Сварка чугуна полуавтоматом — технология процесса

Возможна ли сварка чугуна полуавтоматом? И что нужно знать о технологических особенностях такого вида работ? Дальше об этом в нашей статье.

Сварочные работы по чугуну довольно сложны в технологическом плане. Сам материал очень плохо переносит воздействия высоких температур с последующим охлаждением. Для получения качественного шва нужно оборудование и специальные электроды.

Возможна ли сварка чугуна полуавтоматом? И что нужно знать о технологических особенностях такого вида работ? Дальше об этом в нашей статье.

В чем специфика сварки чугуна

Чугун чаще всего используют в изделиях, производимых путем литья. Но такой металл довольно хрупок и наиболее распространенные поломки это трещины. Их, как правило, заваривают, используя электросварку. В чем трудность проведения такого вида работы?

• Расплавленный чугун очень текучий, что создает трудности при заваривании сквозных трещин и пробоин. Это же свойство часто приводит к сквозному прожиганию металла.
• Чугун имеет относительно невысокую температуру плавления. Воздействие высокотемпературной электрической дуги приводит к его отбеливанию (изменение структуры), вследствие чего материал в месте сварки становиться более хрупким и трескается уже при остывании.
• Кислород, который находиться в атмосфере вступает в контакт с углеродом, это провоцирует образование множества пор в теле сварного шва. Соединение от этого имеет намного меньший запас прочности.

Это — основные проблемы сварки чугунных деталей. Для их решения применяют несколько технологий, которые позволяют избежать быстрого разрушения соединения.

Способы сварки чугуна

Сразу стоит заметить: если Вам нужно сделать сварочный шов по чугуну — не нужно экспериментировать! Не надо варить такой металл стальными электродами — шов трескается в 100% случаев. То же касается и полуавтомата с использованием проволоки для варки стали!

В основном, для сварки чугунных деталей используется две основные технологии: горячая и холодная. Также может применяться и полугорячий метод варки такого металла.

Холодный способ варки

Такой метод позволяет варить чугун без предварительного нагрева деталей. Особенно он актуален, когда конструкции имеют довольно большие габариты.

Обязательное условие такого способа — это использование специальных электродов.

Обычно для этого выбирают расходники, в составе которых есть железо, медь и никель. Эти элементы не приводят к образованию сплавов с углеродом, от чего шов не получается слишком хрупким.

Горячий и полугорячий способы

Это более надежные методы сварки чугуна. Детали предварительно разогревают либо в печах, либо специальными индукционными нагревателями (промышленные масштабы).

Главное — это соблюдение температурных режимов. Чугун нельзя нагревать более чем на 600 градусов. Иначе начинается процесс, которого и пытаются избежать во время сварки — изменение структуры и отбеливание (образование белого вида чугуна).

Этот способ может быть нескольких видов в зависимости от того, до какого показателя происходит нагрев. Например, при полугорячем способе детали нагреваются в пределах от 350 до 400°, а теплый предусматривает подогрев в пределах 250 градусов.

После завершения сварки детали нужно медленно охлаждать (иногда до 5 суток!), чтобы шов не треснул от слишком быстрого снижения температуры.

Горячие способы сварки более трудоемки. Но позволяют при этом получить качественные соединения.

Как варить чугун полуавтоматом

В большинстве случаев использование полуавтоматической сварки позволяет получать сварные швы очень высокого качества. Все дело в устройстве такого аппарата. Швы ложатся точечно и каждая отдельная точка как бы вбивается в поверхность металла. При этом полуавтомат не разогревает слишком большие площади. Итак, как варить чугуны полуавтоматом?

Подготовительные работы

Независимо от используемого оборудования, будь то ручной инвертор или полуавтомат, чугун нужно подготовить к сварке.

Металл тщательно очищают от загрязнения, если есть следы масла — его удаляют растворителями.

Сами кромки нужно расширить по всей длине (для этого можно использовать болгарку или зубило). Однако нужно делать зачистку очень аккуратно, удаляя металл в несколько подходов послойно!

При заваривании трещин по ее края нужно засверлить точки, иначе растрескивание может получить продолжение в процессе сварки.

Также, при толщине детали больше чем 5 миллиметров, по краям нужно сделать фаску под углом в 45-60 градусов. Тонкие изделия варят с использованием графитовых подкладок, чтобы можно было избежать вытекания расплава и прожигания металла насквозь.

Выбор проволоки

Как было сказано выше, не стоит пытаться заварить чугун, используя стальные виды проволок для полуавтомата. С их применением этот процесс становиться нереальным без повреждений.

Сегодня существуют специальные виды сварочной проволоки для работы по чугуну.

Их подбирают в зависимости от выбранного способа сварки.

