Электроды по чугуну – основные особенности
Скачать прайс-лист
11.11.20
- В чем сложность сварки
- Основные требования к электродам по чугуну
- Популярные марки электродов по чугуну
- ЦЧ-4
- ОЗЧ-4
- МНЧ-2
- ОЗЖН-1
- ОЗЧ-2
- ОЗЧ-6
В отличие от сталей, сварка чугуна обычными электродами, как правило, затруднена или просто невозможна. Проблема – в химическом составе этого сплава: помимо железа, значительную долю в нем составляет углерод (от 2,14% до 6%) в виде его соединений с железом (цементиты) или с кислородом (графиты). Это придает металлу очень высокую твердость, но при этом и высокую хрупкость, а также низкую пластичность и ударную вязкость. Эти свойства обуславливают особые характеристики электродов для сварки чугуна.
В чем сложность сварки
В силу особенностей структуры этого сплава сваривать его стандартными электродами по сталям не рекомендуется.
- Материал обладает высокой текучестью при подогреве – в процессе сварки сложно сформировать качественный шов.
- В ходе работ в сварном шве могут появиться поры и раковины из-за выгорания углерода и выделения газов СО2.
- Из-за неоднородности сплава (графитных включений) возможно возникновение трещин.
Помимо этого, на поверхности сварочной ванны образуются тугоплавкие окислы (оксид кремния, содержащегося в чугуне), температура плавления которых значительно выше, чем у самого сплава.
Основные требования к электродам по чугуну
Для решения проблем со сваркой российскими предприятиями были разработаны специальные сварочные электроды по чугуну из легированных сталей, ферросплавов, а также медно-никелевых сплавов и сплавов на основе меди или никеля. Они соответствуют всем требованиям технологических параметров качественной сварки:
- в присадочном материале должно содержаться то же количество углерода, что и в составе заготовки;
- время остывания и присадочного, и свариваемого основного металла должно совпадать;
- химический состав стержня и характеристики покрытия должны предотвратить выгорание углерода и формирование неоднородных структур в виде тугоплавких окислов в металле шва.
Наиболее часто для выполнения работ по чугуну используются специальные электроды с основным (реже кислым) покрытием. Они позволяют варить чугунные заготовки без их предварительного подогрева, что снижает трудоемкость работ («холодная сварка»). Однако есть и универсальные марки, которые хорошо подходят и для «горячей сварки» (если такой подогрев необходим), например, ЦЧ-4.
Популярные марки электродов по чугуну
ЦЧ-4. В основном применяются для ремонтной наплавки на чугунные детали и для исправления дефектов в отливках – пор, раковин, недоливов, трещин и т. д. Часто ими наплавляют только первые 1–2 слоя, далее наплавка продолжается электродами других марок, что дает более эффективный результат. Кроме того, эта марка используется для сварки деталей из чугуна и нержавеющих сталей, варить можно с предварительным подогревом и без него.
ОЗЧ-4. Используются для холодной сварки и наплавки. Стержни имеют никелевую основу. Для марки характерна низкая проплавляющая способность. Использовать электроды рекомендуется для наплавки завершающих слоев – металл шва получает повышенную ударную вязкость и стойкость к истиранию. Присадочный материал наплавляется на постоянном токе обратной полярности в вертикальном и нижнем положении.
МНЧ-2. Наиболее универсальная марка при работе с чугунами любого типа. Позволяет варить детали без предварительной прокалки. Основа состава стержня – никель и медь. Сварка и наплавка выполняются холодным способом, ток – постоянный обратной полярности. Детали свариваются короткими (до 3 см) валиками, с последующим охлаждением и проковкой каждого валика. Электроды рекомендуются в случаях, когда необходимо получить металл шва с высокой чистотой поверхности после механической обработки, а также когда нужен корневой шов повышенной плотности.
ОЗЖН-1. Используются для холодной сварки серого и высокопрочного чугуна. Химическую основу сердцевины составляют никель и железо. Покрытие – основное. В ряду особенностей: цвет металла сварного шва практически неотличим от основного металла.
ОЗЧ-2. Это медные электроды для сварки чугуна (Cu – основа, Fe – 10%, Ni – 2%). В отличие от указанных выше марок с обмазкой основного типа они имеют кислое покрытие. Предназначены для холодной сварки, заварки дефектов литья и наплавки, но работать можно лишь с серым и ковким чугуном. Как и МНЧ-2, позволяют получить сварной шов с повышенными требованиями по плотности. Рекомендуются при заварке крупных дефектов литья. В комбинации с электродами МНЧ-2, ОЗЧ-3 и ОЗЖН-1 отлично подходят для многослойной наплавки: стержнями первых двух марок наплавляются первый и последний слои, а электродами ОЗЧ-2 и ОЗЖН-1 поочередно – средние.
ОЗЧ-6. Также электроды с медной основой, но в отличие от ОЗЧ-2 имеют основное покрытие. Позволяют работать с серыми и ковким чугуном, наиболее подходят для сварки тонкостенных деталей. Хорошо зарекомендовали себя при заварке навесу сквозных дефектов литья и при работе даже с «горелым» чугуном – деталями с низкой нагрузкой. Перед сваркой не требуется предварительного прогревания заготовки.
Электроды по чугуну от «Центр Метиз»
В нашем каталоге представлены универсальные и специальные марки данных электродов: МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-6. Все они – продукция собственной разработки Магнитогорского электродного завода. Изделия соответствуют всем технологическим параметрам указанных марок и стандартам ГОСТ.
< Вернуться к списку статей
Электроды по чугуну отличаются друг от друга, хотя и имеют общее назначение. Сварка электродами по чугуну отличается от сварки другими электродами. Краткий обзор электродов ESAB по чугуну и руководство по сварке этими электродами помогут получить превосходный результат при решении любых задач по сварке и наплавке чугуна. Краткий обзор электродов ESAB по чугуну Подробнее
Сварка чугуна электродами ESABРекомендации по сварке чугуна электродами ESABЧто такое чугунВведениеВ зависимости от содержания углерода в чугуне, температура его плавления колеблется от 1250°С (цементит) до 1147°С (С=4,3%). Чистый чугун, легированный 2-5% углерода, обладает низкой пластичностью, низкой твердостью и низкой прочностью, и в целом является очень хрупким материалом. Для того чтобы улучшить эти характеристики (и придать такие дополнительные свойства, как жаро- коррозионо- и износостойкость), чугун обычно подвергают дополнительному легированию и/или термической обработке. В зависимости от сочетания легирующих элементов, он превращается в какой либо из нижеперечисленных типов. — Серый чугун
Серый чугунСерый чугун является одним из наиболее распространенных типов (около 70% чугунных изделий производятся из серого чугуна). Его микроструктура представляет собой графитовые чешуйки, заключенные в матрицу из феррита перлита или их смеси. Графит обладает прочностью, близкой к нулю, поэтому разрушение всегда происходит по этой фазе, а из-за того что графит имеет серый цвет, поверхность излома также выглядит серой. Отсюда и его название. Серый чугун обычно содержит до 4,5% С и до 3% Si. Для получения данного типа чугуна отливка должна охлаждаться с медленной скоростью. Некоторые старые типы этого чугуна содержат достаточно высокое количество фосфора и серы, которые еще больше затрудняют сварку. Однако в современных отливках их содержание не высоко, а потому сварка такого чугуна обычно не вызывает больших затруднений. Белый чугунБелый чугун обладает наиболее высокой твердостью и соответственно износостойкостью и используется в тех изделиях, для которых данные свойства наиболее важны. У него тот же химический состав, что и у серого чугуна, но с более низким содержанием кремния. Иногда его дополнительно легируют карбидостабилизаторами, такими как Cr, Mo и V. По микроструктуре он представляет собой карбиды, распределенные в мартенситной или перлитной матрице. Карбиды очень твердые и хрупкие, а данная фаза на изломе имеет белый цвет. Отсюда и его название. Данный тип чугуна получается при быстром принудительном охлаждении. Данный материал идентифицируется как несвариваемый, однако положительные результаты можнополучить при наплавке поверхностей дробильных роликов проволокой OK Autrod 12.51. Необходимая твердость достигается в процессе плавления белого чугуна за счет перехода углерода в нелегированный металл наплавки. Однако сваривать белый чугун не рекомендуется. Чугун с шаровидным графитом (высокопрочный чугун)Чугун с шаровидным графитом имеет тот же состав, что и серый, однако обладает более высокой чистотой. Добавка в его состав небольшого количества магния приводит к тому, что графит приобретает сферическую форму, создавая равномерную мелкодисперсную структуру, цвет излома такой же как у серого чугуна. Изделие из этого чугуна необходимо подвергать отжигу, после которого его механические свойства аналогичны низкоуглеродистой стали. Из-за этого варить данный чугун не так сложно. Однако необходимо учитывать, что сильное термическое воздействие, возникающее при сварке, в сочетании с разбавлением металла шва чугуном, требует применения специальных электродов и четкого