет некоторые сложности. Во время нее достаточно тяжело добиться высокой прочности сварного шва. Это происходит из-за наличия проблем из списка:

  • из-за того, что чугун имеет неоднородную структуру, при сваривании шов может сильно растрескаться. Это происходит из-за влияния на него повышенной температуры дуги. В результате этого происходит отбеливание, изменение состава в области сваривания металла;
  • сварочные работы по чугуну с применением высокотемпературного влияния электрической дуги вызывают выгорание части углерода из состава сплава. Все это может вызвать образование пор в составе сварного шва. В результате этого сильно снижается прочность сварного шва, ухудшаются характеристики качества;
  • при расплавлении чугун приобретает сильно текучую структуру, что вызывает сложности при формировании нормального шва. Чем больше содержание в составе углерода, тем выше степень текучести сплава;
  • во время сварки чугуна со сталью может появляться окись в шве, которая вызывает снижение прочности.

Вышеперечисленные особенности металла значительно осложняют процесс сварки по чугуну. Основная сложность состоит в том, что итог может быть не таким, какой его ожидают. Зачастую на поверхности сварного шва появляются поры и трещины при остывании сплава.

Для сварки не стоит применять чугун темно-серого или черного оттенка (в нем имеется высокое содержание графита). Данные разновидности сплавов не стоит варить дома, зачастую это вызывает растрескивание соединения и самой детали.

Способы сварки

Способы сварки чугуна могут выполняться по-разному. Все зависит от того, как будет подготовлен металл к самому процессу. В целом выделяют всего два способа сваривания — холодный и горячий.

Особенности холодной сварки

Технология сварки чугуна холодным способом достаточно легкая. Она не имеет сложностей и особых проблем, главное предварительно изучить ее важные особенности. Также нужно знать, чем сваривают чугун.

Сварка чугуна и стали обычно выполняется с использованием электродов, которые специально предназначены для этого вида сварочного процесса. Если будут использоваться простые стальные электроды без нагревания, то в области сварного шва появляется металл в форме высокоуглеродистой стали с дополнительными компонентами, которые входят в состав чугуна — фосфор, сера, марганец.

Холодная сварка чугуна с металлом имеет несколько важных особенностей, на которые стоит обратить внимание:

  • она проводится электродами с небольшим размером диаметра, также весь процесс осуществляется на малом токе;
  • холодная сварка чугуна электродом может проводиться в домашних условиях при маленьком объеме работ, а также если нет возможности для выполнения подогрева деталей;
  • холодная сварка может быть проведена стальными электродами при условии, если на швы не будет оказываться нагрузка на растяжение. Идеально подходят медно-никелевые электроды, а также с содержанием в составе меди и железа.

После сваривания нельзя проводить зачистку шва, это связано с его высоким растрескиванием. Слишком быстрое остывание может привести к появлению белого чугуна в области рядом со сварным швом. В результате этого основа металла станет достаточно твердой, но сильно хрупкой.

Особенности горячей сварки

Горячая сварка чугуна является наиболее подходящим методом сваривания в домашних условиях. Во время подогрева сварной шов получается с хорошим качеством, потому что во время этого процесса не возникает отбеливаний металла, а также его закалки.

Горячая сварка стали с чугуном может разделяться на два подвида — местная (частичное прогревание) и общая (полный прогрев всей детали). Для прогревания обычно применяется специальная печь, в которой деталь прогревается равномерно со всех сторон.

Помимо этого выделяют несколько вариантов степени прогрева, которые зависят от показателя температуры:

  • горячее прогревание, при котором прогрев происходит под температурой от 500 до 600 градусов Цельсия;
  • полугорячее прогревание при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия;
  • теплое прогревание от 150 до 200 градусов Цельсия.

Технология горячей сварки состоит в нагревании детали до требуемой температуры, которое производится перед началом сваривания, а затем производится медленное охлаждение после завершения процесса.

При нагревании температура не должна быть выше 600-650 градусов Цельсия, в противном случае это может привести к изменению структуры чугуна. Он может стать хрупким, в сварном шве могут образоваться трещины, поры. Обязательно должен соблюдаться неспешный прогрев с выдерживанием скорости до 150 градусов в час.

Процесс охлаждения также должен производиться не слишком быстро. Лучшим вариантом будет деталь оставить в печи, в которой и осуществлялось нагревание. В ней будет медленно происходить остывание.

Правильная подготовка чугуна к сварке

Подготовка чугуна к сварке должна проводиться в обязательном порядке, именно от нее зависит качество готового шва, его прочность, износостойкость. Если этот процесс будет выполнен правильно, то он предотвратить хрупкость и пористость структуры материала, а также устранить возможные дефекты.

Подготовка должна состоять из следующих действий:

  • распиливание трещин. Зачастую трещины  в чугуне обладают тонкой и глубокой структурой. Если размер толщины обрабатываемой детали составляет 4 мм, то накладываемый сверху шов не сильно заплавит поверхность трещины. В результате этого останется разрозненная структура внутри основы сплава. При этом степень сопротивления на разрыв и излом будет слабая. Для того чтобы в этих местах было хорошее заваривание, требуется выполнять распиливание трещины «болгаркой» с использованием тонкого диска. При этом, чем больше толщина материала, том глубже должно быть запиливание;
  • просверливание краев. При визуальном осмотре детали из чугуна невозможно увидеть точное окончание глубины трещин. По этой причине прежде чем начать сваривание трещины, стоит по ее краям просверлить небольшие отверстия. Отступать от видимого конца разлома требуется на расстояние 5 мм. Если выполнить просверливание краев, то это обеспечит хорошее заполнение металлом внутреннее пространство, а также защитить от продолжения раскола;
  • выполнение разделки кромок. Степень свариваемости чугуна может отличаться перекалкой в области соединительного шва, что может привести к повышению хрупкости данного участка. Чтобы предотвратить данный процесс требуется провести равномерное прогревание на всю длину соединения. Область соединительного шва разбавляется металлом, для этого и используется правильная разделка кромок. Во время соединения толстых пластин проводятся скосы краев под углом 45 градусов, при этом у основания должно оставляться небольшое притупление в 3-4 мм. Данное разделение обеспечит хорошее заполнение области разделения, а также она повысит прочность и износостойкость данного участка;
  • проведение подформовки. При сваривании тонкого изделия из чугунного сплава повышается вероятность протекания жидкого металла. По этой причине в этих случаях под изделие требуется подкладывать подкладку из графита, это позволит поддержать прогретую область и сохранит первоначальную форму элемента.

Как сваривать электросваркой

Перед тем как начать сваривание с использованием электродов обязательно нужно внимательно изучить особенности сварки чугуна данного вида. В первую очередь требуется подобрать правильные электроды и специальное оборудование. Главная особенность данного метода состоит в том, что в области сварного шва повышается степень хрупкости металла.

Повышение хрупкости связано с тем, что в период проведения сварочных работ сплав на сплав из чугуна оказывается высокая закалка. По этой причине сварка электродами котла чугунного и других деталей в промышленных условиях имеет существенные отличия по сравнению с обычной обработкой других изделий. Во время нее требуется проводить нагревание материала до температуры почти 600-650 градусов Цельсия.

Обычно при электросварке используются два вида электродов:

  • ОЗЧ-2. Электроды данный модели имеют стержень из медного металла, который покрыт специальным составом с содержанием графита;
  • МНЧ-2. Для стержня электродов данного вида применяются разные виды металлов — никель, медь, марганец и железо. Данная модель является самым подходящим вариантом для электросварки чугуна, но она имеет высокую стоимость.

Особенности сварки чугунных деталей с использованием электродов:

  • во время электросварки холодным методом необходимо соблюдать определенный темп наложения швов;
  • требуется контролирование проведения процесса сваривания, это поможет избежать перегревания поверхности выше установленных показателей;
  • сварщик должен производить работы «вразброс», небольшими частями. При этом обязательно должна выполняться проковка и делаться перерывы;
  • в связи с тем, что главная особенность чугуна состоит в том, что он достаточно медленно остывает, поэтому чтобы заварить деталь из чугуна может потребоваться некоторый период времени;
  • если восстанавливаются дефекты небольшого размера, то дополнительно может потребоваться подложка из графита, это предотвратит вытекание металла.

Сварка полуавтоматом

Сварка чугуна полуавтоматом выполняется достаточно просто, главное внимательно изучить все действия. Обязательным условием для процесса является подготовка детали из чугуна, именно от подготовки будет зависеть показатель прочности сварного шва.  Также потребуется специальная проволока для сварки полуавтоматом чугуна.

