Сварка чугуна » Самоделки Своими Руками – Сделай Сам (чертежи, руководства)

В последнее период благодаря бессчетным публикациям, посвященным конструированию самодельных сварочных трансформаторов и выпрямителей для ручной сварки, у самодельщиков возникла способность активнее применять электросварку (в быту, на приусадебном участке, в фермерском хозяйстве). Не считая данного, в продаже возникли большое количество малогабаритных источников питания сварочной дуги, при том как отечественных, так и иностранного изготовления.

Итак, допустим, что аппаратура у вас присутствует, навыки в зажигании сварочной дуги и поддержании ее устойчивого горения отработаны, приемы наложения сварных швов в всевозможных пространственных положениях освоены… Осталось найти, чем сваривать а и кроме того как сваривать? И если сварку большинства сталей в бытовых условиях выполнить довольно легко, и, самое важное, нужные сварочные электроды в настоящее момент всегда существуют в продаже, то со сваркой чугуна, являющегося наряду со сталью одним из главных конструкционных материалов в машиностроении, появляются препятствия.

Чугун — это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода превышает 2,14%. Высокое содержание углерода в чугуне приводит к тому, что в отличие от сталей углерод в чугуне находится в свободном состоянии. Например, в наиболее широко распространенном сером чугуне углерод существует в виде включений графита (вспомним, что чугун мажется), обуславливающем его низкую пластичность, невысокую прочность и плохую свариваемость.

Сварщики-практики считают, что свариваемость чугуна в основном связана со строением структуры чугуна в изломе. Так, чугуны, имеющие мелкозернистый излом светло-серого цвета, свариваются легче, чем чугуны, у которых излом характеризуется крупнозернистой структурой и имеет темно-серый или, что еще хуже, черный цвет. Практически не поддаются сварке промасленные чугуны, а также чугуны, подвергавшиеся воздействию агрессивных сред.

Главная беда при сварке чугуна — низкое качество сваренного соединения, что связано с интенсивной закалкой металла в зоне сварного шва, то есть с повышением хрупкости металла в этой зоне.

В условиях производства электродуговую сварку чугуна осуществляют горячим методом, при котором производится предварительный нагрев свариваемых деталей до температуры 600-650°С. Существует и холодный метод, когда детали перед сваркой нагревают совсем не сильно (до температуры 150— 250°С) или вообще не нагревают.

В обычных условиях, когда специальное нагревательное оборудование отсутствует, а потребность в сварке чугунных деталей носит эпизодический характер, более подходящей является холодная сварка чугуна специальными электродами.

В промышленности широкое применение для сварки чугуна без нагрева нашли электроды ОЗЧ-2 с медным стержнем, покрытым специальным составом, и электроды МНЧ-2 со стержнем из сплава никеля, меди, железа и марганца (монельметалла). Металл, наплавленный электродами МНЧ-2, лучше поддается обработке резанием, однако эти электроды весьма дефицитны и дороги. Электроды марки ОЗЧ-2 дешевле, к тому же их сравнительно легко изготовить самостоятельно.

Как уже говорилось, электрод ОЗЧ-2 представляет из себя медный стержень с электродным покрытием, содержащим железный порошок — 50%, мрамор — 27%, плавиковый шпат — 7%, кварц — 4,5%, ферромарганец — 2,5%, ферротитан — 6%, ферросилиций — 2,5%, соду — 0,5% (по массе). Не надо пугаться большого числа компонентов, поскольку при изготовлении самодельных электродов можно воспользоваться готовым покрытием от широко распространенных электродов для сварки стали. Например, для сварки чугуна постоянным током подойдет покрытие электродов марки УОНИ-13/55 или ОЗС-2, а для сварки переменным током — покрытие электродов АНО-4 или АНО-5.

Порядок изготовления электродов для сварки чугуна следующий. Отрезки медной проволоки (медь марок М2, МЗ и др.) диаметром 3-5 мм и длиной около 450 мм непосредственно перед нанесением на них покрытия зачищают наждачной бумагой и обезжиривают каким-либо органическим растворителем. С соответствующих стальных сварочных электродов скалывают покрытие, измельчают его и смешивают в пропорции 1:1 (по массе) с железным порошком или мелкими стальными опилками. Затем все тщательно перемешивают с жидким стеклом (к сухой смеси компонентов добавляют около 30% водного раствора жидкого стекла, то есть силикатного клея). В полученную сметанообразную массу вертикально окунают подготовленные отрезки медной проволоки и медленно (желательно с постоянной скоростью) извлекают из обмазочной массы, дав стечь ее излишкам. Толщина слоя покрытия в этом случае должна составить 1,5-2 мм. Далее электроды сначала сушат на воздухе в вертикальном положении, а потом прокаливают при температуре 200-250°С, используя для этого, например, духовку кухонной плиты.

Сварку самодельными электродами ведут короткой дугой, причем при использовании постоянного тока — на обратной полярности («+» на электроде). Обязательны перерывы в работе для охлаждения детали до температуры 50-60°С. Значение сварочного тока при диаметрах электрода 3-5 мм составляет 90-180 А. Для обеспечения качественной сварки шов накладывают короткими участками длиной по 30-50 мм и сразу после сварки проковывают (практика показала, что тщательная проковка металла предотвращает появление трещин в сварном шве).

Если нет времени или желания заниматься изготовлением электродов, неплохие результаты в бытовых условиях обеспечит сварка чугуна комбинированными медно-стальными электродами. Последние делают, навивая поверх электрода (с покрытием), предназначенного для варки стали (УОНИ 13/45, АНО-4 и др.), спираль из медной или латунной проволоки диаметром 1,5-2 мм (масса этой спирали должна быть примерно в 4-5 раз больше массы стального стержня используемого электрода).

При сварке комбинированным электродом, как и вообще при холодной сварке, нельзя допускать сильного разогрева свариваемых деталей, поэтому процесс ведут на минимально возможном сварочном токе короткими участками «вразброс» (с обязательной проковкой полученных швов молотком) и, конечно, с перерывами для остывания обрабатываемой детали.