• Проволока с маркировкой ПП АНЧ-1 — используется в процессе варки без подогрева (холодный метод).
• При полугорячем подогреве до 350 градусов применяют сварочную проволоку марки ПП АНЧ-2.
• И, конечно же, при горячем нагревании до 600 градусов применяют расходник с маркировкой ПП АНЧ-3.

Каждый из этих расходных материалов представляет собой порошковую проволоку (маркирование ПП), в составе которой есть уже необходимые элементы (медь, кремний, железо, никель и прочие). Благодаря чему можно сваривать чугун полуавтоматом.

Сварочный процесс

Проведя всю необходимую подготовку, приступают к сварке металла. Лучше всего использовать горячий метод. Для этого деталь нагревают до 600 градусов в печи, после нагрева нужно сразу же начинать сварку.

Нагревание нужно контролировать, чтобы не превышать допустимые показатели. Если все таки произошел перегрев, ни в коем случае нельзя допустить попадания воды на металл. Даже капля приведет к образованию трещин и окончательно испортит изделие.

• Нужно особо уделить внимание настройке сварочного оборудования. На полуавтомате чугун варят на малом постоянном токе и с обратной полярностью.
• Под детали укладывают графитовую подкладку (подформовку).
• Держатель ведут под углом в 50-60 градусов к поверхности свариваемых деталей. Главное — это видеть конец проволоки и контролировать весь процесс.
• Шов накладывают в несколько слоев за два три прохода.
• Во время ведения первого шва не нужно делать колебательных и поперечных движений, как в случае со сталью.
• Следующие проходы можно делать с использованием поперечных ведений кончика проволоки.
• После окончания сварки нужно удалить шлак и обеспечить постепенное остывание детали. Для этого металл накрывают или засыпают негорючим материалом (асбест, древесный уголь).

Сварочный процесс полуавтоматом происходит намного быстрее, чем при ручном режиме. Стоит предварительно потренироваться в скорости ведения шва и подачи проволоки!

Также для защиты сварочной ванны от поступления кислорода можно использовать полуавтоматический режим сварки с использованием подачи аргона.

А что Вы можете добавить к данному материалу статьи? Поделитесь своим опытом в сварочных работах с использованием полуавтоматических аппаратов в блоке комментариев. Какими видами проволоки вы пользовались и какие настройки выставляли на полуавтомате?

Сварка чугуна полуавтоматом: способы, оборудование

Массовое производство требует быстрого изготовления большого количества деталей. Повысить производительность можно сваркой чугуна полуавтоматами в среде защитных газов. Создание швов любой длины производится за одну установку. Экономится время на смену расходных материалов. На одном оборудовании производится сварка чугуна по разным технологиям. Изменяются только приспособления, проволока и режимы сварки.

Сварка полуавтоматом (Фото: Instagram / umkural)

Почему трудно варить чугун

Чугун содержит большое количество углерода, который при нагреве начинает взаимодействовать с кислородом и переходит в газообразное состояние. Это приводит к образованию газовых раковин внутри шва.

Структура металла крупнозернистая с графитовыми включениями по границе кристаллов. В результате чугун хрупкий, в низкой теплопроводностью. При резком нагреве образуются трещины по границе температур.

Низкая температура плавления и высокая жидкотекучесть высокоуглеродистого металла приводит к тому, что при сваривании основной металл переходит в жидкое состояние раньше электрода и присадочной проволоки. При этом его трудно удержать в ванне, он вытекает через малейшие трещины и зазоры.

Способы сварки

Варить чугун полуавтоматом можно в разных температурных режимах, с соответствующей проволокой:

• холодный без нагрева детали ;
• теплый или полугорячий с подогревом до 300⁰;
• горячий — деталь прогревают до 600⁰.

Технологический процесс полуавтоматической сварки в каждом случае свой. Шов получается с разными эксплуатационными характеристиками.

Нагрев детали перед сваркой (Фото: Instagram / svarka70)

Холодный метод

Холодные чугунные детали варят короткими швами, практически точечными. Металл не должен успеть прогреться и потрещать. Основание проволоки — сталь с покрытием из меди.

Швы получаются пластичные, мягкие, с высокой прочностью на разрыв и изгиб. Не выдерживают больших динамических нагрузок и перепада температур.

Полугорячий метод

Применяется в основном, чтобы сваривать тонкостенные детали. Проволока используется медно-никелевая, чугунная с покрытием меди и наоборот, чугунная пыль служит обмазкой для меди и флюсом.

Швы до 5 мм толщиной можно не заделывать. Чтобы металл не вытекал нужно подложить медные подкладки.

Соединения получаются прочные, иногда даже превосходят по твердости основной металл.

Горячий метод

Прогрев чугуна перед сваркой позволяет создавать прочные соединения деталей любого размера. В качестве флюса используется инертный газ, в основном аргон. Корневой шов варится прямым проходом проволоки без колебаний в стороны. От вытекания металла снизу устанавливаются медные или графитовые подкладки. Последующие проходы варятся зигзагообразно, с движением дуги от одного торца к другому.