Чтобы правильно выполнить сварку чугуна полуавтоматом, нужно рассмотреть правильную технологию. Обычно данный метод производиться при помощи трех способов сварки:

  • холодная сварка чугуна с использованием сварочной проволоки по чугуну ПП АНЧ-1. Она подходит для небольших коротких швов, заделки трещин, для работы с тонкими деталями из чугуна. Никакого подготовительного этапа не потребуется, достаточно только лишь провести кончиком проволоки по области сварки. Схватывание дуги происходит практически сразу, потребуется удержать ее в течение нескольких секунда, а в это время нужно провести проволокой по месту шва;
  • полугорячая сварка чугуна полуавтоматом обычной проволокой применяется для сваривания более сложных участков. К примеру, ее используют при установке заплатки на канализационных трубах. Уровень температуры нагревания составляет около 350 градусов Цельсия. Для полугорячей сварки подходит проволока для сварки чугуна ПП АНЧ-2. Для нагревания может применяться паяльная лампа. После сваривания производится плавное охлаждение;
  • горячая сварка применяется для изготовления сварных швов с высокой прочностью, которые обладают повышенными качествами на изгиб и излом.  Во время него применяется проволока сварочная для чугуна ПП АНЧ-3. Нагревание производится в печи или при помощи газовой горелки. Нагревание производится до температуры 600 градусов Цельсия. А вот процесс графитизации выполняется естественным путем.

Сварка аргоном

Сварку чугуна аргоном используют многие начинающие сварщики по совету опытных товарищей, часто прибегают к свариванию полуавтоматом в аргоновой среде. Этот метод не оправдывает себя для изделий из чугунных сплавов. Соединение получается как на воздухе с подогревом, но при этом сильно возрастают затраты.

Технология сварки чугуна и стали аргоном обычно предусматривает наличие нейтральной среды. Конечно, в атмосферной среде шов можно получить, но при этом сильно ухудшится его качество. При осуществлении сварки в данной среде в соединении могут образоваться микротрещины, а также будет наблюдаться неравномерная закалка.

Если дополнительно к сварке подать инертный газ аргон, то химический состав в сварочной ванне никак не поменяется. Если применяется аргон, совсем не имеет значения способ сварки. Качество сварных швов получается одинаково хорошее при любом соединении деталей — встык, внахлест, заплатка.

TIG сварка чугуна с использованием аргона считается самым оптимальным вариантом, который позволяет сделать прочный шов. При помощи газа можно варить практически любые сочетания. Если же имеются некоторые сложности с приобретением аргона, то лучше оставить его для соединения чугуна и стали.

Газовая сварка

Газовая сварка чугуна в основном применяется в случаях, когда требуется получение высокопрочного сварного шва, но при условии соблюдения небольшого провара поверхности основного металла. При этом технология газовой сварки чугуна сопровождается применением нескольких режимов наложения шва, от которых будет зависеть качество итогового соединения.

На показатель качества сварного соединения оказывают влияние следующие составляющие:

  • виды режимов подаваемого напряжения;
  • вид техники накладываемого сварного соединения;
  • показатель силы тока;
  • скорость прохождения.

Как сварить чугун и сталь дуговой газовой сваркой, чтобы в итоге получить соединение с высокой прочностью без трещин, пор и других дефектов?  Для этого требуется соблюдать некоторые требования во время рабочего процесса:

  • показатель напряжения дуги должен быть от 18 до 21 В;
  • сила тока — 100-120 А;
  • скорость прохождения не больше 12 м в час;
  • сварные работы должны выполняться с использованием специальных сварных проволок 09Г2СА или ПАНЧ 11 с размером диаметра 1 мм.

Сварка инвертором

Многие неопытные сварщики часто задаются вопросом можно ли сварить чугун и сталь инверторным сварочным аппаратом? Конечно можно, но предварительно следует провести подготовку. Процесс подготовки чугуна должен проводиться с учетом следующих рекомендаций:

  • в первую очередь необходимая область зачищается болгаркой. Для зачистки рекомендуется применять лепестковый круг или другую наиболее подходящую насадку;
  • после того как будет проведена зачистка верхнего слоя до не окисленного металла требуется выполнить обезжиривание. Данный процесс может выполняться при помощи бензина или любого другого растворителя;
  • если требуется заделать трещину, то ее нужно расчистить до полного окончания. После этого в этом месте необходимо просверлить отверстие с размером диаметра 10 мм.

Сварка чугуна инвертором может осуществляться послойно и с использованием опорных элементов — шпилек. Они полностью состоят из стали. Применение данных опорных элементов должно сопровождаться с учетом важных требований:

  • размеры данных элементов должны быть точными, их размер диаметра не должен быть больше 40 % от толщины чугуна;
  • показатель выступа шпильки над металлом составляет не более 4-6 мм;
  • расстояние между ними не должно превышать 6 мм;
  • количество используемых шпилек должно зависеть от параметров соединения, но их не должно быть больше 25 % от площади излома.

Также могут применяться электроды, но они должны быть специальными. Проводить заваривание чугуна обычными электродами не рекомендуется. Для сплава этого вида подойдут электроды с добавлением никеля, меди, хрома и других лигатур, которые способствуют прочному наплавлению чугуна.

Как проводится

Как сваривать чугун при помощи инвертора, чтобы получить хороший и качественный сварной шов? Для этого потребуется изучить важные рекомендации:

  • полярность подключения должна быть обратная;
  • работа сварочного аппарата должна осуществляться на минимальной мощности, она должна соответствовать толщине чугунного элемента;
  • размер длины одного непрерывного сварочного шва не должна быть больше 3-5 сантиметров;
  • не должно быть перегревания металла, которое может возникнуть в результате частых перерывов;
  • первый и последний слой при многослойном сваривании должен проковываться молотком с небольшим усилием.

Сам процесс сварки может быть многослойным или с использованием шпилек. После правильной установки шпилек проводится наваривание каждого слоя. Металл должен накладываться вокруг каждой шпильки, что в итоге получилась заплатка. В конце делается сварной шов, который соединяет наваренный металл между шпильками.

Многослойная сварка выполняется с использованием электродов. После наплавления первого слоя проводится ковка молотком, она должна делаться на горячую. Если есть доступ к обратной стороне изделия, то также накладывается слой на ней, а затем он проковывается. В конце накладывают следующие слои металла.

Прежде чем ответить на вопрос варится ли сваркой чугун, стоит рассмотреть главные особенности данного сплава. Именно от его вида и структуры зависит выбор определенного вида сварки. Для него могут применяться разные виды сварок — электросварка, полуавтоматом, газовая, аргоном, инвертором. Но чтобы процесс был успешным, требуется провести предварительную подготовку чугуна и стали.

Интересное видео

специфика и виды процессов, подготовка материала

В быту, строительстве, при производстве иногда крайне необходима сварка чугуна. Многих начинающих сварщиков волнуют вопросы — можно ли сварить чугун? Если да, то какие особенности сварки чугунных деталей существуют? Как правильно сварить детали? Возможна ли сварка чугуна в домашних условиях? Как заварить чугунную батарею, трубу или плиту? Ответим сразу: сваривать чугун можно, однако сварка чугунных деталей потребует определенных навыков. Чтобы получить прочное соединение, которое прослужит не один десяток лет, ознакомьтесь с теоретической частью.

Содержание статьи

Специфика сплава

Чугун представляет собой сплав из железа и углерода, где количество последнего — от 2 до 6 %. Чтобы повысить жаропрочность сплава, его устойчивость к коррозии и воздействию внешней среды, к чугуну добавляют легирующие элементы, такие как хром, титан, никель и т.д. Если примешать кремний, то значительно уменьшится температура плавления, сера поспособствует снижению текучести, марганец придаст дополнительную прочность, а фосфор позволит получить деталь, имеющую сложную конфигурацию.детали из чугуна

В чугуне углерод может находиться в виде цементита или графита. Карбид железа (цементит) в сплаве находится в связанном состоянии, и такой чугун  называется белым. А вот самородный минерал (графит), наоборот, присутствует в свободном состоянии, причем в каждой из разновидностей чугуна имеет различную форму. Например, пластинчатый графит входит в состав серого чугуна, хлопьевидный – ковкого, шаровидный – высокопрочного. Зная особенности сварки чугуна, можно без проблем выбрать подходящую его разновидность для предстоящих работ.

В отличие от кованого железа и стали, чугун:

  • Содержит гораздо больше углерода (почти в 10 раз).
  • Имеет лучшие литейные качества.
  • Менее пластичен, с трудом поддается ковке.
  • Обладает меньшей рыночной стоимостью.

Поскольку атомы углерода и железа связаны между собой не очень тесно, то сплав является хрупким и не может быть использован для изготовления элементов, подлежащих интенсивным нагрузкам. Тем не менее он устойчив к вибрациям и износу. Если длительное воздействие воды приведет к возникновению ржавчины, то в кислотно-щелочной среде этот сплав не потеряет своих качеств. После нагревания чугун способен сохранять высокую температуру длительное время.

Где применяется

Ранее этот сплав широко применялся для производства канализационных и водопроводных труб, арочных конструкций (в том числе несущих), декоративных элементов и т.д. Несмотря на то, что сейчас предпочтение отдается современным строительным материалам, чугун по-прежнему незаменим в сферах строительства и промышленности. Из него изготавливают плиты для фундамента, колонны, канализационные трубы большого диаметра, люки, ограждения, тормозные колодки, детали для машин. Некоторые предметы быта (сковороды, горшки и т.д.) также производятся из железно-углеродного сплава. Часто отливаются чугунные скульптуры и памятники.скульптура из чугуна

Как подготовить материал к свариванию

Сварка чугуна в домашних условиях, равно как и в условиях производства, должна начаться с предварительной подготовки свариваемых поверхностей. Прежде чем заварить чугунную деталь, стоит удостовериться, что она не имеет повреждений и загрязнений. Материал довольно хрупкий и пористый, поэтому малейшая деформация с течением времени будет увеличиваться, а очистка потребует больших усилий.