соблюдения технологии сварки. Уплотненный серый чугунУплотненный серый чугун занимает промежуточное положение между серым и высокопрочным чугуном. Он получается путем строго дозированного добавления в серый чугун магния, титана и церия. Он обладает такой же свариваемостью, как и серый чугун. Ковкий чугунКовкий чугун получают путем длительной термической обработки белого чугуна, за счет чего ему придаются более высокие пластические свойства, чем у серого чугуна. Содержание в нем углерода и кремния ниже, чем у серого чугуна, что гарантирует получение структуры белого чугуна при его кристаллизации. Микроструктура представляет собой совокупность включений графита неопределенной хлопьевидной формы, распределенных по ферритной, перлитной или отпущенной мартенситной матрице. Механические свойства аналогичны высокопрочному чугуну. При сварке ковкого чугуна высока вероятность образования тонкой прослойки из белого чугуна в сварном шве и частично по зоне термического влияния (ЗТВ), прилегающей к линии сплавления. Но в большинстве случаев это не является серьезной проблемой. Однако, часто, для лучшей свариваемости деталей из этого чугуна, их подвергают обезуглераживающей термообработке. Высоколегированный чугунЛегирующие элементы добавляются в чугун для получения таких свойств как жаро- коррозионо- и износостойкость и повышения прочности. Например, известны такие марки как: «Ni-resist» (коррозионостойкий), «nicrosilal» (жаростойкий), «meehanite» (высокопрочный). Свариваемость этих чугунов аналогична высокопрочным чугунам с шаровидным графитом. Однако, существует особый тип чугунов «Ni-hard», который также как и белый чугун относится к классу несвариваемых. Факторы, влияющие на свариваемость чугунаВведениеБелые и «Ni-hard»-типа чугуны из-за высочайшей хрупкости трескаются при попытке их сварить. Большие трудности возникают также при сварке ковкого чугуна из-за образования пористости, т.к. данные чугуны содержат в себе много газов. Остальные типы чугунов, при соблюдении технологии, можно достаточно успешно сваривать. Для получения положительного результата при сварке необходимо минимизировать влияние следующих факторов: — Напряжения, возникающие при охлаждении
Напряжения, возникающие при охлажденииНаплавленный металл шва при охлаждении сжимается. Величина этой усадки обычно больше чем соответствующая усадка чугуна. Из-за того что чугун обладает высокой хрупкостью, а в шве образовались усадочные напряжения, можно ожидать образования трещин. Сложность формыОтливки из чугуна обычно проектируются максимально жесткими. Они редко имеют одинаковую толщину и обычно имеют сложную форму с резкими переходами от одной толщины к другой. Таким образом, эти изделия не очень хорошо воспринимают локальные усадки, а учитывая низкую пластичность основного материала, существует вероятность их повторного излома (чугуны с шаровидным графитом, из-за их большей пластичности, менее чувствительны к данному фактору). ЗТВ и линия сплавленияЗона термического влияния (ЗТВ), образующаяся при сварке, будет иметь повышенную твердость из-за высокого содержания углерода в чугуне. Твердость нерасплавляемой зоны термического влияния в основном зависит от скорости охлаждения, а ее ширина от величины удельного тепловложения. Часть ЗТВ, прилегающей к линии сплавления, практически состоит из закристаллизовавшегося металла. Микроструктура этой зоны весьма неоднородна и состоит из смеси мартенсита, аустенита, первичного карбида и ледебурита внутри которого находятся частично растворенные чешуйки или хлопья графита. Эта зона является наиболее твердой во всем сварном соединении. Ее величина и твердость обычно зависят от пиковой температуры нагрева, удельного тепловложения и скорости охлаждения при сварке. Пиковая температура соответствует температуре катодного (реже анодного) пятна при сварке штучным электродом и не зависит от типа выбранного сварочного материала, следовательно, Свойства этой зоны в основном зависят от величины удельного тепловложения и скорости ее охлаждения. Переход углерода в шов из основного металлаРазбавление металла шва основным металлом может привести к переходу углерода из чугуна в наплавленный металл. Это также может привести к изменению концентрации в сварном шве соединений серы и фосфора, если они присутствуют в чугуне. Пропитка чугуна масломМасло, проникающее внутрь чугуна, может адсорбироваться на графите и в микропорах. В процессе сварки масло может испаряться и приводить к образованию пор в шве. Как контролировать влияние этих факторовСварка на оптимальных режимахСварку необходимо выполнять короткими швами на минимальных
токах и четко соблюдать последовательность наложения швов.
Применение сварочных материалов, обеспечивающих пластичную наплавкуОстаточные напряжения в наплавленном металле обычно находятся на уровне предела его текучести. Следовательно, присадочные материалы с меньшим пределом текучести будут создавать в сварном соединении меньшие остаточные напряжения в сравнении с более высокопрочными. Использование предварительного подогреваОбычно предел текучести большинства материалов снижается при увеличении температуры. Следовательно, если остаточные напряжения, возникающие после охлаждения шва, будут полностью уравновешены в наплавленном металле при более высокой температуре, чем комнатная, величина результирующих напряжений будет ниже. Следовательно, за счет предварительного подогрева можно снизить величину остаточных напряжений. ПроковкаПроковка создает сжимающие напряжения в сварном шве, которые уравновешивают растягивающие напряжения, возникающие в процессе сварки. Это наиболее часто применяемый технологический прием, направленный на предотвращение образования трещин при сварке чугуна. Сложность формы отливкиДля того чтобы предотвратить образование трещин в чугунных заготовках, соединяемых дуговой сваркой, из-за возникающих в них усадочных напряжений, часто используется технологический прием, связанный с предварительным их подогревом, направленным на компенсацию этих напряжений. Такой тип предварительного подогрева обычно называют косвенным подогревом, основная идея которого заключается в том, что лучше нагреть большой объем металла на небольшую температуру, чем локальную зону до высокой температуры. Однако, если необходим локальный подогрев до высокой температуры, необходимо применять мягкие сварочные материалы. Когда надо выполнить сварку сложных чугунных деталей, сильно отличающихся по толщине, необходимо выполнять предварительный подогрев всего изделия до температуры красного свечения. Если такой подогрев выполнить невозможно, во многих случаях ремонт подобных изделий можно успешно выполнить, подогрев изделие до меньшей температуры в сочетании с локальным нагревом стыка. Любой предварительный подогрев необходимо выполнять максимально медленно для обеспечения равномерного нагрева всего чугунного изделия, подвергаемого ремонту. Общий нагрев изделия до температуры около 600°С необходимо производить в подходящих для данной задачи печах, нагреваемых газом или углем. Вывод. В большинстве случаев, изделия из чугуна сложной формы необходимо подвергать общему равномерному нагреву. ЗТВ и линия сплавленияТвердость ЗТВ можно понизить за счет предварительного подогрева. Однако, для того чтобы достаточно снизить эту твердость, изделие из чугуна необходимо подогреть до 500°С. Твердость зоны сварного соединения, прилегающей к линии сплавления и подвергающейся неполному плавлению, может быть снижена за счет сокращения времени пребывания материала при пиковых температурах, т. е. за счет свари на пониженных токах. Переход углерода в шов из основного металлаПри сварке чугуна всегда происходит миграция углерода из основного металла в шов. На практике применяются два способа минимизации этого эффекта. 1. Высокотемпературный предварительный подогрев в сочетании с медленным охлаждением снижает эффект от нежелательного перехода углерода. Это актуально при сварке сварочными материалами на железной основе. 2. Использовать сварочные материалы, для которых этот переход углерода неопасен. Это наиболее распространенный способ, для которого, как правило, применяются сварочные материалы на никелевой основе. Пропитка чугуна масломМасло, впитавшееся в чугун, ни какими методами обезжиривания невозможно удалить, а потому растворителями масло можно удалить только с поверхности чугунного изделия. Масло можно выжечь за счет относительно длительной выдержки изделия при температуре около 500°С. Время выдержки обычно составляет 4-8 часов. В большинстве случаев это не представляется возможным. В таком случае строжка электродами OK 21.03 может дать достаточно хороший результат. Если пористости избежать не удастся, лучшим способом получения сплошного шва является многократная выборка наплавленного металла и повторная его переварка до тех пор, пока поры не перестанут образовываться. Подготовка изделий из чугуна к сваркеОчисткаВсе поверхности перед сваркой необходимо очистить. Чугун и так сам по себе является не очень прочным материалом, и пренебрежение этой важной процедурой может еще сильнее снизить прочность сварного соединения. Масло, смазки и т.п.