Прочные соединения практически не отличаются от основного металла. Благодаря нагреву и изотермическому отпуску, переходная зона отсутствует.

Сварной шов (Фото: Instagram / argon4yk)

Как варить чугун полуавтоматом

Полуавтомат применяется для ремонта деталей при образовании трещин и отверстий в процессе эксплуатации и для сборки и создания изделий из чугуна. Для сварки применяются технологии:

• MAG для наплавки и заделки трещин;
• MIG при изготовлении чугунных деталей из нескольких элементов, наплавке поверхности.

В домашних условиях предпочтение отдается холодной точечной сварке.

Подготовительные работы

При подготовке деталей, кромки разделывают под углом 60⁰ на станке. Небольшие трещины выбираются болгаркой. Использовать зубило и другой инструмент с динамическими нагрузками не рекомендуется. Хрупкий металл разрушится.

Поверхности следует очищать от грязи и масел, используя растворители, очищенный бензин. Заготовки выставляются и прихватываются. После этого производится сварка. Положение горизонтальное, пол.

Подготовка материалов (Фото: Instagram / kievwelding)

Выбор проволоки для чугуна

Марка расходного материала выбирается в зависимости от температурного режима. На производстве в основном используется проволока:

• ПП АНЧ-1 — холодная сварка;
• ПП АНЧ-2 — режим с подогревом детали;
• ПП АНЧ-3 — нагрев до 600⁰.

В состав стержня входят медь, никель, железо и кремний.

Процесс сварки

Оборудование настраивается на малый ток с обратной полярностью. Под шов устанавливают графитовую подкладку. Сварка чугуна производится в зависимости от технологии, короткими точечными швами или многорядными.

Защитный газ включается за 5–7 сек до разжигания дуги, и закрывается через 10 сек после завершения работы.

После наложения шва с него сразу же сбивается шлак или делается прокол.

В домашних условиях сварка чугунных деталей на полуавтомате проводится с целью ремонта. Можно заделать трещину, наплавить небольшую поверхность. Все делается по холодной технологии.

Смотрите видео об одном простом способе сварки чугуна полуавтоматом:

Сварка чугуна полуавтоматом: технология и особенности процесса

Сварка чугуна требует особого внимания сварщиков. Этот металл отличается хрупкостью, швы образуются ненадежные, рыхлые из-за высокого содержания углерода в сплаве. По технологии наплавки можно варить чугун полуавтоматом. Только прежде необходимо правильно подготовить свариваемые поверхности, выбрать нужную проволоку. Опытные специалисты поделятся профессиональными секретами.

Особенности сварки чугуна

При реставрации литых деталей важно не перегревать рабочую зону, чтобы не прожечь деталь. При быстром охлаждении металл становится белесым – сплав теряет прочность из-за нарушения структуры. Чугун очень текучий, сквозные дефекты толстых деталей заделывают длительной наплавкой. Трещины приходится разделывать до основания. При высокотемпературном соединении металла без защитной атмосферы из-за выгорания углерода шов становится рыхлым, пористым, непрочным.

Учитывая особенности сварки чугунных деталей, практики разработали несколько методов реставрации чугунных изделий. Для этого применимы практически все виды сварки, главное выбрать нужный температурный режим. Удобней всего наплавлять углеродистый сплав полуавтоматом.

Способы сварки чугуна

Чтобы металл сохранял свою структуру, его прогревают локально или полностью. Если нет особых требований к прочности соединения, нужно только восстановить целостность детали, варят металл без нагрева.

Холодный метод

Самый простой способ заварить габаритную деталь в гараже или дома. Холодная сварка чугуна не предполагает нагрева сварочной зоны. Для наплавки используют медно-никелевые электроды, имеющие низкую температуру плавления, большую вязкость. Такая присадка не взаимодействует с углеродом, одновременно выполняет роль защитного флюса. Металл варится без защитной атмосферы, на воздухе. Для стыковых швов, испытывающих динамические нагрузки, такой метод неприменим. Для истертых поверхностей, неглубоких трещин (не больше ½ толщины детали) он подойдёт.

Полугорячий метод

Разделяют полугорячий и теплый методы. При первом предусмотрен нагрев всей детали или области дефекта до + 350–400°C, при втором – до + 250°C. Удобство такого способа сварки ковкого чугуна заключается в необязательности демонтажа деталей, можно обойтись паяльной лампой. Внимательно нужно отнестись к охлаждению рабочей зоны. Шов потихоньку подогревают, пока он полностью не окрепнет. Времени на подогрев и охлаждение уходит много, зато шов будет прочным, надежным.