Следует, наверное, сказать несколько слов и о газопламенной сварке чугуна. Ведь этот способ является одним из наиболее надежных, особенно при сварке серого чугуна, причем здесь можно обойтись без специальных сварочных материалов, хотя некоторое оборудование все-таки потребуется.

При газопламенной сварке легко осуществить более медленный и равномерный нагрев (или охлаждение) детали. В результате в металле сварного шва и на границах шва воздаются более благоприятные условия для графитизации углерода, уменьшается вероятность возникновения внутренних напряжений и появления трещин.

Однако газопламенную сварку обычно проводят с подогревом детали. Местный подогрев ведут пламенем горелки непосредственно перед сваркой, общий подогрев как и при горячем методе электродуговой сварки, выполняют в специальных печах. В качестве присадочного металла используют литые чугунные прутки. Сварку ведут нормальным или науглероживающим пламенем, применяя флюс из буры или смеси: буры — 56%, соды и поташа — по 22% . (по массе).

Хорошие результаты дает сварка-пайка чугуна газовым пламенем с применением прутка из латуни, у которой температура плавления ниже, чем у чугуна. Процесс осуществляют с применением флюса из буры или смеси буры и борной кислоты (взятых в равных количествах).

Кромки трещины, разделанные под угол 70-80°, нагревают до температуры 850-900 °С (цвет светло-красного каления), посыпают флюсом и с помощью латунного прутка облуживают кромки. После этого всю разделку заполняют латунью, не расплавляя чугуна.

Учтите, перед началом сварки (независимо от способа сварки) всегда выполняют подготовку (скашивание) кромок соединяемых деталей или разделку дефектных мест.

Скашивают кромки вручную слесарным зубилом или переносным наждачным кругом с гибким валом. Во избежание отколов чугун срубают тонкими слоями, так что толщина стружки не должна превышать 0,8-1 мм.

Разделку дефектных мест до чистого металла производят с помощью зубил, сверл, шаберов, шарошек, размеры которых зависят от размеров и характера дефекта, формы детали и необходимости создания удобных условий для работы.

При разделке дефектных мест на чугунных деталях надо руководствоваться следующими правилами:

• разделку ведут строго по трещине;

• несквозные трещины на расстоянии 8-10 мм от их концов засверливают сверлом диаметром на 1-2 мм большим ширины трещины и вырубают их до сплошного металла;

• сквозные трещины разделывают (в зависимости от толщины металла и удобства выполнения разделки и сварки) с одной или двух сторон (V-образ-ная и Х-образная разделки). Места окончания трещин также предварительно засверливают;

• на трещины, расположенные близко друг к другу, обычно наваривают заплату, как на пробоину.

При заварочном ремонте пробоины ее края выравнивают, срубая зубилом остроугольные выступы. Поверхность детали на расстоянии 25-30 мм от краев пробоины зачищают наждачным кругом. Затем вырезают необходимой формы и толщины заплату из листовой низкоуглеродистой стали (заплата должна перекрывать пробоину на 15-20 мм со всех сторон).

Для уменьшения напряжений, возникающих в материале при сварке, у заплаты отбортовывают края на угол 20-30°.

Заплату укладывают на ремонтируемую деталь отбортовкой к чугуну и приваривают внахлестку.

Изношенные резьбовые отверстия реставрируют, устанавливая на их место резьбовые пробки, изготовленные из того же материала, что и сама деталь. Для этого изношенное отверстие рассверливают сверлом большого диаметра, нарезают в нем резьбу и ввертывают в новую резьбу специально изготовленную для этого резьбовую пробку. Затем пробку обваривают по торцу кольцевым швом, сверлят в ней нужное отверстие и нарезают в ней «родную» резьбу.

Если установить резьбовую пробку в изношенное отверстие не удается, необходимо, разделав кромки отверстия, заплавить его заподлицо с поверхностью детали, поле чего просверлить в детали новое отверстие и нарезать нужную резьбу.

И, конечно, в наплавленном металле не должно быть сквозных трещин, пор, непроваров или прожогов. Обнаруженные дефектные участки удаляют механическим путем и вновь заваривают с соблюдением всех вышеперечисленных рекомендаций.

Cварка литых деталей из чугуна. Ремонт чугунных изделий сваркой.

Содержание страницы

Чугун – сплав железа с углеродом (не менее 2,14 % С), разделяют на нелегированный и легированный, содержащий хром, никель, марганец и другие легирующие элементы.

По структуре различают белый чугун (с белым изломом), в котором углерод находится в виде цементита, и серый чугун (с серым изломом), в котором углерод находится в основном в форме графита. Серый чугун подразделяют на серый литейный, высокопрочный, ковкий, жаростойкий, жаропрочный, коррозионно-стойкий и антифрикционный.

Для изготовления литых корпусных деталей машин и станков применяют обычно серый машиностроительный чугун различных марок. Сварочно-технологические свойства чугуна в большой степени зависят от структуры металла в области сварки, состояния и вида графических включений в нем.

Перлитный чугун состоит из перлита с равномерно распределенным мелкозернистым и пластинчатым графитом. Количество перлита в структуре от 25 до 100 %. Эти чугуны обладают повышенной прочностью и пластичностью, применяются для ответственных деталей и хорошо свариваются. Получение той или другой структурной составляющей определяется химическим составом чугуна, условиями кристаллизации и остывания металла; таким образом, одной из основных мер для получения желаемой структуры чугуна является регулирование соотношений концентраций углерода и кремния. Количество свободного углерода, выделяющегося в виде графита, зависит от скорости остывания сплава, содержания в сплаве кремния и наличия других ферритизаторов. При содержании в сплаве кремния более 4 % и медленном охлаждении отливки почти весь углерод выпадает в виде графита. Эти свойства кремния используют при сварке чугуна чугунной присадкой, в которой содержание кремния составляет от 3,5 до 4,5 %. Кремний уменьшает растворимость углерода в жидком и твердом растворе и вытесняет углерод из раствора в виде графита.