Если чугун длительное время контактировал с маслом (например, шестерни или корпуса редукторов, залитых маслом), оно может адсорбироваться на графите и микропорах. Таким путем он проникает внутрь чугуна. Удалить это масло, которое в процессе сварки будет испаряться, химическими растворителями невозможно. Масло из подобных изделий необходимо выжечь. Этого можно добиться, выдержав чугунное изделие при температуре 400-500°С в течение нескольких часов. Однако это не всегда возможно, поэтому в подобных случаях строжка электродами OK 21.03 может дать достаточно хороший результат за счет локального выгорания масла. Кроме того, такая строжка дает наиболее оптимальную конфигурацию кромок стыка. Грязь, окалина, краска и т.п.
Разделка кромок— Угол разделки чугунных кромок должен быть больше, чем у
углеродистых сталей, и может доходить до 80-90°
Предварительный подогревПоложительный результат при сварке чугунов МОЖНО получить без предварительного подогрева не опасаясь образования трещин из-за высокой жесткости или низкой пластичности, особенно это касается изделий сложной формы, для которых излишний предварительный подогрев может привести к отрицательному результату. Существуют три разновидности предварительного подогрева чугуна: Местный подогрев
Общий подогрев
Косвенный подогрев
Уровни подогреваПодогрев до любого уровня обычно является полезным. Однако, в зависимости от температуры, их можно подразделить на несколько основных уровней: до комнатной температуры
до 80-100°С
до 200-250°С
до 500°С
до 600°С
Технология сварки чугунаВведениеКак было упомянуто выше, сварка может выполняться в сочетании с различными уровнями подогрева. При этом действует основное правило: чем выше уровень предварительного подогрева, тем менее жесткие требования предъявляются к процедуре сварки. Для простоты понимания мы разделили сварку чугуна на три вида, в зависимости от температурного уровня подогрева: — Холодная сварка — при комнатной температуре
Дополнительно нам необходимо подразделить швы на три типа наплавки: — Переходный (буферный) слой
Переходный (буферный) слойДля некоторых случаев сварки технология «переходного слоя» имеет неоспоримые преимущества. Вкратце это значит, что одна или обе свариваемые поверхности перед сваркой подвергаются предварительному плакированию. Основная идея состоит в том, что остаточные напряжения, возникающие после охлаждения шва, основное свое воздействие сосредотачивают на пластичном буферном слое, а не на хрупкой структуре ЗТВ основного металла. (Конечно, ЗТВ основного металла все равно будет подвергаться воздействию этих остаточных напряжений через переходный слой, однако расстояние до этой зоны будет больше, и твердые фазы в ЗТВ будут подвергаться отжигу). Буферный слой в основном применяется в следующих случаях: Многопроходная сварка Для того чтобы облегчить технологию наплавки заполняющих слоев. При этом воздействие усадочных напряжений от заполняющих проходов, возникающих при охлаждении шва, в основном концентрируется на переходном слое, тем самым снижая величину этих напряжений и риск образования трещин. Тепло от последующих слоев отжигает ЗТВ в чугуне, и понижает напряжения, возникшие в предыдущих слоях. Металл шва не разбавляется чугуном, т.к. они изолированы друг от друга буферным слоем. Сварка чугуна с другим металлом Например со сталью, с медным или никелевым сплавом для того чтобы обеспечить хорошее сплавление кромок. Ремонт обширных поверхностных дефектов Например, получившихся при механической обработке или литье чугунного изделия, от воздействия внешних механических факторов и т.п. Идея состоит в наплавке на этот дефект буферного слоя, который накладывается короткими валиками без поперечных колебаний с последующей немедленной проковкой. При дальнейшей наплавке на эти дефектные участки соблюдения таких жестких технологических рекомендаций уже не требуется. Сварка жестко защемленной конструкции Например приварка заплатки из низколегированной стали вместо удаленного дефектного участка чугунного изделия. Однопроходная сваркаПри однопроходной сварке весь наплавленный металл находится в контакте с чугуном. Кроме того, не происходит отпуска ЗТВ от последующих слоев наплавки. Потому процедуры сварки и/или предварительного подогрева должны быть четко продуманы и выдержаны. Холодная сварка Твердость ЗТВ будет зависеть от скорости охлаждения стыка. И единственный способ ее снижения при отсутствии предварительного подогрева – это сварка с более высоком удельном тепловложением. Однако это повлечет за собой увеличение размеров сварочной ванны и нежелательному росту усадочных напряжений, что значительно опаснее, чем твердость ЗТВ. А потому не следует варить чугун на режимах с высоким удельным тепловложением! Вместо этого надо стремиться к тому, чтобы толщина ЗТВ была минимальной, насколько это возможно, чтобы минимизировать размеры этой опасной зоны, а усадочные напряжения необходимо нейтрализовать. Поэтому для данного типа сварки особенно важно придерживаться следующих технологических рекомендаций: — Сварку надо выполнять без поперечных колебаний электрода
короткими продольными швами длиной по 2-3 см
Полугорячая сварка Данный вид подогрева используется в основном при сварке высокопрочных чугунов, а потому нижеприведенные рекомендации ориентированы именно на этот тип материалов. Упомянутый выше тип подогрева позволяет снизить скорость охлаждения, а следовательно и твердость ЗТВ. Однако это снижение твердости происходит при подогреве только до уровня температуры в 250°С, а потому рекомендации прописанные в предыдущем разделе необходимо соблюдать, хотя и не на столь жестко. — Межпроходную температуру необходимо поддерживать на
уровне 250°С
Горячая сварка Сварка с подогревом до данного уровня температур используется достаточно редко, т. к. подобному подогреву, как правило, можно подвергать только изделия небольшого размера. Горячая сварка в основном применяется при сварке обычных и уплотненных серых чугунов. Однако для уплотненных чугунов эта температура не должна превышать 350°С — Сварка можно выполнять также как и сварку нелегированных
сталей, за исключением операции проковки наплавленного
валика.
Многопроходная сварка— Все наплавленные валики, находящиеся в физическом контакте
с чугуном, в обязательном порядке должны наплавляться с
соблюдением всех технологических рекомендаций, которые
предписаны для однопроходной сварки.