Подготовка чугуна к сварке включает в себя:

  • Ликвидацию или уменьшение трещин,
  • Очистку.
вырезанная трещинавырезанная трещина

Перед тем как сварить чугун, все трещины, даже самые мелкие, лучше засверлить по краям и пройтись сверлом по всей глубине. Кроме сверла, можно воспользоваться зубилом, шабером и вырезать трещину, округлив при этом ее края. Сквозные трещины стоит обработать с двух сторон, а место с множественными трещинами лучше вырезать полностью и поставить заплатку.

Чугунные детали сваривают, очистив их от ржавчины, окалины, горючих веществ, грязи и т.д. Очистку можно проводить при помощи растворителей, газовой горелки, наждачной бумаги, металлических щеток и болгарки – в зависимости от степени загрязнения и типа поверхности. В особо сложных случаях можно использовать пескоструйную очистку. В конечном результате заготовка должна иметь гладкую, блестящую поверхность.

Способы соединения

Существуют следующие способы сварки чугуна:

  • Газовая сварка чугуна. Необходима там, где нужно ликвидировать дефекты литья. Особенности сварки чугуна таким образом заключаются в том, что используются пропан-бутан либо ацетилен, а для работы можно применять несколько горелок. Для газовой сварки чугуна присадочной проволокой стоит использовать материал, который содержит большое количество кремния.
  • Ручная сварка при помощи дуги. Перед началом дуговой сварки детали придают температуру 600-650 градусов по Цельсию. Это обеспечивает равномерные нагрев и охлаждение. Наиболее популярна сварка чугуна аргоном.
  • Механизированная сварка при помощи дуги. Деталь также предварительно нагревается до высоких температур. Чтобы из сварной ванны не вытекал жидкий металл, подлежащий сварке участок детали можно формовать пластинами из графита.
  • Электрошлаковая сварка. Технология сварки чугуна включает в себя использование пластинчатых электродов и фторидных флюсов. Для предварительного прогрева детали применяют пламя газовой горелки либо неплавящийся электрод .
  • Термитная сварка. Особенности сварки чугуна таким образом состоят в использовании для нагрева очень горячего металла, полученного при горении термитов. Варится чугун при условии, что термитная смесь нагрета до температуры выше 1300 градусов по Цельсию.
электроды МНЧ-2электроды МНЧ-2 для сварки чугуна

Какой полярностью варить чугун? Прежде чем ответить на этот вопрос, подчеркнем, что выбор полярности зависит от вида электродов, а не от пространственного положения или других критериев. Например, электроды МНЧ-2 требуют применения прямой полярности. В остальных случаях выставляется полярность обратная.

Особенности горячей сварки чугуна

Можно ли варить чугун, избежав отбеливания шва и зоны около него? Чтобы получить качественное соединение, часто прибегают к горячему соединению поверхностей. Перед сваркой их тщательно очищают от загрязнений, затем формуют в специальных ящиках – опоках. Горячая сварка чугуна подразумевает двухступенчатое повышение температуры – сначала просушка до 120 градусов по Цельсию, затем подогрев до 600-700 градусов по Цельсию. И только затем можно сварить чугунные детали.горячая сварка чугуна

Поскольку для качественного результата площадь одной сварочной ванны не должна быть больше 50-60 см2, то сварка производится небольшими участками. Работа над следующим начинается только после того, как предыдущий затвердел. Приварить детали таким методом можно с помощью электродов ОМЧ-1 или ПЧЗ.

Особенности холодной сварки чугуна

Сварные работы по чугуну могут проводиться и без предварительного нагрева поверхностей – например, если нужно заварить чугун в домашних условиях или же деталь имеет слишком большие габариты.  Сварить чугун в таких условиях можно при помощи электродов из аустенитного чугуна, стали или цветных металлов. Сварочные швы нужно стараться делать как можно короче — не длиннее 25 мм. Обеспечьте условия для постепенного остывания швов.холодная сварка чугуна

Чтобы сварить чугун и избежать при этом отслойки металла сварного шва, нужно воспользоваться стальными шпильками с диаметром не более 16 мм. Если края деталей не толще 10 мм, диаметр шпильки должен составлять 6 мм, если в пределах 10-20 мм, то небходимы шпильки с диаметром 10 мм.

Сварка при помощи аргона

Сварка чугуна аргоном (TIG) возможна тремя способами – с помощью холодной сварки, горячей (до 600 градусов по Цельсию) или полугорячей (до 400 градусов по Цельсию). Первый из них уместен тогда, когда нужен шов, не состоящий из чугуна.

Как варить чугун аргоном? Для этого выставляют значение сварочного тока в 40-80 А в зависимости от толщины деталей. Если этот показатель вы выбрали правильно, металл во время процесса трещать не будет. Качество шва не зависит от направления сварки, поэтому горелку можно располагать как за присадочным прутком, так и перед ним. Сварочный присадочный стержень предварительно нагревают, затем помещают в сварную ванну и формируют шов. Чтобы он получился качественным, без пор, присадочный пруток лучше не выносить из зоны сварки, а помешивать им расплавленный металл, равномерно распределяя его и удаляя пузырьки газов. После сваривания деталь должна остыть естественным путем.

Сварка чугунных радиаторов

Можно ли заварить чугунную батарею самостоятельно, не вызывая специалиста? Заварить трещину в радиаторе можно, если у вас есть стаж проведения подобных работ, так как не каждый шов сможет выдержать давление до 10 атмосфер и температуру до 100 градусов по Цельсию. Наиболее распространена сварка чугуна инвертором: этот прибор легкий и компактный, к тому же простой в управлении.

В большинстве случаев поверхности, подлежащие сварке, нельзя вращать, поэтому соединение варят с отрывом. Чтобы шов получился прочным, производят два прохода. После каждого из них нужно очистить место сварки, удалить наплыв и окалину. В качественно выполненном шве все края заполнены, подрезов нет.сварка чугунного радиатора

Соединение чугуна со сталью

Сварка чугуна со сталью осложнена тем, что эти металлы имеют разное процентное содержание углерода. Кроме того, если гранулы углерода крупные, то речь не может идти о надежном шовном соединении.

Стали с чугуном могут быть соединены при помощи как холодной, так и полугорячей, и горячей технологии. Для соединения железно-углеродного сплава с обычной сталью или с нержавейкой нужно использовать постоянный ток (полярность – обратная). Переменным током следует воспользоваться только при напряжении холостого хода, превышающем 54 вольта. Сначала нужно обрабатывать изделие из чугуна, затем – из стали. Если соединение чугуна и стали должно иметь толстый шов, то он варится слоями. Каждый из них необходимо уплотнить, используя молоток.

В случае, когда нержавейка присоединяется при помощи горячего или полугорячего способа, зону наплавки стоит охлаждать. Обратите внимание: при резком снижении температуры материал будет деформирован или начнет разрушаться. Поэтому температуру в зоне наплавки снижают медленно, а шов время от времени нагревают.

Полезные советы

  • Правильно варить чугун нужно в нижнем положении.
  • Перед тем как заварить чугун низкоуглеродистыми электродами, обратите внимание, что толщина наплавленного металла должна составлять около 50 процентов от толщины самой детали.
  • Сварка чугуна полуавтоматом должна проводиться без колебательных движений при ведении первого шва. Затем можно приступать к поперечным движениям.
  • Чугун и сталь можно сваривать и при помощи аргонодуговой технологии. В таком случае используйте для присадки флюсовую проволоку на никелевой основе, сняв с нее обмазку. Электроды должны быть изготовлены из вольфрама.
  • Нержавейка к чугуну может быть надежно приварена в том случае, если сварку проводить в несколько проходов короткими швами, давая металлу остыть.
  • Чтобы чугун после сварки остывал постепенно, его или накрывают, или засыпают негорючими материалами (асбест, песок, зола).
  • В толстых деталях перед свариванием разделываются кромки. Угол фаски должен составлять 45 градусов.

[Всего: 0   Средний:  0/5]

Сварка чугуна своими руками | Строительный портал

Сварка большинства видов сталей в домашних условиях особого труда не представляет при наличии необходимого оборудования. Но если вы планируете сварить чугун, который является наряду со сталью основным конструкционным материалом, то могут возникнуть некие сложности. Основная неудача при процедуре сварки чугуна своими руками состоит в низком качестве сваренного соединения, что объясняется насыщенной закалкой металла в области сварного шва  -другими словами с увеличением хрупкости чугуна в этой области и появлении трещин.