Перлитно-ферритные чугуны встречаются в массивных тяжелых отливках. В структуре кроме перлитной составляющей и графитных включений имеется некоторое количество зерен феррита. Свариваемость этих чугунов хуже, чем перлитных.

Ферритные чугуны в структуре имеют менее 25 % перлита, углерод почти весь выделен из сплава в виде графита. Эта структура характерна для деталей крупных и массивных, а также для деталей, работающих длительное время под воздействием тепла. Сварка данного чугуна сложна и требует специальной технологии.

1. Особенности сварки чугуна

Основные затруднения при сварке

1. Склонность к образованию твердых закаленных прослоек при быстром охлаждении сплава, нагретого до температуры 760 °С; обычно при этом образуются промежуточные структуры (мартенсит, тростит), обладающие высокой твердостью, затрудняющие обработку его обычным режущим инструментом.
2. Недостаточная пластичность чугуна, что при сварке приводит к трещинообразованию, связанному с неравномерным нагревом изделия. Чем больше перепад температур между основным металлом и сварным швом, тем больше вероятность возникновения трещин. При общем равномерном нагреве детали перед сваркой до температуры 300 °С и выше опасность трещинообразования резко уменьшается.
3. Потеря пластических свойств при плавлении и затвердевании, большая жидкотекучесть в расплавленном состоянии. Переход из твердого состояния в жидкое происходит сразу, минуя пластическое состояние.

Величина и форма графита следующим образом влияют на свариваемость чугуна.

1. Хорошая свариваемость – мелкий пластинчатый или сферообразный графит в чугунах перлитного класса.
2. Удовлетворительная свариваемость – графитные включения малого и среднего размера. Отдельные включения графита окружены достаточным полем металла, что обеспечивает свариваемость.
3. Ограниченная свариваемость – крупные включения графита, образующие сплошную сетку. Сложная чугунная отливка может иметь в различных своих частях неодинаковую структуру. Толстые стенки имеют структуру крупнозернистого феррита (вследствие медленного охлаждения), тонкие вследствие быстрого охлаждения

• мелкозернистую перлитную структуру.

2. Области применения сварки чугуна

1. Исправление дефектов литья:

а) дефекты, обнаруживаемые после извлечения отливок из литейных форм в литейном цехе (раковины, недоливы, трещины, рыхлоты, пористость и др.). Большинство дефектов исправляются на специально оборудованных участках;

б) дефекты, обнаруживаемые в процессе механической обработки (раковины, пустоты, трещины). Исправление – сложная задача, требующая специальных электродов, технологии и квалификации сварщика.

2. Исправление различных повреждений, полученных в процессе эксплуатации:

а) сварка чугунных деталей на ремонтных заводах с массовой однотипной продукцией (автомобили, тракторы и др.) – это позволяет применять единообразную технологию сварки, тщательно отработанную, обеспечивающую высокое качество сварного соединения;

б) восстановление деталей больших габаритов и веса, вышедших из строя вследствие поломок и износа. Вопрос исправления таких деталей крайне сложен и требует применения специфических способов сварки.

3. Изготовление сварных изделий из отдельных чугунных отливок методом промежуточного литья или электрошлаковой сваркой (сварно-литые чугунные изделия).

Качество сварного соединения в чугунных изделиях определяется следующими показателями:

1. обрабатываемость наплавленного слоя (сварного шва) обычным режущим инструментом;
2. одинаковая твердость металла шва, зоны термического влияния и основного металла;
3. равнопрочность сварного соединения основному металлу;
4. одинаковый химический состав и структура наплавленного и основного металлов.

3. Классификация способов сварки чугуна

1. Горячая сварка чугуна (сварка с общим подогревом изделия):

• газовая сварка чугунной присадкой с применением флюса;
• газовая сварка с применением присадок из цветных металлов;
• электродуговая сварка угольным электродом с чугунной присадкой;
• электродуговая сварка чугунным электродом;
• электродуговая сварка стальным электродом со стабилизирующей обмазкой;
• литейная сварка способом промежуточного литья.

2. Холодная сварка чугуна:

• электродуговая сварка стальными покрытыми электродами;
• электродуговая сварка стальным электродом со специальной обмазкой;
• электродуговая сварка электродами из медно-железных сплавов;
• электродуговая сварка электродами из медно-никелевых сплавов;
• электродуговая сварка электродами из железо-никелевых сплавов;
• газовая низкотемпературная сварка специальной чугунной присадкой.

Горячая сварка чугуна

Предварительный подогрев изделия перед сваркой уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла и препятствует образованию твердых закалочных структур, одновременно ослабляет общее напряженное состояние свариваемого изделия и предотвращает образование трещин. Для большинства изделий нагрев до 400…450 °С, при сварке жестких и сложных деталей нагрев должен быть повышен до 550…600 °С. Способы нагрева определяются условиями производства. Массовые однотипные работы выполняются в специальных нагревательных печах (например, печи конвейерного типа), в горнах, газовых или электрических печах. Индивидуальные изделия подогреваются во временных горнах с применением древесного угля, кокса или газа. Горячая сварка выполняется только в нижнем положении. Обработка завариваемого участка под сварку заключается в тщательной вырубке всех трещин, раковин и надорванных мест, при этом должен быть вырублен весь рыхлый металл.

Вследствие высокой температуры основного металла, подогретого для сварки, затвердевание наплавленного металла замедляется, поэтому при горячей сварке нужно хорошо заформовать место сварки, чтобы не дать растечься жидкому металлу (рис. 1).