Послесварочная термообработка и охлаждениеПослесварочная термообработкаНаиболее распространенный вид послесварочной термообработки – это отпуск для снятия напряжений. Вопрос только в том, улучшит ли она в данном конкретном случае свойства сварного соединения или нет, хотя данный технологический прием весьма распространен, и, обобщая опыт его применения, можно сказать, что результат в основном получается положительный. Термообработку обычно выполняют для снижения твердости сварного соединения. На практике при сварке чугунных изделий это обычно используется при использовании сварочных материалов на железной основе. ОхлаждениеВ связи с тем, что чугун имеет более низкий коэффициент линейного расширения (в сравнении с металлами тех сварочных материалов, которые обычно используются для его сварки), а также из-за того что чугунные отливки очень часто имеют достаточно сложную форму, всем свариваемым чугунным изделиям необходимо обеспечивать медленную скорость охлаждения. Скорость охлаждения можно снизить, поместив сваренное чугунное изделие в сухие древесные опилки, вермикулит, горячий сухой песок или обратно в печь, в которой производился предварительный подогрев. Выполнение ремонтных работ по чугунуВведениеОтремонтированные чугунные изделия можно условно подразделить на две группы, наплавленный металл которых в процессе дальнейшей эксплуатации не будет подвергаться высоким нагрузкам и те, которые предназначены для эксплуатации под рабочими напряжениями. Если ремонтируемый узел не испытывает серьезных нагрузок, то его ремонт обычно заключается в удалении и заварки дефектного участка металла без дополнительного упрочнения отремонтированной зоны. Когда ремонтируемый узел должен при дальнейшей эксплуатации воспринимать высокие нагрузки, то при его ремонте часто применяются дополнительные упрочняющие элементы, т.к. прочностных свойств чугуна подвергшегося сварке обычно недостаточно. Трещина (невысокие нагрузки)Необходимо точно определить протяженность трещины. Основное правило подготовки под сварку заключается в том, что длина удаляемого участка дефектного металла должна быть больше протяженности трещины, причем надо убедиться в том, что трещина была удалена в полном объеме. На практике успешно применяют следующий технологический прием, когда точно по концам трещины аккуратно сверлят небольшие отверстия (~3 мм), чтобы предотвратить ее развитие в процессе ремонта. Удаление дефектного участка и его заварка не требуют больших трудозатрат, а потому в большинстве случаев рекомендуется разделывать один из концов трещины до кромки отливки. В случаях, когда трещина распространяется от края изделия, сварку необходимо начинать от вершины раскрытия трещины в направлении к ее наружному краю. При любом типе ремонта следует очень четко продумывать, с какой точки должна начинаться сварка. Тонкостенные изделияТонкие стенки можно встретить у различных литых изделий, таких как блок цилиндров, головка блока, клапанная крышка и т. п. Основная проблема их сварки состоит в том, чтобы избежать наплавки большого количества металла для минимизации напряжений после остывания. Также возникают проблемы при проковке, т.к. удары сами по себе могут привести к трещинам в сварном соединении. Наилучший способ избежать наплавки большого количества металла – это сварка в положении вертикаль на спуск. Специальное покрытие электродов OK 92.60 позволяет успешно выполнять сварку в данном пространственном положении. Чтобы избежать поломки чугуна при проковке, удары при проковке предпочтительнее наносить под углом 45° вдоль линии шва, а не в перпендикулярном направлении. Разрушение (высокие нагрузки)Выход изделия из строя по причине его разрушения обычно происходит из-за внезапного возрастания рабочих нагрузок, а потому вопрос упирается в способность отремонтированного участка при дальнейшей эксплуатации воспринимать заданные рабочие нагрузки. Это обычно достигается за счет механического усиления ремонтируемого стыка дополнительной накладкой, фиксируемой болтами, или, что более предпочтительно, за счет обжатия этого участка хомутом или бандажом, который будет воспринимать растягивающие нагрузки. Повреждения, которые можно закрыть тонкой накладкой, например, течь в рубашке водяного охлаждения, очень часто ремонтируются путем удаления дефектного участка, и последующей приварки заплатки из углеродистой стали. Другой способ ремонта, который иногда успешно используется, но не может быть рекомендован для всех случаев, это установка шипов. Перед сваркой ремонтируемого соединения, в соединяемые поверхности вставляют шпильки из углеродистой стали, и приваривают их к чугуну. Для этого в основном металле нарезаются резьбовые отверстия, в которые до упора вкручиваются эти шпильки. Использование шпилек для стыковых швов, испытывающих растягивающие напряжения, в некоторых случаях может оказаться малоэффективным, т.к. очень часто сварка ослабляет эти шпильки. Однако, для армирования сломанных зубьев шестерен, на которые воздействуют срезающие нагрузки, шпильки являются хорошими упрочняющими элементами. Заварка полостейПри ремонте полостных дефектов в литых чугунных изделиях необходимо придерживаться следующего алгоритма: — У чугунного изделия полностью удалить участок с дефектным
металлом (желательно зачисткой)
Если все части сломанного чугунного изделия можно использовать для его восстановления, применять заменители из углеродистой стали не требуется. При этом можно обойтись без наплавки на свариваемые кромки буферного слоя, а саму сварку выполнять легче. Пережженный чугунТермин «Пережженный чугуна» обычно характеризует чугунное изделие, у которого окислы присутствуют как на его поверхности, так и внутри металла. Такое окисление происходит, когда чугунное изделие эксплуатируется при повышенных температурах. В зависимости от содержания легирующих элементов окисление может начинаться с температуры от 400°С. Пережженный чугун характеризуется: — Видимой на поверхности окалиной. Эти окалина состоит из Fe2O3, Fe3O4 и FeO. Fe2O3 содержит максимальное количество кислорода, а потому находится на внешней ее поверхности. В окалине также можно обнаружить оксиды легирующих элементов. — Внутренним окислением. Кислород легко проникает внутрь материала по графитовым чешуйкам. Результатом такого термодинамического воздействия является не только выгорание графита до СО2 и СО, но и образование оксидов железа. Эти оксиды железа формируются по зонам вокруг графитовых чешуек. Когда кислорода в избытке, а температура достаточно высока, графит начинает выгорать. Графит замещается оксидами железа или вовсе исчезает, улетучиваясь через поверхность. Этот процесс может продолжаться и продолжаться, пока не произойдет полная деструкция металла. Оксиды железа занимают больший объем, чем чугун, что вызывает «свилинг» (распухание) чугунного изделия. Присутствие в чугуне оксидов приводит к повышению его твердости. Это, в сочетании с шероховатой грязной поверхностью, делает сварку пережженного чугуна весьма затруднительной, если только эти изношенные части поверхностей не будут удалены. Потому перед сваркой, в подобных случаях, рекомендуется строжкой или шлифовкой выбирать металл до чистого чугуна. В крайнем случае, для отливок небольшого размера с выгоревшими или окисленными поверхностями, нижеприведенная процедура поможет получить относительно удовлетворительное соединение: — Свариваемые поверхности очистить от нагара и выбрать поврежденный материал. Сделать это можно с помощью стальной щетки или шлифованием. — Электродами OK 48.04 несколько раз пробежаться по свариваемым поверхностям. Это насытит материал испорченного чугуна металлом электрода и позволит создать лучшее условия для сварки при последующем заполнении стыка. — Основную наплавку выполнять электродами OK 92.58 или OK 92.60 Практический опыт показал, что электроды OK 94.25 могут дать положительный результат, в то время, когда сварка электродами на никелевой основе затруднена. Примером сварки пережженного чугуна может являться сварка выхлопных коллекторов двигателей внутреннего сгорания, которые в большинстве случаев можно относительно успешно ремонтировать. | ||||
Copyright © 2003-2015, ООО «ЭЛЕКТРОД.РУ», тел. (812) 334-07-70 |
Электроды по чугуну — маркировки, выбор и маркировки
Появление электродов для сварки чугуна стала необходимостью, которая коснулась ремонтных процессов чугунных деталей. Все дело в том, что в отличие от стали чугун обладает низким показателем свариваемости, поэтому электроды по чугуну стали своеобразной панацеей, которая помогла преодолеть данную проблему. А проблема обуславливалась следующими факторами:
- Быстрое падение температуры в зоне сварочного шва, которое становилось причиной так называемого отбеленного участка. А это повышенная твердость материала, мешающая при обработке чугуна.
- В зоне шва образовывались оксиды тугоплавкого типа. Именно оксиды не позволяют качественно вести сварку чугуна.
- Сам по себе жидкий чугун – это материал с высоким показателем текучести. А это затрудняет формирование шва.
- Неравномерное остывание и нагрев зоны стыковки двух чугунных заготовок – это причины появления трещин.
- При сильном нагреве чугуна происходит интенсивное выделение газов из тела металла. А это вероятность образования большого количества пор внутри сварного шва в процессе быстрого остывания.
Содержание страницы
- 1 Типы чугунных электродов
- 1.1 Сварка холодным способом
- 1.2 Горячая сварка чугуна
Все существующие электроды для сварки чугуна делятся в зависимости от:
- Вида сварки: горячая или холодная.
- От марки чугуна: серого, ковкого или высокопрочного.
- Толщины свариваемых деталей.
- Технологического процесса.
- Требований к качественным показателям сварного шва.