Содержание:

  1. Чугун как сплав
  2. Особенности сварки чугуна
  3. Подготовка к работе
  4. Разновидности сварки чугуна

Чугун как сплав

Чугун известен как железоуглеродистый сплав, в нем содержание углерода больше – от 2 до 6%. Подобное высокое содержание углерода провоцирует то, что углерод в чугуне, в отличие от стали, находится в свободном состоянии. В чугуне также присутствуют кремний, сера, марганец и фосфор, при этом фосфора и серы в чугунном материале больше, нежели в стали. В легированном чугуне содержатся добавки молибдена, ванадия, никеля и хрома.

Например, углерод в самом распространенном и применяемом сероватом чугуне существует в виде включения графита (вспомните, что чугун мажется), которое и обуславливает его нехорошую свариваемость. Также углерод может присутствовать как цементит. И зависимо от вида добавок различают белый, серый и ковкий чугун.

Долговечность черного металла, к которым причисляют и чугун, делает его лучшим материалом для создания решеток, ворот, а также предметов украшения дома. Чугунные батареи и трубы, которые сегодня можно отыскать практически в каждом доме, хоть и заменяют современными вариантами, и цена сварки чугуна падает, но ценность данного материала не уменьшается от этого.

Особенности сварки чугуна

Чугун является широко применяемым конструкционным материалом, который отличается дешевизной, высокой обрабатываемостью и хорошими литейными свойствами. Но высокая хрупкость и низкая прочность чугуна провоцируют выход из строя в процессе эксплуатации многих деталей, изготовленных из него.

Сварщики-практики полагают, что плохая свариваемость чугуна объясняется строением структуры материала в изломе. Чугун, который имеет тонкодисперсный излом серого окраса, сваривается легче, чем чугун, у которого излом отличается крупнозернистой структурой и темный цвет. Сварке фактически не поддаются промасленные чугуны и чугуны, которые подвергались воздействию брутальных сред.

По своему химическому составу, физическим свойствам и структуре чугун относят к ограниченно свариваемым сплавам. Поэтому всегда нужно учитывать следующие особенности сварки чугуна:

  1. Чугун – жидкотекучий материал, поэтому его сварку осуществляют в нижнем положении.
  2. При выгорании углерода в сварном шве образуются поры.
  3. Низкая пластичность металла приводит к существенным внутренним напряжениям и возникновению закалочных структур, которые способствуют образованию трещин.
  4. В расплавленном состоянии чугун окисляется с формированием тугоплавкого окисла, температура плавления которого выше, чем у чугуна.

Главная сложность, которая зачастую сопровождает электросварку и ручную дуговую сварку чугуна, – возникновение холодных трещин. Специалисты, которые работают с данным материалом, тщательно изучают общий состав чугуна, наличие и долю углеродных вставок. Подобрав правильный режим работы, получится избежать неприятных последствий.

К технологическим мерам, которые направлены против появления трещин, относят: предупреждение перегрева чугуна при сварке, что достигается использованием электродов малого диаметра, проведением сварки малым током или вразброc; уменьшение напряжений, которые возникают в результате усадки металла швов или наплавки, получаемых проковкой в горячем состоянии и уменьшением объема наплавленного чугуна.


Подготовка к сварке

Помните, что непосредственно до сварки, несмотря на метод сварки чугуна, нужно всегда делать подготовку кромок деталей, что соединяются, или разделывать дефектные места. Кромки скашивают вручную с помощью слесарного зубила или переносного наждачного круга с гибким валом. Для избегания отколов чугун нужно срубывать тонкими слоями, потому что толщина стружки должна быть не больше 0,8-1 миллиметра.

Разделывают дефектные места до незапятнанного металла с использованием зубил, шаберов, шарошек, сверл, размеры которых зависят от габаритов недостатка, формы изделия и необходимости создания комфортных условий для работы.

При процессе разделки дефектных мест на деталях из чугуна нужно соблюдать следующие правила:

  • Ведут строго разделку по трещине.
  • Засверливают несквозные трещины на расстоянии 10 миллиметров от их концов сверлом, который имеет поперечник на 1-2 миллиметра больше ширины трещины, и до металла их вырубают.
  • Сквозные трещины нужно разделывать с одной или двух сторон, все определяется толщиной металла и удобством проведения разделки.
  • На трещины, которые друг от друга расположены слишком близко, принято наваривать заплатку, как на пробоины.

При проведении заварочного ремонта пробоины ее края нужно сгладить, срубая остроугольные выступы зубилом. Поверхность детали зачистите на расстоянии 30 миллиметров от краев пробоины с помощью наждачного круга. Потом вырежьте из низкоуглеродистой листовой стали заплатку нужной толщины и формы. Заплатка должна перекрывать любую пробоину со всех боков на 15-20 миллиметров.

Для уменьшения напряжений, которые возникают в материале при процессе сварки чугуна в домашних условиях, нужно у заплатки отбортовать края на угол 30 градусов. Заплатку помещают на изделие отбортовкой к чугунному материалу и приваривают внахлестку.


Разновидности сварки чугуна

Электродуговую сварку чугуна в критериях производства осуществляют жарким способом, в рамках которого свариваемые детали предварительно нагреваются до температуры 650 градусов по Цельсию. Существует и холодный способ, когда перед сваркой детали нагревают всего лишь до температуры 250 градусов или не нагревают вообще.

Горячая сварка чугуна

Технология горячей сварки чугуна намного сложнее холодного решения, однако она помогает избавиться от риска формирования трещин в переходных областях швов. При сварке старайтесь равномерно прогревать поверхность изделия, потому что причиной разломов и трещин становится чрезмерно большая разница температур основного элемента и шва.

Перед нагреванием деталей их следует закрепить в жестком каркасе, чтобы устранить напряжение, которое может привести в процессе сварки к возникновению трещин. Если нагрев чугунных изделий носит местный характер, то не обязательно использовать жесткий каркас. Детали принято нагревать при помощи установок индукционного нагрева с использованием токов промышленной частоты. Помимо этого, вы их можете нагреть в горнах, используя пламенные горелки или паяльные лампы.

При заварке дефектов, что располагаются на краях детали или сварке сквозных трещин, рекомендуется использовать графитовые формы, что предотвращают вытекание из сварочной ванны жидкого металла. Формы принято готовить с помощью графитовых пластинок, которые соединяются формовочной смесью, состоящей из кварцевого песка, что смочен жидким стеклом. Подогрев делают с целью, чтобы равномерно происходило охлаждение готового изделия для предотвращения возникновение трещин.

Непосредственно перед сварочными работами нужно подготовить дефектное место — тщательно очистить от пыли и грязи и разделить для образования полостей для обеспечения хорошего доступа для манипулирования электродами в зоне сварки.

При работе строго следуйте технологии сварки чугуна: соблюдайте объем расплавленного чугуна во время сварки и размешивайте его концом присадочного стержня или электрода. Охлаждать деталь стоит постепенно. Заваренное место не должно слишком быстро остывать, его стоит засыпать древесным углем, сухим горячим песком или охладить в печи. Мелкие детали остывают 3 — 40 часов, более крупные — до 5 суток.

Для защиты и раскисления ванны применяют флюсы на борной основе – к примеру, техническую безводную буру, прокаленную при температуре 400 градусов. Данный способ сварки на сегодняшний день считается по качеству самым совершенным. Однако имеет горячая сварка чугуна и свои недостатки – тяжелые условия труда и кропотливость процесса.

Холодная сварка электродами

В обыденных условиях, когда отсутствует особое нагревательное оборудование, а необходимость проведения сварки металла носит эпизодический нрав, подходящей является процедура прохладной сварки чугуна особыми электродами. Для этого широко используются электроды ОЗЧ-2 со стержнем из меди, что покрыты особым составом, а также электроды МНЧ-2, стержень которых выполнен из сплава никеля, железа, меди и марганца.

Металл, который наплавляется электродами МНЧ-2, обработке резанием лучше поддается, но подобные электроды являются очень дефицитными и дорогими. Дешевыми являются электроды ОЗЧ-2, их просто изготовить без посторонней помощи, просмотрев видео о сварке чугуна.

Электрод ОЗЧ-2 – это медный стержень, который имеет электродное покрытие, содержащее 50% металлического порошка, 27% мрамора, 7% плавикового шпата, 4,5% кварц, 2,5% ферромарганца, 6% ферротитана, 2,5% ферросилиция, 0,5% соды. Не пугайтесь большого числа компонент, потому что при изготовлении самодельного электрода можно использовать готовое покрытие.

Порядок создания электродов для сварки чугунного материала следующий. Зачистите отрезки медной проволоки перед нанесением на изделие покрытия и обезжирьте любым органическим растворителем. Сколите покрытие с железных сварочных электродов, размельчая его и соединяя в соотношении 1:1 со стальным порошком или небольшими железными опилками.

После этого перемешайте все кропотливо с водянистым стеклом. Вертикально в полученную сметанообразную смесь обмокните отрезки проволоки из меди и извлеките их медлительно из обмазочной массы, чтобы избыток успел стечь. В данном случае толщина слоя покрытия должна быть не меньше 1,5-2 миллиметров. Электроды сначала сушат в вертикальном положении на воздухе, а затем при температуре 250 градусов по Цельсию прокаливают, используя для этого, к примеру, духовку плиты.