Рис. 1. Формовка места сварки для горячей сварки чугуна: а – несквозной раковины; б – недолива кромки детали; в – общий вид заформованного дефекта; 1 – деталь; 2 – формовка; 3 – графитовые пластины

При формовке часто пользуются графитовыми, угольными или коксовыми пластинками, для больших деталей формовкой служит формовочная смесь высокой прочности (кварцевый песок, замешанный на жидком стекле). После формовки необходима просушка формы при постепенном подъеме температуры от 60 до 120 °С, затем проводят дальнейший нагрев под сварку со скоростью 120…150 °С в час в печах, горнах или временных нагревательных устройствах. Малои среднегабаритные детали надо подогревать до температуры 300…400 °С, а крупногабаритные – до 500…600 °С (до появления коричнево-красного цвета).

Способы нагрева и нагревательные устройства применяют в зависимости от характера производства (устранение литейных дефектов, ремонтная сварка и т. д.). Например, при массовом производстве в литейных цехах автомобильных и тракторных заводов целесообразно использовать конвейерные печи; для ремонтных работ удобен нагрев в муфельных печах или в горнах с открытым кожухом; для разовых ремонтных работ крупногабаритных изделий изготовляют временные нагревательные устройства из огнеупорного кирпича, в том числе печи-ямы в земляном полу цеха.

Остывание после сварки в зависимости от веса и формы детали длится от нескольких часов до нескольких суток. Замедленное охлаждение после сварки достигается при укрывании изделий теплоизолирующим слоем (листами асбеста и засыпкой песком, шлаком и др.) или при охлаждении вместе с печами, горнами – для замедленного охлаждения металла шва и обеспечения свойств сварного соединения, равноценных свойствам основного металла.

Материалы, применяемые для горячей сварки чугуна, приведены в табл. 5.

Таблица 5 Сварочные материалы для горячей сварки чугуна

Наименование	Марка и обозначение	Назначение
Наплавленный металл – чугун с перлитно-ферритной стру

Технологические особенности сварки чугуна и стали

Активное использование чугуна как конструкционного материала обусловлено его особыми литейными свойствами, легкостью обработки и небольшой стоимостью производства продукции из него. Но наряду с износостойкостью, надежностью работы при высоких температурах и переменных нагрузках данный материал отличается невысокой свариваемостью. Это объясняется способностью образовывать трещины в швах в ходе сварки чугуна и сталей, что обусловлено снижением пластичности в зоне шва с повышением скорости охлаждения. Сварные соединения могут давать трещины металла не только из-за неравномерности охлаждения или нагрева, что характерно в термической части сварки чугуна. Этому могут также способствовать жесткость свариваемых деталей и литейная усадка металлов в шве.

 

Особенности горячей сварки чугуна

 

Трудности в технологии сварки чугуна способствуют созданию множества разновидностей его сварки, но ни один из методов не может быть применим абсолютно для всех встречающихся на практике случаев. Поэтому к сварке чугуна со сталью прибегают лишь в ходе устранения мелких недостатков в отливках и производства работ по ремонту. Наибольшее применение имеют следующие популярные способы сварки чугуна: холодная (без использования предварительного нагрева) сварка, горячая сварка (с обязательным предварительным нагревом) и пайкосварка.

Горячую сварку считают наиболее совершенным и качественным методом дуговой сварки чугуна. Ее производство включает подготовку для сварки заготовок, их предварительный подогрев, непосредственное сваривание и охлаждение детали после сварки.

 

 

Подготовительные операции выполняются с учетом типа неисправности изделия, разновидностей имеющихся дефектов литья. Существующие трещины на концах засверливают, а раковины с прочими дефектами до сварки разделывают. Подготовленные свариваемые детали соединяют, прихватив по кромкам. Их хорошо очищают от загрязнений, масел и ржавчины при помощи пламени сварочной горелки либо металлической щетки.

Подготовленные заготовки подвергают предварительному нагреванию, температуру которого выбирают, исходя из параметров деталей, свойств чугуна, количества наплавляемого металла, а также жесткости конструкции. Нагрев всего изделия проводят в газовых либо электропечах, а если это невозможно – в особых горнах, термопечах или ямах.

Газовую сварку чугуна проводят с помощью нормального пламени либо с незначительным излишком ацетилена. Первоначально пламя горелки направляется практически вертикально, а потом постепенно доводится до нужного угла, который выбирается, исходя из толщины заготовок, подлежащих сварке. Пламя располагается в нескольких миллиметрах от поверхности свариваемой детали. Наконечник для горелки, обеспечивающий требуемую подачу ацетилена, берется с учетом толщины соединяемых материалов. В виде присадочного материала используют пруток из чугуна.

 

 

В проведении горячего вида сварки чугуна аргоном стоит учесть довольно резкий его переход от жидкого состояния к твердому. При этом поверхность сварочной ванны покрывается пленкой из оксидов, препятствующей удалению газов из расплава металла. Чтобы ее устранить рекомендуется часто перемешивать жидкость сварочной ванны с помощью присадочного прутка.

Еще на повышение качества процесса сварки стали, чугуна влияют особые флюсы, удаляющие окислы, и замедляют охлаждение. При этом пламя горелки уводят от поверхности сварки, а направленный металл нагревают две минуты. Массивные заготовки с целью сокращения внутреннего напряжения нагревают вторично с дальнейшем их охлаждением одновременно с печью.

 

Холодная сварка

 

Холодной сварку для чугуна называют в случае, когда свариваемое изделие не подвергается общему подогреву до высокой температуры. При этом нагревается только зона сварки с кромками до температур, зависящих от толщин стенок и габаритов изделий.

 

 

 

Такая сварка позволяет получать швы достаточных прочности с вязкостью, но совсем исключить появление закалочных участков в зоне сварки не удается. При этом можно лишь при помощи многопроходной сварки чугуна электродами с разными свойствами на небольшом токе уменьшить размеры закаленной прослойки. Применяют холодную сварку в ситуациях, когда экономически невыгодно или сложно провести этот процесс с подогревом. Как правило, это касается изделий больших габаритных размеров при опасности возникновения значительного внутреннего напряжения и коробления.