Горячий метод

Деталь демонтируют, помещают в печь, постепенно нагревают. Высокоуглеродистый сплав плавится при +750°C, поэтому допустимая температура прогрева не выше + 650°C. Велик риск ожогов, средствами защиты пренебрегать нельзя. Горячая сварка чугуна обеспечивает высокую прочность заделки трещин. Но это самый трудоемкий метод, для прогрева крупной детали требуется несколько часов. Нужно умудриться закрепить горячее изделие перед работой. После сварки шов охлаждают постепенно, на несколько дней реставрированное изделие оставляют в печи. Важно следить, чтобы на металл не попадала вода – чугунина моментально растрескается на мелкие куски.

Как варить чугун полуавтоматом

Имея полуавтомат, можно реставрировать металл в домашних условиях. Подойдет любая технология:

• MIG – использование инертного газа;
• MAG — наплавка присадки в среде углекислого газа.

При сварке чугуна полуавтоматом высокое качество гарантировано: присадка ложится равномерно, она поступает ко шву автоматически. Точечная технология не предусматривает глубокого прогрева детали из-за ограниченности площади контакта.

Если нужно надежное соединение, работающее под нагрузкой, изделия предварительно разогревают до нужной температуры.

Подготовительные работы

Многое зависит от качества разделки трещин, их вырезают на всю глубину. Чтобы заварить чугун, углы сглаживают, шлифуют. Разделка превышает по верху первоначальные размеры дефекта до 6 см, углубляется на 1-2 мм. Конечные точки обычно засверливают для надежности. Угол разделки – 45°. Масляные пятна обжигают или обезжиривают. Тонкие изделия варят на подкладке из графита, он нужен для амортизации. На подформовке металл не «трещит». Кромки обязательно очищают, сметают пыль, стружку. Любое включение снижает прочность шва.

Выбор проволоки для чугуна

По чугуну применяется медесодержащая сварочная проволока. Без подогрева выбирается присадка с маркировкой ПП АНЧ-1; для температуры до + 350°С – порошковую проволоку АНЧ-2; АНЧ 3 предназначен для высокой температуры.

Процесс сварки

Угол наклона держателя к свариваемой поверхности не должен превышать 60°. В таком положении удобно осматривать рабочую зону, следить за процессом сварки, подачей проволоки. Сначала прихватывают края трещины, затем делают первый проход. Шов накладывают фрагментами до 3 см длиной. Многослойность соединения зависит от толщины реставрируемого металла. Каждый последующий шов сначала проковывается молотком, сбивается окалина. Следующий слой наплавки перпендикулярен предыдущему – так обеспечивается прочность. Когда работа закончена, восстановленное изделие убирают для медленного остывания. Только потом шов окончательно очищают, выравнивают валик, если есть необходимость.

Перед ответственной сваркой начинающим лучше сначала потренироваться, чтобы соблюдалась скорость движения подающей насадки.

Можно ли сварить чугун полуавтоматом

Наверняка я многих людей есть полуавтоматический сварочный аппарат. Часто такие люди задаются вопросом, как сварить чугун полуавтоматом и можно ли вообще это осуществить? Прежде всего Вам нужно знать, что чугун представляет собою сплав железа с углеродом. Содержание углерода в чугуне составляет не менее 2,14%. Кстати, углерод присутствует и в стали. Примечательно, что в природе чистого металла практически не существует, поэтому в стали, какой бы чистой она не была, в ней есть процент углерода. Он составляет не более 2,14%. В природе чугуна не существует. Чугун — это сплав, выведенный людьми. Взяв во внимание то, что чугун содержит много углерода, разумно заключить, что он будет хрупким. Несмотря на то, что он является прочным металлом, он в это же время хрупок. Многие люди, которые по много лет работали сварщиками считают, что сварить чугун полуавтоматом нереально. Однако такие люди ошибаются, потому что сваривать чугун полуавтоматической сваркой реально. Для этого Вам нужно использовать специальную порошковую проволоку, которая позволяет качественно и быстро сварить нужное Вам чугунное изделие. Эта проволока называется ПП-АНЧ-3. Её лучше всего использовать с подогревом, ведь подогрев способствует наивысшему качеству сваривания. Также при сваривании используются не окислительные и фторидные флюсы. Такая сварка дает Вам возможность получать качественные швы максимально быстро и с небольшими затратами. На сегодняшний день эта сварочная проволока имеет большой успех в продажах благодаря высокому качеству, потому что многие профессиональные сварщики пользуются только наилучшим сварочным оборудованием. Как видите, сваривание чугуна полуавтоматической сваркой — это несложный процесс, однако при сваривании чугунных изделий нужно быть внимательными и никогда не допускать перегрева металла, потому что чугун может пустить трещину, а в дальнейшем, может быть, и вовсе расколоться. Поэтому Вам нужно быть внимательными, чтобы не навредить своему изделию. Помимо того, что Вы можете испортить изделие, Вы можете еще и попросту потратить впустую время, пытаясь что-то сделать после сильного перегрева металла. Как же лучше быть просто немного внимательнее и избегать многих проблем. Однако если же все-таки у Вас произошел перегрев металла, Вам нужно его оградить от попадания даже капли воды, то есть ни в коем случае нельзя допускать резкое остывание металла. Для того, чтобы не возникало таких ситуаций, для Вас будет лучше всего предварительно разогреть свариваемый металл, а только потом начинать его сваривание. Только сваривание нужно начинать сразу же после окончания подогрева чугуна да 600 градусов. Сваривание после подогрева поможет Вам избежать резкого повышения температуры металла и позволит производить сваривание без какой-либо угрозы. Избегая перегрева металла, используя сварочную проволоку ПП-АНЧ-3 и предварительно разогревая металл, Вы сможете быстро и удобно производить сваривание чугуна полуавтоматической сваркой.