Сварку чугуна самодельными электродами проводят недлинной дугой, используя при этом неизменный ток — на оборотной полярности. Неотклонимыми являются перерывы для остывания металла до температуры 50 градусов. При поперечниках электродов 3-5 миллиметров значение сварочного тока достигает 90-180 Ампер. Чтобы обеспечить высококачественную сварку, шов необходимо накладывать маленькими участками, что имеют длину по 30-50 миллиметров, и проковывать сходу после сварки, это предупреждает появление в сварном шве трещин.

Если у вас совсем нет времени для создания электродов, то помните, что в бытовых условиях хорошие результаты обеспечивает сварка чугуна с помощью комбинированных медно-стальных электродов. Последние изготавливают, навивая поверх электродов с покрытием, созданных для варки стали, спираль из латунной или медной проволоки, что имеет поперечник 1,5-2 миллиметра. Масса подобной спирали должна в 4-5 раз быть больше веса железного стержня электрода.

При использовании комбинированных электродов по технологии холодной сварки чугуна нельзя сильно разогревать свариваемые детали из чугуна, поэтому процесс проводят на малом сварочном токе небольшими участками «вразброс» с проковкой молотком приобретенных швов и перерывами для остывания обрабатываемого изделия.

Газопламенная сварка чугуна

Несмотря на существование многих способов сварки чугуна, самым надежным остается газовая сварка, которая позволяет добиться качественной наплавки, которая будет сходна по свойствам с основным материалом. Подобную методику, как правило, используют с целью устранения повреждений, к примеру, прикрепления оторванной части конструкции, восстановления поврежденного отверстия.

При проведении газопламенной сварки просто выполнить более равномерный и неспешный нагрев или остывание детали из чугуна. В итоге на границах шва и в металле шва создаются для графитизации углерода более подходящие условия, сводится к минимуму возможность возникновения внутренних напряжений.

Но обычно технология ручной дуговой сварки чугуна газом предполагает проведение обогрева изделия. Проводят местный обогрев пламенем горелки перед рабочим процессом. В качестве присадочного металла принято употреблять литые чугунные прутья. Ведут сварку обыкновенным или науглероживающим пламенем, используя флюсы из буры или консистенции: 56% буры, по 22% поташа и соды.

Отличный результат демонстрирует сварка чугунного материала газовым пламенем с использованием прутьев из латуни, температура плавления которой ниже, чем у чугунного материала. Процесс проводят с участием флюса из буры или борной кислоты и буры, которые взяты в равном количестве. Кромки трещин, что разделаны под угол 80 градусов, нужно нагреть до температуры 900 градусов, посыпать флюсом и с использованием латунного прута облужить кромки. Всю разделку после этого необходимо заполнить латунью, не расплавляя чугун.

Таким образом, чугуном называют сплав железа с углеродом, содержание которого составляет 2 — 6,7%. Именно подобный состав обуславливает возникновение трудностей при сварке чугуна. В связи со значительной трудоемкостью данного процесса, особенно это касается крупногабаритных изделий, рекомендуется учитывать особенности сварки деталей из чугуна и преимущественно пользоваться технологией холодной сварки.
 

Сварка чугуна в домашних условиях – электроды, способы сварки

Сварка чугуна в домашних условиях – электроды, способы сваркиСварка чугуна в домашних условиях – электроды, способы сварки

Чугун — это сплав железа с углеродом, содержащий большое количество различных примесей. Изделия из чугуна пользуются широким спросом, как в промышленной области, так и в быту. Именно активное использование чугуна последние 50 лет, привело к тому, что все чаще возникает необходимость что-то ремонтировать. При этом сварка чугуна остаётся одним из самых практичных способов привести изделие в работоспособное состояние.

Чтобы варить чугун в домашних условиях потребуется инвертор и специальные электроды по чугуну. Ранее на сайте mmasvarka.ru уже рассказывалось, как их сделать кустарным способом с использованием обычной медной проволоки. Поэтому в данной статье будут освещены вопросы касательно различных нюансов сварки чугуна, поскольку данная работа сильно отличается от работ, связанных со сваркой стали.

Основные сложности при сваривании чугуна

Чугун обладает гораздо большей текучестью, чем у стали, поэтому варить различные изделия из чугуна в домашних условиях, рекомендуется только в нижнем положении. Если сильно перегреть чугун во время сварки, то это приведёт к образованию больших пор и напряжения в сварочном шве. Поэтому не рекомендуется сильно перегревать чугун и подвергать его быстрому остыванию.

Сварка чугуна электродом

Основные дефекты при сварке чугуна связаны именно с неравномерным нагреванием и охлаждением свариваемых изделий. Появление трещин при этом, самый сложный дефект, от которого очень трудно избавиться в дальнейшем. Кроме того, при сварке чугуна очень важно осуществлять правильную подготовку материалов.

Подготовка чугуна к сварке

Чтобы получить качественное сварное соединение, поверхность чугуна перед сваркой должным образом подготавливается. Во-первых, её нужно очистить от любых загрязнений, после чего обезжирить, например, ацетоном или растворителем.

Если необходимо варить тонкий чугун, то обязательно следует предусмотреть специальные теплоотводящие подкладки под места сварки. Обязательным условием при сварке чугуна, является и разделка кромок изделий. Для этих целей ещё перед свариванием, их кромки обрабатываются напильником или УШМ с диском по металлу.

Подготовка чугуна к сварке

В том случае, когда нужно заварить трещину в чугуне, то она обязательно засверливается по краям, после чего, как и с кромками, разделывается по всей своей длине. Некоторые сварщики сначала вырезают трещины, после чего засверливают края, чтобы не допустить их дальнейшего распространения.

В зависимости от выбранного способа сварки чугуна, а их бывает всего лишь три (горячий, полугорячий и холодный метод), требуется нагрев изделия. Рассмотрим более подробно технологический процесс сваривания чугунных изделий в домашних условиях.

Способы сварки чугуна

Существует три способа сварки чугуна:

Способы сварки чугуна

Горячий способ — требует нагревания чугунных изделий перед соединением до температуры не менее 600°С.

Полугорячий способ — мало чем отличается от горячего способа сварки чугуна, за исключением температуры, которая почти что вполовину ниже (300-350°С).

Холодный способ — осуществляется штучным электродом без предварительного прогрева чугунных заготовок. Сварка чугуна в домашних условиях осуществляется как раз данным методом соединения.

Сварка чугуна электродом

Для сварки чугуна в домашних условиях потребуется инвертор и электроды со специальным стержнем. В составе электродов по чугуну содержится медь и никель. Ну а о том, как сделать самодельные электроды для чугуна уже рассказывалось в прошлых выпусках сайта.

Сварка чугуна электродом

Самыми популярными заводскими электродами для сваривания чугуна, являются:

  • Электроды ОЗЖН-1, ОЗЧ-2, а также ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6;
  • Электроды МНЧ-2;
  • Электроды ЦЧ-4.

При этом очень важно выбрать правильный режим сварки для всех вышеперечисленных марок электродов. Для электродов ЦЧ-4 (3 мм), сила тока должна быть выставлена на инверторе в пределах 70А. Для электродов ОЗЧ-2, порядка 90А. Для электродов ОЗЖН-1 диаметром в 3 мм, примерно 100А, а для электродов МНЧ-2 такого же самого диаметра, силу тока на инверторе следует выставлять в районе 90А.

Сварка чугуна в домашних условиях – электроды, способы сварки

Технологические особенности сварки чугуна заключаются вот в чем:

  • Варить чугун нужно короткими швами, длиной не более 5 см;
  • Следует избегать сильного перегрева чугунных изделий при сварке. Поэтому помимо сварки коротким швом, следует давать заготовкам достаточное количество времени на охлаждение;
  • При сварке чугуна электродом, инвертор следует переключать в обратную полярность.

Если придерживаться всех вышеперечисленных правил, то можно будет варить чугун в домашних условиях, без особых трудностей.

Поделиться в соцсетях

Как варить чугун электросваркой — технология и особенности

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.

casting-root-large

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

1

0

0

0

Холодная сварка чугуна: сложности, виды, рекомендации

При нагреве чугуна углерод выгорает, и металл становится хрупким, разрушается. Соединить детали, исправить дефекты лучше холодной сваркой чугуна. Высокоуглеродистый сплав не перегревается, графит между кристаллами сохраняется. Соединение холодным способом выполняется медными электродами и подходит для швов с небольшими нагрузками.

Холодной сваркой называют совершенно разные по технологии процессы: соединения медными  электродами и заделка дефектов специальным клеевым составом. Каждый метод имеет свои преимущества, недостатки.

Холодная сварка чугуна (Фото: Instagram / budmetpro)

Сложности

В чугунных сплавах высокое содержание углерода. Часть графита находится в кристаллах, остальной располагается между зернами. При его выгорании связи нарушаются, металл может рассыпаться при ударе. Это свойство чугуна создает препятствие для традиционных способов соединения заготовок.