 

 

Холодной сварке подвергают чугун с помощью стальных, медно-никелевых, медно-железных или аустенитных чугунных электродов. Широко используется при заварке трещин ручная сварка электродами из цветных металлов на основе меди. А электроды из сплавов с никелем применяют для удаления дефектов, требующих улучшения обрабатываемости сварного соединения с сохранением цвета основного металла. Мелкие поверхностные изъяны нередко устраняют сваркой чугуна полуавтоматом с электродами, имеющими карбидообразующее покрытие.

 

Технология газовой сварки

 

Газовую пайкосварку относят к процессам с низкой температурой из-за того, что обычно кромки соединяемых деталей не нагреваются до температур расплавления. При этом присадочный металл имеет более низкую, чем у основного, температуру расплавления. Пайкосварка представляет собой промежуточный процесс, содержащий и пайку, и сварку. Он служит пайкой в отношении к соединяемым кромкам чугунного изделия, заполняющей припоем всю их разделку.

 

 

Производится пайкосварка с помощью ацетиленокислородного пламени с использованием припоев – прутков из латуни либо чугуна. К особенностям сварки чугуна этим методом стоит отнести раздельное, независимое нагревание флюсов, основного металла и присадочных.

До начала пайкосварки изделие разогревается с помощью печи, а для небольших габаритов – в пламени газовой горелки. Затем подготовленные к обработке кромки обжигают этим пламенем в присутствии кислорода для удаления с их поверхности графита. Подогретые кромки обсыпают флюсом и сваривают. От действия пламени с флюсами жидкий припой покрывает кромки и заполняет собой пустоты в металле, обеспечивая прочное соединение.

 

 

«Умелая» сварка чугуна. Как не надо варить — мастерская ВАРИМ БАЙ

Умельцы сваривают чугун электродами, предназначенными для сварки сталей. Зачем использовать дорогостоящие марки для сварки чугуна?

 

               При выходе из строя чугунной детали встает вопрос — как и чем варить чугун.  Сварка чугуна марками электродов и других расходных материалов для сталей – взамен электродов по чугуну наиболее доступный (и изначально вроде недорогой) способ сварки. Зачастую можно услышать истории о том, что кому-то заварили чугунную деталь обычным электродом (например МР-3) либо полуавтоматом простой проволокой, которой варят сталь , либо народные рецепты – медной проволокой в аргоне,  нихромовой проволокой,  электродом по нержавейке обмотанном медным проводом и т.п.  Однако в подавляющем большинстве случаев такая сварка дает очень низкое качество сварного соединения (а то и вообще приводит в негодность ремонтируемое изделие) и, как правило, сиюминутную выгоду.  А Вам хочется чтобы над Вашим изделием провели эксперимент по сварке сомнительного качества?  Тогда специально для Вас мы подготовили эти фото по «качественной» сварке чугуна «грамотными» специалистами по «прогрессивным» технологиям.   Фотогалерея будет постоянно обновляться.

Почему столь доступный метод не приветствуется специалистами, очевидно из приведенных ниже фактов.

1. Вследствие местного неравномерного нагрева металла возникают сварочные напряжения, которые в связи с очень незначительной пластичностью чугуна приводят к образованию трещин в шве и околошовной зоне. Наличие отбеленных участков, имеющих  большую плотность (7,4 … 7,7 г/см3), чем серый чугун (6,9 … 7,3 г/см3), создает дополнительные структурные напряжения, способствующие трещинообразованию.
2. Быстрое охлаждение, имеющее место при холодной сварке, приводит к значительному повышению твердости наплавленного металла и металла зоны термического влияния, где чугун приобретает структуру белого чугуна, характеризующегося высокой твердостью и хрупкостью. Места сварки невозможно обработать режущим инструментом.
3. При сварке чугуна электродами для стали сварочная ванна кипит и происходит повышенное газообразование которое продолжается и на стадии кристаллизации.  Это приводит к непровару и порам в сварочном шве – сварочный шов выглядит как пористый шоколад.  Ни о какой прочности и плотности и однородности шва речь не идет
4. Повышенная жидкотекучесть чугуна затрудняет удержание расплавленного металла от вытекания и формирование шва. Практически невозможна сварка в положениях, отличных от нижнего.
5.  Наличие кремния, а иногда и других элементов в металле сварочной ванны способствует образованию на ее поверхности тугоплавких окислов, приводящих к образованию непроваров.
6. В отличие от сварки электродами по чугуну прочность металла, наплавленного стальными марками, примерно в два раза выше прочности чугуна. Поэтому толщина наплавленного металла должна составлять примерно 50% от толщины стенки детали в месте сварки. Излишнее количество наплавленного металла нежелательно, так как при этом увеличиваются усадочные напряжения и появляется опасность образования трещин.
7. Из-за отсутствия в электродах графитизаторов, кислородсодержащих элементов, пластификаторов сварочные швы выполненные электродами для обычной стали не обладают структурой серого чугуна, науглерожены (хрупкие), непластичные (при остывании их рвет либо деформирует деталь)

 Если оценить необходимые трудозатраты по подготовке к сварке и низкую вероятность получения качественного соединения, станет очевидным тот факт, что следует выбирать  более дорогостоящую, но более эффективную услугу по сварке чугуна специальными электродами.

 Если Вас не убедили наши аргументы – это Ваше право произвести ряд экспериментов над Вашим вышедшим из строя изделием. Может быть именно Вам и повезет и сваренное неизвестно чем (либо не тем, чем надо) Ваше изделие будет служить еще очень долго (попав в тот заветный 1% исключения из общего правила). Но если у вас нет желания ставить сомнительные эксперименты – обращайтесь к нам и мы постараемся в кратчайшие сроки помочь Вам с ремонтом и реставрацией чугунных деталей.

