Электроды по чугуну, разновидности и отличительные особенности

Чугун — один из самых «капризных» материалов. Его сварка производится лишь двумя способами, для чего подбираются особые электроды. Также материал бывает разных видов (серый, белый и т.д.), что осложняет его термообработку. Из данной статьи вы узнаете, какие существуют электроды по чугуну, чем они отличаются и как выбрать расходные материалы правильно.

Специфика обработки чугунных изделий

Рассматриваемый материал содержит более 2% углерода в составе, из-за чего становится одновременно твердым, но хрупким. Это осложняет его обработку. Подбираемые «расходники» должны компенсировать ряд отрицательных качеств материала, вытекающих из физико-химических свойств.

Для соединения каждого типа материала выбираются электроды для чугуна с определенным соотношением химических элементов, а также метод термообработки. Наиболее качественным считается аргонодуговая сварка, однако это весьма затратно. Электроды же применяются как на предприятиях, так и в бытовой обстановке.

Главное требование к изделиям — совпадение времени остывания со свариваемым металлом, а у чугуна оно достаточно большое. Второе — одинаковая концентрация углерода в основном и присадочном материале. Грамотный выбор поможет избежать перенапряжения внутри заготовки или выгорания углерода.

Электроды для чугуна толще аналогов для стали, поскольку материал весьма массивен. Он служит основой громоздких конструкций. Большинству присуще основное покрытие (кислое — реже); это расширяет сферу использования расходников. Производство, маркировка, химические особенности электродов регламентируются ГОСТ 7293-85.

Характерные свойства при выполнении сварки чугуна

Железоуглеродистый сплав называют чугуном. Углерод добавляют в сплав железа для увеличения твердости и уменьшения пластичности.

Его содержание составляет примерно 2,14%. Такое соединение придает сплаву легкость и делает его более устойчивым к воздействию неблагоприятной среды.

Так же это позволяет уменьшить вероятность возникновения коррозии. Что бы достичь высоких показателей стойкости сплав проходить процесс легирования. Это процесс добавление в состав материалов примесей для повышения свойств основного материала.

В данном случае это могут быть: алюминий, ванадий, хром, никель и другие.

Без добавления этих примесей чугун становится сильно хрупким.

Существуют такие виды чугуна:

• белый чугун — самый твердый и хрупкий, поэтому плохо отзывается на сварочные работы.
• серый чугун более мягкий из-за добавления в состав кремния (от 1,2—3,5 %) и углерода. Этот вид чугуна хорошо реагирует на сварку.
• ковкий чугун образовывается при продолжительном отжиге белого чугуна. На выходе получается графит хлопьевидной формы. Такой вид чугуна наиболее пластичный и вязкий.

Методы сварки чугуна

Таковых два:

• горячая;
• холодная.

Первый метод требует выполнения двух условий:

• предварительного подогрева заготовки до 500 градусов (+/- 200 град.);
• использования проволоки порошковой с присадкой.

Подогрев — краткосрочное действие, осуществляемое за счет силы тока. Остывает же материал равномерно, в течение 70-100 часов. Здесь подойдут электроды по чугуну диаметром около 10 мм, используемые при сварке током от 600 А до 1 кА.

Холодная сварка — более популярный метод соединения деталей, классифицируемый по типу используемого электрода (сталь, никель и др.). От горячей отличается длительной подготовительной работой, включающей зачистку, фрезеровку и сверление с целью придания ей максимальной чистоты и гладкости.

Препятствия, представляющиеся при сваривании деталей с чугуна

Углерод, входящий в состав чугуна, затрудняет процесс сварочных работ. Поэтому стоит с ответственностью выбирать тип электродов.

