Сварка чугуна — специфика и виды процессов, подготовка материала

В технологиях сварочной обработки чугуна есть свои нюансы. По свойствам чугун несколько отличается от стальных сплавов.

Поэтому при сваривании этого металла посредством электродов могут возникать некоторые сложности.

Эта статья расскажет о принципах электросварки чугуна электродами.

Особенности материала

Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав, с содержанием углерода 2.14 процента.

Данный материал характеризуется рядом свойств, затрудняющих процесс сваривания, а именно:

• формирование трещин и пор;
• образование каленых структур вследствие обработки;
• тонкие заготовки рассыпаются от перегрева.

В зависимости от состава, материал разделяется на белый и серый. Первые особенно трудно поддаются свариванию из-за своей хрупкости и твердости. С серыми работать значительно легче. Они более податливы обработке.

Мастера, имеющие значительный опыт работы и знающие, как сварить чугун, способны даже по разрезу определить его свариваемость. Мелкодисперсная структура металла является более приближенной к серому. Это значит, что работать с ней легче, чем с материалом имеющим в своем разрезе крупные зерна.

Длительное нахождение материала в масляной или водной среде делает его непригодным к сварке. В связи с этим не каждую деталь можно подготовить должным образом для получения качественного соединения.

Технология сварки чугуна.

В связи с ограниченной свариваемостью подобного металла необходимо принимать во внимание следующие его основные особенности:

• данный материал – жидкотекучий, в связи с чем работать с ним можно только лишь в нижнем положении;
• важно строго соблюдать температурные режимы, иначе можно выпалить углерод и сформировать поры;
• низкая пластичность и неправильные термические нагрузки приводят к развитию напряжений;
• при расплавлении образуются окислы с температурой плавления, превышающей таковую для основного материала.

Одной из основный трудностей, с которыми часто сталкиваются сварщики – формирование трещин в области сварки во время охлаждения изделия.

Указанные особенности этого материала, а также дефекты и недостатки могут доставлять трудности только при несоблюдении технологии сварки.

Существует несколько методов, позволяющих обрабатывать данный металл. Достаточно часто используется горячая сварка чугуна, может также применяться сварка чугуна аргоном или же, например, полуавтоматом.

Каждый из указанных методов обладает своими положительными и отрицательными сторонами. В связи с этим выбор той или иной технологии может меняться в зависимости от поставленной задачи.

Не стоит забывать и про необходимость правильно выбирать электроды по чугуну. Учитывая все тонкости работы с подобным материалом возможно достичь наилучших результатов.

Сварка по чугуну: подготовка

Вырезанная трещина

Технология сварки чугуна должна включать грамотный этап подготовки, предотвращающий появление дефектов в будущем.

Трещины в чугунных изделий имеют глубокую и тонкую структуру. Для достаточной проварки дефекта необходимо разделать трещины на всю глубину. Разделка может осуществляться вырубкой или шлифованием (механические способы); дуговой или кислородной строжкой или резкой (термические способы).

Длина разделки должна превышать длину трещины на 5-6 мм. с обеих сторон. Разделка должна плавно выходить на поверхность. Глубина разделки сквозных трещин должна быть на 1-2 мм. меньше толщины изделия. Глубина разделки несквозных трещин должна превышать глубину её расположения не менее чем на 1-2 мм. После разделки концы трещин необходимо засверлить. Если засверлить трещины нет возможности, то нужно их вырезать, а концы – закруглить.

Чтобы предотвратить перекалку чугуна следует произвести грамотную разделку кромок, которая способствует равномерному нагреву рабочей поверхности. Скосы кромок толстостенных деталей должны составлять 45 градусов.

Важно! Кромки не должны иметь острых углов.

Зачистка свариваемой поверхности от загрязнений проводится наждачной бумагой, болгаркой, щеткой с металлическими ворсинками, пескоструйкой. Устойчивые и сильные загрязнения можно удалить с помощью пламени горелки.

При работе с тонким металлом требуется применять графитовые формы. Они выполняют функцию подкладки под изделие. Это позволяет поддержать прогретый участок и сохранить первоначальную форму детали.

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.

Как правильно сваривать чугунные детали?

Холодная сварка чугуна – это метод формирования соединения на материале без подогрева. Сварка чугуна аргоном по данной технологии осуществляется в случаях отсутствия возможности выполнения предварительного прогрева деталей.

Влияние режима электрошлаковой сварки на размеры проплавления чугуна.

Причиной возникновения подобной ситуации может быть, например, слишком большой размер изделия или же специфическая форма детали.

Осуществляется сварка чугуна электродом с верхним слоем из стали с низким содержанием углерода. Также нередко используются электроды из нержавейки или медные электроды.