Холодная сварка чугуна с MIG ……

Денни
(SW PA)

Привет, ребята,
Пару лет назад у меня было несколько ремонтов чугуна, требующих сварки.Треснувшие впускной и выпускной коллекторы, дровяные печи и некоторые декоративные чугунные детали. После 6 месяцев исследований и получения нескольких сломанных литых коллекторов в моторном цехе моих братьев я экспериментировал со старым процессом под названием «Холодная сварка чугуна с MIG». В зависимости от толщины сила тока варьировалась от 80 до 120 А, трещины были скошены, края трещин просверлены, металлическая проволока намотана на чистую, оголенную, а иногда и легкую шлифовку тонким шлифовальным кругом.

Я использую .030 / 309L (.01 содержание углерода), защитный газ C2 (98AR / 2CO2) @ 18 куб.футов в час, прихватывая в центре, чтобы начать, и сразу же со слегка закругленным концом моего отбойного молотка. Идея состоит в том, чтобы сваривать очень короткие валики, не превышающие 1/2 дюйма, немедленно очищать и позволять остыть до комнатной температуры. Я изменяю местоположение каждого валика с немедленным очищением. При этом вы можете снять перчатку после приложите руку к сварному шву, и он будет чуть теплее. Этот процесс устраняет расширение и сжатие отливки, которые являются основной причиной постоянного растрескивания.

Этот процесс требует практики, и вы должны изучить параметры с силой тока, а я использую технику «вытягивания». Пока у меня 100% успех. Вот несколько фотографий одного из нескольких выпускных коллекторов Rolls Royce, которые я сделал, который был сломан и ранее был сварен SMAW, который заржавел.

Denny

спасибо за отличный пост,

jody

Справочник по сварке чугуна

Справочник по сварке чугуна Сварка Цветной Металлы Лечение Сварка Чугун Сварка Железо Металлы 1

Продолжение на следующей странице…

СВАРКА ЧУГУНА Чугун — чрезвычайно универсальный материал, используемый в тысячах промышленных товаров. Он твердый, износостойкий, и относительно недорого. Как и сталь, он доступен во многих различных сортах и ​​составах. Хотя мы обычно думаем о чугун как хрупкий (имеющий низкая пластичность), как мы вскоре увидим, это верно не для всех чугунов. Чугун, как и сталь, представляет собой железоуглеродистый сплав. По составу и структуре, а также по некоторым своим свойствам он вполне отличается от стали.Хотя многие сорта чугуна можно успешно сваривать, не весь чугун сваривается, и сварка любого чугуна вызывает проблемы при сварке стали обычно не встречается. Сочинение и марки литого чугуна железо ни в коем случае не является чистым железом. На самом деле в литье любого сорта железа меньше. железа, чем в низкоуглеродистой стали, который может состоять на 98% из железа. Почти каждый чугун содержит более 2,0% углерода; некоторые содержат целых 4.0% . Кроме того, чугун обычно содержит от 1,2 до 2,5% кремния, от 0,5 до 0,8% марганца, и (как в стали) небольшие проценты серы и фосфора. Это высокий процент углерода, который отличает чугун от стали во многих его свойств. В готовой стали, весь углерод соединен с железом в виде карбидов железа, будь то карбиды в зернах перлита, в зернах цементита или в рассеянных мелких частицах карбида.В чугуне, большая часть углерода обычно присутствует в несоединенном виде, как графит. (Графит — одна из двух кристаллических форм углерода; алмаз — другой). Возникают различия между общими типами наиболее широко используемых чугунов. в основном из формы, которая графит принимает в готовом железо. Серый чугун. Из общих типов чугуна серый чугун безусловно наиболее широко используемый. Термин «серый чугун» был изначально принят, чтобы отличить его, по цвету изломанного металла, из белого железа, форма из чугуна, в которой все углерод совмещен.Мы будем Расскажу подробнее о белом железе позже. Здесь мы хотим подчеркнуть указать этот серый железо — очень широкий термин. Все серое утюги содержат графит в виде хлопьев. Это делает серые утюги легко обрабатывается. Все серые утюги почти не обладают пластичностью, опять же из-за чешуйчатой ​​формы графита, который заставляет металл ломаться перед любым произошло заметное постоянное удлинение. Тем не менее, не все

7 причин, по которым чугунные столы с плитами подходят для сварки

Рисунок 1
Сварочные столы для чугуна могут выдержать множество злоупотреблений в цехе, включая воздействие сварочной дуги, которая может достигать 5000 градусов по Фаренгейту.

Несмотря на то, что сварочные технологии значительно продвинулись за последние 70 лет, лучшие рабочие поверхности для сварки остались в некоторой степени стабильными и полезными.

Чугунные плоские столы использовались для всех типов изготовления еще до Второй мировой войны. Они используются для гибки, правки, раскладки и фиксации заготовки во время сварки. Столы с плитами оказались достаточно универсальными, чтобы выполнять практически любой вид работ, выполняемых в сварочном цехе.

Поскольку рабочие столы изготовлены из чугуна, они остаются плоскими, и сварочные брызги не прилипают к поверхности.Чрезвычайно прочный характер этих плит гарантирует, что они выдержат жесткие условия сварочного цеха (см. Рисунок 1 ).

Давайте рассмотрим некоторые причины, по которым сварщики используют эти таблицы.

1. Простота использования

Опорные столы просты по своей природе. Большинству сварщиков не нужно учиться, потому что они видели их раньше в магазинах или быстро научатся пользоваться сварочным аппаратом, увидев, как кто-то сваривает на столе.

Инструмент и угловые блоки легко установить и прикрепить к столу.Компоненты мини-плиты, такие как кубы, башни и надгробные плиты, можно быстро установить в отверстия стола, размер которых обычно составляет около 1,75 дюйма. Эти компоненты легко адаптируются к различным приложениям, например, для прямоугольных стен и поддержки высоких деталей.

2. Универсальность

Плиты могут быть размещены как отдельные блоки или в кровать из нескольких блоков.