Обстоятельства, которые затрудняют сварку чугуна:

• при сваривании чугунных  деталей образовывается достаточно газа, в результате образовываются пузырьки, которые способствуют образованию трещин на сварочном шве. В случае недостаточного охлаждения — шов потеряет свою прочность из-за повышения пористости.
• при сваривании деталей из очень тонкого чугуна, нужно быть предельно внимательными, так как из-за превышения допустимых температур, детали просто могут рассыпаться.
• накалины, которые могут возникнуть из-за нарушения правил сваривания, очень трудно удалить с чугунных деталей.
• так как температура плавления некоторых окислов, что входят в состав, очень большая некоторые части могут плохо поддаваться свариванию. Поэтому между материалом и расплавом может образоваться пленка. Если она возникла, то чтобы удалить ее, нужно приложить немалые усилия.
• в сплав, который находится в сварочном шве, очень быстро снижается температура. В результате образовывается цементит. Он придает белый цвет свариваемым деталям и плохо поддается обработке.
• также возможна утечка расплава из сварочного шва.

Порядок проведения сварочных работ  с чугунными деталями включает:

• перед началом работы необходимо зачистить свариваемую поверхность и удалить оксидную пленку, если она всё-таки образовалась.
• шлифовка кромки, один из важных этапов. Потому что, если на поверхности есть трещины, то в процессе сварки можно ожидать утечку массы со сварочного шва. Для недопущения такой ситуации применяют форму с вставками с графита. Ее можно сделать, используя песок.

Примечание! Чтобы избежать ситуации с вытеканием расплавленной массы через существующие трещины, что может навредить тому, кто выполняет работы, необходимо применять графитовую вставку. Собрать ее можно из огнеупорного кирпича.

Особенности электродных стержней

Для качественного результата сварки нужно знать, как правильно выбрать электроды. Российские производители выпускают такие известные марки, как МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-4, 3 и 2. Произведенные ими соединения отличаются высокой плотностью и чистотой финишной поверхности. При работе с названными стержнями следует учитывать их характеристики:

• ЦЧ-4 – стержни, работающие от переменного и постоянного тока обратной полярности, применяют при холодной сварке;




• МНЧ-2 – электроды, работающие от постоянного тока обратной полярности, позволяют выполнять полупотолочные и вертикальные операции.

Эти электродов имеют диаметр стержня 3-5 мм, они позволяют получать высококачественные швы.

UTP – самая распространенная марка зарубежных стержней, в их числе есть такие, которые можно применять при выполнении разнообразных операций, начиная с низкотемпературной сварки и заканчивая сплавлением чугуна с другими металлами.

Электроды по чугуну – виды, характеристики и свойства

Маркировка электродов по чугуну

В маркировке электродов по чугуну указывается из чего они сделаны, для чего предназначены и номер серии. Для примера расшифруем МНЧ-2.

• М – обозначает, что в электроде есть медь,
• Н – говорит о содержании в нем никеля.
• Ч – показывает для какого вида металла предназначен электрод.
• Цифра 2 – это номер марки, в данной серии производятся и другие подобные продукты, но с отличным составом.

В некоторых маркировках могут содержаться и другие детали. Э46-ЛЭЗС-УД-Е431(3) РЦ13. Э46– это тип, означает, что электрод имеет временное сопротивление к разрыву 46 килограмм на миллиметр квадратный. В марке сокращенно указан производитель. Обращается внимание и на диаметр. УД – расшифровывается так: для сварки изделий из углеродистой и низколегированной стали, у него толстое покрытие. РЦ – означает что оно рутилово-целлюлозное.

Электроды для сварки чугунного коллектора

Чтобы успешно произвести работы по сварке коллектора чугунного, рекомендуется купить марку ЦЧ-4. Выпускаются эти электроды 3-5 миллиметров толщины. Ими нужно работать при размещении в нижнем пространственном положении деталей, установив 65-80 ампер, 90-120, 130-150, эти показатели тока зависят от диаметра электродов соответственно. Перед использованием их лучше прокаливать в течении двух часов при +170 +200 градусов.

МНЧ-2 подойдет для сварки любых чугунных деталей. Полученный шов отлично обрабатывается. Электроды для коллектора выбираются в зависимости от типа чугуна. Он бывает обычный, ковкий, серый, других разновидностей. Под состав коллектора выбирают металл стержня. Есть электроды, подходящие для любого его вида. Это может быть МНЧ-2. Учитывается также тип обмазки, толщина.