Сварка чугуна полуавтоматом — Полуавтоматическая сварка — MIG/MAG

попалась такая книга

Потапьевский А. Г.

Сварка в углекислом газе. — М.: Машинострое-

ние, 1984. — 80 с, ил.— (Б-ка электросварщика).

25 к.

Кратко описаны современные способы сварки в углекислом газе и

его смесях с аргоном и кислородом главящимся электродом сталей

толщиной 0,8—30 мм во всех пространственных положениях. Приве-

дены типичные режимы сварки и свойства сварных соединений, даны

рекомендации по повышению качества швов и производительности

сварки. Приведены краткие сведения о серийной отечественной аппа-

ратуре, даны рекомендации по повышению надежности ее работы,

организации работ.

Для рабочих и мастеров сварочного производства.

2704060000-164 ББК 34.641

П—164-84

038(01)-84 6П4,3

 

Технология сварки и наплавки чугуна

 

Изделия из ковкого и высокопрочного чугуна успешно

сваривают и наплавляют в С02 проволоками Св-08ГС, Св-

08Г2С, Нп-ЗОХГСА и порошковыми Q 0,6—1,4 мм без

43

предварительного подогрева. В случае необходимости полу-

мения металла шва, который можно обрабатывать механи-

чески, используют проволоки Св-08ГС и Св-08Г2С. Свойства

сварного соединения зависят от силы тока, скорости свар-

ки и техники ее выполнения. При сварочном токе 50—100 А,

напряжении 10—20 В металл шва имеет ферритно-перлитно-

сорбитную структуру. Зона термического влияния и сплав-

ления имееттрооститно-мартенситную структуру с участка-

ми ледебурита по линии сплавления. Трещины в зоне терми-

ческого влияния отсутствуют. При сварке на больших

токах в шве появляются мартенсит и ледебурит, а в зоне тер-

мического влияния — участки отбела и микротрещин. При

повышении напряжения увеличивается доля чугуна в ме-

талле шва и возможно образование трещин.

Для уменьшения доли основного металла в металле

шва наплавку выполняют с перекрытием предыдущего ва-

лика на 1/3 его ширины. Дугу при этом направляют на

ранее наплавленный валик. Скорости сварки и наплавки вы-

бирают, исходя из условия получения» минимальной доли

основного металла в металле шва и допустимого разогрева

детали. Вт отдельных случаях для получения соединений

с минимальным изменением структуры зоны термического

влияния сварку и наплавку выполняют каскадом или с на-

ложением отжигающих валиков. При этом металл шва имеет

ферритно-перлитную структуру без заметных изменений

структуры в зоне термического влияния.

По данным Ф. И. Петренко, при наплавке проволокой

Нп-ЗОХГСА 0 1—1,2 мм’на высокопрочный чугун металл

шва состоит из троостита, мартенсита и остаточного аустени-

та. Твердость металла значительно выше, чем при использо-

вании проволоки Св-08Г2С. Сварку чугуна со стальными де-

талями выполняют проволокой Св-08Г2С 0 1—1,4 мм, режи-

мы сварки выбирают из тех же соображений, что и при свар-

ке чугуна. При сварке стальных и чугуннь^ деталей

встык и внахлестку сварку часто выполняют с предвари-

тельной облицовкой чугуна путем наплавки его кромок

проволокой Св-08ГС или Св-08Г2С 01—1,2 мм. При выпол-

нении основного шва улучшается структура облицовочного

слоя и зоны термического влияния в чугуне. Сварка в СОа

тонкой проволокой нашла применение в автомобильной и

тракторной промышленности при соединении стальных

патрубков с чугунными фланцами, при восстановлении из-

ношенных деталей (ступиц колес, коленчатых валов и др.)

44

из ковкого и высокопрочного чугуна, при сварке в сантех-

нике труб из серого чугуна.