Второе препятствие — низкая теплопроводность металла, которая приводит к образованию трещин по границе нагрева. Набрав тепло, материал медленно остывает, долго остается горячим. Применяют специальные чугунные электроды марок ОЗЧ, МНЧ. При этом возникают сложности:

  • различные оксиды в составе чугуна окисляются при температуре ниже, чем сам чугун, образуется непровар;
  • в околошовной зоне образуется твердый и хрупкий цементит;
  • температура плавления электрода больше, чем основного металла, соединение материалов происходит плохо;
  • чугун характеризуется высокой жидкотекучестью и удержать его в сварочной ванне сложно;
  • при сварке углерод сгорает, газы образуют поры и воздушные раковины в шве.

Перед соединением с помощью графитового и чугунного электрода, высокоуглеродистые материалы традиционно нагревают, применяя ступенчатую технологию поднятия температуры и выдержку до полного прогрева. Различают 2 процесса сварки:

  • высокотемпературная — горячая, с нагревом 600 – 650⁰;
  • полугорячая — 350⁰.

Для крупных деталей процесс выдержки в печи длится 20–24 часа. После заварки дефектов и соединения заготовок, делается длительный отпуск. Процесс занимает много времени, более 2 суток.

Виды сваривания

Термин «холодная» означает, что подогрев деталей в печи перед электродной сваркой не производится и сварка чугуна проходит по специальной технологии, имеющей свои особенности. Шов ложится на холодный металл.

Способов холодной сварки на практике два:

  • специальными медными электродами;
  • полимерными клеящими составами.

Оба способа имеют один недостаток. Применять их можно для создания швов с малой нагрузкой. Прочные соединения, выдерживающие вибрации, удары, изгибы, делаются только горячим способом.

Сваривание электродами (Фото: Instagram / mdfkl.belarus)

Электродами

Для холодной сварки применяют электроды с медным стержнем. Пластичный металл легко образует соединение с чугуном. Шов получается мягче, чем сами соединяемые детали, он выдерживает статические нагрузки на изгиб.

На производстве при сваривании деталей более 20 мм толщиной применяются комбинированные электроды из стали и меди. Они имеют разные варианты:

  • медный стержень покрыть стальной фольгой;
  • трубка из цветного металла заполнена стальным порошком.

Заварка широких швов, наплавка, производятся пучком электродов. Для холодной сварки используют связки из стальных и медных электродов с обмазкой.

Во всех электродах для холодной сварки используется медь. Цветной металл проникает между кристаллами чугуна и создает с ним прочное соединения без напряжений переходной зоны. Условием создания плотного материала шва является проковка. Сразу после отведения электрода в сторону, горячий сплав следует уплотнить, проковав его молотком. Попавшие внутрь газы выйдут. Слои металла плотно улягутся, образуя однородный сплав.

Технологический процесс сложный. Требует точного соблюдения всех пунктов, от подготовки до проковки.

Полимерные составы

Холодной сваркой называется термостойкая полимерная паста на основе эпоксидной смолы. Она содержит чугунный порошок и применяется в основном для заделки раковин. Готовят двухкомпонентный состав непосредственно перед применением. Плотно заполняют клеем пустоту в металле или разделанный шов.

Полимерные средства по сварке отличаются допустимой температурой нагрева и твердостью после застывания. После механической обработки детали клей отличается более светлым тоном. Переход размытый, четкой границы нет.

Холодную сварку применяют для ремонта небольших дефектов чугунных деталей автомобилей. В машиностроении используют для исправления литейных дефектов крупных отливок, восстановления направляющих станин, стоек.

Нанесение полимерного состава (Фото: Instagram / vyhlop)

Производители

Большинство видов электродов для холодной сварки чугуна выпускается в РФ:

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

Их используют при ремонте машин, подварке радиаторов отопления, на крупных литейных и машиностроительных предприятиях. Популярные производители:

  • Фрунзе-электрод;
  • Aspik;
  • СпецЭлектрод.

Из зарубежных компаний расходные материалы для сварки холодyого чугуна выпускают немецкие компании:

  • CAPILLA;
  • UTR SchweiBmaterial.

Другие фирмы ограничиваются выпуском электродов и проволоки для горячей сварки чугуна.

Подготовка к свариванию

Швы толщиной до 10 мм следует разделать V-образно, выложив на рабочую плиту прихватить через 100–150 мм.

При соединении толстых деталей, в зону разделки вставляются шпильки. Их размер и количество определяются шириной разделки, типом соединения. Под шпильки сверлятся отверстия, в них нарезается резьба.

При наличии в заготовках дефектов, в виде отбела чугуна, раковин, трещин, сначала исправляются они дополнительным отжигом и подваркой или заливкой. Затем разделываются кромки под сварку.

Подготовка инструментов (Фото: Instagram / dvizhok_125)

Как правильно использовать?

Марка электродов подбирается по эксплуатационным условиям детали. Для заделки отверстия в радиаторе отопления достаточно выбрать низкотемпературный электрод, выдерживающий 236⁰. Он хорошо соединяется с чугуном за счет меди, имеет высокую твердость, благодаря содержанию высокоуглеродистой стали, переносят нагрузки на удар и изгиб.

Жаростойкими электродами, выдерживающими до 1300⁰C, подваривают детали, работающие при высоких температурах и малых механических нагрузках. В домашних условиях удобнее всего варить стержнем с диаметром 3–4 мм, ток постоянный — 120–150 А.

Советы и рекомендации

Чугун имеет высокую жидкотекучесть и удержать его в ванне трудно. Специалисты рекомендуют располагать детали на плите таким образом, чтобы разделка располагалась горизонтально, внизу.

Сделав прихватки, следует накладывать короткие швы длиной до 25 мм сразу их проковывать легкими ударами молотка. Располагаться они должны на расстоянии 150–200 мм. Если соединение короткое, следует ждать охлаждения заготовок. Проверить готовность материала к свариванию можно рукой. Она будет чувствовать приятное, не обжигающее тепло.

Любители ремонтировать самостоятельно могут использовать холодную сварку дома, ремонтируя автомобиль, бытовую технику. Небольшие швы на мелких деталях не перегреют чугун и будут хорошо держать.

Сварка чугуна с помощью инвертора и полуавтомата

Чугун — один из самых популярных металлов для изготовления разнообразных изделий: от деталей для автомобиля до водопроводных труб. По сути своей, чугун — это углерод и железо, которые в правильной пропорции образуют очень прочный и долговечный металл. Детали из чугуна можно встретить на заводах, в промышленности и даже старые чугунные сковородки десятилетиями служат своим хозяевам.

шов на детали из чугуна

Несмотря на множество альтернатив, чугун не сбавляет оборотов и остается очень востребованным материалом. Поэтому домашнему или профессиональному сварщику рано или поздно придется столкнуться с необходимость сварки чугуна. В этой статье мы подробно расскажет, какие особенности есть у этого металла, как правильно сварить чугун и как провести сварочные работы по чугуну с максимальной пользой.

Содержание статьи

Особенности чугуна

Сварка чугуна в гаражных условиях или на крупном производстве имеет ряд нюансов, которые нужно учесть перед тем, как приступить к работе. Их немного, поэтому обо всех мы вам и расскажем.

Сварку чугуна нужно осуществлять в нижнем положении, поскольку металл очень текучий. Не перегревайте чугун при сварке, иначе гарантировано образуются поры, а вслед за ними и трещины. Также при плавлении чугун выделяет особый газ, который отрицательно влияет на формирование сварного шва. Поэтому сварка чугунных деталей должна выполняться быстро и с соблюдением температурного режима. Не переохлаждайте раскаленный чугун, иначе опять же образуются трещины.

сварка чугуна

Чтобы при работе с этим металлом получиться по-настоящему качественное сварное соединение, учитывайте все особенности и характеристики самого чугуна. Обязательно подготовьте металл перед сваркой, выберите правильный режим работы в вашем сварочном автомате и используйте специальные электроды. Но обо всем этом мы поговорим далее, для начала разберемся с подготовкой металла, поскольку с этого начинается технология сварки чугуна.

Подготовительный этап

Подготовительный этап — один из самых важных, так как от правильной подготовки зависит качество дальнейшей работы. Для начала очистите поверхность от грязи, пыли и коррозии (если имеется). Обезжирьте ацетоном металл. Если предстоит сварка тонкого чугуна, то заранее позаботьтесь о наличии теплоотводящей подкладки. Разделайте кромки с помощью напильника или болгарки.  Если вам предстоит сварка чугунных деталей горячим методом (метод, при котором деталь перед сваркой нагревается), то используйте для этого печь или газовую горелку.

Способы сварки

Инверторная сварка плавящимся электродом

Теперь перейдем к способам сварки. Чугун варится при средней температуре, так что его можно сварить инверторным аппаратом прямо в гараже или на даче, не говоря о заводском цеху. Сварка чугуна инвертором осуществляется с применением плавящегося электрода, а также со сварочным аппаратом и холодным методом (метод, при котором деталь перед сваркой не нагревается в печи или вручную с помощью горелки). Плавящиеся электроды должны иметь в составе никель или медь. Ниже вы можете видеть таблицу, с рекомендуемыми настройками для разных электродов.