Между плитами можно оставлять проходы, что позволяет сварщикам выполнять сварные швы на длинных заготовках. Кроме того, плиты можно установить вертикально на горизонтальную плиту для создания прямоугольной стены под углом 90 градусов или большого L-образного приспособления (см. , рис. 2, ).

Базы ножничного подъемника также доступны для плит в качестве опции. Рабочую высоту плиты можно регулировать для разных сварщиков и сварных швов разной высоты.

3. Прочность

Поскольку чугун тверже стали, чугунные плиты более долговечны, чем стальные столы. Они способны выдержать тяжелые удары кувалды. Даже если на плиты упадут тяжелые сварные детали, они смогут выдержать такое неправильное обращение.

Огромный размер плит позволяет им поглощать раскаленные температуры сварки и при этом оставаться плоскими, в отличие от стальных столов, которые могут деформироваться или деформироваться под воздействием тепла сварочной дуги или предварительного нагрева (см. Рисунок 3 ).

Рисунок 2
Эти вертикальные опоры полезны при работе с высокими сварными деталями.

Толщина столов с плитами позволяет их многократно обрабатывать и снова вводить в эксплуатацию.

Литые чугунные плиты нелегко резать ацетиленом, а типичный портативный плазменный станок не достаточно велик для их резки. В результате плиты имеют тенденцию выдерживать без повреждений суровые условия эксплуатации we

Чугун | металлургия | Britannica

Чугун , сплав железа, содержащий от 2 до 4 процентов углерода, а также различные количества кремния и марганца и следы примесей, таких как сера и фосфор.Его получают путем восстановления железной руды в доменной печи. Жидкий чугун разливают или разливают и закаляют в сырые слитки, называемые чушками, а затем чушку переплавляют вместе с ломом и легирующими элементами в вагранках и перерабатывают в формы для производства различных продуктов.

чугун

Колесо вагонное чугунное.

Длинношерстные

Подробнее по этой теме

Военная техника: Чугунная пушка

В 1543 году английский пастор, работая по королевскому заказу Генриха VIII, усовершенствовал метод литья, достаточно безопасный с точки зрения эксплуатации…

Китайцы производили чугун еще в VI веке до нашей эры, а в Европе к XIV веку производили его спорадически. Он был завезен в Англию около 1500 г .; первый чугунолитейный завод в Америке был основан на реке Джеймс, штат Вирджиния, в 1619 году. В 18-19 веках чугун был более дешевым конструкционным материалом, чем кованое железо, потому что не требовал интенсивной очистки и работы с молотками, но был более дорогостоящим. хрупкие и с низкой прочностью на разрыв.Тем не менее, его несущая способность сделала его первым важным конструкционным металлом, и его использовали в некоторых из самых ранних небоскребов. В 20 веке сталь заменила чугун в строительстве, но чугун по-прежнему находит множество промышленных применений.

Большая часть чугуна — это так называемый серый чугун или белый чугун, цвета показаны трещинами. Серый чугун содержит больше кремния, менее твердый и более поддается обработке, чем белый чугун. Оба они хрупкие, но ковкий чугун, полученный путем длительной термообработки, был разработан во Франции в 18 веке, а чугун, пластичный в литом состоянии, был изобретен в США и Великобритании в 1948 году.Такие ковкие чугуны в настоящее время составляют основное семейство металлов, которые широко используются для изготовления шестерен, штампов, коленчатых валов автомобилей и многих других деталей машин.

Лучшие чугунные сковороды и сковороды, которые вы можете купить в 2020 году

перейти к содержанию

Верхняя навигация

Исследовать Все рецепты Все рецепты Поиск

Меню профиля

Присоединяйся сейчас Вниз треугольник Предыдущий Присоединяйся сейчас

Счет

• Создать Профиль
• Информационные бюллетени
• Помогите эта ссылка открывается в новой вкладке

---

Подробнее

• Список покупок
• Школа кулинарии эта ссылка откроется в новой вкладке
• Спросите у сообщества, эта ссылка открывается в новой вкладке

Ваш счет Вниз треугольник Предыдущий Ваш счет

Счет

• Твой профиль
• Настройки электронной почты
• Помогите эта ссылка открывается в новой вкладке
• Выйти

---

Подробнее

• Список покупок
• Школа кулинарии эта ссылка откроется в новой вкладке
• Спросите у сообщества, эта ссылка открывается в новой вкладке

Авторизоваться Получить журнал Allrecipes Штырь FB Закрыть

Посмотреть все рецепты

Все рецепты Все рецепты

• Поиск
• Найти рецепт Предыдущий Найти рецепт Рецепт или ключевое слово

  Ключевое слово

  Включите эти ингредиенты Найдите ингредиенты для включения Добавьте список ингредиентов, разделенных запятыми, для включения в рецепт.Не включайте эти ингредиенты Найдите ингредиенты, которые нужно исключить Добавьте список ингредиентов, разделенных запятыми, которые нужно исключить из рецепта.

  Поиск

• Исследовать Предыдущий

  Исследуйте

  • 20 самых любимых рождественских печений

    Читать дальше Далее

  • 20 лучших традиционных рождественских блюд

    Читать дальше Далее

  • Лучшие новые кулинарные книги в подарок в 2020 году

    Никакой подарок не подобает одержимым едой людям в вашей жизни, как поваренная книга.Читать дальше Далее
• Рецепты завтраков и бранчей Предыдущий

  Рецепты завтраков и бранчей

  Посмотреть все рецепты завтраков и бранчей

Что такое ковкий чугун? — Willman Industries

Что такое ковкий чугун?

Ковкий чугун — это тип чугуна, известный своей стойкостью к ударам и усталости, удлинению и износостойкости из-за сферической (круглой) графитовой структуры в металле.Ковкий чугун также называют высокопрочным чугуном, чугуном с шаровидным графитом или чугуном с шаровидным графитом.

Что делает ковкий чугун… «ковким чугуном»?