Для холодной сварки серого чугуна в ИЭС им. Е. О. Пато-

на разработана порошковая проволока ПП-АНЧ-1, имеющая

состав: 7—7,5 % С; 4—4,5 % Si; 0,4—0,8 % Мп; 0,4—0,6 %

Ti и 0,6—0,9 % А1. Эта проволока с учетом окисления эле-

ментов и разбавления основным металлом на 45—60 % при

сварке со средней силой тока обеспечивает получение наплав-

ленного металла и зоны сплавления без отбела и трещин.

Структура металла шва — феррит с точечным и розеточ-

ным эвтектическим графитом. Механические свойства ме-

талла шва близки свойствам основного металла. Исполь-

зование в качестве защиты С02 или С02 + 02 обеспечивает

малое содержание в шве водорода и малую склонность метал-

ла шва к образованию пор.

Для холодной сварки серого чугуна без защиты газом в

ИЭС им. Е. О. Патона разработана проволока сплошного

сечения ПАНЧ-11. Сваркувыполняют проволокой 0 1 —

1,2 мм на тех же режимах и тем же оборудованием, что и

при сварке в С02. Эта проволока обеспечивает при сварке

на токе до 100 А отсутствие зон отбела. Применяют про-

волоку в основном для заварки трещин в блоках двигателей

 

может кто пробовал таким способом, насколько прочный сварочный шов?

и еще вопрос образцы проволки по 0,8 кг Ф0,9 для без газовой сварки полуавтоматом — это ПАНЧ-11? у продавцов на базаре спрашивать бесполезно (хорошо хоть полавтомат отличают от инвертора).

заранее прошу прощения за ошибки оцифровки.

Сварка чугуна полуавтоматом

Чугун обладает поразительными свойствами, которые сочетают в себе высокую износостойкость и хрупкость. В строительстве сплав железа с углеродом (чугун) популярен из-за своих литейных качеств – из чугуна можно отлить изделия самых разных форм. Повреждения на готовых чугунных изделиях восстанавливаются с помощью термической обработки – сварка чугуна полуавтоматом помогает устранить трещины и другие изъяны.

Особенности сварки чугуна

Чугун как искомый материал не существует в природе. Этот сплав железа и углерода был выведен людьми для строительства стойких монолитных конструкций и долговечных мелких деталей. Содержание углерода (>2,14%) в чугуне обуславливает его хрупкость при термическом воздействии.

Чугун имеет сложнейшую технологию сварки, которая объясняется специфическими характеристиками материала:

Виды чугуна

• высокая текучесть при повышении температур;
• низкая температура плавления;
• большая пористость материала.

Чугун отличается специфической реакцией на термическое воздействие. Высокая текучесть чугуна проявляется при его нахождении в условиях предельных температур. Обрабатываемый шов быстро расплавляется, а жидкая субстанция, образовавшаяся на месте шва, плохо регулируется инструментами сварки. В жидкой сварочной ванне сложно контролировать качество полученного соединения.

Сваривание тонких чугунных пластин сопровождается дефектами, которые выражаются в образовании затвердевших капель на обратной стороне детали. Для предотвращения таких изъянов при сварке используются графитовые подкладки, фиксирующие пластины в нужном положении. Формирование шва нужной конфигурации при сварке чугуна – сложный и тонкий процесс, доступный только после многочисленных тренировок.

Низкая температура плавления чугуна также добавляет сложности в общий процесс сварки. Соприкасаясь с накалённой электрической дугой, чугун быстро перегревается. В результате происходит хаотичное застывание общей массы, которое зачастую сопровождается образованием микротрещин в структуре шва. Повторное прокаливание материала создаёт непривлекательный шов, который, к тому же, может быть слабым на излом.

Свойства и применение чугуна

Подготовка к процессу сварки

Многие специалисты, работающие со сварочным оборудованием, утверждают, что произвести чугунную сварку с помощью полуавтомата невозможно. Но это убеждение далеко от правды, так как технология сварки полуавтоматом действительно сложна, но реальна в исполнении.

Независимо от того, какого типа оборудование применяется, чугун необходимо подготовить к обработке. Металл очищают от загрязнений и коррозии, а следы масла удаляют с помощью специальных растворителей. Зачистка материала с помощью болгарки или зубила должна проходить предельно аккуратно, чтобы не создать дополнительные повреждения на поверхности металла.

Технологический процесс газовой сварки чугунных изделий

Если в процессе сварки планируется ремонт трещин, то необходимо провести сверление отверстий диаметром 5 мм в местах образованных дефектов. Чтобы избежать вытекание расплавленного металла за пределы кромок, по краям материала стоит организовать фаски под углом 45^о – 60^о. К оборудованию для сварки относятся баллон с газом (смесь углекислого газа с аргоном), редуктор, горелка и сварочная проволока, проводящая ток необходимой силы.