таблица сварка чугуна

Допускается делать прерывистые швы, но не короче 3 сантиметров в длину, нужно использовать температуру не более 80 градусов по Цельсию и давать чугуну остыть. Также установите обратную полярность.

Сварка стальными электродами

Можно ли сварить чугун обычными стальными электродами? Вы, конечно, можете попробовать, но мы не рекомендуем делать это, особенно дуговой сваркой. Да, стандартные электроды из стали стоят дешево, но такое соединение получится неэстетичным и недолговечным. Если вам нужно сварить ответственную деталь (например, часть водопровода), то лучше используйте специальные электроды и не экономьте.

Сварка чугунными электродами

Для чугуна лучше всего подходят специализированные чугунные электроды. Варить можно и холодным, и горячим методом, как вы посчитаете нужным. Мы зачастую прогреваем деталь перед сваркой, чтобы структура металла стала лучше, а шов был надежнее.

электроды для сварки чугуна

С помощью таких электродов можно без проблем исправить множественные дефекты чугунного литья, например, трещины, дыры или сколы. В работе зачастую используются электроды марок МНЧ-1, ОЗЧ-1 или ОЗБ-2М. Они стоят не так уж дорого, зато качество работы на высоте.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется на постоянном, и на переменном токе. Чтобы правильно установить значение тока посмотрите, каков диаметр вашего электрода. 1 миллиметр диаметра электрода соответствует 25-50 амперам.

Сварка неплавящимися электродами

Сварка чугунных деталей неплавящимися электродами осуществляется в среде защитного газа или с использованием флюсов бура. Также можно использовать присадочную проволоку из никеля, меди или алюминия. В качестве неплавящегося электрода используют угольные, вольфрамовые или графитовые стержни.

В большинстве случаев при использовании неплавящихся электродов осуществляется сварка чугуна аргоном (так называемая TIG сварка). Мы рекомендуем немного нагреть деталь перед сваркой с помощью газовой горелки. Установите небольшое значение сварочного тока. Сварка должна быть прерывистой, по 3 сантиметра. После сварки нужно постепенно охладить деталь и следить за температурой, чтобы не допустить переохлаждения и образования трещин.

Сварка чугуна аргоном применяется нечасто, поскольку требуется не только электрод, но еще и баллон с газом, предварительный прогрев детали и аккуратное охлаждение, а это все отнимает много времени. Также сварка чугуна полуавтоматом стоит дороже других методов, но когда у вас нет другой возможности, можно сварить и этим способом.

Газовая сварка чугуна

Газовая сварка чугуна — довольно популярный способ, поскольку для работы необходим лишь горючий газ, кислород, проволока сварочная из чугуна и флюс. При этом качество швы очень достойное. Сварочная проволока по чугуну, используемая в работе, должна содержать в своем составе кремень. Это очень важно, поскольку кремний способствует образованию графита в чугуне, не отбеливает металл. Вы также можете использовать проволоку из низколегированного чугуна для лучшего качества шва.

Применением флюсов при газовой сварке чугуна просто обязательно, особенно, если предстоит сварка стали с чугуном. Чугун и сталь вообще очень разные металлы, поэтому на поверхности в большом количестве образуется окисная пленка.

Техника безопасности

Недостаточно просто знать, каким способом можно сваривать чугун, чтобы сразу приступить к работе. Дополнительно не помешает изучить технику безопасности, особенно это касается сварщиков, занимающихся своим ремеслом в домашних условиях. Прежде всего, в помещении должна быть более-менее нормальная вентиляция (хотя бы открытое окно) и при этом отсутствие сквозняков. Освещение должно быть ярким, вы должны четко видеть все ваши детали и швы.

Используйте средства заземления, чтобы избежать неприятностей. Не подвергайте поверхность чугуна воздействию влаги.  И самое главное: используйте индивидуальные средства защиты, такие как перчатки, маска, специальный костюм и так далее. Не пренебрегайте техникой безопасности, ведь в критические моменты она может спасти вашу жизнь.

Вместо заключения

Сварка чугуна электродом в домашних условиях требует от мастера соблюдения технологии и учета всех нюансов самого металла. Не спешите в процессе работы, используйте качественные комплектующие и практикуйтесь как можно больше. Так вы сможете наработать опыт. Оставляйте свои комментарии, делитесь этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи!

[Всего: 0   Средний:  0/5]

Свариваемость материалов — чугуны

Знание профессии 25

Чугуны — это сплавы на основе железа, содержащие более 2% углерода, от 1 до 3% кремния и до 1% марганца. Поскольку чугуны относительно недороги, очень легко отливают в сложные формы и легко обрабатываются, они представляют собой важную инженерную и конструкционную группу материалов. К сожалению, не все марки поддаются сварке, и обычно требуются особые меры предосторожности даже в отношении так называемых свариваемых марок.

Типы материалов

Чугуны можно удобно сгруппировать по структуре, которая влияет на их механические свойства и свариваемость; Основные группы общетехнических чугунов представлены на рис. .1 .

Серый чугун

Серые чугуны содержат 2,0–4,5% углерода и 1–3% кремния. Их структура состоит из разветвленных и связанных между собой чешуек графита в матрице, которая представляет собой перлит, феррит или смесь двух (рис. 2а) . Чешуйки графита образуют плоскости слабости, поэтому прочность и ударная вязкость ниже, чем у конструкционных сталей.

Чугуны с шаровидным графитом

Механические свойства серого чугуна можно значительно улучшить, если изменить форму графита для устранения плоскостей ослабления.Такая модификация возможна, если жидкий чугун, имеющий состав в пределах 3,2-4,5% углерода и 1,8-2,8% кремния, перед разливкой обработать добавками магния или церия. Таким образом производятся отливки с графитом в сфероидальной форме вместо чешуек, известные как шаровидный, сфероидальный графит (SG) или ковкий чугун (рис. 2b) . Чугуны с шаровидным графитом доступны с перлитными, ферритовыми или перлитно-ферритными матрицами, которые предлагают сочетание большей пластичности и более высокой прочности на разрыв, чем серый чугун.

Чугун белый

За счет снижения содержания углерода и кремния и быстрого охлаждения большая часть углерода остается в форме карбида железа без хлопьев графита. Однако карбид железа или цементит чрезвычайно твердый и хрупкий, и эти отливки используются там, где требуется высокая твердость и износостойкость.

Ковкий утюг

Они производятся термической обработкой тщательно контролируемых составов белого чугуна, которые разлагаются с образованием углеродных агрегатов, диспергированных в ферритовой или перлитной матрице.Поскольку компактная форма углерода не снижает пластичность матрицы в такой степени, как чешуйки графита, достигается полезный уровень пластичности. Ковкий чугун можно разделить на классы. Чугун Whiteheart, Blackheart и Pearlitic.

Ковкий утюг Whiteheart

Ковкие отливки

Whiteheart производятся из высокоуглеродистого белого чугуна, отожженного в обезуглероживающей среде. Углерод удаляется с поверхности отливки, причем потери компенсируются только диффузией углерода изнутри.Отливки Whiteheart неоднородны с обезуглероженной поверхностной оболочкой и более углеродным сердечником.

Ковкий утюг Blackheart

Ковкий чугун

Blackheart получают путем отжига отливок из белого чугуна с низким содержанием углерода (2,2 — 2,9%) без обезуглероживания. Полученная структура углерода в ферритной матрице является однородной с лучшими механическими свойствами, чем у белого железа.

Ковкий перлитный чугун

Они имеют перлитную, а не ферритную матрицу, которая придает им более высокую прочность, но более низкую пластичность, чем ферритные чугуны с черным сердцем.

Свариваемость

Это зависит от микроструктуры и механических свойств. Например, серый чугун по своей природе хрупок и часто не может выдерживать нагрузки, возникающие при остывающем сварном шве. Поскольку отсутствие пластичности вызвано крупными чешуйками графита, кластеры графита в ковких чугунах и шаровидный графит в чугунах с шаровидным графитом дают значительно более высокую пластичность, что улучшает свариваемость.

Свариваемость может ухудшаться из-за образования твердых и хрупких микроструктур в зоне термического влияния (ЗТВ), состоящих из карбидов железа и мартенсита.Поскольку чугуны с шаровидным графитом и ковкий чугун с меньшей вероятностью образуют мартенсит, они более легко поддаются сварке, особенно если содержание феррита велико.

Белый чугун, очень твердый и содержащий карбиды железа, обычно считается несвариваемым.

Сварочный процесс

Во избежание растрескивания часто применяют пайку. Сварку пайкой в ​​Великобритании часто называют «бронзовой сваркой». Сварка бронзы — это разновидность сварки твердым припоем с использованием присадок на основе меди, она регулируется BS 1724: 1990.(Этот стандарт был отозван, но прямой замены не было.) Поскольку оксиды и другие примеси не удаляются плавлением, а механическая очистка будет иметь тенденцию размазывать графит по поверхности, поверхности необходимо тщательно очистить, например, с помощью средства солевой ванны.