Правильный прогрев

Чтобы прогреть заготовку, необходимо приложить усилия. Температура при которой плавится чугун находится в пределах от 1150 Со до 1200 Cо, что на 300 Cо ниже, чем у железа без примесей.

Основываясь на этом, предварительно разогревают заготовки до 500-700 Cо. Нужно с осторожностью подойти к этому этапу, так как прогреть нужно и детали, которая будет свариваться, и зону вокруг. При правильном выполнении прогрева металл не будет трескаться.

При выполнении профессиональных работ, для прогрева применяют специальные устройства – тигли. При выполнении сварочных работ в домашних условиях можно использовать газовую горелку.

Для получения положительного результата, лучше выполнять такие работы вдвоем. Так один сможет выполнять и контролировать нагрев поверхности, а второй выполнять сваривание.

После того, как закончился процесс сварки нужно понизить температуру заготовки. Для этого ее можно поместить в обычный песок. Чтобы уменьшить вероятность возникновения трещин, нужно охлаждать ее как можно дольше.

Примечание! Чтобы не допустить получение ожогов рук, всю работу нужно выполнять в рукавицах, которые имеют дополнительную теплозащиту. Нельзя пренебрегать использованием отражающего щитка, чтобы не получить ожог сетчатки глаза или лица и шеи. В случае получения ожогов необходимо обратиться в медицинское учреждение, для правильной диагностики степени ожога и квалифицированного лечения!

В домашних условия достаточно трудно достигнуть прогрева в 600 Cо, чтобы провести сварочные работы с высокими температурами. Поэтому, чаще всего, применяется полугорячая сварка, для которой достаточно температуры прогрева до 400Cо.

Этот метод используют если необходимо выполнить работы с важными деталями. В любых других случаях можно использовать методом холодной сварки.

При выполнении горячей сварки можно нижнюю часть свариваемой поверхности охлаждать водой. Существует специальное средство, применение которого продлевает износоустойчивость. Это кастолин, его наносят на сварочный шов, после сваривания.

Популярные производители

Чаще всего сегодня покупаются для сварки чугунных изделий электроды производителя ASPIK; СпецЭлектрод; Фрунзе-Электрод.

Есть и иностранные хорошо зарекомендовавшие себя компании. UTP 86 FN изготовлены в Германии или на ее оборудовании, фирмой UTP Schweißmaterial. Ими выгодно наплавлять чугун в больших объемах. Их рекомендуется использовать с МНЧ-2.

Американский электрод Nickel-333N Unitor и Amerarc Ni 99 от Ashland Chemical USA используются повсеместно.

Недорого продаются многие марки от ESAB, например, ОК NiFe-Cl-A(92.58).

Oerlikon MONEL аналог МНЧ-2. Работают ими методом холодной сварки. Они подходят для наплавки. Их изготовлением занимается фирма Oerlikon Corporation AG, Швейцария.

В магазинах есть ЦЧ-4 Оливер, производства ООО Оливер Беларусь.

Лучшие электроды по чугуну

Указанные особенности требуют выбора специальных марок электродов. Они должны обеспечивать одинаковую концентрацию СО2 в основном и присадочном металле и их одинаковое время остывания. В состав электродов по чугуну часто входит медь (медно-никелевые, медно железные электроды), однако они могут быть и стальными, ферро-никелевыми или никелевыми. Тип покрытия стержня — основной, реже кислый. В ряду наиболее популярных марок, которые используются для сварки по чугуну, — МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЧ-2, ОК 92.18, ОЗЖН-1. Часть из них универсальна по назначению, позволяет работать со всеми типами чугунов (кроме указанного выше белого), часть имеет более узкую специализацию (об этом — ниже).