И высокопрочный чугун, и чугун содержат графит. Если вы внимательно посмотрите (с помощью мощного микроскопа со 100-кратным увеличением или более) на обычный чугун (серый чугун), вы увидите, что графитовые биты выглядят как волнистые линии, называемые «хлопьями». Однако, когда вы смотрите на графит в высокопрочном чугуне, он выглядит как маленькие сферы или узелки (отсюда и названия чугуна с шаровидным графитом и чугуна с шаровидным графитом).

Мы отдаем должное Киту Миллису за создание ковкого чугуна еще в 1943 году. Он и его приятели Альберт Гагнебин и Норман Пиллинг получили патент США 2 485 760 и патент США 2 485 761 на производство ковкого чугуна с использованием магния (Mg) в металлургии (состав металла или что-то еще было в секретном рецепте), чтобы графит выстроился в сферы.

Millis был не первым, кто упрочнил нормальный чугун. Мы по-прежнему отливаем отливки из Meehanite®. Август Михан запатентовал процесс Meehanite еще в январе 1931 года.Михан использовал силицид кальция для образования узелков, подобных тем, что есть в ковком чугуне.

Тем не менее именно ковкий чугун стал одним из самых популярных видов чугунного литья. Разработка ковкого чугуна продолжалась до 1950-х годов, что улучшило процесс литья ковкого чугуна, что привело к принятию высокопрочного чугуна, признание которого было подтверждено девятикратным увеличением использования в течение 1960-х годов в качестве материала, разработанного для коммерческого применения.

Как производится ковкий чугун?

Большая часть магии при производстве ковкого чугуна происходит в печи с расплавленным чугуном.Вы начинаете с железа (конечно), а затем добавляете больше углерода, чем железо обычно способно впитать в структуру. Объясняя взаимосвязь между железом и углеродом по-другому, это все равно что добавить в воду столько соли, что вы достигнете точки, в которой соль больше не будет растворяться. Кстати, именно этим ковкий чугун отличается от стали. В стали содержится ровно столько углерода, сколько может поглотить железо.

Кремний, сера, марганец и кислород — все они вносят свой вклад в смесь, помогая углероду формировать сферические графитовые структуры по мере охлаждения железа.По общему признанию, это чрезмерное упрощение процесса (в конце концов, мы не обучаем вас металлургической степени, хотя, если вы хотите ее, нам нравятся инженерные степени в Висконсине, не обращая внимания на нашу географическую предвзятость).

Что входит в ковкий чугун? (Состав)

Если бы вам пришлось провести химический анализ ковкого чугуна, вы бы обычно нашли:

Железо ~ 94%

Углерод 3,2 — 3,60%

Кремний 2,2 — 2,8%

Марганец 0.1 — 0,2%

Магний 0,03 — 0,04%

Фосфор 0,005 — 0,04%

Сера 0,005 — 0,02%

Медь <= 0,40%

Для повышения прочности высокопрочного чугуна можно добавить олово или медь. Для повышения коррозионной стойкости медь, никель или хром могут заменить от 15 до 30% железа.

Каковы преимущества ковкого чугуна?

Отливки из высокопрочного чугуна очень прочны по сравнению с обычным чугуном (серым чугуном).Прочность на растяжение чугуна составляет 20 000–60 000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как ковкий чугун начинается с при 60 000 фунтов на квадратный дюйм и может доходить до 120 000 фунтов на квадратный дюйм. Предел текучести ковкого чугуна обычно составляет 40 000 — 90 000 фунтов на квадратный дюйм, но предел текучести чугуна настолько низок, что его нельзя измерить.

Давайте по-другому вкладываем силу. Мы видели, как части из серого чугуна ломались, когда падали с высоты десяти футов. При отливке из высокопрочного чугуна вы можете бить по детали в течение всего дня восьмифунтовой кувалдой, и она вряд ли расколется.

Причиной проблемы серого чугуна являются хлопья графита, которые способствуют образованию трещин вдоль чешуек, в то время как узелки в ковком чугуне удерживают железо вместе. Учитывая тот же самый сценарий, когда одна и та же деталь изготовлена ​​из двух разных металлов, в то время как хрупкое серое чугунное покрытие хочет растрескаться, а высокопрочное чугунное изделие хочет изгибаться.

Ковкий чугун также обладает превосходной износостойкостью из-за наличия в нем графита. Когда что-то трется о ковкий чугун, ковкий чугун изнашивается намного медленнее, чем многие другие металлы.Износостойкость частично обусловлена ​​графитовой структурой, которая может действовать на железо как сухая смазка.

Ковкий чугун также очень хорошо рассеивает (отводит) тепло и довольно легко поддается механической обработке, хотя с ковким чугуном труднее работать, чем с обычным серым чугуном. Ковкий чугун гасит вибрацию и звук намного лучше, чем сталь, поэтому ковкий чугун хорошо подходит для использования на больших машинах.

Для чего используется ковкий чугун? (Приложения)

Ковкий чугун отлично подходит для использования там, где требуется прочный металл с износостойкостью.

Вот примерный список вещей, сделанных из ковкого чугуна или содержащих его:

Трубы и трубопроводная арматура (почти 50% ковкого чугуна, продаваемого в США, приходится на трубы и фитинги)

Оси

Шатуны (как в двигателях)

Коленчатые валы

Цилиндры

Суппорт дискового тормоза

Шестерни и коробки передач

Корпуса и коллекторы

Гидростатические бочки

Натяжные рычаги

Большие машины

Станки

Военное использование

Фортепианная арфа (часть, удерживающая струны фортепиано)

Опоры шпинделя

Поворотные кулаки

Детали подвески

Оси для грузовиков

Клапаны (особенно клапаны высокого давления)

Ступицы колес

Хомуты силовые

В чем разница между ковким чугуном и чугуном?

Чугун относится ко всем чугунным деталям, которые являются литыми и имеют высокое содержание углерода, но при нормальном использовании «чугун» относится к серому чугуну, литым деталям с более слабой структурой железа, содержащим хлопья графита.