Проволока из стали не подходит для проведения сварочного процесса, так как при функционировании она может создать повреждения на поверхности чугуна. В состав проволоки уже входят компоненты, необходимые для сварки полуавтоматом – кремний, никель, железо, медь. Проволока также содержит порошок-флюс, препятствующий проникновению кислорода в сварочную ванну. В зависимости от выбранного типа сварки чугуна, используют проволоки следующих маркировок:

• проволока ПП АНЧ-1, предназначенная для холодного метода сварки;
• проволока ПП АНЧ-2, применяемая при подогреве до 350^оС;
• проволока ПП АНЧ-3 при температурном режиме свыше 600^оС.

Различные способы сварки чугуна

В зависимости от назначения чугунного изделия различают 3 основных способа сварки с помощью полуавтоматного оборудования.

Холодный способ

Этот метод сварки считается самым простым в исполнении и представляет собой соединение отдельных пластин из чугуна. Холодный способ не требует предварительного нагрева деталей и применяется на второстепенных сварочных швах, которые не будут подвергаться серьёзным нагрузкам. Форма, полученная по итогам холодной сварки, не отличается большой прочностью.

Холодный метод отлично походит для корректировки стёртых поверхностей и отдельных деталей механизмов. Такой метод реализуется с помощью работы специальных электродов, которые покрывают материал защитным слоем.

Полугорячий способ

Полугорячий метод сварки предполагает предварительный разогрев обрабатываемых деталей до температуры 360^оС. Данная технология применяется для конструкций, которые выносят определённую нагрузку. Изделия из чугуна помещаются в специальные кузни, внутри которых создан необходимый температурный режим.

Выдерживаемая температура создаёт условия, пригодные для деликатной обработки чугуна. Температура меньше 360^оС не оказывает разрушительного воздействия на сплав и предотвращает появление расколов и микротрещин в изделии.

Типы сварки чугуна

Горячий способ

Данный метод отличается большой энергозатратностью и применением дорогостоящего оборудования, но термическая обработка такого типа позволяет создать предельно качественный материал с чистыми швами и без повреждений. Для горячей сварки чугун помещается в аппарат с индукционными токами, в котором происходит нагревание изделия до 600^оС. На следующем этапе проводится сварка металла полуавтоматом, затем металл помещается в золу до остывания.

Технология процедуры

После проведения подготовительных работ и выбора подходящего метода обработки начинается сам процесс сварки чугуна. Незнание тонкостей технологии может привести к безвозвратной порче обрабатываемого изделия, поэтому стоит ознакомиться с нюансами технической процедуры.

Порядок заполнения разделки трещин во время сварки чугуна

Работа начинается с розжига электрической дуги. При термической обработке чугуна нужно контролировать выбранный температурный режим, так как отклонение от нормы температуры изменяет физические показатели чугуна. В случае перегрева стоит внимательно следить за тем, чтобы вода не попадала на поверхность металла, так как влага разрушительно воздействует на раскалённый металл.

Грамотная настройка полуавтоматного оборудования также играет большую роль в общем сварочном процессе. Нужно помнить о том, что работа с подобным металлическим сплавом осуществляется на малом показателе тока и с обратной полярностью. Под обрабатываемые детали выстилается слой из графитовых подкладок, препятствующий расплавлению предметов с обратной стороны.

Первый шов изделия накладывается с помощью горелки, которая держится под наклоном в 50-60^о. Держатель нужно вести в направлениях слева-направо, сверху-вниз без колебательных движений. В следующих проходах допускается движение держателя по диагонали и в других направлениях. Очень важно, чтобы сварщик контролировал общее прокаливание изделия и видел конец проволоки.

По завершению сварки необходимо удалить сварочный шлак и произвести постепенное остывание материала. Для достижения подобного эффекта накалённую деталь погружают в негорючий материал (древесный уголь, асбестовая стружка).

Видео по теме: Секрет сварки чугуна

Сварка и наплавление чугуна полуавтоматом – подбор сварочной проволоки

Автор perminoviv На чтение 5 мин. Опубликовано 22.03.2017

Сплав железа с углеродом, при количестве последнего более 2,14 весовых процента, называется чугуном. Благодаря отличным литейным качествам он находит широкое применение в различных отраслях промышленности и тяжелого машиностроения. При разливке массивных отливок возможно появление поверхностных дефектов литья. Одна из самых распространенных это раковина. Переплавка большой массы металла из-за незначительной выемки на поверхности не оправдана. На помощь производственникам в такой ситуации приходит сварка, способная справиться с мелким недочетом.