Марка электродов	Тип чугуна	Направление сварки	Тип сварки	Свойства
МНЧ-2	серый ковкий	в нижнем вертикальном снизу вверх полупотолочном положениях	холодная заварка дефектов литья наплавка деталей	Предпочтительны для заварки первого слоя в соединениях, от которых требуется высокая плотность швов и чистота поверхности после обработки
ЦЧ-4	серый ковкий  высокопрочный	в нижнем положении	холодная и  горячая сварка для поврежденных деталей заварки дефектов	Для конструкций из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и серого чугуна с пластинчатым графитом, а также их сочетаний со сталью.
ОЗЧ-6	серый ковкий	в нижнем вертикальном снизу вверх	холодная сварка	Для ручной дуговой сварки и наплавки тонкостенных деталей.
ОЗЧ-4	серый высокопрочный	в нижнем вертикальном снизу вверх	теплая сварка (часовая прокалка при температуре 250…280 °С)	Предпочтительны при сварке последних слоев, обеспечивая металлу шва высокую сопротивляемость истиранию и ударную вязкость.
ОЗЧ-2	серый ковкий	в нижнем вертикальном снизу вверх	холодная сварка	Для сварки, наплавка и заварка дефектов литья при восстановлении чугунных изделий.
ОЗЖН-1	серый высокопрочный	в нижнем вертикальном снизу вверх	холодная сварка	Данная марка часто используется при заварке крупных дефектов литья и многослойной, с большими объемами металла, наплавке.
OK 92.18	серый ковкий высокопрочный	все положения	горячая сварка	Хорошо зарекомендовали себя при ремонте изделий из нетолстых деталей (заварка повреждений и дефектов в коробках передач, корпусах насосов, блоках двигателей и т. д.).

Как применить электроды УОНИ по чугуну

В некоторых обстоятельствах работать с чугуном можно медно-стальными электродами. Их делают, накручивая на предназначенные для сварки стали УОНИ 13/45 спираль из медной, иногда латунной проволоки, толщиной 1,5-2 миллиметра. Ее вес должен превышать в пять раз массу металлического стержня электрода. В случае необходимости проведения горячей сварки деталей из чугуна можно применить УОНИ.

Хорошие результаты получают, применяя УОНИ-13/55. Но при их использовании важно учесть и то, что не нужно допускать сильного нагрева детали. Это приводит к появлению трещин в месте термического влияния. Поэтому сварщику нужно следить за тем, чтобы не допускать перегрева изделия, а это происходит уже при +400 +500 градусов Цельсия. Также важно следить за тем чтобы не прогревался металл на расстояние более 100 миллиметров от шва.

Важные рекомендации

Нужно помнить, что электроды для стальных заготовок непригодны для сварки чугуна по причине других физических свойств и структуры материала. Остаточные напряжения и усталостные явления способны вызвать разрушение сварного шва при дальнейшей эксплуатации. Электроды для чугуна куда толще расходников для стали, что определяется массивностью материала.

У применяемых электродов должно соответствовать время охлаждения с основным металлом, которое у чугуна очень большое. Процент содержания углерода в чугуне и присадочном материале должен совпадать. Соблюдение основных условий поможет избежать выгорания углерода и возникновения избыточных внутренних напряжений.

Чаще используются стержни с основным типом покрытия. Кислое напыление менее распространено.

партнеров

Сколько стоят электроды по чугуну

Основные факторы, определяющие стоимость этого расходного материала, — бренд и страна-производитель, тип электродов, их марка и состав покрытия. Традиционно более дорогими считаются качественные европейские и американские аналоги — например, продукция таких известных брендов, как ASPIK или UTP. Отличные потребительские свойства при работе с чугуном демонстрирует электрод UTP 86 FN немецкого производства и также немецкая продукция марки Capilla. Российские аналоги стоят дешевле, при этом качество современной отечественной продукции находится на высоком уровне.

Где можно купить электроды по чугуну

Конечно же покупать такую продукцию стоить только у известных производителей и проверенных поставщиков — это гарантия высокого заводского качества и, что немаловажно, это — репутация бренда. Именно такое, и только такое качество имеют электроды по чугуну, производителем которых является старейшее в России профильное предприятие — Магнитогорский электродный завод.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...