Сварка холодным способом
Для сваривания чугуна холодной технологией необходимо использовать электроды, в состав которых входят такие металлы, как медь и никель. Медь не растворяется в чугуне, поэтому шов получается однородным. Никель, наоборот, хорошо растворяется в железе, но при этом не взаимодействует с углеродом. Следствие – ровный шов без трещин и пор, хорошо поддающийся обработке.
Эта разновидность электродов для чугуна делится на три подвида, в каждом из которых свои марки.
- МНЧ-2. Состоит из железа, никеля и меди. Может использоваться дополнительно для плавки и заварки литья. Варит все виды чугунов при обратной полярности. Шов из такого электрода легко поддается механической обработке, после которой стык обеспечивается высокой чистотой поверхности и прекрасной плотностью заполненного пространства. Рекомендуется использовать эти электроды, когда соединяются заготовки, работающие в агрессивных средах.
- ОЗЧ-6 и ОЗЧ-2. Это железо и медь. ОЗЧ-6 используется, когда надо сварить тонкие детали из серого или ковкого чугуна. В них используется основная обмазка, сварка производится постоянным током, полярность обратная. ОЗЧ-2 – все то же самое, что и у предыдущей марки, только обмазка у них кислая.
- ОЗЧ-3 и 4, ОЗЖН-1 и 2. Это железо и никель или только никель. ОЗЧ-3 используется, если предъявляются повышенные требования к обрабатываемой чугунной заготовке. Варить такими электродами можно серый или высокопрочный чугун. ОЗЧ-4 используют для соединения или ремонта деталей, которые подвергаются большим ударным нагрузкам или работают в зонах истирания. У них основная обмазка, как и у ОЗЧ-3. ОЗЖН-1 или 2 – это стандартная марка, подходящая под сварку серого и высокопрочного чугуна. Рекомендуется сварку этими электродами проводить в нижнем или вертикальном положении.
Есть еще несколько марок сварочных электродов по чугуну. Это электрод ОК92.18. Применяют его при сварке не очень толстых заготовок (максимум три слоя) с предварительным нагревом металла. Чаще всего используют при ремонтных работах, когда необходимо заварить трещины. Варит ковкий и высокопрочный чугун, как на переменном, так и на постоянном токе. Стержень на никелевой основе. Обмазка – основная с большим содержанием углерода, поэтому варить чугуны, в которых в большом процентном содержании находятся сера или фосфор запрещается.
ЦЧ-4 используют для сварки деталей из чугуна и стали. Одна из самых распространенных марок. Чугун в этом случае может быть и ковким, и высокопрочным, и серым. Можно сварку проводить и с предварительным нагревом, можно без такового. Ток сварки постоянный, при высоких токах можно использовать переменный. Положение сварки – нижнее.
Ficast NiFe K – это марка относится к третьей подгруппе, используется, когда появляется необходимость приварить стальную заготовку к чугунной (серый или ковкий). С его помощью можно варит швы в любых положениях. Получается достаточно прочный стык без трещин, который легко поддается обработке.
ZELLER 855 обладает всеми характеристиками, что и предыдущий электрод. Правда, им можно варить загрязненные детали, кромки с ржавчиной, с масляными пятнами и так далее.
Горячая сварка чугуна
При правильном подходе к сварочному процессу результат может быть высококачественным. Сам сварочный процесс может проводиться:
- Стальными электродами. Здесь могут быть использованными марки УОНИ или АНО.
- ОМЧ-1. Варить можно заготовки только из серого чугуна. По сути, это литые чугунные прутки, которые покрываются специальной обмазкой. Диаметр таких электродов варьируется в пределах 3-6 мм.
- Электродами с чугунным стержнем марки А или Б. Марка «А» – применяется для дуговой или газовой сварки. «Б» для дуговой холодной и горячей. Диаметр стержней от 4 мм до 16 мм. В покрытие этих электродов специально вводятся добавки, которые стабилизируют сварочный процесс. Особенно хочется отметить добавку «термит», которая замедляет остывание сварочного металла. А это повышение качественных характеристик стыка. Правда, широкого применения эта технология не нашла. Лучший результат показала полугорячая сварка при температуре 300С.
Горячая сварка чугуна – это возможность получить сварной шов по плотности и составу точно таким же, как свариваемые чугунные заготовки. Поэтому обрабатывать его очень легко, да и механические качества стыка ничем не отличаются от свариваемого чугуна. Но у этого способа немало сложностей. К примеру, сложность организации самого сварочного процесса. Особенно это касается формовки в зоне сваривания. Не просто провести прогрев деталей на всю толщину. Да и продолжительность сварочного процесса слишком большая, что приводит к увеличению себестоимости сварки в целом.
Но горячая сварка чугуна избавляет от всех негативных моментов, которые появляются при холодном способе. К примеру, отсутствие отбеливание материала или закалки металла. В настоящее время сварщики используют разные температуры нагрева зоны сваривания.
- 500-600С – это горячая сварка.
- 300-400С – это полугорячая.
- 150-200С – теплая.
Внимание! Сильный нагрев чугуна приведет к изменению его структуры, поэтому не рекомендуется его нагревать свыше +650С. При этом скорость нагрева должна быть 120-150С в час. Нужно придерживаться и медленного остывания.
Сварка неплавящимися электродами – это еще одна разновидность соединения двух чугунных заготовок. Здесь могут быть использованы и вольфрамовые электроды, и угольные, и графитовые. Главное правильно подобрать присадочный элемент. А вот тут разнообразие большое. Здесь могут быть использованы литые чугунные стержни, стальные с содержанием никеля, медные, алюминиевые и другие металлы. Сварка может проводиться при помощи бура (флюса) или инертного газа. Чаще всего сварщики пользуются сваркой с вольфрамовыми электродами в зоне защитного газа (аргона) с применением никелевой присадки.
Разнообразие электродов для сварки чугунных заготовок достаточно широкое. У каждого из них свои условия сварки, поэтому при выборе нужно правильно подобрать электрод к требованиям сварочного процесса. Немного ошиблись, и получите низкое качество конечного результата. А это трещины, поры, отбеленный чугун и сложность дальнейшей обработки.
Электроды для сварки чугуна
Чугун — это распространенный в настоящее время металлический сплав, который широко используется в различных сферах жизнедеятельности человека. Необходимо сказать, что материал обладает твердостью, что объясняется повышенным содержанием углерода, который существенно усложняет сварку такого металла. Используемые электроды для работы с чугуном должны компенсировать изменение структуры материала, что позволяет обеспечить прочность соединения, без какого-либо негативного влияния на прочность и надежность. Именно поэтому многие из нас сталкиваются с определенными сложностями при выборе электродов для этого металла. В чугуне находится около 6% углерода, соответствующим образом необходимо выбирать наплавочный материал, который содержит аналогичное количество углерода. Только в этом случае удастся гарантировать качество выполненной сварки.
Сварка чугуна электродом в домашних условиях
Перспективной технологией является сварка аргоном чугуна, что позволяет обеспечить прочность соединения. Однако необходимо сказать, что такой способ отличается дороговизной и требует использования соответствующего оборудования. В домашних условиях аргоном варить чугун невозможно. Именно поэтому при сварке этого металла в бытовых домашних условиях используют электроды, что позволяет существенно упростить данную работу и снижает ее стоимость. Необходимо лишь правильно подобрать используемые электроды, и грамотно подготовить металлические чугунные элементы для их соединения. Выбирая или иные стержни для работы, помните, что они должны остывать одновременно с основным металлом, что позволит обеспечить необходимую прочность соединения. У чугуна низкие показатели пластичности, поэтому разница температур может привести к перенапряжению сварного шва, что в свою очередь отрицательно скажется на прочности и долговечности выполненной работы.
Состав
Необходимо сказать, что химический состав таких стержней в первую очередь определяется свойствами сплава основного металла. Основой таких электродов является железо, а дополнительные элементы позволяют улучшить сваривание и непосредственно влияют на температуру и показатели пластичности. Выбор того или иного электрода и его конкретной разновидности необходимо выполнять с учетом особенностей основного соединяемого сплава, что и станет гарантией качества выполненной работы.
Технические характеристики
Одной из особенностей сварки чугуна является большой расход наплавочного материала. Так, например, для наплавки одного килограмма шва необходимо приблизительно на 80% больше электродов, нежели чем для других сплавов. При этом каких-либо особых требований к используемым стержням не выдвигается. Сам по себе чугун отличается уникальной твердостью, что значительно усложняет плавку металла, вынуждая работать на максимально высокой мощности и предельных температурах.
На сегодняшний день существуют десятки различных марок таких стержней для сварки, которые позволяют обеспечить качественное соединение этих металлических сплавов. Предлагаем вам описанием наиболее распространенных марок, что и позволит упростить выбор материалов для сварки.
- МНЧ2. Универсальная разновидность, которая может использоваться для сварки различных чугунных сплавов. Возможно использование таких электродов для ликвидации имеющихся бракованных участков литья. Также возможно их использование для наплавки металла. Следует помнить о том, что такие стержни предназначены для работы со сварочными аппаратами постоянного тока и обратной полярности. Возможно их использование в любом положении в пространстве.
- ОЗЧ2. Эта разновидность электродов предназначена для работы с ковким и серым чугуном. Из особенностей подобных стержней можем выделить легкость работы с ними и отсутствие необходимости предварительного подогрева основного металла. В то же время необходимо помнить, что использовать их можно лишь в нижнем и вертикальном положении.
- ЦЧК. Может применяться для технологии холодной и горячей сварки. Предназначены исключительно для работы в нижнем положении. Также возможно использование таких стержней для соединения чугуна и стали. Работа выполняется с аппаратами на постоянном токе, и лишь при необходимости использования максимально высокого напряжения возможно применение переменного тока.
- ОЗЖН1. Возможно использование данной разновидности исключительно при холодной сварке. Имеется возможность соединения с помощью ОЗЖН1 серого чугуна и его высокопрочных разновидностей. Соединение больших объемов металла возможно в нижнем и вертикальном положении.
- ОК9218. Такие стержни применяются исключительно с предварительным подогревом соединяемых элементов. Возможно их использование с переменным и постоянным током. Они чувствительны к выбору используемого режима работы.
Маркировка электродов по чугуну
С помощью обозначений и соответствующей маркировки можно получить всю необходимую информацию о разновидности данного электрода и его составляющих. Так, например наличие маркировки с буквой М говорит о том, что в стержне содержится около 30% меди. Маркировка с буквой Н свидетельствует о 66% содержании никеля. Буква Ч в маркировке указывает, что этот материал предназначен исключительно для работы с чугуном.
Какими электродами варить чугун?
Необходимо сказать, что выбор той или иной разновидности стержня напрямую зависит от конкретной марки чугуна. В настоящее время распространены различные сплавы этого металла, которые могут отличаться по своим характеристикам и свойствам. Для каждого из них требуется выбирать различные виды стержней или же использовать универсальные марки. В последнем случае сварочные работы существенно упрощаются, однако качество соединения несколько ухудшается.
Кроме непосредственно состава электродов необходимо обращать внимание на наличие обмазки и ее характеристики. Рекомендуем использовать толстые обмазки для наплавки и изделия с большой толщиной материалов. Тонкие электроды применяются в тех случаях, когда сварной шов должен располагаться на одном уровне с основным металлом.
Как заварить чугун электродами?
Одной из особенностей работы с этим металлическим сплавом является необходимость его подогрева. Шов должен поддерживаться в теплом состоянии, и в последующем равномерно остывать. Подобная технология работ позволяет избежать увеличения содержания в сварном шве водорода и кислорода. Содержание этих элементов приводит к появлению трещин и брака соединения.
В настоящее время в продаже можно найти электроды, которые изготовлены различными отечественными и иностранными производителями. Можем порекомендовать вам не акцентировать свое внимание на производителе, а выбирать такие стержни в зависимости от их состава и характеристик свариваемого металла.
Электроды для сварки чугуна со сталью:маркировка, характеристики
При большой твердости чугун обладает одним большим недостатком, который проявляется в его хрупкости. Это вызвано большим содержание углерода в составе, что делает сварку данного металла достаточно сложным процессом. Электроды по чугуну должны компенсировать многие негативные моменты благодаря специально подобранному составу, но их имеется достаточно большое количество разновидностей, так что для каждого случая приходится подбирать отдельную марку. С учетом того, что в самом металле может находиться до 6% углерода, в электродах присутствует примерно то же самое соотношение.
Электроды для сварки чугуна
Одним из самых качественных способов является сварка чугуна аргоном, но это достаточно дорого и не всегда доступно. Сварка чугуна электродом в домашних условиях также возможна и весьма распространена, благодаря своей простоте и дешевизне. Главное правильно подобрать расходный материал и подготовить металл под сварку. Очень важно, чтобы сварочные электроды по чугуну имели одинаковое время остывания с основным металлом, так как у него оно зачастую достаточно низкое. Это помогает избежать перенапряжения, что очень важно, так как у чугуна очень низкие пластичные свойства. При повышенных температурных режимах может происходить выгорание углерода, так что если в присадочном материала будет содержаться больше данного элемента, чем в основном.
Набор электродов для сварки металла
Электроды для сварки чугуна используются как в промышленности, так и в частной сфере. Естественно, что у каждой марки свои особенности применения, поэтому, некоторые из них принадлежат только к определенным областям. В целом же чугун достаточно распространенный металл. К нему в большинстве случаев выпускают материалы с большим диаметром, так как из него делаются массивные изделия. Это могут быть детали к машинам, станочному оборудованию и прочей тяжелой технике. Возникает необходимость, как в самой сварке, так и в наплавке, причем электроды для наплавки чугуна мало чем отличаются от других типов. Практически у всех них основное покрытие, но встречаются и модели с кислым, что обеспечивает стабильность дуги и возможность проводить процедуры во всех пространственных положениях. Все они изготавливаются согласно ГОСТ 7293-85.
Физико-химический состав
Химический состав определяет, какими свойствами будет обладать наплавленный металл. Во все марки в основу входит железо, а остальные элементы служат для улучшения свойств сваривания и поддержания состава основного металла, который может меняться от температурного воздействия. На примере одной из марок можно рассмотреть химический состав:
- Углерод – 0,13%;
- Марганец – 0,9%;
- Кремний – 0,5%;
- Железо – остальное;
- Ванадий – 8,6%;
- Сера – 0,014%;
- Фосфор – 0,023%.
Технические характеристики
Электроды для сварки чугуна не отличаются особо качественными характеристиками, которые выдвигаются к другим металлам, так как сам чугун обладает уникальными свойствами твердости, тянущими за собой хрупкость и прочие негативные моменты. К примеру, здесь достаточно высокий расход материала при наплавки, так как на 1 кг шва нужно на 80% больше электродов, но для чугуна это вполне приемлемо. На примере электрода марки ЦЧ4 можно рассмотреть, какими свойствами обладают данные изделия:
Сопротивление временное на разрыв, Н/мм2 | Твердость, НВ |
480–510 | 160–190 |
Производительность наплавления, г/мин | Выход металла наплавки, % | Расход количества электродов на 1 кг металла наплавки, кг |
18,0 | 115,0 | 1,80 |
Марки
Существуют различные марки электродов для сварки чугуна. Здесь указан перечень основных из них, которые встречаются в практике сварщиков, а также разъясняется, зачем каждая из них предназначена и какими особенностями обладает.
- МНЧ2 – это универсальная марка, которая подходит практически для любой разновидности чугуна. Их применяют для ликвидации бракованных участков литья. Они хорошо подходят для наплавки металла. Это электроды для постоянного тока на обратной полярности. Они подходят для применения в любом пространственном положении.
Электрод для сварки чугуна МНЧ-2
- ОЗЧ2 – данная марка лучше всего проявляется при сваривании серого и ковкого чугуна. Главной особенностью является возможность использования без предварительного подогрева. Но для них недоступна потолочная сварка, так что приходится использовать только вертикальную и нижнюю.
Электрод ОЗЧ-2
- ЦЧ4 – подходит как для горячей, так и для холодной сварки. Они используются сугубо в нижнем положении. Они используются как электроды для сварки чугуна со сталью. Сварка проводится при постоянном токе, кроме случаев с высоким напряжением, когда лучше применять переменный.
Электрод ЦЧ-4
- ОЗЖН1 – данная марка применяется исключительно при холодной сварке. С ее помощью можно соединять высокопрочный и серый чугун. В вертикальном и нижнем положении можно проводить соединение при больших объемах металла.
Электрод ОЗЖН-1
- ОК92.18 – эта марка используется только с предварительным подогревом. Может свариваться как на постоянном, так и на переменном токе. Очень чувствительна к выбору режима.
Электрод ОК92.18
Обозначение и маркировка
Маркировка электродов для чугуна зачастую содержит информацию о составе, что входит в изделие. Ведь железо хоть и является основным металлом для большинства марок, но помимо него встречаются и другие весомые примеси, не говоря уже о тех случаях, когда в качестве основы выступает никель. На примере марки МНЧ2 можно рассмотреть принцип формирования маркировки:
- М – в электроде содержится медь, которой в данном случае около 30%;
- Н – в электроде содержится никель, которого в данном случае 66%;
- Ч – материал предназначен для сваривания чугуна;
- 2 – номер марки, так как в серии есть и другие изделия с похожим составом, но различным соотношением элементов.
Выбор электрода для сварки чугуна
Электроды для сварки чугуна подбираются под конкретную марку. Существует много сортов данного металла, которые отличаются по свойствам. Это может быть обыкновенный, ковкий, серый и прочие. Естественно, что под состав каждого из них и требуется подбирать свой металл стержней, хотя и вытрясаются универсальные марки, которые подходят практически для любого случая. Таким образом, состав является первоочередным фактором, который влияет на выбор расходного материала.
Помимо этого нужно обращать внимание на обмазку. Ее подбирают сразу к тем условиям, для которых предназначены изделия. Но с учетом того, что основное и кислое покрытие оказываются достаточно различными по свои свойствам, об этом факторе не стоит забывать. Здесь также играет роль его толщина, особенно если речь идет о наплавке. Здесь нужно останавливаться на как можно более толстых моделях.
Толщина стержня также становится определяющим фактором, если сварка проводится с тонкими изделиями. Здесь нужно подбирать максимально точно, чтобы толщина диаметра совпадала с толщиной основного металла. В ином случае может появляться залипание или же в некоторых местах детали будут пропаливаться, что испортит заготовку.
Основные режимы и нюансы применения
Главной особенностью применение является работа с подогревом. Большинство марок требуют предварительного подогрева, а также поддержание шва в теплом состоянии с постепенным остыванием. Это помогает избавиться от возможных вкраплений кислорода и водорода, из-за чего образуются трещины, поры и другие виды брака.
Величина диаметра, мм | Сила тока в нижнем положении, А |
3 | 65–80 |
4 | 90–120 |
5 | 130–150 |
Производители
Существует много марок от различных производителей, каждый из которых старается предложить свой вариант решения проблема сварки данного металла путем изменения состава. Можно встретить изделия таких компаний как:
- ASPIK;
- Гранит;
- Фрунзе-Электрод;
- Патон;
- Монолит;
- UTP.
Сварка чугуна: какие электроды выбрать?
Новости ПФО
Нижний Новгород. 27 октября. НТА-Приволжье — Сварка чугуна: какие электроды выбрать?
Чугун – один из основных металлов, используемых для разных типов конструкций. У него есть ряд особенностей, которые нужно учитывать при проведении сварочных работ. Металл имеет несколько подтипов. Чтобы шов был выполнен качественно, необходимо правильно подобрать сварочные электроды по чугуну.
Отличия чугунных конструкций
Чугун – металл с большим содержанием углерода (2–6%), присутствующего в свободном состоянии (графит). Это делает материал твердым, но в то же время хрупким и менее пластичным. Эти свойства требуется учитывать при сварке чугунных конструкций, в противном случае могут возникнуть такие проблемы, как:
- образование трещин;
- выгорание углерода и формирование пор на сварном шве;
- появление тугоплавких окислов, имеющих более высокую температуру плавления, чем чугун.
Получению качественного шва на конструкциях из чугуна также мешает текучесть этого металла в расплавленном виде.
Чугунные изделия сваривают двумя методами:
- горячий – сначала выполняется прокалка металла до температуры +500°C, которая производится за счет силы тока, затем изделие остывает за 70–100 часов;
- холодный – при такой сварке не выполняется предварительный подогрев деталей. Отличается тем, что перед работами проводится зачистка, фрезеровка и сверление. Это позволяет очистить конструкцию и сделать ее гладкой.
Выбор электродов
Электроды для сварки чугуна отличаются от изделий, используемых для работы со стальными конструкциями. Этот материал массивнее – в том числе поэтому выполняет функцию опоры для громоздких сооружений.
Чаще выбирают электроды с основной обмазкой, содержащей карбонаты кальция и магния и обеспечивающей получение надежного шва. Также подходит кислое покрытие – для сваривания деталей с коррозией.
Чаще применяется медные электроды, но для сварки также приобретают стальные или никелевые изделия.
Какие марки электродов подходят чугуну
МНЧ-2
Применяются при сварке чугуна разного вида, в том числе ковкого и высокопрочного. Электроды созданы таким образом, чтобы работы можно было проводить без предварительной прокалки металла. Поэтому подойдут для холодной сварки с постоянным током.
К достоинствам относятся высокая пластичность шва и устойчивость к коррозии. При этом он отличается твердостью, что позволяет предотвратить появление трещин на месте сварки.
ОЗЧ-4
Марка относится к универсальным. Эти электроды обеспечивают износостойкость шва и устойчивость к нагрузкам. Перед работой нужно провести часовую прокалку до температуры +280°C.
ЦЧ-4
Изделия используются для любого метода сварки. Они подходят для заварки литья с дефектами, наплавки, когда нужно отремонтировать чугунные детали. Часто применяются для обработки верхних слоев, затем работу выполняют электродами других марок.
ОЗЖН-1
Используются только при сварке без предварительного нагрева. При работе используется постоянный ток. Изделия подходят для серого и высокопрочного чугуна и проведения многослойной наплавки. Можно комбинировать с другими марками – это увеличит надежность конструкции и предотвратит преждевременный износ шва.
ОЗЧ-2
Медные электроды для сварки чугуна. Продукция применяется для ковкой или серой разновидности металла. Возможно выполнение работ в нижнем положении или в вертикальной плоскости.
ОЗЧ-6
Используются для сварки холодным методом, работы можно выполнять в нижнем и вертикальном положении. Продукция подходит для наплавки тонкостенных металлических элементов.
ОК-92.18
Изделия с основной обмазкой, в составе содержится большой процент графита. Используются при сварке с минимальным нагревом как с переменным, так и с постоянным током. Можно проводить работы во всех положениях.
Если необходимо обеспечить высокое качество сварки конструкций из чугуна, в интернет-магазине «Центр-метиз» представлены электроды от надежных поставщиков. Консультанты помогут подобрать подходящую марку и ответят на вопросы по использованию продукции. Доставка осуществляется наиболее удобным видом транспорта. Возможна рассрочка и другие способы оплаты.
*На правах рекламы. Регион: Н. Новгород
Все новости раздела «Новости ПФО»
Дом правительства в Нижегородском кремле достроят в 2024 году Регион: Нижний Новгород Школу на 220 учащихся начали строить в Чердынском округе Пермского края Регион: Пермь Более 2,6 тысячи гектаров пригодной для строительства жилья земли выявлено в Оренбуржье Регион: Оренбург Плотник упал с крыши строящегося здания в Городце Регион: Нижний Новгород Более чем на 70% готова школа в Южном микрорайоне Оренбурга Регион: Оренбург Строительство нового инфекционного корпуса детской больницы Ульяновской области планируют завершить в 2023 году Регион: Ульяновск
Площадки КРТ согласовали в трёх районах Нижнего Новгорода Регион: Нижний НовгородГотовность детской поликлиники в казанском микрорайоне Дербышки составляет 54% Регион: Татарстан
ИА «НТА Приволжье»
Аналитика
Константин Костин: «Прошедшие выборы – это демонстрация поддержки гражданами президента и его политики»
Интервью
«Ассоциация лидеров МКД улучшит качество жизни нижегородцев» «Сегодня Польшу интересует не Калининград, а Львов» «Наш регион способен стать драйвером импортозамещения, для этого имеются все предпосылки»
Какой сварочный электрод использовать для чугуна? Полное руководство
Поскольку чугун является трудносвариваемым металлом, различные сварочные прутки предназначены для сварки серого, ковкого и шаровидного чугуна. В этой статье будут рассмотрены стержни для дуговой и кислородной сварки чугуна, а также ответ на вопрос, можете ли вы использовать обычные стальные стержни.