Использование полуавтомата для чугунов

Среди различных типов сварки особое внимание уделяется сварке полуавтоматом. Конгломерат газовой аргоновой и дуговой сварки в одном приспособлении позволяет производить сварку чугунных деталей, устранение литейных дефектов. Наплавка чугуна полуавтоматом позволяет добиться восстановления изношенного слоя практически любой толщины с сохранением свойств. Напомним, сварка полуавтоматом (метод MIG/MAG) заключается в плавлении специальной проволоки при помощи электрической дуги в среде защитного газа. Полуавтомат при помощи автоматики подает проволоку в свариваемое место наложения шва с ранее установленной сварщиком скоростью. Защитная среда газов позволяет избежать контакта кислорода из окружающей среды и металлической расплавленной ванны. Уменьшение количества шлака и газовых пузырьков в толще застывшего металла приводит к улучшению качественных и механических характеристик соединения.

Сварка полуавтоматом позволяет справиться с поставленными задачами по сварке чугуна, не зависимо от его структуры металлической матрицы, содержания и формы включений углерода. Эти параметры разделяют чугуны на

• ферритный,
• перлитный,
• серый,
• ковкий,
• высокопрочный с шаровидными включениями графита и другие.

Этот факт требует особого расчета и подхода при выборе режимов сваривания его полуавтоматом, учитывая разные физические свойства сплавов.

Выделим основные технологические критерии для определения режимных условий сварки сплава, отталкиваясь от его химических и физических свойств, а именно:

• данный материал не зависимо от структуры и процентного содержания элементов предрасположен к образованию термических трещин в приграничной зоне шва, а также в самом шве;
• без выбора специального режима соединения чугуна последующая механическая обработка на станках и ручной обработке затруднена, резание зачастую приводит к разрушению шва;
• склонность к образованию пористости шва, при несоответствии температурных требований к нагреву металла и скорости охлаждения после наложения стыка;
• наложение шва имеет трудности и ограничивается пространственным расположением, типом и маркой сварочной проволоки;
• возможность появления тугоплавких оксидов в площади ванны расплавленного металла;
• расширение шва в непредвиденных направлениях, вызванное скоростным окислением кремния.

Методы борьбы с дефектами сварочного соединения

Избежать дефектов, исходя из перечисленных факторов, поможет сварка полуавтоматом. Данный тип эффективный при применении электрошлакового типа процесса и сварочной проволоки для чугуна со специальными присадками.

В случае применения пластин, для заполнения шва, они должны быть из чугуна такого типа, как основные свариваемые элементы.

Сера в составе чугуна склонна к переходу в шов и образованию хрупких эвтектик на границе зерен, снижая механическую прочность соединения. В таких случаях применяются флюсы с десульфирующим типом с повышенным содержанием фторидов. Флюсы, присадки помогают добиться высокого качества шва при использовании полуавтомата с применением предварительного нагрева, частичным нагревом, без такового. При этом отказываться от неокислительных и фторидных флюсов нецелесообразно для любого типа сварки полуавтоматом.

Особенностью сваривания чугуна при помощи метода MIG/MAG обеспечивает сварной шов, лишенный дефектов, сопряженных с внутренними напряжениями, возникающими при температурных превращениях фаз, переходе металла из жидкого вида в твердый, при зарождении и росте кристаллов графита. Визуализацией качества сварного соединения является отсутствие трещин и микротрещин на поверхности шва, отсутствие раковин при снятии верхнего слоя металла после механической обработки.

Отличительной чертой сваривания чугуна с наведением электросварочного шлака всегда было получение шва, исключающего отбел металлической матрицы, закаленных областей, отсутствие или минимизация усадочных трещин.

Сварка полуавтоматом ковкого и высокопрочного чугуна

Сварка ответственных узлов из особых типов чугуна производится в среде углекислого газа проволоками марки Св-08ГС, Св-08Г2С, Нп-30ГХСА, а также порошковой проволокой, не производя предварительный нагрев свариваемых деталей и наплавляемых площадей.

• С целью уменьшения массы металла в объеме шва процесс должен производиться, соблюдая перекрытие одной трети ширины валика. Направление дуги при этом должно стремиться в сторону расплавленного металла. Для минимального изменения структуры металла шва рекомендуется использовать «каскадное» наложение шва с использованием отжигающих валиков. Именно такой технологический ход сохраняет, ожидаемую, ферритно-перлитную структуру без изменений.
• Проволока для сварки чугуна марки Нп-30ГХСА создает в толще шва мартенситные, трооститные, аустенитные включения, повышающие сопротивляемость к истиранию наплавленных слоев.
• Сваривание высокопрочного чугуна с шаровидными включениями графита со стальными деталями и заготовками происходит при помощи проволоки марки Св-08ГС, Св-08Г2С в стартовом соединении. Последний рабочий слой, для улучшения механических свойств лучше наплавить Нп-30ГХСА.

Сварка чугуна полуавтоматом — технология, хорошо зарекомендовавшая себя на различных стадиях производственных и ремонтных процессов. Она позволяет уменьшить количество брака на стадии производства чугунных отливок, продлит срок эксплуатации машин и механизмов, уменьшит непроизводственные простои, снижая себестоимость продукции и повышая рентабельность производства.