При сварке плавлением могут использоваться все процессы кислородно-ацетиленовой сварки, сварки MMA, MIG / FCA. Как правило, условия низкого тепловложения, интенсивный предварительный нагрев и медленное охлаждение обычно являются предварительными условиями для предотвращения растрескивания ЗТВ.

Кислородно-ацетиленовый Из-за относительно низкотемпературного источника тепла кислородно-ацетиленовая сварка требует более высокого предварительного нагрева, чем MMA. Проникновение и разбавление низкие, но широкая ЗТВ и медленное охлаждение приводят к образованию мягкой микроструктуры. Порошковая сварка, при которой присадочный порошок подается из небольшого бункера, установленного на кислородно-ацетиленовой горелке, представляет собой процесс с очень низким тепловложением и часто используется для смазывания поверхностей перед сваркой.

MMA широко используется при производстве и ремонте чугуна, поскольку интенсивная высокотемпературная дуга обеспечивает более высокие скорости сварки и более низкие уровни предварительного нагрева.Недостатком MMA является большее проплавление сварочной ванны и разбавление основного металла, но использование отрицательной полярности электрода поможет снизить HAZ.

MIG и FCA MIG (перенос погружением) и особенно процессы FCA могут использоваться для достижения высоких скоростей наплавки при ограничении глубины проплавления шва.

Присадочные сплавы

При кислородно-ацетиленовой сварке расходные детали обычно имеют немного более высокое содержание углерода и кремния, что обеспечивает сварной шов с соответствующими механическими свойствами.Наиболее распространенными присадочными стержнями для MMA являются сплавы никель, никель-железо и никель-медь, которые могут выдерживать высокое растворение углерода в основном металле и создавать пластичный наплавленный металл, поддающийся механической обработке.

При сварке MIG электродные проволоки обычно изготавливаются из никеля или монеля, но можно использовать медные сплавы. Порошковая проволока, никель-железная и никель-железо-марганцевая проволока также доступна для сварки чугунов. Порошки на основе никеля с добавками железа, хрома и кобальта, что позволяет придать им различную твердость.

Дефекты сварного шва

Потенциальную проблему высокоуглеродистых отложений металла сварного шва можно избежать за счет использования никеля или никелевого сплава, который дает мелкодисперсный графит, меньшую пористость и легко поддающийся механической обработке наплавленный материал. Однако отложения никеля с высоким содержанием серы и фосфора из-за разбавления основного металла могут привести к растрескиванию при затвердевании.

Образование твердых и хрупких структур ЗТВ делает чугуны особенно склонными к растрескиванию ЗТВ во время охлаждения после сварки.Риск растрескивания HAZ снижается за счет предварительного нагрева и медленного охлаждения после сварки. Поскольку предварительный нагрев замедляет скорость охлаждения как в наплавленном шве, так и в ЗТВ, мартенситное образование подавляется, а твердость ЗТВ несколько снижается. Предварительный нагрев также может рассеять усадочные напряжения и уменьшить деформацию, уменьшая вероятность растрескивания сварного шва и HAZ.

Таблица 1: Типичные уровни предварительного нагрева для сварки чугунов

Тип чугуна Температура предварительного нагрева, градусы C
MMA MIG Газ (термоядерный) Газ (порошок)
Ферритные хлопья 300 300 600 300
Феррит с шаровидным графитом РТ-150 РТ-150 600 200
Феррит белый ковкий РТ * РТ * 600 200
чешуйки перлитные 300-330 300-330 600 350
Перлитный шаровидный элемент 200-330 200-330 600 300
Перлитный ковкий 300-330 300-330 600 300
RT — комнатная температура
* 200 градусов C, если задействована сердцевина с высоким C.

Поскольку растрескивание также может быть результатом неравномерного расширения, особенно вероятно во время предварительного нагрева сложных отливок или когда предварительный нагрев локализован на крупных компонентах, предварительный нагрев всегда следует применять постепенно. Кроме того, отливке всегда следует позволять медленно остывать, чтобы избежать теплового удара.

Альтернативным методом является закалочная сварка больших отливок, которые трудно подогреть. Сварной шов выполняется путем нанесения серии небольших сварных швов стрингера при низком тепловложении, чтобы минимизировать ЗТВ.Эти сварные швы подвергаются закалке молотком в горячем состоянии для снятия усадочных напряжений, а зона сварки закаливается струей воздуха или влажной тканью, чтобы ограничить накопление напряжений.

Ремонт отливок

Из-за возможности дефектов литья и присущей им хрупкости часто требуется ремонт чугунных деталей. Для мелкого ремонта можно использовать процессы ручной дуговой сварки, кислородно-ацетиленовой, пайки и порошковой сварки. Для больших площадей можно использовать MMA или порошковую технику для смазывания краев стыка маслом с последующей сваркой MMA или MIG / FCA для заполнения канавки.Это схематично показано на рис. 3 .

а) перекрытие трещины наплавленным валиком из масляных слоев

б) последовательность сварки

  • Удалить дефектный участок предпочтительно шлифованием или фрезой из карбида вольфрама. Если используется воздушная дуга или строжка MMA, компонент должен быть предварительно нагрет на месте, как правило, до 300 ° C.
  • После строжки подготовленный участок следует слегка отшлифовать, чтобы удалить затвердевший материал.
  • Разогрейте отливку до температуры, указанной в таблице 1.
  • Смажьте поверхность канавки MMA, используя электрод малого диаметра (2,4 или 3 мм); используйте никелевый или монелевый стержень для получения мягкого пластичного «смазанного маслом» слоя; в качестве альтернативы используйте оксиацетилен с порошковым расходным материалом.
  • Удалите шлак и зачистите каждый сварной шов, пока он еще горячий.
  • Заполните канавку никелевыми (диаметром 3 или 4 мм) или никель-железными электродами для большей прочности.

Наконец, чтобы избежать растрескивания из-за остаточных напряжений, область сварного шва должна быть закрыта, чтобы отливка медленно остыла до комнатной температуры.

Если вам нужна дополнительная информация по любому аспекту чугуна, обращайтесь по адресу [email protected]

Эта статья Job Knowledge была первоначально опубликована в Connect, март 1997 г. Она была обновлена, поэтому веб-страница больше не отражает в точности печатную версию.

.Части литого железа

Фкмв-38-07 филируя с высокой характеристикой

Свариваемости

FCMW-38-07 Фрезерные детали из чугуна с высокой свариваемостью

— Чугун, который можно сваривать или паять.

— Мы делаем предложения в зависимости от формы отливки, желаемой заказчиком.

— Готовая продукция высокого качества

Описание продукта

Временные детали и детали для общественных работ
При разработке наших литых деталей мы стремимся к их полезности и сокращению монтажных работ.

Автозапчасти
Большое количество фланцевых изделий с масляной и водной изоляцией.

Запчасти для мотоциклов
Мы получили положительные отзывы за то, что японские производители реагировали на отливки сложной формы.

Детали ландшафта
При разработке наших литых деталей наша цель — сократить время сборки для клиентов.

Общая промышленность и детали машин.
Запчасти для сельскохозяйственных машин,
Запчасти для электрооборудования.

Наши услуги

Примеры проектных предложений на сегодняшний день
За счет интеграции сварных сборочных деталей мы смогли улучшить качество и сократить расходы на детали.

9007 0 200 и более
{20} и более
Материал: Ковкий чугун Whiteheart (FCMW) JIS G 5705
Свойства материала
Основная толщина

(мм)
Испытательный образец
диаметр
(мм)
Прочность на растяжение

(Н / мм²)
Растяжение
(%)
Предел текучести при сдвиге
Прочность
(Н / мм²)
Стандартная структура
FCMW-38-07 Менее 5 6 350 и более
{36} и более *
14 и более Феррит
+
Перлит
+
Графит
5 и более, но
менее 9
10 370 и более
{ 38} и более
8 и более 185 и более
{19} и более
9 и более 12 370 и более
{38} и более
7 и более

*: кгс / мм²

Механическое удаление произведенных изделий из ковкого чугуна Whiteheart (FCMW) (стандарт JIS)

Мы проводим анализ состава на растворенном сырье для надежного управления материалами.

Решение о процессе литья принимается техниками, а моделирование процесса литья выполняется в порядке

для получения надежных продуктов.

Формы для литья алюминия и смолы используются в зависимости от формы и количества продукта

Мы выбираем между двумя формовочными машинами в зависимости от размера и количества продукта

Prior к проверке продукта.
После проверки каждого отдельного предмета мы упаковываем его в установленном порядке и отправляем.

Упаковка и отгрузка

Пример упаковки. (Упаковано в деревянный ящик)
Небольшие заказы упаковываются в картонные коробки после антикоррозийной обработки.
Возможна обработка всех форм доставки морским и воздушным транспортом в зависимости от размера и количества.
Для прототипов возможна отгрузка по воздуху

Срок поставки

После подтверждения оплаты заказы отправляются в течение 2 месяцев (отдельная консультация)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *