Как варить чугун электросваркой — технология и особенности

Сварщик — это специалист, который может соединять различные металлы под разные нужды: водопровод, опорные конструкции, декоративные элементы. Но рано или поздно каждый сварщик сталкивается с вопросом: как заварить чугун? И здесь все предыдущие навыки оказываются не действенными. Ведь, подобрав нужные параметры сварки, и правильно ведя шов, после окончания процесса все равно в чугуне появляются трещины и поры. Чтобы правильно варить чугун необходимо разобраться в особенностях этого металла, способах подготовки поверхности под сварку, и основных методах соединения подобных материалов. Конкретные советы о том, как сварить чугун, и несколько видео по теме, сполна ответят на эти вопросы.

Содержание страницы

• 1 Особенности сварки чугуна
• 2 Как правильно подготовить материал для сварки
• 3 Технология наложения шва
• 4 Холодный метод
• 5 Горячий метод
• 6 Аппараты и расходные материалы

Особенности сварки чугуна

В отличие от низкоуглеродистой стали, чугун и сварка не сразу достигли «взаимопонимания». Было испробовано множество методов и оборудования, прежде чем определены основные способы сварки чугуна.

Соединять этот материал между собой, а также с другими видами стали возможно, но проблематично ввиду следующих особенностей:

• Перекалка. Чугун имеет низкую температуру плавления и разогреваемый сварочной дугой, испытывает перекалку в околошовной зоне. Это приводит к самопроизвольному образованию трещин в процессе остывания. Сварщик слышит характерное потрескивание металла, что говорит о появляющихся дефектах. Последующая обработка данного участка затрудняется твердыми местами, плохо поддающимися шлифовке, и общей хрупкостью соединения, которое может быстро расколоться. Заваренный металл необходимо защитить от перекалки. Для этого применяются предварительный подогрев и методы постепенного остывания.
• Поры. Завариваемый чугун выделяет много углерода. В процессе горения дуги его не видно, но когда сварочная ванна начинает кристаллизоваться, то углерод, вытесняемый кислородом, начинает «пробиваться» наружу.
  После выполнения шва со всеми колебательными движениями и правильной технологией, в соединении остается много пор и не проваренных мест. Свариваемый участок важно защитить от воздействия окружающего воздуха, для чего используются специальные порошки-флюсы. Дополнительно, сварочный металл насыщают другими элементами, не позволяющими углероду выйти наружу. Это придает сварочной ванне большей вязкости и крепости.
• Текучесть. Это проявляется при работе с тонкими пластинами данного материала. Высокая текучесть способствует прожигам и выходу металла с обратной стороны соединения. Трещину в тонких элементах можно варить только с применением специальных графитовых подкладок. Сваренный металл получает поддержку в виде такого основания и не продавливает шов с обратной стороны. Данная подформовка позволяет сохранить целостность всей конструкции, которая из-за ослабления в месте сварки может распасться.

Как правильно подготовить материал для сварки

Технология сварки чугуна включает и грамотный процесс подготовки металла, учитывающий свойства материала, и предотвращающий появление дефектов после окончания работы. В подготовку включается:

• Распил трещин. Часто трещины в чугуне имеют тонкую и глубокую структуру. Если обрабатываемая деталь толще 4 мм, то наложенный сверху шов минимально заплавит верхнюю часть трещины, оставив разрозненную структуру внутри. Сопротивление на разрыв и излом будет очень слабое. Чтобы хорошо заваривать подобные места, необходимо распиливать трещины «болгаркой» с тонким диском. Чем толще металл, тем глубже можно делать запил.
• Просверливание краев. Окончания трещин могут быть глубже и дальше, чем позволяет увидеть зрение. Поэтому перед тем, как сваривать трещину, важно просверлить отверстия по ее краям, отступив на 5 мм от визуально различимого конца разлома. Это позволит хорошо заполнить металлом пространство внутри и поможет предотвратить продолжение раскола.
• Разделка кромок. Свариваемость чугуна отличается перекалкой в месте соединения, что ведет к хрупкости участка. Чтобы предупредить это явления важно осуществлять равномерный прогрев по всей длине шва, и достаточно разбавить место соединения присадочным металлом. В этом помогает грамотная разделка кромок. При соединении толстых пластин стоит выполнить скосы краев под 45 градусов, и оставить небольшое притупление у основания в 3-4 мм. Подобная разделка поможет хорошо заполнить место соприкосновения и создать устойчивый к трещинам участок.
• Подформовка. Когда варится тонкий элемент из чугуна, то велика вероятность протечки жидкого металла. Подкладка из графита позволит поддержать прогретый участок и сохранить первоначальную форму изделия.

Технология наложения шва

Чтобы сварщик хорошо понимал как варить чугун электросваркой, стоит усвоить несколько важных нюансов процесса. Одним из них является избежание перегрева поверхности. Для этого стоит выбирать меньшую силу тока, чем при обычной стали, и электроды диаметром 3 мм.

Можно ли заварить чугун качественно зависит и от равномерности наложения шва. Для этого разделывают кромки пластин и начинают сварку. Корневой шов ведется без колебаний. Но стоит выполнить его прерывистым способом. Во второй проход нужно заварить не пройденные участки. Последующие слои накладываются валиками в шахматном порядке. Сваренный участок становится прогретым равномерно и насыщенным металлом с меньшим содержанием углерода.

В особо ответственных изделиях применяют технологию шпилек. Она гораздо эффективней позволяет создать равномерный прогрев, чем все предыдущие методы, но выполняется дольше по времени. Чтобы понимать как правильно расположить шпильки на пластинах, можно посмотреть видео по сварке ответственных деталей из чугуна. Технология заключается во ввертывании шпилек по краям кромок и на некотором расстоянии от стыка. Процесс начинается с обварки ввинченных элементов с минимальной наплавкой. Сварка выполняется в разброс. После обхода шпилек начинается сцепление самих пластин. Постепенное наложение валиков и равномерный прогрев, а также наличие более податливого металла для сварки, позволяют создать надежное соединение.

Сварка серого чугуна, распространенного в промышленности, сопровождается обеспечением медленного остывания. Для этого изделие оставляют засыпанным золой или песком, пока температура материала не опустится до комнатного уровня. Это позволяет снять напряжение в металле и избежать микротрещин.

Перед сваркой необходимо посыпать линию соединения бурой или иными порошками-флюсами. Это уменьшит соприкосновение внешнего воздуха с углеродом в материале, и снизит поры. При этом, у варящих специалистов должна быть хорошая вентиляция, защищающая органы дыхания от газового облака.

https://www.youtube.com/watch?v=5oiQDQMQ8LE

Холодный метод

Сварка чугуна холодная используется на маленьких предприятиях и в домашних ремонтных работах. Может выполняться электродами или пламенем горелки с дополнительной присадкой. Суть метода в работе с металлом без предварительного подогрева. Применяется для наплавки истертых поверхностей, отломанных бортиков и расколотых изделий не ответственного назначения.

Метод отличается относительно быстрым проведением работ и дешевизной процесса. Из недостатков выделяются появляющиеся поры и микротрещины после окончания сварки.

Швы требуют последующей обработки для визуально привлекательного вида.

Горячий метод

Горячая сварка чугуна используется на ответственных изделиях. Суть заключается в предварительном подогреве металла до температуры 600 градусов. Для этого применяются аппараты индукционного нагрева. Напряжение с частотой 50 Гц подключается к изделию и разогревается проведением тока. В более примитивных условиях используют кузню и горн, или паяльную лампу.

Преимуществом метода служит идеально прогретый металл, который «спокойней» реагирует на температуру сварочной дуги и не перекаливается. Последующее плавное остывание в золе, иногда длящееся несколько суток, обеспечивает прочный и целостный шов.

Недостатками горячего способа можно считать дороговизну оборудования и длительность сварочного процесса. Этот метод рационален только на особо важных конструкциях.

Аппараты и расходные материалы

Сварка чугуна в домашних условиях, а также на производстве, может осуществляться несколькими аппаратами и расходными комплектующими. Самым распространенным является электросварка. Лучше применять аппараты постоянного тока, потому что напряжение трансформатора ухудшает процесс.

Работа проводится электродами диаметром 3-4 мм, и силой тока 90-120 А соответственно. Хорошо подойдут электроды ОЗЧ-2, содержащие медный стержень и обмазку с графитом. Более дорогим вариантом будут МНЧ-2, где основа стержня включает в себя сплав меди, никеля и марганца. Это существенно разбавляет хрупкий сварочный металл, и придает ему вязкости и последующей крепости. Используются и самодельные электроды, в основе которых магазинный продукт Э-46, обмотанный оголенным медным проводом. Витки следует наматывать плотно и от самого начала электрода. Так, медь попадает в сварочную ванну и укрепляет шов. Встречаются и не плавящиеся электроды, применение которых требует дополнительной присадки.

Чугун вариться и аргоном с применением омедненной проволоки. Технология аналогична сварке обычным электродом. Возможна сварка и пламенем горелки от кислородно-пропановой смеси. Так реально заварить не толстые пластины до 4 мм. Присадочная проволока может быть порошковой, что сразу служит и наплавляемым материалом и защитой от внешней среды.

Не все сварщики любят работать с чугуном из-за его «капризного» поведения при нагреве. Но освоив основные правила по сварке этого металла, и подобрав нужные электроды или другие материалы, можно производить качественные соединения.

Можно ли заварить чугун сваркой

• Общие сведения
• Горячий метод проведения сварочных работ
• Холодный метод проведения сварочных работ
• Механизированные способы проведения сварочных работ

Общие сведения

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, с содержанием последнего больше 2%. Из-за низкой по сравнению со сталью температуры плавления (1200 – 1250 оС) он быстро переходит из расплавленного состояния в твёрдое. При этом в шве образуются поры по причине интенсивного выделения газов из сварочной ванны, продолжающегося и на стадии кристаллизации. Чтобы правильно определить, как варить чугун, необходимо учитывать следующие особенности:

• ускоренное охлаждение ведет к образованию отбеленной прослойки (цементита) в зоне около шва и создает трудности его дальнейшей механической обработки;
• его высокая при неравномерном нагреве или охлаждении вызывает появление трещин в процессе сварочных работ;
• высокая текучесть чугуна в жидком состоянии вызывает необходимость использования подформовки;
• сильное образование газов в жидкой ванне вызывает пористость сварных швов.

Как заварить чугун

Соединение чугунных деталей выполняют газовой, термитной, литейной, электрошлаковой, дуговой сваркой, а также пайкой. Сварочные работы выполняют без подогрева (холодная сварка металла), с местным или с общим подогревом изделия.

Горячая сварка

Заформовка детали

Технология процесса включает в себя механическую обработку под сварку, формовку свариваемых деталей, предварительный подогрев, собственно сварочные работы и последующее медленное охлаждение.

Подготовка дефектного места под сварку заключается в его тщательной очистке и в разделке свариваемых кромок.

Устранение сквозных трещин или заварка дефектов на краю деталей выполнятся с применением графитовые форм, предотвращающих вытекание расплавленного металла из сварочной ванны. Формы делают из графитовых пластинок, соединяемых формовочной массой, в состав которой входит кварцевый песок, замешанный на жидком стекле.

Дуговая сварка чугунным электродом выполняется с применением литых стержней диаметром 8 — 12 мм, на которые наносятся специальные графитизирующие покрытия. В состав покрытия входит ферросилиций, термит, графит, мрамор, алюминий (порошок), жидкое стекло и титановая руда. Чугунные отливки и детали нагревают до 300 — 700 оС. Сварочные работы выполняется чугунными электродами либо порошковой проволокой с присадкой керамического стержня. Подогрев выполняется в специальных печах требуется для того, чтобы по окончании сварки охлаждение всего изделия происходило равномерно и не образовывались трещины.

Горячая сварка чугуна выполняется при большой силе сварочного тока без перерывов до конца заварки дефекта. Например, для сварки электродом диаметра 8 мм требуется ток в 600 А, при диаметре 12 мм — ток в 1000 А. Работы про­изводят при постоянном токе обратной полярности.

Дуговая сварка чугуна угольным электродом выполняется уголь­ным или графитовым стержнями. В качестве присадочного материала используются прутки чугуна, а для раскисления и защиты ванны применяют флюс, состоящий из растертой в порошок и прокаленной при 400 оС технической безводной буры. Возможно применение смеси, состоящей из 23% технической буры, 50% азотнокислого натрия и 27% соды. Сварка угольными электродами диаметром 8 — 20 мм проводится при постоянном токе прямой полярности величиной 280 — 600 А с применением преобразователей ПСМ — 1000, выпрямителей ВАМ — 1601, трансформаторов ТДФ — 1601.

Холодный метод проведения сварочных работ

Этот вид сварки чугуна применяется чаще. Подготовка дефектных мест заключается в зачистке, фрезеровании, сверлении и других слесарных работах до получения чистой поверхности металла. Дефекты, расположенные друг от друга дальше 20 мм, высверливают ли вырубают порознь, при более близком расположении — вырубают дефектный участок полностью.

Постановка шпилек для упрочнения шва

На практике применяют несколько вариантов холодной сварки: медно-железными, медно-никелевыми, никелевыми, железо-никелевыми, стальными и другими электродами.

Применяя медно-никелевые и медно-стальные электроды, можно получить наплавленный металл, хорошо поддающийся обработке. Наплавку образуют однослойной или многослойной укладкой валиков.

Сварка стальными электродами выполняется следующим образом. С целью образования прочного слоя наплавленного металла в чугунное изделие вставляют шпильки, которые затем обваривают. Таким способом пользуются при ремон­те громоздких и тяжелых чугунных деталей. При таком методе металл шва содержит повышенное количество углерода, что повышает его твердость и способствует образованию холодных и кристаллизацион­ных трещин. Для снижения этой твердости применяют два способа:

1. Содер­жание углерода снижают за счет уменьшения глубины проплавления основного металла либо процесс соединения металла выполняют по слою окис­лительного флюса, с содержанием до 30% окалины, выполняющего функцию окислителя углерода.

2. Получают струк­туру металла шва и его химический состав, близкие к струк­туре серого чугуна, что достигается путем нанесения на стальной стержень толстого слоя графитизирующего покрытия, в состав которого входит 30% графита и 30% ферросилиция. Стальные электроды широко применяют при ремонте небольших неответственных чугунных изделий, не требующих после сварки никакой обработки.

Зона холодной сварки

Медно-железные электроды применяются при заварке отдельных дефектов либо небольших несплошностей, из-за которых возникают течи на отливках ответственного назначения, работающих под давлением. Наплавленный металл от этих электродов отлично обрабатывается. Сварное соединение представляет из себя механическую смесь железоуглеродистого сплава и меди, соединенных с основным металлом общими стальными кристаллами, а также путем частичного внедрения меди в микропоры чугуна.

Медно-никелевые электроды применяют в основном при заварке литейных дефектов на рабочих поверхностях, на которых недопустимо местное повышение твёрдости.

Железно-никелевые электроды используются при заварке отдельных небольших дефектов на ответственных поверхностях отливок из серого или высокопрочного чугуна.

Никелевые электроды марки применяются при исправлении небольших дефектов в ответственных изделиях.

Многослойное строение пи проведении сварочных работ

Дуговая сварка с применением электродов из аустенитного чугуна, покрытых токоподводящим слоем и предназначенных для заварки литьевых дефектов и ремонтной сварки. Сварочные работы ведут постоянным током прямой полярности. Токопроводящий слой электродов обладает хорошей электропровод­ностью, поэтому дуга горит между металличе­ским стержнем и изделием, а также между изделием и покрытием попеременно.

Газовая сварка чугуна применяется редко и ограничивается ремонтными работами (заварка литейных раковин, наплавка изношенных поверхностей, устранение внешних дефектов). Лучший результат дает сварка с использованием ацетилено-кислородной смеси, поэтому другие горючие смеси для сварки чугуна практически не применяются. Сварку выполняют с предварительным подогревом, общим и местным.

Для общего нагрева пользуются муфельными печами, индукционными нагревателям, горнами, способными выполнить нагрев небольших деталей до 300 — 400°С, и крупных до 600 — 700°С. Для местного подогрева применяют газовые горелки или паяльные ламп. Из-за большой текучести чугуна сварку выполняют исключительно для нижних положений шва. Сварочная ванна защищается флюсами, подаваемыми вручную.

Механизированные способы сварки и чем можно заварить чугун

Электросварка чугуна (электрошлаковая сварка) обеспечивает удовлетворитель­ные свойства шва сварного соединения. При этом способе в качестве электродов применяют литые чугунные пластины. При правильном подборе электродов и применении фторидных неокислительных и обессериваю­щих флюсов, а также замедленном остывании шва и околошовной зоны, характерном только для электро­шлаковой сварки, возможно получить сварные швы без трещин, отбеленных участков, пор и других дефектов, определяющих качество сварного соединения.

Можно ли заварить чугун в среде защитных газов?

Очень широко применяется метод дуговой сварки в углекислом газе, так как позволяет получить небольшой провар основного металла. Показатели сварных соединений и состав металла шва зависят от техники и режима сварки, размеров изделий, состава электродной проволоки. Пользуясь различными режимами и приемами сварки, можно получить наплавленный металл с необходимой структурой. Наилучшие результаты получаются при использовании проволоки 09Г2СА диаметром 1 мм со значением силы тока не больше 100 — 120 А, напряжения дуги 18 — 21 В, скорости сварки до 12 м/ч. Этим способом можно соединить сантехнические трубы из серого чугуна, отремонтировать автомобильные и тракторные детали, не требующие дальнейшей механической обработки, сварить высокопрочный и чугун со сталью.

Можно ли варить чугун полуавтоматом?

В авто мастерских клиенту без проблем могут заварить чугунный блок полуавтоматом. Сварка чугуна полуавтоматом в домашних условиях, выполняется с использованием порош­ковой проволоки и дает довольно хорошие результаты.

Советы и рекомендации, как варить чугун электросваркой в домашних условиях

Содержание

1. Технология сварки чугуна
2. Как сваривать чугун электросваркой
3. Методы сварки чугуна
4. Газовая сварка чугуна
5. Холодная сварка чугуна
6. Горячая сварка чугуна
7. Проволока для сварки чугуна
8. Какие электроды используют для сварки чугуна
9. Техника безопасности при сварке чугуна

Выполнение сварочных работ требует специального профильного образования, но и мастера – самоучки добиваются хороших результатов, особенно при сварке деталей или заготовок из простой стали. Обычно, трудности начинаются, когда требуется заварить цветной (алюминий, медь, титан), или тугоплавкий металл, отличающийся особенным химическим составом или свойствами. К примеру, чугун.

Чугун в своем составе имеет высокое содержание углерода, что и обуславливает его особенности, влияющие как на обработку, так и дальнейшую эксплуатацию. В связи с этим, наиболее частые вопросы, которые можно услышать, являются следующие:

• Как варить чугун электросваркой?
• Какие методы проведения работ по чугуну существуют?
• Какие расходные материалы понадобятся?
• Существуют ли рекомендации по безопасному проведению сварки?

Технология сварки чугуна

Сварка чугуна электродом в домашних условиях возможна, но требует соблюдения определенных рекомендаций и практических навыков у человека, который будет выполнять работы. Отливают чугун при низких (по сравнению со сталью) температурах. Температурный режим, используемый при отливке чугуна всего 1200-1500° градусов. Это, а также высокое содержание углерода и влияет на свойства металла.

Существует горячая и холодная сварка чугуна. При выполнении любого из методов от мастера требуется учитывать следующее:

• Категорически запрещается быстрое охлаждение поверхности чугуна. Если выполняется сварка чугуна со сталью, для увеличения времени остывания последней рекомендуется засыпать деталь угольной пылью или сухим песком. Быстрый нагрев или охлаждение чугуна в результате влияет на появление трещин и создает трудности в процесс дальнейшей обработки детали. Сварка стали с чугуном выполняется безникелевым электродом, обычно в два прохода.
• В жидком состоянии металл отличается текучестью, что требует использования подформовки и может быть причиной деформации и напряжения при сварке чугуна.
• Трудности при сварке TIG связанны в основном с необходимостью обеспечить прочное прилегание сварного шва. Особенно сложным является сваривание двух неоднородных элементов. Выполнение ремонтных работ порой требует восстановления деталей из стали, алюминия и чугуна. При выполнении работ необходимо учитывать характеристики обоих материалов. Особенности сварки чугуна и алюминия состоят в том, что для первого металла необходим меньший нагрев. Поэтому при работе обязательно использование графитовой подложки предотвращающей вытекание чугуна.

Некоторые расходные материалы предназначены исключительно для обработки чугуна, другие можно использовать при комбинации двух металлов. Профессиональная сварка и наплавка деталей из чугуна заключается в строгом соблюдении технологического процесса обработки поверхности и выполнения последующих работ.

Как уже отмечалось, работы с чугуном выполняются двумя способами: горячим и холодным методом, при этом используются как уже готовые электроды, так и изготовленные кустарным способом. Самостоятельно изготовленные комплектующие используют не только в домашних условиях, но и на производстве.

В электрод для чугуна входит следующий состав термитной смеси для сварки:

• Ферросицилий
• Термит
• Мрамор
• Алюминий
• Жидкое стекло
• Измельченный порошок титана
• Жидкое стекло

Альтернативой электродам по чугуну может быть специальная присадочная проволока с графитовым стержнем.

Особенности восстановления чугунных деталей сваркой вне зависимости от выбранного метода включают в себя следующее:

• Подготовка поверхности – дефекты необходимо удалить. Дефекты вырубают механическим или ручным методом. При вырубке руководствуются общим правилом, заключающимся в том, что удаленные повреждения друг от друга на длину свыше 20 мм, вырубают отдельно, меньше вместе.
• Определение химического состава материала. Подготовка чугуна под сварку включает и определение всех возможных работ, которые придется провести. Обычно мастер смотрит на торец материала и определяет его устойчивость к термической обработке. На серую чугунину наложить сварной шов проще, но по мере потемнения потребуется соблюдение дополнительных мер. Хуже всего поддается обработке черный металл, а промасленный чугун могут не взяться варить даже в кузнечном цеху. Выбор режима сварки ковкого чугуна также ограничивается необходимостью предварительного разогрева детали. Остальные способы обработки ковкого чугуна не дадут хорошего результата.

• Обеспечение хорошей сцепки сварного шва. При необходимости может быть использован технологический процесс сварки чугуна с применением стальных шпилек. Метод заключается в том, что предварительно в поверхность обрабатываемой детали вставляются и фиксируются шпильки предназначенные укрепить сварной шов. Количество шпилек прямо зависит от размера заплатки. Особенностью процесса сварки со шпильками является необходимость уменьшить содержание в припае углерода, а также получить материал шва близкий по химическому составу к содержанию углерода, используя самостоятельно изготовленные сварочные материалы (для этого увеличивают количество графита в электроде).

• Сварочные работы – чугун подлежит сварке ТИГ, при этом наилучшие результаты могут быть достигнуты при соблюдении нескольких условий. Обязательно необходимо поддерживать небольшое количество расплавленного металла в сварной ванне и его равномерное перемешивание в процессе выполнения работ. Во время сварки используются присадочные прутки чугуна. Может понадобиться применение смеси состоящей из азотнокислого натрия, соды и технической буры.
• После выполнения работ, закончив наложение сварного шва, детали засыпаются сухими составами, не позволяющими быстро остыть. Контроль сварки осуществляется с помощью визуального осмотра шва. В материале должны отсутствовать непровары или прожоги, а также сквозные трещины. При обнаружении подобных дефектов поверхность зачищается, и шов накладывается заново. Повторный проход электродом потребуется и в случае сваривания между собой неоднородных материалов. Принцип сварки чугуна и сплавов цветных металлов заключается в наложении двойного шва.

После выполнения работ деталь может использоваться после полного остывания. В этот момент проводится повторный контроль качества. Соединение чугунных труб проверяется с помощью наполнения их жидкостью.

Электросварка чугуна в домашних условиях может быть выполнена только холодным методом. Холодный метод сварки чугуна ограничивает возможность выполнения работ исключительно определенными марками металла. Легче всего наложить сварной шов на серый чугун. Работы с черным или промасленным металлом требуют соответствующей квалификации мастера и применения необходимого оборудования.

Как сваривать чугун электросваркой

Правильно варить чугун электросваркой можно только при условии использования правильных электродов, а также необходимого оборудования. Особенность проведения работ является то, что в зоне наложения шва повышается хрупкость металла.

Хрупкость связана с тем, что во время выполнения работ чугун испытывает чрезмерную и интенсивную закалку. По этой причине технология сварки чугуна электродами в промышленных условиях существенно отличается от обычной обработки других металлов и требует нагрева материала до температуры около 600-650° градусов.

Для работ используют следующие виды электродов:

1. ОЗЧ-2 – имеют медный стержень, покрытый специальным составом, включающим в себя графит.
2. МНЧ-2 – для стержня используют сплав металлов из никеля, меди, марганца и железа. Электроды МНЧ-2 являются оптимальным решением, но стоят они существенно дороже.

Электросварка чугунных изделий холодным методом требует соблюдения определенного темпа наложения шва и контроля, чтобы поверхность не разогрелась выше необходимых показателей. Сварщик выполняет работы «вразброс», небольшими участками с обязательной проковкой и перерывами.

Так как особенностью чугуна является медленное остывание, чтобы заварить чугунную деталь может потребоваться большое количество времени. При восстановлении небольших дефектов обязательным является использование графитовой подложки, во избежание вытекания металла.

Методы сварки чугуна

В зависимости от того, какое качество и прочность наложения шва потребуется, могут использовать разные способы проведения работ. Виды сварки чугуна включают в себя следующие:

• С использованием инертного газа – метод используют для ремонта канализационных труб, деталей автомобиля. Способ сварки с инертным газом подходит, если необходимо сварить неоднородные металлы.
• Горячий метод используют в промышленности. В результате предварительного прогревания ремонтируемой детали удается получить прочное сварное соединение высокого качества. Горячий способ сварочных работ по чугуну требует особой подготовки мастера и соблюдения требований безопасности.
• Холодный метод обычно выполняется в домашних условиях, когда к качеству сварного шва и плотности его примыкания к детали не предъявляют высоких требований.

Способы сварки чугуна достаточно разнообразны, причем при желании и наличии определенных условий работы можно выполнить и дома. При домашней сварке потребуется хорошее знание химического состава чугуна и его свойств.

Газовая сварка чугуна

Этот способ в основном используют, если необходимо обеспечить сварной шов высокой прочности при условии необходимости небольшого провара основного металла. При этом технология газовой сварки чугуна подразумевает большое разнообразие используемых режимов наложения шва, от которых и зависит конечный результат. На качество влияют следующие составляющие:

• Режимы подачи напряжения.
• Техника наложения шва.
• Сила тока.
• Скорость прохождения.

Технологический процесс газовой сварки чугунных изделий подразумевает соблюдение следующих рабочих параметров:

1. напряжение дуги 18-21В
2. сила тока 100-120А
3. скорость прохождения не больше 12 м в час

Работы проводятся с помощью сварной проволоки 09Г2СА или ПАНЧ 11 с диаметром 1 мм.

Холодная сварка чугуна

Холодная сварка для чугуна выполняется в основном в бытовых условиях. Преимуществом холодного способа является отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании для выполнения работ. При наложении шва используют следующие разновидности электродов для холодной сварки:

• Медно-железные.
• Медно-никелевыми.
• Железно-никелевыми.
• Стальными.
• Чугунными.

Выполняют наплавку укладкой одного или нескольких валиков сварного шва. При использовании стальных электродов обязательна установка шпилек для увеличения прочности соединения. Любые электроды, в состав которых входит железо, и никель в основном используют для ремонта небольших повреждений.

Технология холодной сварки чугуна подразумевает и исправление больших дефектов поверхности. Для этих целей используют чугунные электроды с покрытием из графита.

Холодный способ не может обеспечить качественный и долговременный шов. Применение холодного метода ограничивается деталями с мелкими дефектами и не несущими конструкциями.

Горячая сварка чугуна

Горячий способ сварки применяют в промышленных условиях. Сварка горячим методом обеспечивает надежное соединение деталей, в том числе их неоднородных материалов. Метод включает в себя следующие этапы:

Технология горячей сварки чугуна дает качественный однородный шов и может быть выполнена исключительно в промышленных условиях. Для соблюдения условий процесса требуется применение определенных комплектующих: проволоки и электродов.

Проволока для сварки чугуна

Проволока по чугуну используется для проведения сварочных работ в среде защитных газов. В основном используются две разновидности расходного материала:

1. Для работ в среде защитных газов – обязательным является использование углекислого газа для препятствия воздействия на обрабатываемую деталь кислорода. Стоит проволока дешевле. Практика показала, что получаемый сварной шов несколько худшего качества чем получаемый с помощью порошковых расходников.
2. Порошковая проволока – это сварочная проволока для чугуна ПАНЧ-11. Преимуществом проволоки ПАНЧ-11 является то, что в состав входят вещества, при нагревании образующие необходимую защиту сварного шва. Применение ПАНЧ-11 рекомендуется в случае укрепления трещин стальными шпильками.

Никелевая проволока традиционно используется для проведения сварочных работ холодным методом. Характеристики никелевой проволоки позволяют применение для устранения незначительных дефектов поверхности.

Какие электроды используют для сварки чугуна

Особенность сварки чугуна с помощью электродов заключается в том, что при сгорании электрода выгорает также и определенное количество углерода находящегося в самом металле. При выгорании образуются поры, влияющие на качество и прочность соединения сварного шва.

Поэтому для сварки чугунных изделий применяются электроды, имеющие в своем составе никель и медь. Этому есть разумное объяснение, связанное с особенностями этих металлов:

• Никель – растворяется без остатка в железе, входящем в состав чугуна. При этом никель полностью нейтрален по отношению к углероду и вступает с ним в химическую реакцию. Это дает определенные преимущества. Сварной шов, накладываемый электродом с никелем, в процессе работ не закаляется и остается мягким и податливым для дальнейшей обработки.
• Медь – из этого металла состоят применяемые специальные электроды для сварки жаропрочного чугуна. Медь не растворяется в железе и в результате образует более твердый шов, что часто и требуется при обработке материала.

Если говорить о марках электродов для сварки и наплавки, то на рынке около десятка типов продукции предназначенной для определенных целей и имеющей свои специфические свойства. А именно:

• Сварочные электроды для чугуна СЧ 20 – для работ с серым чугуном используют электроды с графитовым покрытием. Электроды СЧ 20 позволяют на выходе получить шов полностью идентичный по своей структуре и химическому составу обрабатываемому металлу.
• Электроды для чугуна ЦЧ 4 – используются для проведения работ холодным способом. Основное предназначение электродов ЦЧ 4 – проведение мелких ремонтов дефектов поверхности. Также рекомендовано использовать электроды ЦЧ 4 для сварки чугуна со сталью при условии подачи постоянного тока малой полярности.
• Сварка чугуна электродом по нержавейке – еще один эффективный способ обработки черного чугуна. Технология работы с электродом по нержавейке включает в себя обязательный прогрев заготовки и наложение нескольких сварных швов.
• Сварка медными электродами – к этому классу относятся самые «редкие» расходники МНЧ-2. Электроды МНЧ-2 позволяют получить максимально качественный шов. МНЧ-2 можно использовать как для холодной, так и горячей сварки.

Можно самостоятельно изготовить электроды близкие по составу к вышеперечисленным. Особенно если учесть, что МНЧ-2 является редким и дефицитным, изготовление его аналога в домашних условиях вполне оправдано. Для производства понадобится сделать следующее:

• Снять обмазку с обычного электрода. Полученный состав измельчить и смешать в равных пропорциях порошка железа. Допускается использование мелкой стружки.
• В отдельную посуду наливают жидкое стекло. В жидкое стекло постепенно высыпают смесь, доводя состав до консистенции густой сметаны. Сварка медными электродами удовольствие достаточно дорогое, а изготовление самодельной обмазки существенно сокращает себестоимость проведения ремонтных работ.
• Берется медная проволока с маркировкой М2, М3. Проволоку зачищают с помощью наждака, после чего обезжиривают и нарезают необходимой длины.
• Полученные заготовки обмакивают в обмазку. В результате должен получиться электрод с медной проволокой толщиной не более 1,5 мм. Чтобы свойства изготовленных расходников были практически идентичны, их необходимо обрабатывать в течение одинакового времени.
• Заготовки развешивают в вертикальном положении и ждут полного высыхания и затвердевания смеси.

Категорически запрещается использовать в качестве стержня латунную проволоку. В состав латунной проволоки входит большое количество цинка, который является ядовитым. Во время сжигания электрода будет испаряться токсичное вещество, что может стать причиной серьезного отравления.

Какая маркировка используется для обозначения электродов, которые могут быть использованы для сварочных работ?

• ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 – эти электроды изготавливаются путем нанесения ферритового порошка на медный стержень. Предназначением электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 является устранение небольших дефектов с помощью проведения холодных работ. По своим характеристикам медные электроды по чугуну ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 напоминают самодельную продукцию, которую можно изготовить в домашних условиях.
• ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 – эти расходники имеют в своем составе большое количество никеля. Согласно ГОСТ в процентном соотношении количество никеля может достигать 90% от общей массы. В группе ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 представлены как никелевые, так и никелево-железные электроды.
• МНЧ-2 – наиболее редкие из всех типов продукции. В состав МНЧ-2 входит никель, медь, железо. Это обеспечивает качественный и ровный шов высокой прочности.

Техника безопасности при сварке чугуна

Проведение работ с чугуном требует соблюдения мер безопасности, направленных на обеспечение надлежащих условий на рабочем месте. При этом требуется учитывать следующие нюансы:

1. Электросварка чугуна в домашних условиях должна проводиться в хорошо освещенном и проветриваемом помещении.
2. Аппарат должен иметь заземление.
3. Металл плохо реагирует на быстрое охлаждение. Необходимо защитить его поверхность от попадания влаги.
4. Обязательно использование индивидуальных средств защиты:
   
   • перчаток
   • очков
   • спецодежды

При работах с чугуном методом электросварки действуют все основные требования, относящиеся к проведению всех сварочных работ без исключений. От мастера требуется придерживаться правил безопасной эксплуатации электрического сварного оборудования.

Как варить чугун | Особенности сварки чугуна

Сваривать чугун очень сложно, и далеко не каждый специалист берется за эту работу. Тем не менее, выполнить ее можно даже в домашних условиях. Особенности процесса, требования к подготовке, выбор расходных материалов – об этом и многом другом идет речь в статье.

СОДЕРЖАНИЕ

• Чугун как материал
• Особенности сварки чугуна
• Подготовка
• Технология сварки по чугуну
  • Горячая
  • Полугорячая
  • Холодная
• Способы сварки чугуна
  • Ручная дуговая сварка
  • Неплавящимися электродами
  • Холодная, полугорячая и автоматическая
  • Аргонодуговая
  • Газовая
  • Электрошлаковая (ЭШС)
  • Лазерная
  • Контактная
  • Плазменная пайка
• Многослойная сварка по технологии отжигающих валиков
• Сварка чугуна с применением стальных шпилек
• Работа инвертором в импульсном режиме
• Наплавка чугуна
• Как варить чугун электросваркой/электродом в домашних условиях
• Чем варить чугун
• Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна
• Техника безопасности

Чугун как материал является сплавом углерода и железа. Помимо основных в составе содержатся и дополнительные компоненты – легирующие добавки. Данная смесь является сложной для выполнения сварочных работ. Но несмотря на специфику, их можно выполнить даже в домашних условиях. Существуют методы, позволяющие исправить дефекты литья, изношенность или разрушение частей чугунной конструкции. Больше того, чугун можно соединять со стальными деталями.

Чугун как материал

Чугун делится на два вида. Более светлый принято называть белым: на изломе он имеет светло-серый почти что белый цвет. Углерод в его составе представлен в виде цеменита. Такой материал характеризуется высокой хрупкостью и не поддается механической обработке. Он редко применятся для производства разного рода продукции и не подлежит сварке.

После дополнительной обработки белого чугуна, а именно – длительного плавления при температуре 1000 градусов Цельсия – получается другой вид чугуна – серый. В отличие от первого продукт более технологичен, может подвергаться механической обработке и сварке. Он используется для производства широкого ассортимента деталей, устойчивых к вибрации и механическим нагрузкам. Ковкий чугун востребован в производстве сельхозтехники, машин, станков, судов и множества иного оборудования.

Вид чугуна	Содержание углерода	Форма углерода	Свойства	Маркировка
серый	3,2-3,5	Пластинчатый графит	Малая усадка, хорошо льется, высокая текучесть в расплавленном состоянии	СЧ-10 СЧ-35
белый	2,14-6,67	Цементит (карбид железа)	Твердость, хрупкость, большая усадка, не поддается механической обработке
ковкий	2,4-3,0	Хлопьевидный графит	Пластичность, хорошие механические свойства, устойчивость к коррозии	КЧ33-8
высокопрочный	3,2-3,8	Шаровидный графит	Жидкотекучесть, почти не образует горячих трещин малая усадка	ВЧ60-2

 

Если в состав ковкого вида материала ввести определенное количество легирующих добавок, то получится высокопрочный чугун. Материал применяется в производстве труб высокого давления, ответственных деталей для автомобильной промышленности и машиностроения. На изломе цвет такого чугуна будет иметь серебристо-серый оттенок. Углерод в его составе представлен графитом. Этот тип широко используется в качестве конструкционного материала, обрабатывается режущим токарным инструментом, обладает износостойкостью, отличными литейными показателями, устойчивостью к вибрациям.

Особенности сварки чугуна

Материал наделен специфическими свойствами, которые оказывают влияние на процесс чарки. Основные из них:

• Быстрое остывание влечет за собой так называемый эффект отбеливания. На поверхности образуется тонкая пленка белого чугуна непригодного к механической обработке из-за высокой хрупкости.
• Неверная установка температурного режима, из-за чего возле шва образуется множество микротрещин.
• Во время сварки в ванночке образуется большое количество газов, что может привести к повышенной пористости сварного соединения.
• Чугун обладает высокой текучестью, что усложняет образование сварочного шва, поскольку расплав такой консистенции быстро вытекает из ванны.
• Большая теплоемкость металла, из-за чего он прогревается и охлаждается неравномерно. В сочетании с хрупкостью «разнобой» температур приводит к образованию трещин.
• Окисления кремния инициирует образование тугоплавких оксидов. В результате образуются непровары.

Несмотря на приличный список трудностей сварка чугуна является востребованным и весьма распространенным способом ремонта, а также изготовления новых сварно-литых изделий. Но сварщикам необходимо тщательно анализировать исходные данные, внимательно подбирать способ и расходники для сварки. От этого зависит и качество будущего сварного соединения, и комфорт во время выполнения работ.

Подготовка

От того, насколько грамотно будут выполнены подготовительные работы, во многом зависит наличие или отсутствие дефектов. Трещины в чугуне отличаются тонкой и глубокой структурой. Чтобы избавиться от них, необходимо разделать кромки на всю глубину. Для этих целей можно прибегнуть к простым механическим методам – шлифование или вырубка, а можно использовать термическую обработку – дуговую или кислородную резку.

По длине разделка должна быть больше видимой части трещины примерно на 5 миллиметров по каждой из сторон. Ближе к краю разделочная канавка должна становиться мельче с тем, чтобы в конечном итоге выйти вровень с поверхностью заготовки. По глубине разделка сквозных дефектов делается на 1-2 мм меньше от толщины стенок изделия. Относительно несквозных трещин, то здесь наоборот: разделка должна превышать трещину по глубине на 1-2 мм как минимум.

Грамотная разделка кромок позволяет исключить перекалку чугуна. Если все сделать правильно, то металл будет прогреваться равномерно по всему участку. Для этого нужно следить, чтобы скос кромок был ровно 45 градусов. Важно, чтобы кромки были лишены острых углов. Поверхность зачищать желательно наждачной бумагой, пескоструйным аппаратом, болгаркой или же обычной щеткой по металлу. Если некоторые загрязнения механическим путем удалить не получается, то можно прибегнуть к термической обработке.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Чугунные детали с тонкими стенками свариваются с помощью графитовых форм. Они служат в качестве подкладки. Благодаря такому приему, температура равномерно распределяется по всему объему и сохраняется первоначальная форма заготовки.

Технология сварки по чугуну

Существует две широко используемые технологии сварки чугунных деталей. Они разделяются в зависимости от температурного режима процесса, а также наличия или отсутствия предварительного прогрева заготовок.

Горячая

Способ разработан для промышленного производства. Для домашних мастерских он малопригоден, поскольку разогреть заготовки до температуры в 600-650 градусов Цельсия в гараже без специального оборудования не получится. Технология предварительного прогрева дает возможность исключить образование трещин в наплаве.

Важно обеспечить равномерный подогрев заготовок. Избежать разницы температуры основного изделия и сварочного шва принципиально важно. В противном случае высока вероятность разлома. Перед нагревом детали фиксируются в нужном положении. Это необходимо для того, чтобы избежать внутреннего напряжения, которое может привести к трещинам.

Не нужно перегревать заготовки. Если температуру предварительного прогрева довести до 750 градусов Цельсия, то чугун попросту начнет плавиться.

Полугорячая

Процесс полностью идентичен горячей предварительной подготовке. Разница заключается только в поддержании температурного режима. В данном случае заготовки прогреваются до температуры 400-450 градусов. Технология используется как на производстве, так и в небольших мастерских.

Холодная

Предварительный прогрев заготовок не требуется. Технология используется повсеместно, в том числе и в быту. Она оправдана в том случае, когда нет оборудования для предварительной подготовки, а соединения чугуна носит разовый или нерегулярный эпизодический характер. Качество сварного шва невысокое. Улучшить надежность сварного соединения удается путем использования специальных электродов.

Способы сварки чугуна

Ручная дуговая сварка

Универсальный вариант, позволяющий работать со всеми технологиями соединения чугуна – горячей, полугорячей и холодной. Для каждого метода подбираются расходные материалы. Ручную дуговую сварку с предварительной подготовкой деталей выполняют в несколько этапов:

1. подготовка стыка;
2. нагрев заготовок;
3. сварка;
4. охлаждение.

Для соединения ковкого чугуна применяются электроды таких марок: ОЗЧ-2, МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-6. Серый чугун сваривается расходниками ОЗЧ-2, МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2. Высокопрочные марки соединяются электродами ОЗЖН, МНЧ-2, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4. Сварочный шов формируется при больших настройках показателей силы тока непрерывным способом. Какие конкретно должны быть настройки силы тока зависит от марки электрода.

Недостатки технологии:

• сварочный процесс является трудоемким;
• равномерно нагреть рабочую зону достаточно сложно;
• для выполнения работы требуется много времени;
• необходимое для сварки оборудование стоит дорого.

В случаях, когда к качеству шва не предъявляются строгие требования, можно прибегнуть к технологии полугорячего или даже холодного сваривания чугуна. Электроды можно выбрать обычные стальные. Если есть возможность, то лучше использовать электроды чугунные с медной и никелевой основой.

Неплавящимися электродами

Используется широкий спектр расходных материалов – вольфрамовые, графитовые, угольные. Для присадки подходят специальные прутки, в состав которых входит никель, медь, алюминий и другие металлы. Зона формирования шва защищается посредством инертных газов. Чаще всего используется аргон или же флюс на основе буры. Касательно технологии, то оптимальным вариантом является AC TIG – выполнение сварочных работ вольфрамовыми электродами в защитной среде от источника переменного тока.

Холодная, полугорячая и автоматическая

Можно прибегнуть к технологии MIG (выполняется в среде защитного инертного газа) или MAG (в облаке активного газа). Процесс происходит следующим образом. В зону сварки подается проволока, где под воздействием высокой температуры она плавится и образует соединительный шов. Это происходит в защищенной среде, так как непрерывно подается инертный газ, изолирующий соединение от атмосферного воздуха.

Горячая сварка полуавтоматом применяется в случаях, когда необходимо сделать сварное соединение очень качественным, когда стык должен обладать хорошими показателями сопротивляемости на разлом и разрыв. Чтобы свести к минимуму количество микротрещин, охлаждать шов следует постепенно.

Технология полугорячей сварки применяется в тех ситуациях, когда шов в процессе эксплуатации будет испытывать сравнительно небольшие нагрузки. Холодная технология подходит, если не планируется нагрузка на сварное соединение.

Полуавтоматическая сварка подразумевает непрерывную подачу расходного материала в рабочую зону. Это дает возможность сократить расход времени на выполнения работ. В случае соединения чугунных деталей посредством полуавтомата можно рассчитывать на хороший и посредственный результат.

Аргонодуговая

TIG-метод характеризуется сложностью сварочного процесса. В качестве защитного газа, обеспечивающего изоляцию рабочего пространства и отсекающего атмосферный воздух, является аргон. Оптимальный вариант присадочного материала – алюминиево-бронзовые или никелевые прутки. В случаях, когда сварное соединение в процессе эксплуатации будет подвергаться воздействию высокой температуры, то следует использовать никелевые присадки и вольфрамовые электроды.

Технология TIG требует от исполнителя соблюдения ряда требований:

1. Перед сваркой заготовки нужно прогреть. Это позволит уменьшить количество трещин.
2. Выбирается переменный ток небольшой величины.
3. Чтобы исключить перегрев металла, соединять нужно короткими участками.
4. Каждый из участков следует проковывать (простукивать молоточком), чтобы снять внутреннее напряжение чугуна.
5. По окончанию работы сварочный шов должен остывать медленно.

Газовая

Важно равномерно прогреть заготовки перед началом работ. Поэтому подготовка занимает больше времени. Постепенный продолжительный нагрев снижает вероятность возникновения участков с белым налетом. Обработка кромок тоже требуется при условии, что их толщина превышает 4 миллиметра. Делается V-образный скос с углом раскрытия 90 градусов.

Присадочными материалами служат чугунные стержни. Важно правильно подобрать их толщину. Она высчитывается по следующему алгоритму. Толщину стенки заготовок нужно разделить пополам. Это и будет диаметр стержня. Он может отклоняться от полученного результата на 1 миллиметр в большую сторону. Помимо этого, нужно использовать флюс. Хорошо подходят марки ФСЧ-1, БМ-1, ФСЧ-2. Флюсом желательно покрыть присадку и плюс к этому добавить его в сварочную ванну. Материала должно быть в достатке, поскольку он выполняет ряд важных функций:

• защищает от окисления сварочную ванночку;
• повышает сплавляемость разнородных включений;
• тугоплавкие окислы переводятся в легкоплавкие шлаки;
• повышается текучесть расплава.

Сварочное пламя должно быть среднего уровня. Соединение выполняется в нижнем положении. Крупные заготовки обрабатываются горелками. Чтобы шов остывал медленней, его покрывают слоем асбеста.

Электрошлаковая (ЭШС)

Технология используется для соединения деталей из серого чугуна и дает возможность получить соединение с удовлетворительными показателями. При соблюдении требований технологического процесса исключается образование пор, трещин, отбеленных участков и ряда иных эффектов. Данный метод является оптимальным в случаях, когда требуется исправить дефекты чугунных отливок, то есть в ситуации, когда планируется наплавить большое количество металла. ЭШС востребована для производства массивных конструкций из высокопрочного чугуна. В качестве расходных материалов используются чугунное литье в виде пластин и флюсы.

Лазерная

Безопасный метод для высококачественного сваривания чугуна. Технологи позволяет получить сварное соединение без трещин. Существует две ее разновидности:

1. С индукционным нагревом. Заготовки могут нагреваться как предварительно, так и во время работы. При помощи термической обработки снимается внутреннее напряжение, понижается количество трещин; а наплав получается умеренно мягким, без избыточной твердости. Естественно, что и скорость выполнения работ значительно вырастает.
2. С присадкой. Метод эффективен для соединения чугуна между собой и с конструкционной, закаленной, цементованной сталью. Способ используется в производстве корпусов разных агрегатов, осей, шестерен, прочих деталей и узлов в машиностроении и других отраслях промышленности.

Контактная

Оптимальный вариант для работы с трубами разного диаметра. Требуется предварительный нагрев и оплавление стыков соединяемых заготовок. В таком случае исключается образование закалочных структур. Сварные соединения отличаются высокой плотностью.

Плазменная пайка

В структуре чугуна присутствует графит, затрудняющий адгезию между припоем и поверхностью материала. Его нужно убрать. Сделать это проще всего пескоструйным аппаратом. Далее поверхность при температуре 600-700 градусов Цельсия обрабатывается флюсом №№209 или 284. После этого кромки необходимо обезжирить ацетоном, растворителем либо щелочным раствором. Паять можно как паяльником, так и газовой горелкой с использованием хористоцинковых флюсов.

Для пайки при низких температурах подходят легкосплавные припои, в том числе и оловянно-свинцовые. Для высокотермического соединения подходят медны и серебряные припои.

Многослойная сварка по технологии отжигающих валиков

Способ используется для устранения трещин на деталях с тонкими стенками – до 8 миллиметров. Формируются валики последовательно с таким расчетом, чтобы каждый новый термически воздействовал на предыдущий слой. Тем самым уменьшается твердость наплава.

Предварительно трещина разделывается: V-образная обработка, угол раскрытия составляет 45 градусов. На каждую из кромок предварительно наваривают подготовительные валики, а на них – отжигающие. Валики накладываются небольшими участками длиной до 50 мм.

Каждый переход от одного участка к другому должен быть неспешным, чтобы металл успел остыть до температуры 50-60 градусов Цельсия. В это момент валики нужно проковывать и сбивать окалину. Подготовительные валики наносятся раньше, а, следовательно, лучше прогреваются и медленнее остывают. В закаленной части металл частично отпускается и нормализуется. Когда формирование валиков по обе стороны трещины завершено, то накладывается, собственно, сварной шов. Он тоже формируется такими же небольшими отрезками.

Сварка чугуна с применением стальных шпилек

Металл шва может отслаиваться, что делает зону плавления наиболее уязвимым местом. Чтобы более равномерно распределить нагрузку во время остывания и связанной с ним усадки, применяются так называемые «завертыши» — стальные шпильки. Если толщина стенок заготовки превышает 6 мм, то кромки предварительно срезаются под углом 45 градусов.

Потом насверливаются отверстия в шахматном порядке, в которые вкручиваются стальные шпильки. Они частично выступают на поверхности. По кругу завертыши обвариваются, после чего формируется слой наплава способом наложения отжигающих валиков. Особенность шва заключается в том, что большую часть механических нагрузок принимают на себя стальные шпильки, в то время как шов испытывает воздействия небольшой силы.

Работа инвертором в импульсном режиме

Суть метода заключается в том, что основной сварочный ток дополняется наложенными поверх него высокочастотными импульсами большей силы. Соотношение величины силы тока и длительности импульса регулируется в настройках аппарата и поддерживается автоматически. Технология способствует:

• улучшению качества и прочности сварного соединения;
• повышению уровня контроля дуги и управления процессом;
• повышается эффективность сварки;
• понижается вероятность прожога металла;
• шов получается аккуратным.

Чередование импульса и пауз заменяет необходимость выполнять сложные действия кончиком стержня. Метод не подходит для соединения деталей, которые будут испытывать вибрации, тряску и удары.

Наплавка чугуна

Выполняется работа электродами следующих марок:

1. ОЗЖН-1. Подходя для устранения серьезных дефектов литья или обработки.
2. МНЧ-2. Применяются для наплавки ответственных соединений. Предварительный нагрев поверхности не требуется.
3. ОЗЧ-2. Наплавка серого и ковкого чугуна.

Работа газовой наплавки основана на тепловой энергии, которая выделяется в результате горения ацетилена, а также его заменителей, и кислорода. Расходными материалами служат флюсы и легкие прутки.

Как варить чугун электросваркой/электродом в домашних условиях

Небольшие дефекты ненагруженных соединений можно исправить самостоятельно. Если к качеству сварки не предъявляются требования прочности, а важна герметичность, то вполне можно прибегнуть к самой простой технологии – холодной сварки.

При таком способе соединения нельзя сильно повышать температуру в рабочей зоне. Поэтому шов формируется прерывистыми участками, длина которых не превышает 50 миллиметров. Время о времени необходимо делать перерывы, чтобы металл остыл до температуры 50 градусов. Тем самым понижается вероятность образования трещин.

Не допустить перегрева металла намного проще, если варить при постоянном токе, а электрод подключить к положительной клемме, то есть работать с обратной полярностью. Как дополнительный способ борьбы с перегревом – постоянное зигзагообразное перемещение кончика электрода.

Скорость движения электродом необходимо постоянно контролировать. Если двигать стержнем быстро, то будут образовываться непровары. Если же делать это слишком медленно, то можно перегреть и даже прожечь металл.

Чем варить чугун

Физико-химические особенности чугуна требуют внимательного отношения к выбору расходных материалов. Строение электрода очень простое – металлический стержень, покрытый специальным составом. Важно, чтобы стержень был выполнен из совместимого с чугуном металла. Покрытие стержня при нагревании выделяет газ, который служит защитной средой для зоны сварки.

Диаметр электрода, мм	Толщина свариваемых деталей, мм	Сила сварочного тока, А
2,5	2	65-80
3	до 5	90-100
4	5 и более	130-160
5	от 10 до 13	180-220

 

В таблице приведены основные характеристики для сваривания заготовок в нижнем положении для чугунных электродов. Медно-никелевые расходники на 30% состоят из меди и на 65 – из никеля. Они используются, если не требуется прочный сварной шов. Качество соединения получается удовлетворительным, а сам шов поддается механической обработке.

Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна

Достоинства:

• экономичность;
• можно выполнить работы без защитного газа;
• можно заварить конструкция в труднодоступных местах;
• мобильность;
• простота использования оборудования.

Недостатки:

• образование шлака в зоне шва;
• результат определяется умением специалиста;
• невысокая производительность;
• нет возможности автоматизировать отдельные операции.

Техника безопасности

Работа на производственном участке подразумевает обязательную аттестацию специалиста. Рабочее место в обязательном порядке должно быть оснащено системой приточно-вытяжной вентиляции. А также следует неукоснительно придерживаться основных правил, независимо от места работы – в цеху или домашней мастерской:

• для безопасности сварочный аппарат нужно заземлить;
• пользоваться средствами защиты – костюм, маска, одежда;
• сваривание чугуна в домашних условиях должно выполняться в хорошо освещенном и проветриваемом помещении;
• на рабочем месте должен присутствовать огнетушитель;

Новичкам желательно выполнять работы под присмотром опытного специалиста. Они поможет справиться с трудностями и добавит начинающему сварщику уверенности.

Как сварить чугун электросваркой: оборудование, технологии

Содержание

1. Особенности сварки чугуна
2. Аппараты и расходные материалы
3. Способы сварки
4. Холодный способ сварки
5. Горячий способ
6. Как варить чугун
7. Подготовительные работы
8. Сваривание без подогрева
9. Сварка с нагревом
10. Меры безопасности

Для надёжного соединения металлических деталей применяют сварочные аппараты. С помощью этого оборудования можно сделать прочный шов, который выдержит нагрузку в десятки тонн. Сварочное оборудование применяется как на предприятиях, так и в домашних условиях. Начинающие сварщики часто сталкиваются с потребностью в сварке чугунных деталей, но это не так просто. Важно знать, как сварить чугун электросваркой, исходя из особенностей этого сплава.

Сварка чугуна

Особенности сварки чугуна

Способы сварки чугуна отличаются от тех, которые применяются для других металлов и сплавов. Связано это с особенностями материала. Чугун содержит в своём составе до 6% углерода, из-за чего считается хрупким металлом. Из-за этого его свариваемость ухудшается. Негативными факторами для сварки этого материала являются сторонние компоненты, содержащиеся в его составе. К ним относится марганец, фосфор и сера.

При проведении сварочных работ стоит учитывать некоторые особенности:

1. Плохой показатель свариваемости из-за необычной структуры материала.
2. Готовые соединения не будут обладать высокой прочностью из-за большого количества трещин, образующихся при сварке.
3. Расплавленный чугун подвержен окислению.
4. Большое количество углерода в составе способствует образованию пор во время сварочных работ.

Промышленные марки чугуна практически не поддаются воздействию сварочного оборудования.

Аппараты и расходные материалы

Чтобы проводить сварочные работы, требуется использовать специальное оборудование. Специалисты рекомендуют использовать аппараты, вырабатывающие постоянный ток (инверторы). Сварочное оборудование, в котором используются трансформаторы, обладает низким КПД и ухудшает конечный результат.

Для работы инвертора понадобятся расходные материалы в виде электродов. Их диаметр должен быть не менее 3 мм. Сварка чугуна электродами позволяет сделать более качественный шов, чем при работе полуавтоматом. Лучшими расходными материалами для этого сплава считаются ОЗЧ-2 и МНЧ-2.

Чугун можно варит аргоном. Для этого применяется омедненная проволока. Процесс работы с этим оборудованием аналогичен использованию инвертора. С помощью аргоновой сварки можно сваривать пластины толщиной до 4 мм.

Способы сварки

Существует две технологии сварки чугуна — горячая и холодная. Сварщик сам выбирает какую применить в зависимости от обрабатываемых деталей.

Холодный способ сварки

Холодный способ соединения чугунных деталей подразумевает под собой использование специальных расходных материалов. Нельзя использовать обычные стальные электроды. В противном случае получится некачественный шов, который будет состоять преимущественно из вредных компонентов чугуна. При попытках зачистить готовый шов он может треснуть.

Чтобы сделать качественное соединение используются электроды малого диаметра. Работают с ними на малом токе. Холодный способ применяется в тех случаях, когда нужно провести небольшое количество работы без изначального нагревания заготовок.

Горячий способ

Чаще всего, применяется в домашних условиях. При повышении температуры нагрева сварочного шва его качество улучшается. Перед тем как обрабатывать детали электросваркой нужно решить, как будет разогреваться заготовка — частично или целиком.

Особенность технологии горячего способа сварки заключается в том, чтобы перед использованием сварочного аппарата заготовку разогревают, а после окончания работ дать ей самостоятельно остыть. Максимальная температура разогрева деталей — 650 градусов по Цельсию. В противном случае будет разрушена структура материала.

Как варить чугун

Чтобы сделать качественный шов, требуется знать, как варить чугун электросваркой в домашних условиях. Технологический процесс можно разделить на два этапа — подготовительный и рабочий.

Подготовительные работы

Перед тем как запускать сварочный аппарат, требуется провести подготовку поверхности. Этапы подготовки:

1. Грязь и ржавчину очистить с помощью металлической щётки или наждачной бумаги. Если загрязнения серьёзные или на поверхности чугуна присутствуют окалины, можно использовать болгарку с шлифовальным диском.
2. Дополнительно поверхность обезжиривается с помощью растворителя.
3. На краях, которые будут свариваться, требуется сделать фаску.

Последним этапом подготовки является зачистка поверхности деталей до металлического блеска. Сделать это нужно вокруг тех мест, которые будут свариваться.

Подготовка поверхности

Сваривание без подогрева

В первую очередь, необходимо купить расходные материалы. Оптимальным вариантом будут электроды, в состав которых входит медь или никель. Готовый шов будет легко обрабатываться. Режим использования сварочного оборудования указывается на упаковке с расходным материалом. Сваривать чугун без изначального подогрева заготовки требуется поэтапно. Сначала наносится начальный шов, которому дают остынуть. Сверху наносят второй. Важно не перегревать материал.

Сварка с нагревом

Основная проблема растрескивания чугуна в том, что материал без предварительного нагрева резко разогревается и остывает. Из-за этого образуются трещины. Зная, как заваривать чугун горячим методом, можно добиться надёжного соединения деталей.

Этапы проведения сварочных работ:

1. Рабочая поверхность зачищается от ржавчины, грязи, краски.
2. Сквозные дыры завариваются с помощью специальных форм.
3. Детали предварительно разогреваются в индукционных печах до 600 градусов.
4. Включается сварочный аппарат. Сварщик должен его настроить на работу при постоянном токе и прямой полярности.

Когда шок готов, заготовку требуется поместить в разогретую печь и выключить её. Они должны остыть вместе.

Меры безопасности

При работе со сварочным оборудованием, требуется соблюдать правила безопасности:

1. Не работать с неисправными аппаратами.
2. При работе сварочным оборудованием стоять на резиновом коврике.
3. При наличии трещин и пор в заготовке не закреплять её над собой.
4. Сварочный процесс является вредным для здоровья. Сварщику нужно использовать специальную маску, перчатки и спецодежду.

Нельзя прикасаться к только что сделанному шву.

Соединять детали из чугуна с помощью сварочного оборудования сложнее чем из других материалов. По этой причине требуется знать технологию создания швов, использовать подходящее оборудование и расходники.

 

Как заварить чугун обычным электродом. Сварка чугуна электродом в домашних условиях, видео, тонкости

ГлавнаяЭлектродКак заварить чугун обычным электродом

Сварка чугуна электродом в домашних условиях – видео, советы

Найти чугунную деталь в автомобиле вряд ли удастся с первого раза при всем желании. Тем не менее, этот материал зачастую присутствует в гараже. Из него может быть сделана оснастка или инструментарий старого образца (тиски и пр.). Как быть, если такая деталь поломалась? Как ее восстановить?

Разберем такую тему, как сварка чугуна электродом в домашних условиях. Видео, точнее целый блок видеоматериалов, помогут быстрее разобраться в проблеме.

В чем она собственно заключается? В том, что чугун —  очень неудобный металл для обработки. Почему? Потому что хоть чугун, как и сталь, тоже состоит из железа и углерода, их содержание абсолютно разное. Если наибольшее значение содержания углерода в стали может достигать значения 2,15%, то в чугунной заготовке оно превышает 6%. Отсюда все беды и головная боль.

Чугун может быть либо белым с наличием углерода в форме цементита Fe3C, либо серым с включениями графита. Сваривать материал можно горячим или холодным способом.

Блок видео — сварка чугуна электродом в домашних условиях

Вот это видео показывает, как простая медная проволока значительно упрощает процесс.

Кстати, существуют и специальные электроды для подобной сварки. Это изделия марок ОЗЧ-2, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4. Сюда же можно отнести ЦЧ-4 и МНЧ-2.

Кроме того — ОЗЖН-1, ESAB, ОЗЛ-25Б, ОЗЛ-27 и т.д.

Следует так же знать, что такие электродные стержни в домашних условиях можно приготовить самостоятельно. В состав термитной смеси обычно входят следующие компоненты:

• термит;
• алюминий;
• ферросилиций;
• мрамор;
• жидкое стекло;
• титан в порошке.

В некоторых случаях для сварки чугуна применяется присадочная проволока, имеющая графитовый стержень.

Нужно помнить еще вот что.

1. Горячий метод сварных работ предполагает формовку и очистку деталей от всей имеющейся грязи с последующим предварительным нагревом до 700⁰С. После процесса сварки обязательно последующее охлаждение.
2. Холодный способ несколько проще (и предпочтительней в домашних условиях). Стыки так же очищаются и разделываются, затем сразу варятся и проковываются (во избежание появления трещин рядом со сварным швом). Электроды для этой цели можно использовать стальные или никелевые, либо железоникелевые или медно-никелевые.

Это видео затрагивает иной аспект сварки чугуна электродом в домашних условиях. Оно показывает, как самостоятельно можно изготовить все расходные материалы.

Еще совет. Прежде, чем варить непосредственно нужный узел, неплохо потренироваться на чем-нибудь несущественным, если имеется такая возможность. 17 января 2018Teor21

avtotuningg.ru

Как нужно варить чугун электросваркой?

Чугун относится к трудносвариваемым сплавам. Это обусловлено его склонностью к трещинообразованию при охлаждении после нагрева, образованию отбеленных зон с повышенной твердостью в результате выгорания кремния, резкому переходу из твердого состояния в жидкое. Поэтому выполняется преимущественно ремонтная сварка (устранение трещин и других дефектов), а возможна она только при условии использования специальных электродов и соблюдения некоторых рекомендаций.

Методы сварки чугуна

Варить сплав можно 2-мя методами:

1. Горячий – выполняется предварительный подогрев детали до температуры 600-650 °C. Данный способ применяется только в промышленных условиях.
2. Холодный – подходит для домашних условий. Главное – избегать перегрева и исключить быстрое охлаждение.

Для холодной электросварки чугуна применяются электроды:

• Стальные малоуглеродистые (УОНИ-13/45, АНО-4). В этом случае для увеличения прочности сварного соединения устанавливаются шпильки.
• Специальные – ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 (с содержанием железного порошка в составе покрытия), МНЧ-2 (состоят из никеля, меди и железа). ОЗЖН-1, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4 содержат до 90 % никеля.
• Чугунные – ЦЧ-4. Этой маркой электродов можно варить даже чугун со сталью.

Можно самостоятельно изготовить железно-медные стержни – на обычные углеродистые (УОНИ-13/45 или АНО-4) наматывается по спирали медная (ни в коем случае не латунная, которая выделяет в атмосферу ядовитые вещества) проволока сечением до 2 мм.

Рекомендации по сварке чугунных изделий

Высокие требования выдвигаются к подготовке свариваемой поверхности:

• Дефекты удаляются механическим или ручным способом. Трещины рекомендуется разделать на всю глубину их залегания, а концы закруглить.
• Места сварки очищаются угловой шлифмашинкой от окалины и других посторонних включений.
• Масляные пятна с поверхности устраняются пламенем газокислородной горелки или с помощью растворителей.

Электросварка чугуна выполняется в нижнем положении из-за его повышенной жидкотекучести. Категорически запрещено принудительное охлаждение – ведет к образованию трещин. Варить нужно вразбежку отдельными валиками, не допуская перегрева. Чтобы предупредить вытекание металла, используются графитовые подложки.

Также применяется метод отжигающих валиков – при наложении 2-го и последующих первые швы прогреваются повторно и остывают медленнее, что позволяет снизить степень отбеливания и получить более мягкий сплав.

При охлаждении в сварном соединении возникают напряжения, которые можно частично снять путем проковки швов после сварки. Удары наносятся молотком весом до 1,5 кг с закругленным бойком непосредственно по шву. Поскольку чаще всего при ремонте чугунных изделий производится многопроходная сварка, проковке подвергаются все валики кроме первого – из-за ударов в нем могут образоваться трещины.

samanka.ru

Какими электродами варить чугун — Сварочные работы дома — Каталог статей

У всех наверное есть электросварка . Сейчас стали распространенными сварочные аппараты инверторного типа. Многие спрашиваю какими электродами можно заварить чугун. Сейчас расскажу. И так если вы не знаете,то есть несколько видов чугуна. Например вот несколько марок электродов с помощью которых можно заварить несколько видов чугуна.

Данными марками электродов можно заварить серый, высокопрочный и ковкий чугун. Что значит метод холодной сварки — это сварка без предварительного подогрева место сварки. Ведь по идее перед сваркой чугуна желательно место в которых материалы будут связываться предварительно разогреть до температуры 600 градусов. Ну как правило мы не знаем как определить до какой температуры мы нагрели место сварки чугуна. И зачем скажете вы вообще подогревать его когда и так можно заварить. Все довольно просто если вы знаете то для качественно шва нужно чтоб плавно он остывал, а иначе в около-шовной зоне появляются микротрещины. Нужно что чугун после сварки остывал постепенно. Для нагрева чугуна можно использовать обычный резак если приходится проводить сварку в домашних условиях. Думаю все знают что такое резак. Для сварки можно использовать постоянный ток прямой полярности или переменный обратной полярности. Многие интересуются какими все же током варить. Скажет так для троечки будет достаточно от 130 до 160, а четверочкой варить нужно на токе примерно от 150 до 200. Многие используют инверторы как я уже говорил. Ну да ладно об этом давайте лучше поговорим о том какими еще электродами можно сварить чугун.

Это не полный список электродов ,но это довольно популярные марки электродов которые используются. И так давайте проведем опыт и пойдем в ближайший интернет магазин и посмотрим какие электроды нам попадутся.

Опыт №1: И так интернет магазин внятный для покупки электродов я так и не нашел. Есть только какие-то официальные сайты и то где то есть описания ,но нет марки или наоборот есть марки то нет описания. Даже в маркете яндекса ничего не нашлось. Какие электроды нужно покупать. Например выбирайте примерно такой состав Mn — 0.7% Ni — 52% C — 1.6% Si — 0.7%. И так а теперь давайте посмотрим что нам даст обычный поход в магазин. Что нам посоветуют и какие электроды нам предложат. Что могут рассказать продавцы.

Опыт №2: Поход в магазин.

Пошел я в один магазин в другой в третий ,но так и не нашел электроды по чугуну. И решил поехать в специализированный магазин который только и занимается сварочными аппаратами и комплектующими. Да действительно оказалось что там есть из чего выбрать. Первые электроды которые мне попались оказались в пластиковой упаковке. Раньше я такие не встречал.

Электроды по чугуну – виды и особенности сварочных стержней

Содержание

1. Сложности при сварке изделий из чугуна Способы и технология сварки чугуна электродами Электроды по чугуну – какими бывают?

1 Сложности при сварке изделий из чугуна

Под чугуном понимают сплав углерода и железа. В нем, как правило, также имеются некоторые количества фосфора, марганца, кремния, серы. Кроме того, в интересующих нас сплавах присутствуют и легирующие компоненты . Марки чугуна без специальной термической обработки либо те, в которых нет указанных легирующих добавок, отличаются малой твердостью, прочностью, пластичностью в сочетании с повышенной хрупкостью.

• Формирование тугоплавких оксидов в сварочной ванне , вызываемое окислением различных элементов . Такие окислы способны стать причиной появления непроваренных участков.
• Охлаждение околошовной области и непосредственно сварного шва очень быстрыми темпами. Из-за данного явления на металле образуются высокотвердые зоны с выделениями цементита, которые специалисты называют отбеленными участками. Эти участки не позволяют впоследствии осуществлять эффективную механическую обработку чугунных конструкций.
• Трудности с формированием шва и с удержанием металла, расплавляющегося под действием высокой сварочной температуры, которые обусловлены тем, что чугун причисляется к жидкотекучим материалам.
• Реальный риск появления трещин в околошовной зоне и в самом шве при неравномерном охлаждении и прогреве металла.
• Вероятность образования пор в месте сварного соединения из-за активного выделения из сварочной жидкой ванны газов.

Сварка электродами по чугуну заняла прочное место в чугунно-литейном производстве и главным образом при устранении дефектов чугунного литья и ремонте оборудования. Правильно подобранные для сварочного процесса электроды по чугуну во многом определяют качество наплавленных поверхностей и сварных швов, а также работоспособность конструкций и деталей из чугуна. Для того чтобы определиться, какими электродами варить ту или иную деталь, необходимо точно знать из какого вида чугуна она изготовлена: ковкого, серого или высокопрочного.

Сварка чугуна с металлом

Сваривание металла с чугуном очень частое явление в наше время. Многие люди применяют его при машиностроении, станкостроении, металлургической и других видах промышленности. До нашего времени чугун – это один из основных металлов, которые применяют при создании практически всех конструкций из металла. Чугунные изделия очень выгодны для своих хозяев, потому что имеют сравнительно невысокую стоимость, но имеют много преимуществ.

Чугун имеет способность приглушивать вибрацию, а также высокоизносоустойчив и имеет хорошие литейные свойства. По причине широкого применения чугун часто приходится сваривать с другими металлами. Сварка чугуна прочно засела в чугунно-литейном производстве. Он используется для ремонта оборудования на некоторых заводах, а также для того чтобы устранять некоторые дефекты чугунных отливок.

Швы, которые наложены на чугун могут быть, как долговечными так и не очень все зависит от того, какой тип электродов Вы выберите. В чугунных конструкций может быть множество дефектов из-за того что чугун является хрупким металлом. Так какими же все-таки электродами варить чугун?

В основном для сварки чугуна используются электроды ОЗЧ-2, ЦЧ-4, МНЧ-2, ОЗЧ-4 и другие. Электроды для сварки чугуна очень разнообразны, поэтому от правильного выбора электрода будет зависеть долговечность изделия. Для начала давайте узнаем немного подробнее об этих электродах. ЦЧ-4 предназначены для холодной и горячей сварки, а также для ремонтных наплавок, напаек и заварок дефектов литья. Этим видом электродов можно сваривать высокопрочный ковкий чугун, а также сваривать чугун со сталью. Сваривание происходит с использованием нижнего положения шва и с помощью тока обратной полярности. В целом, электроды ЦЧ-4 идеально подходят для того, чтобы сварить качественно чугун и сталь.

Электроды ОЗЧ-2, как и предыдущие, ЦЧ-4, предназначены для горячей или холодной сварки и заварки дефектов литья. Сваривание происходит в вертикальном, и нижнем положении шва с использованием постоянного тока обратной полярности. При использовании этих электродов лучше всего отдать предпочтение сварке тонкостенных конструкций.

Перед началом сваривания нужно подогреть изделие до температуры около 630 градусов по Цельсию. Сваривание нужно производить без остывания изделия, потому что на нем образуется трещина или излом. Лучше всего оставлять остывать изделие, плотно укрыв его любыми теплоизоляционным материалом. Однако для более качественного результата Вы можете воспользоваться печью, которую использовали для нагревания изделия до нужной температуры.

Многие умельцы в сфере сваривания пользуются и другими приемами при сварке чугуна с металлом, однако из этой статьи Вы узнали основной и самый лучший способ сварки. Самое главное – это то, что производить такое сваривание может даже новичок, а профессиональных сварщиков не так-то и много. В любом случае, независимо от того кто Вы: профессионал или новичок – сварка чугуна со сталью Вам по силам.

Какими электродами варить чугунную трубу.

Для различных видов труб применяют разные типы сварочных электродов. Так для сварки чугунных труб используют электроды так как, чугун это нечто иное, как сплав углерода с железом и незначительным содержанием серы, фосфора, кремния и марганца. Также в чугуне могут присутствовать легированые добавки магний, алюминий, хром, ванадий и другие.

Сама по себе без термообработки и легирующих добавок чугун очень хрупкий материал с низкой пластичностью, твердостью и прочностью. Углерод может присутствовать в чугуне в двух видах: в виде графита или цементита. В результате отливки и термической обработки с образованием хлопьев графита из белого чугуна получают ковкий чугун. Который, в свою очередь применяется в машиностроительной и сельскохозяйственной отрасли.

Чугун относиться к материалам плохой технологической свариваемости. Сварка чугуна выполняется несколькими способами. В одном из способов используют углеродные или покрытые электроды, которые позволяют получить в металле шов чугуна. Для сваривания чугунных труб используют холодную, горячую и полугорячую виды сварки.

Сварка при использовании специализированных электродов занимает главное место при ремонте оборудования и устранения чугунных отливок. В настоящий момент существует огромный выбор электродов для сварки чугунных труб на основе сплавов никеля, железа и меди. При использовании электродов для холодной сварки чугуна, а также заварки дефектов и наплавки, получают сварочные швы не подверженные коррозии в агрессивных средах и горячих газах. В нашей стране нет единого стандарта для электродов подходящих для сварки чугунных труб, их выпуск осуществляется по заводским или отраслевым условиям. Иногда для осуществления работ используют и стандартные электроды.

По техническим же условиям изготавливают сварочные электроды на прутках. для более высокого качества наплавляемого металла, электроды на базе чугунных прутков содержат повышенное количество углерода и мало кремния, благодаря этому сохраняется стабильность в показателях обработки поверхности металла. Для горячей сварки используют электроды на стальной, медной или алюминиевой основе, которые в свою очередь зачастую изготавливаются кустарным способом, так как нет специального производства по выпуску данного продукта. В химическом машиностроение широко применяют электроды из спаренных прутков чугуна и монель-метана.

Сварка электродами по чугуну заняла прочное место в чугунно-литейном производстве и главным образом при устранении дефектов чугунного литья и ремонте оборудования. Правильно подобранные для сварочного процесса электроды по чугуну во многом определяют качество наплавленных поверхностей и сварных швов, а также работоспособность конструкций и деталей из чугуна. Для того чтобы определиться, какими электродами варить ту или иную деталь, необходимо точно знать из какого вида чугуна она изготовлена: ковкого, серого или высокопрочного.

Как сварить чугун электросваркой?

Как сварить чугун электросваркой?

На сегодняшний день существует два варианта при сварке чугуна .

Первый вариант заключается в получение однородной структуры свариваемых деталей чугуна для этого требуется подогрев детали до 600 град и медленное остывание.

Самое главное ,чтобы чугун не подвергался быстрому охлаждению, иначе будет закалка и чугун будет хрупкий.

Второй способ сварка высоконикелевыми электродами. Этими электродами сварку чугуна

ведут с остыванием изделия и ни в

коем случае нельзя перегревать свариваемые детали. При перегреве, зона

закалки если будет большая. то деталь может треснуть в месте сварки.

Второй способ более распространен.

Источники: 3g-svarka.ru, tutmet.ru, weldelec.com, welding-gear.ru, elektrod-3g.ru, elektrody.kovka-svarka.ru, www.moscow-faq.ru

sovet.clan.su

---

• Электрод э42а расшифровка
• Электроды для чего нужны
• Рутиловые электроды что такое
• Как в домашних условиях высушить электроды
• Классификация электродов сварочных
• Положение электрода при сварке
• Электроды для переменного тока марка
• Сварка вольфрамовым электродом без газа
• Норма расхода электродов на 1 стык трубы
• Электроды для тонкого металла
• Электроды переменного тока марки

Можно ли сваривать чугун? (Полное руководство)

Можно сваривать чугун, хотя это может быть проблематично из-за высокого содержания углерода. Это содержание углерода часто составляет около 2–4%, что примерно в десять раз больше, чем у большинства сталей. В процессе сварки этот углерод мигрирует в металл сварного шва и/или в зону термического влияния, что приводит к повышенной хрупкости/твердости. Это, в свою очередь, может привести к растрескиванию после сварки.

Чугун состоит из железа и углерода в различных соотношениях с дополнительными элементами, такими как марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден и т. д., для улучшения определенных свойств. Кроме того, он может содержать значительно более высокие уровни серы и фосфора в качестве примесей, затрудняющих сварку без образования трещин. Различные марки чугуна включают серый чугун, белый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун с широким диапазоном свариваемости. Все категории чугуна, кроме белого чугуна, считаются свариваемыми, хотя сварка может быть значительно сложнее по сравнению со сваркой углеродистой стали. Однако может быть трудно определить разницу между этими разными типами чугуна без подробного металлургического анализа. Несмотря на это, чугун – это прочный, износостойкий металл, который используется веками.

Содержание

Нажмите на ссылку ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

• Сложно ли сваривать?
• Этапы предварительной сварки чугуна
• Типы сварки
• Сварочные стержни
• Отделка
• Советы
• Заключение

Как упоминалось выше, сварка чугуна может быть затруднена из-за его специфического состава, но это возможно, если вы используете правильную технику сварки, чтобы избежать сварных трещин. Это включает в себя тщательный нагрев и охлаждение, часто включая предварительный нагрев, правильный выбор сварочных электродов и медленное охлаждение детали.

Существует ряд ключевых шагов, которые можно предпринять, чтобы обеспечить эффективную сварку чугуна. К ним относятся:

1. Идентификация сплава
2. Очистка слепка
3. Выбор правильной температуры предварительного нагрева
4. Выбор правильного метода сварки

1.

Определите сплав

Чугун имеет низкую пластичность, поэтому он может растрескиваться из-за термических напряжений при быстром нагревании или охлаждении. Склонность к растрескиванию зависит от типа/категории чугуна. Это означает, что необходимо понимать, с каким типом сплава вы работаете:

Серый чугун

Это наиболее распространенный тип чугуна. В основном это сплав железо-углерод-марганец-кремний с 2,5-4% углерода. Углерод осаждается в графитовые чешуйки во время производства в кристаллическую структуру феррита или перлита. Однако эти чешуйки графита могут растворяться во время сварки и выделяться в виде высокоуглеродистого мартенсита, охрупчивая зону термического влияния и металл сварного шва.

Белый чугун

Белый чугун не содержит графита и содержит углерод в комбинированной форме в виде карбидов металлов, что делает микроструктуру хрупкой. Белый чугун обычно считается несвариваемым.

Ковкий (с шаровидным графитом) чугун

Ковкий чугун по составу подобен серому чугуну, но содержание примесей ниже по сравнению с серым чугуном. В отличие от серого чугуна, который содержит углерод в виде чешуек графита, ковкий чугун содержит графит в виде сфероидов в своей матрице. Остальная часть матрицы состоит в основном из перлита с ферритовой областью, окружающей графитовые сфероиды.

Ковкий чугун

Ковкий чугун представляет собой термообработанный белый чугун с существенно более низким содержанием углерода по сравнению с белым чугуном. В зависимости от применяемой термической обработки он обычно имеет структуру смеси феррита или перлита с включениями графита и, следовательно, обладает большей пластичностью по сравнению со стандартным белым чугуном.

Самый простой способ определить, с каким типом железа вы работаете, — это проверить исходную спецификацию. Химический и металлографический анализ также может помочь в определении категории чугуна, с которым вы работаете. Есть и другие способы определить разницу между сплавами; серый чугун будет иметь серый цвет вдоль точки излома, в то время как белый чугун будет иметь более белый цвет вдоль излома из-за содержащегося в нем цементита. Однако, например, у ковкого чугуна также будет более белый излом, но он гораздо лучше поддается сварке.

2. Очистка отливки

Важно очистить чугун перед сваркой, удалив все поверхностные материалы, такие как краска, жир и масло, уделяя особое внимание области сварки. Отливочная корка может быть удалена шлифовкой. Очень важно, чтобы очищенная поверхность была протерта уайт-спиритом, чтобы удалить остаточный поверхностный графит перед сваркой. Медленный предварительный нагрев зоны сварки в течение короткого времени поможет удалить всю влагу, оставшуюся в зоне сварки основного материала.

3. Выбор правильной температуры предварительного нагрева

Наиболее важным фактором предотвращения растрескивания под напряжением в чугуне является контроль нагрева/охлаждения. Это должно свести к минимуму накопление остаточных напряжений в процессе нагрева и охлаждения.

Локальный нагрев, например, при сварке, приводит к ограниченному расширению, поскольку ЗТВ удерживается окружающим более холодным металлом. Термический градиент будет определять результирующее напряжение. Пластичные металлы, такие как сталь, способны снимать напряжение за счет растяжения, но поскольку чугуны обладают плохой пластичностью, они вместо этого склонны к растрескиванию. Предварительный нагрев снижает температурный градиент между ЗТВ и окружающим телом отливки, сводя к минимуму остаточные напряжения, вызванные сваркой. Предварительный нагрев чугуна перед сваркой замедляет скорость охлаждения сварного шва и окружающей области. По возможности нагрейте всю отливку. Типичные минимальные температуры предварительного нагрева составляют от 100 до 400°C, в зависимости от типа чугуна и допустимой твердости ЗТВ. Любой предварительный нагрев следует проводить медленно и равномерно.

Теоретически можно использовать любой из распространенных процессов дуговой сварки, такой как ручная дуговая сварка металлическим электродом, дуговая сварка порошковой проволокой, сварка металлическим активным газом, дуговая сварка под флюсом, дуговая сварка вольфрамовым электродом и т. д., процесс, который способствует медленному нагреву и охлаждению обычно предпочтительнее.

1. Ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA)

Этот тип сварки, также известный как дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW), обычно считается лучшим процессом для сварки чугуна — при условии, что используются правильные сварочные стержни. использовал. Выбор электрода будет зависеть от области применения, требуемого сочетания цветов и объема послесварочной обработки.

Два основных типа электродов для ручной дуговой сварки металлическим электродом: на основе железа и на основе никеля. Электрод на основе железа будет производить металл сварного шва с высоким содержанием углеродистого мартенсита, поэтому обычно ограничивается мелким ремонтом отливки и когда требуется согласование цвета. Чаще всего используются электроды из никелевого сплава, которые обеспечивают более пластичный металл сварного шва. Никелевые электроды также могут помочь уменьшить предварительный нагрев и растрескивание ЗТВ, обеспечивая более низкую прочность металла шва.

Во всех случаях необходимо свести к минимуму плавление основного металла. Это сведет к минимуму разбавление.

2. Сварка MAG

Сварка MAG обычно выполняется с использованием никелевого расходного материала. Для большинства применений подойдет смесь 80% аргона и 20% углекислого газа. Хотя можно использовать проволоку для пайки, обычно это не рекомендуется, так как припой будет значительно слабее, чем отливка.

3. Сварка ВИГ

Сварка ВИГ может обеспечить чистый сварной шов на чугуне, но, как правило, не предпочтительна из-за сильно локализованных характеристик нагрева. Как и при любой сварке ВИГ, качество готового шва в значительной степени определяется навыком сварщика.

Узнайте больше о сварке TIG

4. Сварка в кислородно-ацетиленовой среде

Как и при дуговой сварке, в кислородно-ацетиленовой сварке используется электрод, но вместо дуги, генерируемой электрическим током, в этом процессе для выработки тепла используется кислородно-ацетиленовая горелка. . Низкая теплоемкость и медленный нагрев, связанные с этим процессом, приведут к большой ЗТВ, но медленный нагрев полезен для предотвращения образования высокоуглеродистого мартенсита в ЗТВ. Низкая теплоемкость процесса потребует предварительного нагрева до более высокой температуры, обычно около 600°C, чтобы сварка стала возможной. Для сварки используется нейтральное или слегка восстановительное пламя.

Узнайте больше о кислородно-ацетиленовой сварке

5. Сварка пайкой

Сварка пайкой может использоваться для сварки деталей из чугуна, так как она оказывает минимальное воздействие на сам основной металл. И снова для этого процесса используется присадочный стержень, за исключением того, что он прилипает к поверхности чугуна, а не растворяется в сварочной ванне из-за более низкой температуры плавления наполнителя.

Как и при других технологиях, при сварке пайкой важна очистка поверхности. Флюс можно использовать для предотвращения образования оксидов, улучшения смачивания, очистки поверхности и обеспечения стекания наполнителя по основному металлу.

Также возможна пайка ВИГ при более низкой силе тока для нагрева заготовки без расплавления чугуна. Аргоновый кожух горелки защищает зону пайки, а это означает, что нет необходимости использовать флюс, как при кислородном топливе.

Узнайте больше о сварке пайкой

Как упоминалось выше, выбор сварочной проволоки важен для сварки чугуна, хотя большинство экспертов рекомендует использовать никелевую проволоку.

1. Стержни из 99% никеля

Эти электроды дороже, чем другие варианты, но также обеспечивают наилучшие результаты. 9Прутки с содержанием 9 % никеля позволяют получать сварные швы, которые поддаются механической обработке и лучше всего подходят для отливок с низким или средним содержанием фосфора. Эти стержни из чистого никеля создают мягкий, ковкий наплавленный металл.

2. Стержни из 55% никеля

Менее дорогие, чем стержни из 99% никеля, они также поддаются механической обработке и часто используются для ремонта толстых профилей. Более низкий коэффициент расширения означает, что они производят меньше трещин в линии сплавления, чем 99% стержень. Эти ферроникелевые стержни идеально подходят для сварки чугуна со сталью.

Доступны менее дорогие варианты, такие как стальные стержни, хотя они не так эффективны, как никелевые:

3. Стальные стержни

Стальные стержни представляют собой самый дешевый вариант из трех и лучше всего подходят для мелкого ремонта и заполнения. Стальные электроды производят твердые сварные швы, которые требуют дополнительной шлифовки и не поддаются механической обработке. Однако, несмотря на эти недостатки, стальные стержни обеспечивают соответствие цвета и лучше переносят не совсем чистые отливки, чем никелевые стержни.

Упрочнение

Когда сварной шов остывает и сжимается, возникает остаточное напряжение, что приводит к растрескиванию. Вероятность растрескивания можно уменьшить за счет приложения сжимающего напряжения. Сжимающее напряжение создается за счет проковки (с использованием молотка с шаровидным бойком для нанесения умеренных ударов), которая деформирует сварной шов, оставаясь при этом мягким. Однако упрочнение следует использовать только для относительно пластичного металла шва, то есть для сварных швов, выполненных с использованием никелевых расходных материалов.

Послесварочный нагрев

Слишком быстрое охлаждение чугуна может привести к растрескиванию. Процесс охлаждения можно замедлить с помощью изоляционных материалов или периодического нагревания. Некоторые методы включают в себя помещение заготовки в изолирующее одеяло, помещение ее в сухой песок или даже помещение ее над дровяной печью и охлаждение металла, когда огонь угасает.

Можно сваривать чугун, но это необходимо делать с использованием правильных методов и с осторожностью, чтобы избежать растрескивания. Большинство методов сварки требуют очистки поверхности материала, а для чугуна требуется предварительный и послесварочный нагрев, а также осторожное охлаждение.

Компания TWI обладает многолетним опытом во всех аспектах сварки и соединения, включая работу со стальным литьем. Пожалуйста, свяжитесь с нами ниже, если у вас есть какие-либо вопросы и вы считаете, что мы могли бы помочь вам с вашим проектом.

[email protected]

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Руководство по сварке чугуна

Чугун трудно, но не невозможно сварить. В большинстве случаев сварка чугуна предполагает ремонт отливок, а не соединение отливок с другими элементами. Ремонт может производиться в литейном цехе, где производятся отливки, или может производиться для устранения дефектов литья, обнаруженных после механической обработки детали. Неправильно обработанные чугунные детали могут потребовать ремонтной сварки, например, когда отверстия просверлены в неправильном месте. Часто сломанные чугунные детали ремонтируют сваркой. Сломанные чугунные детали не являются чем-то необычным, учитывая хрупкость большей части чугуна.

Несмотря на то, что существует множество типов чугуна, наиболее распространенным является серый чугун, и данные рекомендации относятся к этому типу материала.

Несколько фактов о чугуне помогут понять проблемы сварки. Чугун обычно имеет содержание углерода от 2% до 4%, что примерно в 10 раз больше, чем в большинстве сталей. Высокое содержание углерода приводит к тому, что углерод образует чешуйки графита. Этот графит придает серому чугуну его характерный внешний вид при изломе.

При изготовлении отливок расплавленный чугун заливают в форму и дают ему медленно остыть. Когда этому высокоуглеродистому материалу дают медленно остыть, можно делать отливки без трещин. Помнить об этом полезно при сварке чугуна: во время и после сварки отливка должна либо медленно охлаждаться, либо должна поддерживаться достаточно прохладной, чтобы скорость охлаждения не имела значения.

Критическая температура большинства чугунов составляет около 1450 градусов по Фаренгейту. При этой температуре возникают условия, которые могут привести к растрескиванию. Хотя дуга нагревает отливку до температуры выше этого уровня, важно, чтобы отливка не находилась при этой температуре в течение длительного периода времени.

 

Выбор электрода
Если деталь будет обрабатываться после сварки, потребуется электрод никелевого типа. Используйте электрод Tech-Rod® 99 для однопроходных сварных швов с высоким разбавлением. Tech-Rod® 55 предпочтительнее для многопроходных сварных швов. Иногда корневые швы выполняются с помощью Tech-Rod 99, а затем заполняющие проходы с помощью Tech-Rod 55. Для сварных швов, где не требуется механическая обработка и где ожидается, что сварной шов будет ржаветь, как чугун, штучный электрод Lincoln Ferroweld® может использоваться.

 

Нагревать или не нагревать
Обычно предпочтительнее сваривать чугун с предварительным подогревом — и в больших количествах. Но есть еще один способ успешно сварить чугун — охладить его — не холодным, а холодным. Ниже будут описаны оба метода. Однако, выбрав метод, придерживайтесь его. Держите ее горячей или прохладной, но не меняйте лошадей посреди ручья.

 

Методы сварки с предварительным подогревом
Предварительный нагрев чугунной детали перед сваркой снижает скорость охлаждения сварного шва и области вокруг сварного шва. Всегда предпочтительнее нагревать всю отливку, если это возможно. Типичные температуры предварительного нагрева составляют 500-1200 градусов по Фаренгейту. Не нагревайте выше 1400 градусов по Фаренгейту, так как это поместит материал в критический температурный диапазон. Предварительно нагрейте деталь медленно и равномерно.

Сварка на слабом токе, чтобы свести к минимуму примеси и остаточные напряжения. В некоторых случаях может быть необходимо ограничить сварные швы небольшими сегментами длиной примерно 1 дюйм, чтобы предотвратить накопление остаточных напряжений, которые могут привести к растрескиванию. В этом отношении также может помочь проковка сварных швов.

После сварки дайте детали медленно остыть. Обертывание отливки изолирующим одеялом или закапывание ее в сухой песок поможет замедлить скорость охлаждения и уменьшить склонность к растрескиванию.

 

Методы сварки без предварительного нагрева
Размер отливки или другие обстоятельства могут потребовать проведения ремонта без предварительного нагрева. В этом случае деталь должна быть прохладной, но не холодной.

Повышение температуры литья до 100 градусов по Фаренгейту полезно. Если деталь находится на двигателе, можно запустить ее на несколько минут, чтобы получить эту температуру. Никогда не нагревайте отливку до такой температуры, что вы не сможете положить на нее голую руку.

Сделайте короткие сварные швы длиной примерно 1 дюйм. В этом методе важна проклевка после сварки. Дайте сварному шву и отливке остыть. Не ускоряйте скорость охлаждения водой или сжатым воздухом. Можно сваривать другую область отливки, пока предыдущий сварной шов остывает. Все кратеры должны быть заполнены. По возможности шарики должны располагаться в одном направлении, и желательно, чтобы концы параллельных шариков не совпадали друг с другом.

 

Герметизация трещин
Из-за свойств чугуна крошечные трещины имеют тенденцию появляться рядом со сварным швом, даже при соблюдении надлежащих процедур. Если отливка должна быть водонепроницаемой, это может стать проблемой. Однако утечку обычно можно устранить с помощью какого-либо герметика, или они могут заржаветь очень скоро после возвращения в эксплуатацию.

 

Метод шипования
Один из методов, используемых для ремонта крупных поломок в крупных отливках, заключается в сверлении отверстий и нарезании резьбы на скошенных поверхностях для приема металла ремонтного шва. Вверните стальные шпильки в резьбовые отверстия, оставив от 3/16” (5 мм) до ¼” (6 мм) шпильки над поверхностью. Используя описанные выше методы, приварите шпильки на место и покройте всю поверхность разрыва наплавленным металлом. После получения хорошего наплавленного металла две стороны трещины могут быть сварены вместе.

Посмотреть больше чугуна сварки сварки. сказать вам, сколько раз мне говорили, что вы не можете сварить чугун. В какой-то степени многие опасения верны, работать с такими вещами довольно жалко. Но есть 90 164 – 90 166 способов заставить это работать.

В этом посте я расскажу о некоторых из этих вариантов, а также о плюсах и минусах каждого из них.

Содержание

Почему сварка чугуна — это такая сложная задача

Вероятно, это лучшее место для начала. Что особенного в чугуне? Он довольно легко плавится, так почему же его так трудно сваривать?

Сварка чугуна затруднена из-за высокого содержания углерода (примерно в 10 раз больше, чем у большинства сталей), а также хрупкости и склонности к растрескиванию. Термические напряжения трудно удалить из зоны термического влияния, и трещины, вероятно, со временем будут распространяться.

Это может стать кошмаром, если не сделать это правильно — вы получите деталь, которая будет постоянно ломаться или мгновенно ломаться под нагрузкой. Хотя, справедливости ради, чугун треснет даже в хороший день, если он находится под нагрузкой на растяжение.

Тем не менее, есть несколько способов снизить этот риск.

Подготовка зоны сварки

Это очень важно для железа. Вероятно, на части, над которой вы работаете, будет значительное количество ржавчины, поэтому убедитесь, что вы хорошо поработали, дойдя до голого блестящего металла.

Вообще, сваривать две железяки вместе — плохая идея, лучше спаять. Подробнее о пайке позже. Сварка чугуна намного лучше подходит для ремонтных работ, таких как треснутые детали или когда вы просверлили отверстие в неправильном месте, и вам нужно его заполнить. Это. Это должно быть довольно очевидно, когда вы доберетесь до голого металла, трещина будет видна в виде темной линии. Иногда использование более тонкого диска для сглаживания металлической поверхности поможет лучше увидеть трещину.

На обоих концах трещины просверлите отверстие. Это предотвратит распространение трещины. Мне нравится сверлить чуть дальше конца видимой трещины. Таким образом, трещина дойдет до отверстия, а затем остановится. Это снижает вероятность того, что на другой стороне отверстия есть трещина, которая просто позволит трещине продолжиться там, где она остановилась.

Если вы не просверлите концы трещины перед ее сваркой, маловероятно, что деталь останется вместе после повторной сварки. Он вполне может продолжать трескаться, пока вы его свариваете, или просто сломается со временем.

Перемалывайте, пока не доберетесь до дна трещины. Для большинства работ это будет означать шлифование металла насквозь.

Сварка с подогревом

Я предпочитаю этот метод сварки, когда это возможно. Это не очень сложно, но поможет, если вы достаточно опытный сварщик. Знание того, как правильно предварительно нагревать металл и контролировать нагрев на лету, — это хорошие навыки, которые нужно иметь за плечами, прежде чем пытаться это сделать.

Плюсы:

• Самый стабильный способ сварки чугуна, но он все еще не идеален.
• Идеально подходит для деталей, которые должны выдерживать термоциклирование.

Минусы:

• Иногда просто невозможно нагреть деталь до нужного предварительного нагрева.
• Установка более сложная — вам понадобится факел с бутоном розы и способ замедлить охлаждение, например, изолирующее одеяло или сухой песок.
• Область сварки редко бывает прочнее, чем незатронутая область.
• Существует риск растрескивания области вокруг сварного шва, даже если процесс выполнен правильно.

Необходимое оборудование:

• Может выполняться с помощью аппаратов MIG, TIG или дуговой сварки.
• Присадочная проволока/прутки для железа. Мне нравится использовать 308L, но есть много вариантов, которые отлично работают.
  

Инструкции по предварительному нагреву

Нагревая утюг до 500-1200 градусов по Фаренгейту, вы существенно снизите внутренние напряжения в утюге. Это поможет предотвратить растрескивание детали вокруг сварного шва в околошовной зоне.

Если у вас есть инфракрасный термометр, то обязательно используйте его. Однако, если нет, вот хитрость, чтобы узнать, какова температура:

Железо начинает светиться тускло-красным при температуре около 900 градусов по Фаренгейту. Так что, если вы поднесете к нему свой факел в виде бутона розы и позволите ему просто начать светиться, то Вы знаете, что у вас хорошая температура для сварки. Лучше всего делать это внутри в более темном месте, чтобы вы заметили, когда он начнет светиться.

Не торопитесь, разогревайте медленно и равномерно. Кроме того, не позволяйте утюгу нагреваться выше 1400 F (ярко-красный). Это критический температурный диапазон железа. Такая горячая сварка = плохо.

В идеале нагреть всю деталь. Если деталь слишком велика и вы не можете нагреть ее целиком, нагрейте как можно большую площадь. Вам нужно, чтобы область вокруг сварного шва была должным образом предварительно нагрета на несколько дюймов (мне нравится снимать не менее 12 дюймов), чтобы должным образом рассеять внутренние напряжения.

Инструкции по сварке

Не допускайте слишком сильного остывания детали во время работы с ней. Остановитесь и подогрейте столько раз, сколько вам нужно, чтобы поддерживать температуру детали выше 500 F. Плохие вещи случаются, когда вы пытаетесь выполнить предварительно нагретые сварные швы ниже этой температуры — внутреннее напряжение просто не рассеивается, и вы получите треснутая часть.

Честно говоря вариантов наполнителей десятки. Не стесняйтесь экспериментировать. Многие люди рекомендуют наполнители на основе никеля, и они действительно хорошо работают, особенно если вам нужно обработать деталь после сварки. Они просто очень дорогие.

Если вы делаете что-то, что не требует механической обработки, например выпускной коллектор, попробуйте использовать проволоку 308L. Он по-прежнему недешев, но не так плох, как никель. Он будет хорошо держаться и выдержит жару.

Сварка на слабом токе. Слишком высокие, и будут дополнительные напряжения, которые гарантированно треснут позже, если не во время сварки.

Совет для профессионалов: Не начинайте и не останавливайте сварку в одной и той же точке при накладывании дополнительных валиков. Вы получите накопление напряжений и потенциальную точку растрескивания. Вместо этого попробуйте использовать плавные движения в форме буквы L или J по линии сварки, чтобы каждый шов начинался и заканчивался в разных местах.

Преимущество сварки с предварительным нагревом заключается в том, что вам не нужно сшивать сварные швы до тех пор, пока вы не перегреете их. Вы можете просто дать и сделать. Во всяком случае, гораздо больше, чем подход без предварительного нагрева.

Инструкции после сварки

После каждого валика убедитесь, что вы тщательно проковываете сварной шов. Это поможет отработать лишние напряжения и предотвратит растрескивание в дальнейшем.

Одна вещь, которая действительно важна, — медленное время восстановления. Оберните деталь изолирующим одеялом или закопайте ее в сухой песок, чтобы она медленно остыла и позволила снять напряжение. Быстрое охлаждение на воздухе = растрескивание.

В целом, я считаю, что метод предварительного нагрева лучше всего подходит для всего, что будет подвергаться термоциклированию (например, выпускные коллекторы или старые блоки цилиндров). Это самый эффективный способ получить прочный сварной шов, который не треснет сразу.

Однако для более декоративных изделий можно обойтись без предварительного нагрева.

Сварка без предварительного нагрева

Во-первых, вы не хотите выполнять эту сварку в холодном состоянии. В идеале заготовка должна быть нагрета примерно до 100 градусов по Фаренгейту, иначе она точно треснет.

Эмпирическое правило для этого заключается в том, чтобы заготовка имела температуру, при которой вы можете держать ее голой кожей, не обжигаясь. Некоторые ребята просто бросают часть в барбекю на 15 минут и запекают до нужной температуры. Не позволяйте ему слишком сильно остывать, пока вы работаете над ним, но как только вы начнете, вероятно, тепло от сварки сохранит его достаточно теплым.

Плюсы:  

• Простая установка, не требуется горелка для предварительного нагрева или замедления охлаждающей среды.
• Для многих приложений работает достаточно хорошо.

Минусы:

• Более подвержен растрескиванию, чем метод предварительного нагрева.
• Гораздо больше внутренних напряжений.

Необходимое оборудование:

• Может выполняться с помощью аппаратов для сварки MIG, TIG или дуговой сварки.
• Присадочная проволока/прутки для железа. Мне нравится использовать 308L, но есть много других вариантов, которые прекрасно работают.
  
• Изолирующее покрытие или сухой песок, способный выдерживать высокие температуры. Это используется для медленного охлаждения детали.

Подготовка

Практически то же самое, что требуется для предварительного нагрева.

• Сошлифуйте всю ржавчину в зоне сварки и убедитесь, что металл блестит.
• Просверлите отверстия на обоих концах трещины, чтобы предотвратить ее распространение.
• Отшлифовать до дна трещины.
• Отшлифовать фаску для сварного шва.

Инструкции по сварке

Опять же, вам нужно поддерживать низкое напряжение и контролировать нагрев. Прошивайте шов не более 1 дюйма за раз и дайте ему остыть, прежде чем продолжить. Очень важно, чтобы работа не светилась, пока вы над ней работаете.

Если вы начнете с любого конца и сделаете стежки «классиками», вам не придется ждать, пока они остынут, так как они остынут, пока вы будете приваривать другой участок.

Инструкции по сварке после сварки

Упрочнение абсолютно необходимо, если вы не выполняете предварительный нагрев. В идеале используйте пневматический молоток или аналогичный инструмент, чтобы вы могли очень тщательно удалить напряжения.

Внимательно осмотрите его на наличие трещин после закалки. Пройдитесь по городу проволочной щеткой и посмотрите, есть ли какие-либо видимые области, где началось растрескивание. Постарайтесь подправить эти области как можно лучше, со временем они станут только хуже.

Пайка горелкой

На самом деле это действительно хороший вариант, когда приложение позволит вам это сделать. Пайка восстановит деталь почти до ее первоначальной прочности.

Железо очень хорошо поддается пайке, потому что оно очень пористое. Обычно требуется немного дополнительной подготовки, чтобы убедиться, что поверхность достаточно чистая, но обычно это того стоит.

Подготовьте металл так же, как и перед сваркой, – скосите или сделайте надрезы в месте пайки. Вы также захотите зажать деталь как можно лучше — железо действительно будет деформироваться по мере остывания, и зажим поможет противодействовать этому.

Многие справочники сообщают вам, что пайка не идеальна для деталей, которые работают при температуре выше 400 градусов по Фаренгейту, поскольку пайка часто теряет значительную прочность при этой температуре. Честно говоря, есть много парней, которые ремонтируют выпускные коллекторы пайкой, и они прекрасно служат. Припой размягчается, но этого достаточно. Просто, возможно, не используйте это, если это часть, которая находится под нагрузкой при этой температуре.

Обычные прутки для припоя из железа бывают серебряными, латунными или никелевыми. Обычно я использую латунь, но делаю то, что доставляет вам удовольствие.

Плюсы:

• Действительно надежный способ ремонта трещин и соединения металла.
• Может также использоваться для соединения разнородных материалов. Например, сталь к железу.

Минусы:

• Чрезвычайно заметный – любой ремонт будет заметен, так как пайка будет другого цвета. Это может быть непрактично для некоторых косметических применений.

Необходимое оборудование:

• Паяльная горелка или кислородно-ацетиленовая сварочная горелка. Для более крупных деталей потребуются горелки большего размера.
• Прутки для пайки – обычно выбирают латунь, серебро и никель.
• Изолирующее покрытие для медленного охлаждения.

Очистка утюга

Есть несколько дополнительных проблем, которые более заметны при пайке. Одна из этих проблем связана с графитом.

Так как железо имеет такое высокое содержание углерода (примерно 2-4%), этот углерод не полностью поглощается металлом. Вместо того, чтобы хорошо и последовательно распределяться по железу, он слипается и кристаллизуется в графитовые чешуйки.

Это может быть настоящей болью при пайке, это очень затрудняет смачивание. Даже если поверхность свежеотшлифованная и чистая, железо, которое находится на более высоком углеродном конце спектра, может доставить вам проблемы.

Мне нравится кататься на нем по городу с очень чистой латунной проволочной щеткой. Это просто помогает выбить некоторые из этих графитовых чешуек. После этого протрите поверхность спиртом до тех пор, пока серый графит не перестанет отделяться, пока вы ее протираете.

Если у вас есть оборудование для дробеструйной обработки детали стальной или никелевой дробью, самое время его использовать. Это действительно хорошо справится с очисткой от лишнего графита.

После этого используйте окислительное пламя (со слишком большим количеством кислорода, поэтому оно издает громкий шипящий звук), чтобы сжечь оставшийся графит. Вы можете увидеть этот удар в виде искр, когда поверхность нагревается.

Когда все будет готово, можете идти.

Зажим

Это действительно важно. Если вы не закрепите деталь плотно, вы не сможете получить ее прямо.

Если можете, закрепите его на прочном плоском сварочном столе с помощью С-образных зажимов. Если вы работаете над каким-то корпусом, вы можете даже подумать о том, чтобы изготовить для себя небольшое приспособление, которое сможет действительно надежно удерживать все на месте.

Зажим должен быть прочным, чтобы ничто не могло сдвинуться с места во время пайки. В противном случае деталь будет деформироваться как сумасшедшая, и вам придется потратить жалкое время на перенастройку всего. Это шаг, на который стоит потратить время, не торопитесь.

Инструкции по пайке

Убедившись, что поверхности чистые и все надежно закреплено, можно нагреть деталь.

Добавьте приличное количество флюса в область, которую вы будете спаивать, и постарайтесь сделать это как можно тщательнее. Нагревайте заготовку хорошо и равномерно, не слишком быстро, особенно если вы работаете с небольшой деталью.

Чтобы это сработало, утюг должен стать вишнево-красным. В этот момент флюс будет полностью прозрачным. Не нагревайтесь так, чтобы железо не начало плавиться.

Когда утюг станет красивым и блестящим, соскребите припой о поверхность. Если она достаточно горячая и флюс делает свое дело, он должен сразу же смочить поверхность металла и прочно к ней прилипнуть.

Не торопитесь и постепенно наносите присадочный припой, пока он не станет немного выше скошенной области. Таким образом, вы сможете отшлифовать его обратно, чтобы он был наполовину респектабельным.

Действительно, для этого нужно немного умения. Будьте терпеливы к себе и не ждите, что первый будет выглядеть нетронутым. В идеале попробуйте несколько пробных деталей, прежде чем припаивать железо, которое действительно важно для чего-то.

Инструкции по охлаждению

Крайне важно не разжимать деталь, пока она не станет прохладной на ощупь. В нагретом железе так много внутреннего напряжения, что вы, скорее всего, никогда не получите его снова.

Медленное охлаждение тоже очень важно. Когда вы закончите пайку, накройте деталь изолирующим одеялом, чтобы замедлить процесс. Вам понадобится несколько часов, чтобы он стал достаточно прохладным, чтобы его можно было трогать.

Возможно, вам лучше просто изолировать его и дать остыть на ночь. Таким образом, вы действительно сведете к минимуму риск растрескивания и деформации.

В конце концов, я пришел к выводу, что пайка дает наилучшие результаты с точки зрения механики. Это может выглядеть не очень красиво, когда это будет сделано, так как цвет пайки подчеркнет ремонт, но он должен быть очень прочным.

Однако на самом деле не существует единого подхода, который будет работать для всех приложений. Если вы обнаружите, что часто работаете с железом, было бы неплохо изучить все эти методы ремонта.

Есть ли у вас какие-нибудь хитрости или безотказные способы работы с железом? Или есть вопросы? Поделитесь ими в комментариях.

Сварка чугуна: основные процедуры

Чугун представляет собой сплав железа, углерода и кремния, в котором количество углерода обычно составляет более 1,7% и менее 4,5%.

Общая свариваемость чугуна низкая и зависит от типа материала, сложности, толщины, сложности литья и потребности в обрабатываемости.

Ковкие и ковкие чугуны имеют хорошую свариваемость, в то время как серый и белый чугуны пригодны для сварки только для мелких деталей.

Наиболее широко используемый тип чугуна известен как серый чугун. Серый чугун имеет разнообразный состав, но обычно он состоит в основном из перлита с рассеянными повсюду графитовыми чешуйками.

Существуют также легированные чугуны, которые содержат небольшое количество хрома, никеля, молибдена, меди или других элементов, добавленных для придания определенных свойств.

Другой легированный чугун представляет собой аустенитный чугун, который модифицируют добавками никеля и других элементов для снижения температуры превращения, так что структура становится аустенитной при комнатной или нормальной температуре. Аустенитные чугуны обладают высокой степенью коррозионной стойкости.

В белом чугуне почти весь углерод находится в связанной форме. Это обеспечивает чугун с более высокой твердостью, которая используется для сопротивления истиранию.

Ковкий чугун получают путем специальной термообработки белого чугуна с целью изменения структуры углерода в железе. Структура изменяется на перлитную или ферритную, что повышает ее пластичность.

Чугун с шаровидным графитом и ковкий чугун изготавливают путем добавления магния или алюминия, которые либо связывают углерод в комбинированном состоянии, либо придают свободному углероду сферическую или узловатую форму, а не обычную форму чешуек в сером чугуне . Такая структура обеспечивает большую степень пластичности или ковкости отливки.

Основным фактором, усложняющим сварку чугуна, является его недостаточная пластичность. Если чугуны нагружаются сверх их предела текучести, они ломаются, а не деформируются в какой-либо значительной степени. Следовательно, присадочный металл и конфигурация детали должны быть выбраны таким образом, чтобы свести к минимуму сварочные напряжения.

ММА, дуговая сварка с флюсовой проволокой, MIG, TIG и газовая сварка обычно используются с присадочными материалами на основе никеля для получения высококачественных сварных швов, но чугунные и стальные электроды также могут обеспечивать удовлетворительные сварные швы в определенных сплавах.

Свариваемость железом типа

Применение

Эти типы металлов широко используются в:

• сельскохозяйственном оборудовании
• на станках в качестве оснований, кронштейнов и крышек
• для фитингов
• чугунная труба
• Блоки двигателей автомобилей, головки, коллекторы
• подготовка воды
• ремонт дефектов с целью модернизации или спасения отливки перед обслуживанием

Редко используется в строительных работах, за исключением сжатых элементов. Он широко используется в строительной технике для противовесов и в других приложениях, для которых требуется вес.

Характеристики

Чугун	Прочность на растяжение (МПа)	Прочность на сжатие (МПа)	Твердость (HB)	Удлинение (%)	Прочность (Дж)
Белый	200 – 410	Н/Д	321 – 500	Очень низкий	Очень низкий
Податливый	276 – 724	1350 – 3600 (перлитная и мартенситная)	110–156 (ферритная) 149–321 (перлитная и мартенситная)	1 – 10	4 – 12 Дж при 20°C
Серый	152 – 431	572 – 1293	156 – 302	<0,6	Очень низкий
Ковкий	345 – 827	359 – 920	143 – 302	2 – 20	16 – 27 при 20°C

Серый (серый) или чешуйчатый графит

Если графит существует в виде разветвленных взаимосвязанных чешуек; этот тип железа относительно дешев и имеет плохие механические свойства.

Серый чугун обычно можно сваривать с помощью GMAW (SMA), MIG (GMA) или FCAW, если используются специальные расходные материалы и процедуры.

Серый чугун имеет низкую пластичность и поэтому не расширяется и не растягивается в значительной степени до разрушения или растрескивания. Из-за этой характеристики при сварке чугуна кислородно-ацетиленовой сваркой необходим предварительный нагрев. Однако его можно сваривать дуговой сваркой без предварительного нагрева, если тщательно контролировать температуру сварки.

Этого можно добиться, сваривая только короткие участки соединения за один раз и давая этим участкам остыть. Благодаря этой процедуре тепло сварки ограничивается небольшой площадью и устраняется опасность растрескивания отливки.

Крупногабаритные отливки со сложными сечениями, такие как моторные блоки, можно сваривать без демонтажа и предварительного нагрева. Обычно желательны специальные электроды, предназначенные для этой цели. Ковкий чугун, такой как ковкий чугун, ковкий чугун и чугун с шаровидным графитом, можно успешно сваривать. Для достижения наилучших результатов эти типы чугунов следует сваривать в отожженном состоянии.

Шаровидный или шаровидный графит (ковкий чугун)

Где графит существует в виде графита в сфероидальной форме, а механические свойства приближаются к свойствам стали. Сварку чугуна с шаровидным графитом, как правило, легче, чем серого чугуна, но все же требуются специальные расходные материалы и процедуры.

Ковкий CI

Если графит существует в виде узелков или розеток, полученных путем термообработки. Ковкий чугун имеет две основные формы: ковкий чугун с черной сердцевиной, который имеет такую ​​же свариваемость, как и чугун с шаровидным графитом, и ковкий чугун с белой сердцевиной, который легко сваривается с ферритными расходными материалами при условии соблюдения мер по ограничению проникновения.

Белый

Твердый, хрупкий железосодержащий материал без свободного графита. Белые утюги обычно считаются несвариваемыми.

Аустенитный

Где графит может существовать либо в чешуйчатой, либо в узловатой форме, что приводит к хорошей коррозионной и термостойкости. Многие марки аустенитного чугуна можно сваривать с использованием специальных расходных материалов и процедур.

CI с высоким содержанием кремния и алюминия

Где графит существует в основном в виде чешуек, а материал обладает хорошей коррозионной стойкостью. Этот сплав можно сваривать с использованием специальных расходных материалов и процедур.

Чугунные сварочные наконечники

Большинство проблем связано с высоким содержанием углерода. Это приводит к проблемам с растрескиванием и проблемам термоконтроля. Чугуны содержат примерно от 2 до 4% углерода.

Сварка электродами может использоваться для ремонта отливок с несколькими типами сварных швов, пригодных для машин:

• никель 55 мягкая сварка
• никель 99 мягкая сварка
• Припой HTS-528 (самый прочный припой для сварки чугуна с удобным встроенным флюсом)

Никель — это сплав цветных металлов, который не поглощает углерод, что делает его хорошим выбором для ремонта.

• Предварительно нагрейте любую отливку во избежание растрескивания. Контролируйте предварительный нагрев с помощью височной палочки. Когда он плавится, это означает, что вы можете приваривать его к отливке. Предварительный нагрев отливки перед ремонтом сваркой может быть очень полезен для контроля скорости охлаждения после сварки. Это особенно важно при ремонте сложных форм, поскольку материалы различной толщины по-разному реагируют на тепло от сварочной ванны, что может привести к разрушительным термическим напряжениям и деформации.
• Очистите все соединения, подлежащие ремонту или сварке, включая жир и грязь. Используйте шлифовальные или очищающие растворители.
• Если после ремонта возникла проблема с пористостью, отшлифуйте участок до чистого металла
• При ремонте с дефектами литья, такими как газовые пробоины или трещины, все дефектные участки должны быть удалены методом холодного долбления, выдалбливания или шлифования. При строжке покрытым электродом или воздушно-угольной дугой вокруг места строжки образуется зона термического влияния. Отливку следует предварительно нагреть до 300°C перед строжкой, чтобы снизить риск растрескивания в этой области. Канавка также должна быть слегка отшлифована для удаления затвердевшего материала перед нанесением ремонта, так как графит в этой области может раствориться во время выдалбливания, увеличивая его чувствительность к растрескиванию при последующей сварке. При удалении трещин или линейных дефектов концы трещины перед выдалбливанием следует затупить сверлением, чтобы предотвратить дальнейшее распространение при подготовке к ремонту. Истинные концы трещины, которые могут быть очень тонкими, должны быть обнаружены методом проникающих красок или магнитопорошковым методом перед бурением.

Связанные : Что вызывает трещины в сварных швах?

В видео используется положительный постоянный ток. Используйте соответствующее защитное снаряжение и избегайте воздействия дыма.

Сварочный ремонт чугуна Рекомендуется предварительный подогрев

Преимущества чугуна

Преимущества чугуна в качестве сварочного металла:

• Более текучий, чем сталь (лучшая литейная способность)
• Более низкая температура плавления, чем у стали
• Недорогой материал
• Можно формовать литьем в песчаные формы
• Желательные свойства, такие как:
  – Демпфирующая способность
  – Теплопроводность
  – Пластичность
  – Твердость
  – Прочность

Плохая и улучшенная конструкция сварного шва чугуна

Плохая конструкция	Улучшенный дизайн
Сварные швы с частичным проплавлением	Сварные швы с полным проплавлением
Неравномерная толщина	Постоянная толщина
Без подкладочного углового шва	С подкладным угловым швом

Модификации конструкции соединения, снижающие риск растрескивания при сварке чугуна.

Процессы сварки чугуна

Сварка используется для спасения новых чугунных отливок, ремонта отливок, вышедших из строя в процессе эксплуатации, и соединения отливок друг с другом или со стальными деталями в производственных операциях.

В таблице ниже показаны сварочные процессы, которые можно использовать для сварки литых, ковких и шаровидных чугунов.

Выбор процесса сварки и сварочных присадочных металлов зависит от желаемых свойств сварного шва и ожидаемого срока службы. Например, при использовании процесса дуговой сварки в защитном металле могут использоваться различные типы присадочного металла. Присадочный металл влияет на цветовое соответствие сварного шва по сравнению с основным материалом.

Соответствие цвета может быть определяющим фактором, особенно при утилизации или ремонте отливок, где различие в цвете недопустимо.

Независимо от того, какой из сварочных процессов выбран, необходимо выполнить определенные подготовительные действия.

Важно точно определить тип свариваемого чугуна, будь то серый чугун, ковкий или ковкий чугун.

Если точная информация неизвестна, лучше предположить, что это серый чугун с низкой пластичностью или без нее.

Как правило, не рекомендуется выполнять сварку и ремонт отливок из серого чугуна, которые подвергаются нагреву и охлаждению в нормальных условиях эксплуатации, особенно когда температура нагрева и охлаждения изменяется в диапазоне температур, превышающем 400°F (204°C).

Если в качестве присадочного материала не используется чугун, металл сварного шва и основной металл могут иметь разные коэффициенты расширения и сжатия. Это будет способствовать возникновению внутренних напряжений, которые не может выдержать серый чугун.

Ремонт этих типов отливок можно произвести, но надежность и срок службы при таком ремонте нельзя с точностью предсказать.

Подготовка чугуна к сварке

При подготовке отливки к сварке необходимо удалить все поверхностные материалы, чтобы полностью очистить отливку в зоне сварного шва. Это означает удаление краски, жира, масла и других посторонних материалов из зоны сварки.

Область сварки желательно кратковременно нагревать для удаления захваченных газов из зоны сварки основного металла. Кожу или поверхность с высоким содержанием кремния также следует удалить рядом с областью сварки как с лицевой, так и с корневой стороны. Края соединения должны быть зачищены или отшлифованы, чтобы образовался угол или скос 60°.

При наличии канавок следует использовать V-образную канавку с прилежащим углом 60-90°. V должен выступать примерно на 1/8 дюйма (3,2 мм) от дна трещины. На каждом конце трещины необходимо просверлить небольшое отверстие, чтобы предотвратить ее распространение.

Всегда следует использовать сварные швы с полным проплавлением, так как трещина или дефект, не удаленные полностью, могут быстро появиться снова в условиях эксплуатации.

Предварительный подогрев желателен для сварки чугуна любым из сварочных процессов. Его можно уменьшить при использовании чрезвычайно пластичного присадочного металла. Предварительный нагрев уменьшит температурный градиент между сварным швом и остальной частью чугуна.

Температуры предварительного нагрева должны быть связаны с процессом сварки, типом присадочного металла, массой и сложностью отливки. Предварительный нагрев можно осуществить любым из обычных способов.

Факельный нагрев обычно используется для относительно небольших отливок весом 30,0 фунтов (13,6 кг) или меньше. Более крупные детали могут быть предварительно нагреты в печи, а в некоторых случаях вокруг детали строят временные печи, а не помещают деталь в печь.

Таким образом, детали могут поддерживаться при высокой межпроходной температуре во временной печи во время сварки. Предварительный нагрев должен быть общим, так как он помогает улучшить пластичность материала и распределяет усадочные напряжения по большой площади, чтобы избежать критических напряжений в любой точке.

Предварительный нагрев помогает размягчить область, прилегающую к сварному шву; способствует дегазации отливки, что, в свою очередь, снижает вероятность пористости наплавленного металла шва; и увеличивает скорость сварки.

Медленное охлаждение или последующий нагрев улучшают обрабатываемость зоны термического влияния в чугуне, прилегающей к сварному шву. Последующее охлаждение должно быть как можно более медленным. Это можно сделать, покрыв отливку изоляционными материалами, чтобы не допустить проникновения воздуха или ветра.

Электроды

Чугун можно сваривать стальным электродом с покрытием, но этот метод следует использовать только в экстренных случаях.

При использовании стального электрода необходимо учитывать усадку стального металла шва, углерод, поглощаемый металлом шва из чугуна, и твердость металла шва, вызванную быстрым охлаждением. Сталь дает усадку больше, чем чугун, при переходе из расплавленного состояния в твердое.

При использовании стального электрода эта неравномерная усадка вызовет напряжения в стыке после сварки. Когда на соединение наносится большое количество присадочного металла, чугун может треснуть сразу за линией сплавления, если не будут приняты превентивные меры.

Чтобы преодолеть эти трудности, подготовленный шов следует сваривать, наплавляя металл шва в виде коротких нитевидных валиков длиной от 0,75 до 1,0 дюйма (от 19,0 до 25,4 мм). Они производятся с перерывами и, в некоторых случаях, с помощью процедуры возврата и пропуска.

Во избежание затвердевания дуга должна зажигаться в V, а не на поверхности основного металла. Каждый короткий отрезок наплавленного металла, нанесенный на соединение, должен быть слегка отшлифован в горячем состоянии с помощью небольшого молотка со сферической головкой и остыть перед нанесением дополнительного наплавленного металла. Упрочняющее действие выковывает металл и снимает напряжения при охлаждении.

Используемые электроды должны иметь диаметр 1/8 дюйма (3,2 мм) для предотвращения перегрева при сварке. Сварку следует производить с обратной полярностью. Переплетение электрода должно быть сведено к минимуму. Каждое наплавленное металлическое наплавление должно быть тщательно очищено перед добавлением дополнительного металла.

Чугунные электроды должны применяться там, где требуется последующая обработка сварного соединения.

Электроды из нержавеющей стали используются, когда не требуется обработка сварного шва.

Процедура выполнения сварных швов этими электродами такая же, как описана для сварки электродами из мягкой стали. Электроды из нержавеющей стали обеспечивают превосходный сплав между присадочным и основным металлами.

Необходимо проявлять особую осторожность, чтобы избежать растрескивания сварного шва, усадки примерно на 50 процентов больше, чем из-за того, что нержавеющая сталь расширяется, а мягкая сталь расширяется при одинаковых изменениях температуры.

Дуговая сварка чугуна

Процесс дуговой сварки защищенным металлом может использоваться для сварки чугуна.

Можно использовать четыре типа присадочных материалов:

1. Электроды с чугунным покрытием
2. Покрытые электроды из сплава на основе меди
3. Покрытые электроды из сплава на основе никеля
4. Электроды с покрытием из мягкой стали

Существуют причины для использования каждого из различных конкретных типов электродов, которые включают обрабатываемость наплавки, соответствие цвета наплавки, прочность наплавки и пластичность конечного шва.

При дуговой сварке чугунными электродами (ECI) предварительно нагревайте до температуры от 250 до 800°F (от 121 до 425°C), в зависимости от размера и сложности отливки и необходимости механической обработки наплавки и прилегающих участков.

Чем выше степень нагрева, тем легче будет обрабатывать наплавленный металл.

Как правило, лучше всего использовать электроды небольшого размера и относительно низкую настройку тока. Должна использоваться средняя длина дуги и, по возможности, сварка должна выполняться в горизонтальном положении.

Должна использоваться сварка внахлестку или в скипе, а наклеп поможет снизить напряжения и сведет к минимуму деформацию.

Рекомендуется медленное охлаждение после сварки.

Эти электроды обеспечивают превосходное соответствие цвета серого чугуна см. Прочность сварного шва будет равна прочности основного металла.

Существует два типа электродов на основе меди:

1. Медно-оловянный сплав
2. Медь алюминиевая

Сплавы меди с цинком нельзя использовать для электродов для дуговой сварки из-за низкой температуры кипения цинка. Цинк улетучивается в дуге и вызывает пористость металла сварного шва.

При использовании электродов с медной основой рекомендуется предварительный нагрев от 250 до 400°F (от 121 до 204°C). Следует использовать маленькие электроды и слабый ток. Дуга должна быть направлена ​​на наплавленный металл или ванну, чтобы избежать провара и смешения основного металла с металлом сварного шва. После сварки рекомендуется медленное охлаждение. Электроды с медной основой не обеспечивают хорошего цветового соответствия.

Существует три типа никелевых электродов, используемых для сварки чугуна. Эти электроды можно использовать без предварительного нагрева; однако рекомендуется нагрев до 100°F (38°C).

Эти электроды можно использовать во всех положениях; однако рекомендуется горизонтальное положение. Между проходами следует удалять сварочный шлак.

Никелевые и железоникелевые покрытия чрезвычайно пластичны и не становятся хрупкими при поглощении углерода. Твердость зоны термического влияния может быть сведена к минимуму за счет уменьшения проникновения в основной металл чугуна.

Вышеупомянутый метод воспроизведения дуги на ванне, а не на основном металле, поможет свести к минимуму растворение. Медленное охлаждение и, при необходимости, последующий нагрев улучшат обрабатываемость околошовной зоны. Электроды на основе никеля не обеспечивают близкого цветового соответствия.

Медно-никелевые электроды бывают двух марок. Любой из этих электродов можно использовать таким же образом, как никелевый или железоникелевый электрод, с примерно тем же методом и результатами. Отложения этих электродов не обеспечивают цветового соответствия.

Электроды из мягкой стали не рекомендуются для сварки чугуна, если наплавка должна подвергаться механической обработке. Осадок из мягкой стали наберет достаточно углерода, чтобы образовался высокоуглеродистый осадок, который невозможно подвергнуть механической обработке. Кроме того, отложения из мягкой стали будут иметь пониженный уровень пластичности в результате повышенного содержания углерода.

Этот тип электрода следует использовать только для мелкого ремонта и не следует использовать, когда требуется механическая обработка. Для небольших ремонтных работ возможен минимальный предварительный подогрев.

Маленькие электроды при низком токе рекомендуются, чтобы свести к минимуму растворение и избежать концентрации усадочных напряжений.

Должны использоваться короткие сварные швы с использованием блуждающей последовательности, а сварной шов должен быть обработан как можно быстрее после сварки. Наплавленный электрод из мягкой стали обеспечивает точное соответствие цвета.

Углеродная дуговая сварка чугуна

Чугунные отливки можно сваривать угольной дугой, чугунным стержнем и чугунным сварочным флюсом. Соединение следует предварительно нагреть, перемещая угольные электроды по поверхности. Это предотвращает слишком быстрое охлаждение после сварки.

Лужа расплавленного металла может быть обработана угольным электродом для перемещения образовавшегося шлака или оксидов на поверхность. Сварные швы, выполненные угольной дугой, остывают медленнее и не такие твердые, как сварка металлической дугой и чугунным электродом. Сварные швы поддаются механической обработке.

Газокислородная сварка чугуна

Газокислородная сварка часто используется для сварки чугуна. Можно использовать большинство топливных газов. Пламя должно быть от нейтрального до слегка уменьшающегося. Следует использовать флюс.

Доступны два типа присадочного металла:

• чугунные стержни
• медно-цинковые стержни

Сварные швы, выполненные с использованием подходящего чугунного электрода, будут такими же прочными, как и основной металл. Все эти красные сварочные оттенки обеспечивают хорошее цветовое соответствие. Следует использовать оптимальную процедуру сварки в отношении подготовки шва, предварительного нагрева и последующего нагрева.

Медно-цинковые стержни производят сварные швы. Существует две классификации:

• марганцевая бронза
• малодымящая бронза

Наплавленная бронза обладает относительно высокой пластичностью, но не обеспечивает совпадения цветов.

Пайка и сварка пайкой Чугун

Пайка используется для соединения чугуна с чугуном и сталью.

В этих случаях конструкция соединения должна быть выбрана для пайки таким образом, чтобы капиллярное притяжение вызывало протекание присадочного металла между близко прилегающими деталями. Обычно используется факельный метод. Кроме того, в качестве источников тепла можно использовать угольную дугу, двойную углеродную дугу, газовую вольфрамовую дугу и плазменную дугу.

Обычно используются два припоя; оба являются медно-цинковыми сплавами.

Пайка также может использоваться для соединения чугуна. При сварке пайкой присадочный металл не втягивается в соединение за счет капиллярного притяжения. Это иногда называют бронзовой сваркой. Следует использовать материал наполнителя с температурой жидкости выше 850°F (454°C). Сварка пайкой не обеспечит совпадения цветов.

Сварка твердым припоем также может выполняться дуговой сваркой в ​​среде защитного газа и дуговой сваркой в ​​среде защитного газа.

Предварительный нагрев до высокой температуры обычно не требуется для сварки пайкой, если только деталь не является чрезвычайно тяжелой или сложной по геометрии. Бронзовый наплавленный металл обладает чрезвычайно высокой пластичностью, что компенсирует недостаточную пластичность чугуна. Тепла дуги достаточно, чтобы довести поверхность чугуна до температуры, при которой сплав присадочного металла на основе меди образует связь с чугуном.

Поскольку перемешивание материалов незначительно или отсутствует, зона, прилегающая к сварному шву в основном металле, заметно не упрочняется. Сварной шов и прилегающие к нему участки можно обрабатывать после завершения сварки.

Обычно для большинства применений достаточно предварительного нагрева до 200°F (93°C). Скорость охлаждения не является чрезвычайно важной, и термообработка для снятия напряжения обычно не требуется.

Этот тип сварки обычно используется для ремонтной сварки автомобильных деталей, деталей сельскохозяйственных орудий и даже блоков и головок автомобильных двигателей. Его можно использовать только в том случае, если отсутствие совпадения цветов не вызывает возражений.

Дуговая сварка чугуна в среде защитного газа

Процесс дуговой сварки в среде защитного газа может использоваться для сварки ковкого железа и углеродистой стали. Можно использовать несколько типов электродной проволоки, в том числе:

• Мягкая сталь с использованием 75 % аргона + 25 % CO2 для защиты.
• Никель-медь с использованием 100% аргона для экранирования.
• Кремниевая бронза с использованием 50% аргона + 50% гелия для защиты.

Во всех случаях при низком токе следует использовать электродную проволоку малого диаметра. С электродной проволокой из мягкой стали подается защитная газовая смесь аргон-CO2 для минимизации проникновения.

В случае присадочного металла на основе никеля и припоя на основе меди наплавленный присадочный металл чрезвычайно пластичен. Мягкая сталь обеспечивает точное соответствие цвета. Обычно требуется более высокий предварительный нагрев для снижения остаточных напряжений и склонности к растрескиванию.

Дуговая сварка чугуна флюсовой проволокой

Этот процесс в последнее время используется для сварки чугуна. Более успешным применением было использование порошковой проволоки на основе никеля.

Эта электродная проволока обычно работает с защитным газом CO2, но когда более низкие механические свойства не вызывают возражений, ее можно использовать без внешнего защитного газа. Можно использовать минимальные температуры предварительного нагрева.

Методика должна минимизировать проникновение в основной металл чугуна. Последующий нагрев обычно не требуется. Цветовое соответствие не получено.

Другие процессы

Другие процессы сварки могут использоваться для чугуна.

• Термитная сварка – используется для ремонта некоторых типов деталей станков из чугуна.
• Припой – может использоваться для соединения чугуна, а иногда и для ремонта небольших дефектов в мелких отливках.
• Сварка оплавлением – также может использоваться для сварки чугуна.

Техника сварки

Шпилька

Метод шипования для ремонта чугуна

Трещины в крупных отливках иногда ремонтируют шипованием.

В этом процессе трещина удаляется путем шлифовки V-образной канавки.

С каждой стороны канавки просверливаются и нарезаются отверстия под углом, и в эти отверстия ввинчиваются шпильки на расстояние, равное диаметру шпилек, причем верхние концы выступают примерно на 1/4 дюйма (6,4 мм) над поверхностью чугуна.

Шпильки должны быть приварены по месту одним или двумя валиками вокруг каждой шпильки, а затем соединены друг с другом металлическими валиками.

Сварные швы должны выполняться на коротких участках, и каждый участок должен подвергаться наклепу в горячем состоянии, чтобы предотвратить высокие напряжения или растрескивание при охлаждении. Каждому валику необходимо дать остыть и тщательно очистить его перед нанесением дополнительного металла.

Если метод шиповки не может быть применен, края соединения должны быть выколоты или обработаны с помощью инструмента с круглым концом, чтобы сформировать U-образную канавку, в которую должен быть наплавлен металл сварного шва.

Изменение конструкции соединения

Предпочтительнее использовать сварной шов с полным проплавлением, а не с частичным проплавлением. Сварные швы разной толщины могут привести к неравномерному усадочному напряжению и неравномерному расширению во время цикла сварки.

Изменение схемы сварки для размещения сварных швов в области постоянной толщины может быть полезным. Другой совет — использовать угловой сварной шов для поддержки напряженных зон.

Нарезка торцевых канавок

Нарезка торцевых канавок из чугуна

Выдалбливание или шлифовка канавок на поверхности подготовленной канавки под сварку с последующим использованием наплавленного валика для заполнения канавок перед заполнением всего соединения иногда является предпочтительным методом (см. ниже).

Этот подход снижает риск растрескивания за счет отклонения траектории трещины. В первую очередь наплавляются валики, находящиеся в контакте с отливкой, когда зона термического влияния напряжений и линия сплавления находятся на низком уровне.

Проклевка (обработка молотком)

Проклевка или пробивка молотком с шариковым бойком 13–19 мм, применяемая к деформируемому наплавленному валику, приводя его в состояние сжимающего напряжения, растягивающие напряжения, вызванные тепловым сжатием, могут быть противопоставлены, что снижает риск образования трещин в сварном шве и вокруг него.

При ручном ударе молотком он наносит умеренные удары перпендикулярно поверхности сварного шва.

Для этого процесса требуется пластичный металл сварного шва. Применяются никелевые наполнители, особенно при работе с серым чугуном. Упрочнение выполняется при более высоких температурах, пока металл мягкий.

Для дополнительной информации

Чугуны и сварка

Как сваривать чугун

С такими альтернативами, как сковороды с покрытием из титана, керамики и нержавеющей стали, доступные сегодня, использование чугунной сковороды может показаться немного устаревшим . Хотя популярность чугуна за последние несколько лет, безусловно, снизилась, он не так плох, как говорят некоторые. Ожидается, что рынок чугунной посуды достигнет 3 303 млн долларов США с 2 537 млн ​​долларов США в 2017 году9.1036 .

В дополнение к вышесказанному, Transparency Market Research ожидает, что к 2026 году мировой рынок чугуна и стального литья превысит 202 миллиарда долларов США . Смысл всей этой статистики в том, чтобы доказать, что чугун по-прежнему сваривают по всему миру для различных целей, таких как посуда. Независимо от вашей причины для сварки чугуна, вы должны научиться правильно сваривать материал.

Несмотря на то, что предстоит решить множество проблем, правильная сварка чугунных деталей поможет вам сэкономить время и деньги. Если чугун сварить неправильно, это может привести к трещине или повреждению свариваемого материала.

Часто для правильной сварки чугуна требуется помощь профессионального и опытного техника-сварщика; это особенно верно, когда в процессе сварки задействованы ответственные детали. Тем не менее, вы можете эффективно сварить чугун самостоятельно, выполнив несколько ключевых шагов. Мы обсудим эти шаги здесь, чтобы помочь вам научиться эффективно сваривать чугун.

Применение чугуна и его преимущества в качестве металла для сварки

Существует несколько применений чугуна. Среди них:

• Подготовка воды
• Сельскохозяйственное оборудование
• Головки, блоки и коллекторы автомобильных двигателей
• Станочные инструменты, такие как крышки, кронштейны и основания
• Трубная арматура
• Чугунная труба

В дополнение к вышеперечисленному существует множество других применений металлического чугуна. Например, он широко используется в строительной технике и других областях, где ключевым требованием является вес. Вот некоторые из областей применения чугуна, но как насчет преимуществ? Ниже приведены некоторые ключевые преимущества чугуна в качестве металла сварного шва:

• Многие желаемые свойства, включая прочность, жесткость, теплопроводность и способность увлажнять
• Возможность формовки с помощью литья в песчаные формы
• Недорогой материал
• Температура плавления ниже, чем у стали
.
• Жидкость лучше стали

Вот некоторые из основных причин, по которым чугун является хорошим металлом для сварки во многих областях.

Почему сварка чугуна может быть проблематичной

Прежде чем научиться сваривать чугун, вы должны понимать сложность выполнения этой работы. Это связано с тем, что коэффициент успеха правильной сварки чугуна составляет всего 50%; существует высокая вероятность того, что чугунная деталь, которую вы сварите, будет иметь трещины или повреждения после того, как вы закончите сварку.

Почему возникает эта проблема? Потому что чугун состоит из нескольких различных материалов в различных пропорциях. В результате может быть сложно оценить точную прочность металла, с которым вы работаете. Также может быть трудно определить, сколько тепла может выдержать чугунная деталь, прежде чем она начнет трескаться. Все эти проблемы в основном вызывает высокое содержание углерода в чугуне.

Во время сварки этот углерод может перейти на свариваемый металл или область рядом с нагретым металлом сварного шва. Это может вызвать повышенную хрупкость или твердость, что может привести к послесварочным трещинам.

Различные методы/методы сварки чугуна

Существует несколько методов сварки чугуна. Однако мы собираемся обсудить только наиболее распространенные методы, используемые для сварки чугуна. Эти методы включают газовую сварку, электродуговую сварку, сварку MIG и сварку TIG. Ниже приводится краткое объяснение каждого из них.

1. Газовая сварка

По сравнению с дуговой сваркой чугуна процесс нагрева при газовой сварке происходит намного медленнее. Кроме того, в этом методе используется пламя с более низкой температурой, чем у дуги. Хорошо, что миграция углерода, как правило, не является проблемой при сварке чугуна методом газовой сварки. Однако важно использовать в процессе запатентованный электрод для газовой сварки. Единственная проблема с этим методом заключается в том, что он требует значительного количества тепла, когда в сварку вовлечены крупные детали. Кроме того, газовая сварка медленнее, чем другие методы сварки чугуна.

2. Дуговая/стержневая сварка

Большинство сварщиков-любителей предпочитает дуговую/стержневую сварку, которая может быть наиболее эффективным способом сварки чугуна при использовании подходящих сварочных электродов. Процесс чрезвычайно прост, и существует множество электродов для различных работ.

В чугунных сварочных прутках присутствует специальный флюс с высоким содержанием графита. Углерод в чугуне химически связан этим специальным графитом. Это ограничивает миграцию в зону термического влияния и металл шва. Чугунные сварочные прутки доступны в двух основных типах: чистый никель и ферроникель.

Обычно ферроникелевые стержни состоят из 47 % никеля и 53 % стали. Намного дешевле, чем чистый никель, ферроникелевые стержни идеально подходят для сварки чугуна со сталью. С другой стороны, если вы хотите, чтобы наплавленный металл был более мягким и податливым, выбирайте чистый никель. Однако, если работа не требует использования чистого никеля, мы рекомендуем вам использовать ферроникель при сварке чугуна методом дуговой/стержневой сварки.

3. Сварка МИГ

Хотя она часто используется для этой цели, сварка МИГ не лучший выбор для сварки чугуна. Единственная реальная причина, по которой вы хотели бы использовать эту технику, — это когда у вас есть повторяющееся приложение, для которого вы можете создать процедуру. Если вы решите сваривать чугун таким способом, вам следует помнить о следующих советах для эффективной сварки:

• Специальная никелевая проволока — лучший выбор при использовании метода сварки MIG. Однако этот вариант может быть немного дорогим, поэтому вы можете рассмотреть вариант из нержавеющей стали в качестве альтернативы.
• В большинстве случаев лучший выбор — 80/20. Что это значит? Это относится к 80% аргона и 20% углекислого газа. Хотя чугун по своей природе подвержен ржавчине, вам следует избегать этого метода, если вы беспокоитесь о том, что ржавчина в конечном итоге разовьется на металле.
• Вы можете соединить гипс с помощью проволоки для припоя. Однако это, вероятно, приведет к слабому сварному шву, что не очень хорошо для металлов, которые могут подвергаться нагрузкам или ударам.
• Механическую прочность сварного шва можно обеспечить с помощью шипов. Однако это будет зависеть от выполняемой работы

4. Сварка ВИГ

Как и сварка МИГ, сварка ВИГ не используется многими людьми для сварки чугуна. Почему это? Поскольку TIG — это процесс с открытой дугой, это означает, что с помощью этого метода нет реальной возможности минимизировать миграцию углерода.

В дополнение к вышесказанному, единственным реальным вариантом, доступным с этой техникой при сварке чугуна, является никелевая проволока. Еще одна проблема с этим процессом заключается в том, что он может быть дорогим. Положительным моментом является то, что метод сварки TIG обеспечивает чистый и прочный сварной шов на большинстве изделий из чугуна. Кроме того, вы можете использовать метод сварки TIG для холодной сварки при условии, что вы используете соответствующие настройки проволоки и газа.

Это четыре наиболее распространенных метода сварки чугуна. Теперь, когда у вас есть основная информация о каждом методе, вы можете выбрать технику/метод, наиболее подходящий для ваших нужд и выполняемой работы. Однако, независимо от того, какой метод вы выбрали для сварки чугуна, вам необходимо выполнить несколько основных шагов, чтобы получить эффективный сварной шов. Эти шаги обсуждаются далее.

Основные этапы сварки чугуна

При самостоятельной сварке чугуна необходимо знать основные этапы эффективной сварки чугуна. Сварка чугуна своими руками состоит из четырех этапов. Выполняя эти шаги в следующем порядке, вы сможете получить чрезвычайно прочный чугунный сварной шов.

1. Идентифицируйте сплав

Чугуны являются частью семейства железоуглеродистых сплавов и имеют высокое содержание углерода; отсюда они получают свою характеристику твердости. Хотя металл чугуна твердый, это качество достигается за счет пластичности. По сравнению с кованым железом или сталью чугун гораздо менее пластичен.

В результате вышеизложенного металл расширяется и сжимается при нагреве и охлаждении в процессе сварки. Это создает напряжение растяжения. Сварить чугун может быть чрезвычайно сложно, потому что при нагрузке или нагреве он трескается, а не деформируется или растягивается. Однако вы можете улучшить эту ситуацию, добавляя различные сплавы. Ниже приведены два варианта, доступных для вас.

Серый чугун

Самый распространенный сплав чугуна, серый чугун лучше сваривается и пластичен, чем белый чугун. Во время производства углерод на сером чугуне превращается в графитовые чешуйки и превращается либо в ферритную, либо в перлитную кристаллическую микроструктуру. Единственная проблема с этим чугунным союзником заключается в том, что частицы графита внутри него могут попасть в сварочную ванну; это вызывает охрупчивание металла шва, что может создать проблемы для сварщиков.

Белый чугун

Другим доступным вариантом сплава чугуна является белый чугун. В отличие от серого чугуна, эта форма чугуна может удерживать углерод в виде карбида железа, не превращая его в графит. В результате получается хрупкая и твердая кристаллическая микроструктура цементита. Однако основная причина беспокойства по поводу белого чугуна заключается в том, что он в основном считается непригодным для сварки.

2. Очистите отливку

Перед началом сварки все отливки должны быть надлежащим образом подготовлены; это не зависит от того, какой литейный сплав вы выбрали для сварки. Еще одна важная вещь, которую нужно сделать здесь, это удалить все поверхностные материалы, чтобы подготовить отливку к сварке. Это обеспечит полную чистоту отливки в зоне сварки.

Как только это будет сделано, следующим шагом будет удаление масла, жира, краски и других мешающих материалов из зоны сварки. Одна из самых важных вещей, которую необходимо обеспечить, это медленное и осторожное нагревание зоны сварки в течение короткого периода времени. Это поможет устранить любой газ, оставшийся в зоне сварки основного металла. Техника, которую вы можете использовать для проверки готовности чугунной поверхности, заключается в том, что сварочный проход опирается на металл. Если на металле присутствуют примеси, то он будет пористым. Чтобы убедиться, что пористость устранена, вы можете повторить процесс несколько раз во время шлифовки прохода.

3. Предварительный нагрев

При нагрузке все чугуны могут стать уязвимыми для отслеживания. Таким образом, самое важное, что нужно сделать, чтобы избежать трещин в чугуне, — это контролировать нагрев во время сварки. Сварка чугуна состоит из трех этапов. Три этапа:

• Предварительный нагрев
• Низкотемпературный ввод
• Медленное охлаждение

Тепловое расширение является основной причиной, по которой вы хотите контролировать тепло во время сварки. Металл может расширяться при нагревании. Однако нагревание и расширение всей чугунной детали с одинаковой скоростью поможет избежать напряжения в металле. С другой стороны, локализация тепла в зоне термического влияния может вызвать накопление напряжения в металле.

Проблема локального нагрева заключается в том, что он может привести к ограничению расширения. Здесь более холодный металл вокруг околошовной зоны управляет ГЦ. Кроме того, температурный градиент между телом отливки и зоной термического влияния определяет степень результирующего напряжения.

Растяжение снимает напряжение, вызванное ограниченным расширением и сжатием стали и других пластичных металлов. Однако это может привести к трещинам в металле при усадке; это потому, что пластичность чугуна довольно низкая.

С помощью предварительного прослушивания можно уменьшить температурный градиент между околошовной зоной и телом отливки. Это, в свою очередь, снизит растягивающее напряжение, вызванное сваркой. Как правило, при высокотемпературных методах сварки требуется более высокая температура предварительного нагрева. Таким образом, наилучшей стратегией снижения тепловложения при отсутствии надлежащего предварительного нагрева является выбор процесса низкотемпературной сварки. Кроме того, вам следует использовать проволоку или сварочные прутки с низкой температурой плавления.

Другим фактором, влияющим на напряжения, возникающие в сварном шве, является скорость охлаждения. Усадка может быть результатом быстрого охлаждения, что приводит к хрупкости и легкому растрескиванию сварных швов. С другой стороны, низкое охлаждение может свести к минимуму напряжение, вызванное усадкой и затвердеванием.

В завершение этого шага хотелось бы отметить, что, хотя все чугуны могут трескаться под нагрузкой, вы можете снизить вероятность этого с помощью предварительного нагрева. Это указывает на важность этого этапа при сварке чугуна.

4. Выберите метод сварки

Мы уже рассмотрели четыре основных метода сварки чугуна. Основываясь на информации, предоставленной выше, вам необходимо выбрать метод сварки, который лучше всего подходит для выполнения сварочных работ. Другими словами, выбирать технику сварки нужно исходя из размеров свариваемого металла и сплава.

5. Окончательная обработка

После того, как вы выбрали и использовали наиболее подходящий метод сварки для чугуна, который необходимо сварить, следующим и последним шагом будет чистовая обработка сварного шва. По мере того как сварной шов остывает и сжимается, в свариваемом чугунном металле может возникать растягивающее напряжение.

Таким образом, на этапе термического сжатия наиболее вероятно образование трещин в отлитом из чугуна металле. Почти наверняка сварной шов начнет трескаться, как только напряжение достигнет критической точки. Хорошая новость заключается в том, что есть способ уменьшить вероятность образования трещины в сварном шве; это включает приложение сжимающего напряжения во время охлаждения для противодействия растягивающему напряжению.

Пока сварной шов еще мягкий, сварщики применяют технику, называемую наклепом, для сварки, которая может деформироваться. Техника упрочнения предполагает использование молотка с шариковым бойком для нанесения умеренных ударов.

Чем полезна эта техника? Потому что это может помочь снизить вероятность развития трещины в зоне термического влияния и в сварном шве. Однако важно убедиться, что этот метод следует использовать только тогда, когда свариваемый металл относительно пластичен. Последним этапом, который необходимо выполнить при контроле сварки чугуна, является контроль охлаждения.

Что включает в себя этот процесс? Это процесс, направленный на максимальное замедление охлаждения за счет использования изоляционных материалов. Другой способ, используемый для замедления естественного процесса охлаждения, заключается в периодическом нагревании сварного шва. Все это обеспечивает хорошую отделку и эффективный сварной шов чугуна. Теперь вы знаете, как сварить чугун.

Можно ли приклеивать чугун? Вот как!

18.05.2022 04.07.2021 Александр Берк

«Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку после перехода по моим ссылкам».

Сварка электродом, вероятно, не первый процесс, который можно выбрать для сварки чугуна. Однако в моей серии статей о том, как максимально эффективно использовать аппарат для сварки электродом, чтобы решить проблемы со сваркой, я покажу вам, как сваривать чугун и справляться с трудностями, возникающими в процессе.

Как правило, чугун можно сваривать электродами путем предварительного нагрева материала до 350°F перед сваркой и добавления фазы медленного охлаждения в изолирующей среде, такой как песок, для предотвращения теплового растрескивания.

Хотя это краткий ответ, есть еще кое-что, что нужно распаковать, чтобы справиться с этим немного более сложным проектом сварки электродом. Итак, если вы полны решимости приступить к сварке куска высокоуглеродистого железа, вот мои инструкции.

Как подготовить чугун к сварке электродом?

Срежьте фаску с материала абразивным кругом. Абразивный круг может стать причиной загрязнения. Поэтому угольное долото (найдите подходящий набор здесь) может быть хорошим вариантом для более сложных соединений. Как правило, шлифовки области абразивным кругом должно быть более чем достаточно для простого ремонта.

Выбор электрода. Выбор правильного электрода очень важен. Электрод E6013, например, является хорошим выбором для литой сварки. E7018 тоже подойдет. Электрод E6013 обеспечивает хороший поток и скорость наплавки, что делает его одним из самых простых в сварке электродов. А металлургия электрода способствует сварке богатых углеродом металлов. Проникновение меньше, чем у других электродов; однако более глубокое проникновение — это не то, к чему мы стремимся. Поскольку мы конкурируем с процессами пайки, подойдет простой неглубокий шов.

Подготовьте сварочное оборудование: Подключите сварочный аппарат к источнику питания и подсоедините электрододержатель к положительной розетке постоянного тока. Поскольку мы начинаем с точечной сварки, около 20 А должно хватить для электродного стержня диаметром 1/16 дюйма. Однако вам, возможно, придется немного поиграть с настройками в зависимости от возможностей вашей сварочной установки. Такие функции, как горячий пуск, облегчают зажигание дуги при рекомендуемой силе тока электрода или ниже.

Чугун необходимо предварительно нагреть перед сваркой. Из-за высокого содержания углерода в материале риск термического растрескивания довольно высок. Поэтому снижение разницы между температурой материала и рабочей температурой сварки предотвращает такой температурный шок. 350° по Фаренгейту — хорошее место для начала. Либо вы помещаете заготовку в предварительно разогретую духовку примерно на час, либо более крупные объекты можно использовать промышленную горелку.

Проверьте, достигнута ли заданная температура заготовки. Инфракрасный термометр пригодится. Это позволяет за секунду проверить, нагрелась ли поверхность. Поэтому, когда вы используете фонарик, дайте ему время, чтобы тепло «поглотило», чтобы получить наилучшие показания.

Носите СИЗ. Очевидный, но самый важный шаг. Убедитесь, что у вас есть перчатки, защитные рукавицы и килт. Никогда сейчас там, где скачет шлак. Так как мы свариваем с малой силой тока, особенно в начале, настройка затемнения 8 является хорошим моментом. Отрегулируйте комфорт для глаз выше или ниже, если вы не видите дугу или сварочную ванну.

Шаги для сварки чугуна

Итак, мы подготовили наше оборудование, электрод высох и закрепил его в электрододержателе, готовый к сварке. Заготовка нагревается, как упоминалось ранее, и помещается на сварочный стол.

Точечная сварка: Первым шагом является точечная сварка ваших заготовок на месте. Небольшие пятна, достаточно, чтобы обе части остались там, где вы хотите, чтобы они были в будущем. Не забывайте после каждого места зачищать шов шлаковым молотком и щеткой.

Сварной шов: После того, как точечная сварка завершена и все установлено на свои места, можно начинать настоящую сварку. Хорошей практикой является выполнение шовной сварки, чтобы уменьшить тепловую нагрузку на заготовку. Это означает выполнение небольшого валика в один или два дюйма, очистку сварного шва, а затем прогонку валика в один или два дюйма немного дальше по зазору. Как правило, хорошей отправной точкой является одинаковая длина сварного шва и зазора между ними. Тем не менее, это приведет к довольно прочному сварному шву. Так что смело увеличивайте размер зазора, если ваш проект не требует такой прочности. Сварка чугуна — это борьба с тепловыми трещинами. Таким образом, чем меньше сварки, тем меньше тепловложения, тем лучше.

Пример сварки стежком. Длина сварного шва и зазор между ними зависят от требуемой прочности сварного шва.

Последующая обработка чугуна после сварки электродом

После сварки чугуна электродом необходимо контролировать фазу охлаждения материала. Чугун теперь имеет температуру значительно выше 350° по Фаренгейту. Не стесняйтесь использовать инфракрасный термометр, чтобы проверить, насколько горячей на самом деле является ваша заготовка, поскольку это во многом зависит от того, какой объем сварного шва вы наложили и насколько толстый материал.

Итак, чтобы контролировать фазу охлаждения, поместите заготовку в изолированную среду. Простая и популярная установка для домашнего ремонта — это контейнер, наполненный песком, чтобы покрыть материал. Изолирующие свойства песка замедляют потерю тепла и способствуют кристаллизации металлургии.

Другие варианты: промышленная печь, которая может выполнять программируемые температурные циклы. Это более продвинутое решение, так как эти печи могут быть довольно дорогими.

Важно перед началом работы: Приобретите термостойкие перчатки! Не все сварочные перчатки будут достаточно долго удерживать тепло от ваших рук. Чтобы предотвратить ожоги или повреждение перчаток, сначала проверьте этикетку. Перчатки EN 407 уровня 3 будут минимальными для этой работы.

Фаза восстановления займет пару часов в песке (или в печи). Так что оставьте его как минимум на 4-6 часов до проверки. Фактическое время охлаждения сильно зависит от того, какой объем сварного шва вы сделали, и от того, насколько велика ваша заготовка. 4-6 часов — это более низкая приблизительная цифра.

Позвольте мне помочь вам улучшить вашу сварку!

Подпишитесь на мой еженедельный информационный бюллетень и получайте полезные советы, инструменты и теоретические сведения о сварке и соединении.

Что может пойти не так при сварке чугуна электродами?

Термические трещины: Сварка чугуна сопряжена со своими трудностями. Материал очень жесткий и подвержен растрескиванию при нагревании. Таким образом, основная проблема, которую мы пытались здесь решить, — это управление теплом для предотвращения такого растрескивания. Поэтому крайне важно предварительно разогреть и удлинить фазу охлаждения. Если после сварки у вас появились трещины, проверьте, можно ли в процессе предотвратить термоудар.

Пористость и точечные отверстия: Почти наверняка вы будете иметь и то и другое в своем чугунном электродном сварном шве. Поскольку мы пытаемся ограничить подачу тепла и, следовательно, «заморозить» материал до того, как сварочная ванна сможет промыть эти полости, это идет с настройкой процесса. Однако с обеими этими проблемами нам приходится сталкиваться при сварке такого «грязного» материала, содержащего много нежелательных в металлургии элементов. Вот почему пайка чугуна так популярна, потому что основной материал только смачивается, а не расплавляется.

Заключительные слова

Сварка чугуна, особенно электродрелью, некрасива. Однако это можно сделать! Не расстраивайтесь, если у вас появятся тепловые трещины при первом выстреле. Тепловые трещины, на мой взгляд, являются основной проблемой при выполнении такого проекта. Поэтому управление теплом абсолютно необходимо. И я надеюсь, что указал способ сделать это своими руками недорого. Также учитывайте объем сварного шва, который вы наносите. Меньше иногда больше. Удачи!

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.

: Время для прямой обратной связи: насколько хорошо я ответил на ваш вопрос? *

• 1 — Есть решение!
• 2 — Узнал что-то новое
• 3 — Не совсем
• 4 — Совсем нет

Мы очень ценим ваш отзыв!

Отметьте свой рейтинг! (необязательно)

Если вам понравилась эта статья, посмотрите другие мои статьи, которые я написал на эту тему!

«Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку после перехода по моим ссылкам».

Александр Берк

Немного о себе: Я сертифицированный международный инженер по сварке (IWE), работавший в различных проектах по сварке TIG, MIG, MAG и контактной точечной сварке. В последнее время он работал инженером-технологом по процессам лазерной и TIG-сварки. Чтобы ответить на некоторые вопросы, которые мне часто задавали или задавались во время работы, я завел этот блог. Это стало чем-то вроде любимого проекта, так как я хочу узнать больше о сварке. Я искренне надеюсь, что это поможет вам улучшить ваши результаты сварки так же, как помогло улучшить мои.

Последние сообщения

• Почему нельзя заварить треснувший алюминиевый диск

  «Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку… Читать дальше

• 8 советов по сварке пробки O2

  «Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку… Читать дальше

• 8 советов по сварке окрашенных материалов

  «Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку… Читать далее

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.