При выполнении сварки чугуна электродом в домашних условиях следует иметь ввиду, что применение стержня без покрытия не позволит достичь высокого качества соединения.

Это связано с неоднородным составом наплавленного металла, а именно, в процессе соединения нижние слои будут обогащаться углеродом и станут близки к чугуну, а верхние, наоборот, станут низкоуглеродистыми и более близкими к металлу.

Если правильно варить чугун по технологии холодной сварки, то в процессе работы материал будет закаляться из-за быстрого отвода тепла. В конечном итоге, твердость соединения окажется существенно выше, чем у детали.

Не стоит забывать и об усадке чугуна и стали, так как она у данных материалов сильно различается, поэтому не стоит допускать слишком больших объемов наплавленного материала.

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.

Как заварить чугун?

Сварщики, которые не знают, как варить чугун, должны ознакомиться с рабочим процессом в теории, прежде чем приступать к практике. Учитывая правила, особенности, можно сделать качественный шов в домашних условиях.

Подготовительные работы

Прежде чем начинать соединять металлические детали, необходимо подготовить их. Для этого выполняется несколько действий:

1. Завариваемые трещины зачищаются, расшиваются с помощью болгарки по всей длине.
2. Грязь, налет, ржавчина очищается. Поверхности обезжириваются.
3. Кромки толстых деталей обрезаются под углом 45 градусов.

Когда подготовка закончена, можно приступать к следующим этапам технологического процесса.

Оборудование

Для проведения сварочных работ по чугуну, необходимо подготовить оборудование, дополнительные инструменты. К ним относятся:

1. Инверторный сварочный аппарат.
2. Газовую горелку для нагрева рабочих поверхностей.
3. Металлическую щетку.
4. Тиски для зажима заготовок.
5. Электроды (зависимо от выбранной технологии, вида сплава).

Если сваривание деталей будет проводиться неплавящимся вольфрамовым стержнем, дополнительно понадобится баллон с аргоном.

Инверторный сварочный аппарат

Настройки аппарата

От правильности настройки сварочного аппарата будет зависеть качество проведения работ. Для этого нужно включить обратную полярность, установить минимальное мощность для работы с чугунными электродами малого диаметра. Каждый миллиметр требует добавления 60 А.

Этапы сваривания

Пошаговая инструкция изготовления шва:

1. После подготовки деталей, расшивки трещин, срезания кромок, нужно наплавить первый слой расходного материала отрезками по 5 см.
2. Далее навариваются следующие слои, которые должны проковываться круглым бойком молотка, пока они горячие.

Повреждения желательно обваривать с двух сторон. Перед началом сварки чугуна, детали требуется прихватить друг с другом отдельными точками по всей длине соединения.

Возможные ошибки

Существует несколько ошибок, которые могут испортить целостность соединения:

1. Длительное время нагревания одного места. Из-за этого сплав растечется.
2. Быстрое охлаждение, резкое нагревание.
3. Несоблюдение температурного режима приводит к образованию пор. Это приводит к образованию трещин на поверхности шва.

Нельзя забывать про точность настройки оборудования.

Меры безопасности

Работа со сварочным оборудованием требует соблюдения мер безопасности. К ним относятся:

1. Работать используя резиновые перчатки, защитную маску, экипировку.
2. Стоять на резиновом коврике.
3. Очищать рабочее место от маслянистых подтеков, горючих жидкостей.

Рекомендуется проводить работы в хорошо проветриваемых помещениях. Сварка чугуна является сложным технологическим процессом. Учитывая их, сварщик без труда сможет соединить детали из этого сплава.

Сварка ЧУГУНА с секретом , дедовский способ, так сможет каждый!Welding the cast iron with a secret

Чем резать?

Необходимость выполнения подобной процедуры чаще всего связана с демонтажем чугунных труб, батарей отопления и других коммуникаций. На первый взгляд может показаться, что выполнение данной работы не вызовет много труда. Тем не менее в Советском Союзе трубы соединяли добротно, поэтому резать их не так уж и просто.

Горячая сварка чугуна.

Аргонная сварка чугуна позволяет формировать надежные соединения этого вещества со многими другими. Например, это может быть сварка чугуна со сталью или алюминием. В любом случае разобрать заваренную конструкцию не просто.

Тут главное правильно выбрать способ резки. Можно использовать хорошо знакомые инструменты, такие как труборез, зубило, лобзик, газовые резаки и так далее.

Каждый приведенный метод обладает своими достоинствами и недостатками. Например, в некоторых случаях можно спокойно обойтись обычным молотком и зубилом. Особенно если технология сварки чугуна была нарушена и сформированное соединение оказалось слабым.