Содержание
- Какая проволока лучше всего подходит для сварки чугуна?
- Стержни для сварки чугуна
- На что обратить внимание при выборе чугунного стержня?
- Хранение чугунных сварочных стержней
- Можно ли сваривать чугун стержнями из нержавеющей стали?
- Можно ли сваривать чугун стержнем E7018?
- Можно ли сваривать чугун стержнем E6013?
- Можно ли сваривать чугун стержнем E6011?
- Прутки для кислородной сварки чугуна
Начнем с самого важного вопроса.
Какая сварочная проволока лучше всего подходит для чугуна?
ENiFe-CI — лучшая сварочная проволока для сварки большинства чугунных изделий с наилучшими результатами. Эти стержни имеют флюсовое покрытие, предназначенное для улучшения плохой свариваемости чугуна. Флюс в сочетании с наплавленным металлом с высоким содержанием никеля, железа и углерода для ремонта серого и ковкого чугуна, а также для сварки чугуна со сталью.
Электроды для электродуговой сварки чугунаЭлектроды для электродуговой сварки чугуна
Сварка электродами (SMAW) – это наилучший общий процесс дуговой сварки чугуна. Это самый дешевый в использовании процесс, и по своей природе он отлично подходит для ремонтных работ.
Все чугунные сварочные прутки имеют флюсовое покрытие, предназначенное для проглатывания, чтобы предотвратить затвердевание околошовной зоны (ЗТВ). ЗТВ – это область рядом с бортом. Поскольку теплота сварки изменяет свойства ЗТВ, именно здесь появляется больше всего трещин.
Флюс добавляет элементы в металл сварного шва, чтобы он соответствовал характеристикам отливки. Также в нем есть элементы, очищающие металл шва от примесей.
Флюс также может предотвратить усадку металла сварного шва и приблизить его скорость усадки к чугуну. Это предотвратит неравномерное напряжение между ними.
Для сварки стержнями представлено самое большое разнообразие стержней, изготовленных для чугуна. Существуют стержни на основе никеля и особый тип железного стержня.
Стержни на основе никеля являются лучшими, потому что никель:
- Противостоит поглощению углерода литьем. Это предотвращает затвердевание металла шва и сохраняет пластичность (упругость).
- Обладает высокой пластичностью и сопротивляется усадке при остывании валика. Это необходимо при сварке стыков.
- Очень мягкий, хорошо поддается механической обработке, поэтому его можно легко сверлить и резать.
- Можно использовать без предварительного подогрева при комнатной температуре, если отливка небольшая, имеет поверхностные повреждения и т.д.
Недостатками никелевых стержней являются цена и образование вредных паров. Вы можете прочитать эту статью о том, как защитить себя от сварочного дыма, чтобы обезопасить себя.
Теперь давайте поближе познакомимся с каждым из этих сварочных стержней.
ENi-CI
Чугунный стержень ENi-CI или ENi99 представляет собой стержень из почти чистого никеля с содержанием никеля 85-99%. Никель устойчив к углеродному поглощению. В результате металл шва всегда остается мягким и поддающимся обработке. Поэтому это ваш лучший выбор, если вы хотите без труда просверлить или разрезать металл сварного шва.
Но ENi-CI самый дорогой пруток, и подходит он только для однопроходной сварки.
Обозначение ENi-CI означает:
- E обозначает сварку электродом e .
- Ni для ni кель.
- CI for c ast i ron. Это важно, потому что другие никелевые стержни с аналогичным химическим составом и названиями не предназначены для сварки чугуна в качестве основной работы. Например, пруток ЭНи-1, которым свариваются в основном никелевые сплавы. Хотя вы можете использовать стержень ENi-1 для чугуна, он наплавляет металл, который дает большую усадку, чем ENi-CI.
ENiFe-CI
Стержень ENiFe-CI или ENi55 содержит 55% никеля, 40% железа (Fe), углерода и других элементов, общих для всех сварочных электродов. Он предлагает более высокую прочность и пластичность, а также дешевле, чем стержень ENi-CI.
Наплавленный металл стержня ENiFe-CI поддается механической обработке, если соблюдать осторожность и не допускать глубокого сплавления с отливкой. Чем глубже плавление, тем большее количество углерода будет соединяться с железом стержня, и будут образовываться карбиды. Карбиды чрезвычайно хрупкие и увеличивают риск образования трещин в металле сварного шва.
Как уже упоминалось, стержень ENiFe-CI является лучшим и наиболее универсальным чугунным стержнем. Идеально подходит для:
- Толстых и тяжелых профилей из чугуна.
- Чугуны с шаровидным графитом: ковкий и шаровидный.
- Высокопрочный серый чугун.
- Сварка чугуна с низкоуглеродистой сталью, нержавеющей сталью и никелевыми сплавами.
- Отливки с высоким содержанием примесей, таких как фосфор, которые увеличивают риск образования горячих трещин. Горячее растрескивание – это продольное растрескивание металла шва при остывании.
- Грязные и замасленные отливки.
- Отливки, потерявшие прочность в результате длительного срока службы в жестких условиях.
- Сложные соединения или соединения, которые будут подвергаться высоким нагрузкам.
- Многопроходные швы.
ENiFeMn-CI
ENiFeMn-CI похож на ENiFe-CI, но содержит 12% марганца (Mn) и более низкое процентное содержание никеля и железа. Марганец делает металл шва более прочным и пластичным. Это также улучшает текучесть металла шва и трещиностойкость.
Он подходит для сварки самых прочных ковких чугунов, а также для наплавки, так как марганец обладает высокой износостойкостью.
Но найти его не так просто, да и марганец выделяет более вредные пары.
ENiCu
Пруток ENiCu содержит большое количество никеля и меди (Cu) и небольшое количество углерода и других легирующих элементов. Хотя он не предназначен для чугуна, многие сварщики используют его с приемлемыми результатами.
Вы можете использовать этот стержень, аналогичный ENiFe-CI, но он имеет меньшую прочность на растяжение и более чувствителен к углеродному поглощению. Если металл шва поглощает углерод, он становится хрупким, и металл шва трескается при охлаждении.
Для этого вы должны поддерживать очень низкое разбавление, используя наименьшую силу тока и максимально возможную скорость, которые по-прежнему обеспечивают приемлемую, но поверхностную сварку.
Существует два типа:
- ENiCu-A с 55% никеля и 40% меди и
- ENiCu-B, наиболее распространенный, с 65% никеля и 30% меди.
ESt
ESt представляет собой стальной стержень без никеля, но с флюсовым покрытием, что делает его пригодным для сварки чугуна. Этот стержень производит наплавленный металл с составом, механическими свойствами, микроструктурой и цветом, близким к чугуну. Это также самый дешевый сварочный пруток из чугуна.
Металл шва стержней из ЭСт очень твердый, не обладает пластичностью, склонен к растрескиванию и не поддается механической обработке. Он также требует более высокой температуры предварительного нагрева, чем никелевые стержни для той же работы. По этим причинам стержни ESt предназначены для мелкого ремонта сварных швов, таких как трещины, и восстановления небольших отсутствующих деталей, но не для сложных соединений.
Если вы хотите избежать высокой стоимости никелевых стержней, постарайтесь приобрести хотя бы один или два. Используйте их для сварки поверхности стыка. Мы называем это намазывание маслом . Этот метод герметизирует чугун, поэтому углерод или примеси не могут выйти за пределы новой никелевой поверхности. После этого для заполнения шва можно использовать другие более дешевые стержни, такие как EST или даже E7018.
Вот сравнительная таблица указанных сварочных электродов.
Тип электрода | Прочность на растяжение | Пластичность | Предварительный нагрев | Обрабатываемость | Чувствительность к растрескиванию | ENi-CI | 70,000 | medium-high | lowest | best | low |
---|---|---|---|---|---|
ENiFe-CI | 90,000 | high | low | good | lowest |
ENiFeMn-CI | 100,000 | high | low | good | lowest |
ENiCu-A | 70,000 | high | medium | good | low-medium |
ESt | 70,000 | none | high | none | high |
And a table with the typical preheating temperatures for the most common cast-iron rods.