В других случаях лучше использовать более продуктивные механические, а не ручные, инструменты, для которых электродуговая сварка чугуна – не помеха.

Электроды для работы с чугуном

Работая со сплавами нужно знать, как сочетать разные типы металлов для получения качественной сварки.

Когда происходит электросварка простым электродом, в сплаве сгорает углерод. Потому нередко в состав электрода добавляют графит. Часто встречаются электроды с содержанием никеля и меди. Их свойства полезны при сварочных работах.

Растворяясь в железе, никель делает соединение податливым, что облегчает дальнейшую обработку. Медь же наоборот повышает прочность шва, а потому используется когда нужно создать соединение высокой твердости.

Разные компании предлагают варианты моделей электродов для сварки, которые наделены своими характерными свойствами. Та или иная модель подходит для разных сварочных ситуаций. Однако есть варианты, встречающиеся чаще. Среди них ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЖН-1, МНЧ-2.

МНЧ-2 применяется в холодном и горячем типе сваривания металлов и обеспечивает качественные, прочные швы.

ЦЧ-4 более подходит для холодного типа сваривания металлов. Хорошо соединяет чугунные и стальные детали.

Электроды для сваривания чугунных деталей могут иметь примеси ферросицилия, термита, мрамора. А также в состав может быть включен алюминий, жидкое стекло и порошковый титан. Вместо электрода также используется присадочный пруток с графитовым стержнем.

Наплавка чугуна

Наплавка чугуна может производиться с помощью специальных электродов следующих марок:

МНЧ-2, применяется для ответственных стыков, наплавка выполняется без подогрева.

ОЗЖН-1 предназначены для осуществления работ по заделке серьезных дефектов.

ОЗЧ-2 используются для наплавления ковкого и серого чугуна.

Технология наплавки чугуна представлена в статье “Наплавка металла: электродом и другие”.

Газовая наплавка осуществляется с помощью теплоты, выделяемой при горении смеси ацетилена (заменителей ацетилена) и кислорода. В качестве расходных материалов используются литые прутки и флюсы.

Методики

Существует три методики сваривания чугуна при помощи электродов.

При использовании горячей деталь нагревают до заданной температуры еще до начала сваривания. Показатель этой начальной температуры 600-650 °С. Эта методика признана наиболее верной, однако с ее применением в домашних условиях есть проблемы.

Для того, чтобы обработать металл горячим способом понадобится нагревающее оборудование, и умение работать с нагретыми элементами.

Полугорячий тип повторяет горячий способ сварки, однако с заниженной до уровня 300-350 °С температурой преднагрева.

При холодном способе сварки преднагрева детали нет. Этот метод применим в домашних условиях, однако имеет свои нюансы.

Техника безопасности

Выполнение сварки в производственных условиях требует, чтобы исполнитель был аттестован для осуществления соответствующего вида работ.

Участок горячей сварки должен быть оснащен специальным оборудованием, которое выполняет функцию удаления пыли, выделяющейся при сварке.

Также существуют общие правила, которых необходимо придерживаться как профессиональным сварщикам, так и домашним мастерам:

• Сварочный аппарат должен иметь заземление, что гарантирует безопасность исполнителю.
• Обязательно использование индивидуальных средств защиты.
• Электросварка в домашних условиях должна проводиться в хорошо проветриваемом и освещенном помещении.

Технология резки

Резку чугунных деталей проводят механически либо термически. Для любого из этих типов понадобится свое оборудование. В целом для резки чугуна используют:

• Болгарку
• Труборезы
• Сабельную пилу
• Электроды

Также применяют оборудование для газокислородной и плазменной резки металлов.

Для мелких домашних работ зачастую используют болгарку, как самый простой инструмент.

Итоги

Сварка изделий из чугуна может стать проблемой для любого новичка. Тем не менее достаточно следовать нескольким несложным правилам и соблюдать технологию рабочего процесса, и тогда сваренное соединение будет обладать хорошим качеством и надежностью.

Безопасность во время работы

Работа с чугуном, как и с другими металлами, требует соблюдения определенных мер безопасности. Важно помнить, что варить или резать чугун нужно в помещениях с хорошей вентиляцией, при качественном освещении.

Оборудование должно быть обеспечено заземлением, а работник – рабочей одеждой и элементами личной защиты: перчатками, очками, маской. Свариваемый металл должен быть защищен от попадания воды либо другой влаги.

При отсутствии опыта нужно провести подготовку и обеспечить себя знаниями. Для этого можно использовать текстовые, фото и видеоматериалы.

Поделитесь в соц.сетях:

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