Сварка чугуна аргоном: как избежать ошибок
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Каковы особенности сварки чугуна аргоном
- Какие нужны присадки для сварки чугуна аргоном
- Какова технология сварки чугуна аргоном
- Как проверить качество сварки чугуна аргоном
Одним из популярнейших металлов в нашей стране является чугун. Он представляет собой сплав железа и углерода. Углерод в данном соединении бывает в виде цементита или графита. В зависимости от этого изменяются и сварные способности материала. Состав с цементитом не поддается сварке, а графитовые соединения прекрасно обрабатываются и свариваются. О том, как выполняется сварка чугуна аргоном и какие особенности технологии существуют, мы расскажем в нашей статье.
Особенности сварки чугуна аргоном
Существует несколько способов сварки чугуна аргоном, и все они связаны с определенными трудностями, которые обусловлены свойствами этого материала.
Различные методы соединения металлов позволяют сваривать аргоном чугун с некоторыми разновидностями стали и с другими деталями из чугуна. При этом необходимо учитывать ряд особенностей этого материала и сварочного процесса:
- Перекалка. Сварка чугуна аргоном может стать причиной перекалки околошовной зоны, поскольку чугун плавится при низкой температуре и под воздействием сварочной дуги может перекалиться. В результате вы получите трещины на поверхности. В дальнейшем это место очень сложно обработать и отшлифовать. Трещины станут причиной повышения хрупкости всего изделия. Защита от перекалки чугуна необходима. Подогрев и постепенное остывание заготовки помогают избежать данных проблем.
- Поры. Сварочные работы аргоном по чугуну становятся причиной выделения большого количества углерода. Это трудно заметить в процессе горения дуги, но во время кристаллизации сварочной ванны углерод вытесняется кислородом. В результате он выступает на поверхность, образуя поры. Чтобы защитить обрабатываемый участок чугуна от воздействия окружающей атмосферы, можно применять порошок-флюс. Кроме этого, в сварочный материал добавляют другие элементы, препятствующие выходу углерода. С помощью них можно сделать более прочную и вязкую сварочную ванну.
- Текучесть. Это свойство особенно заметно при работе с тонкими пластинами чугуна. Вследствие высокой текучести материала появляются прожиги, металл может выходить с другой стороны. Для защиты от прожига можно использовать специальные графитовые прокладки. Выполняя на них сварочные действия, сварной шов формируется на подкладке и не продавливается. В результате сохраняется целостность конструкции, которая поддерживается в месте сварки аргоном и не распадается.
Сварка чугуна аргоном проходит по специальной технологии, предусматривающей подготовку металла для последующей обработки. Подготовка состоит из следующих этапов:
- Распил трещин. Многие трещины в чугуне проникают достаточно глубоко. Выполняя сварочные работы аргоном по трещине на заготовке толщиной свыше 4 мм, вы просто заплавите верхнюю часть трещины, а внутри расколотая структура сохранится. В результате сопротивление на излом будет небольшое. Для более эффективной обработки подобных проблемных мест необходимо выполнять распил трещин тонким диском болгарки. Глубина запила зависит от толщины детали.
- Просверливание краев. Иногда край трещины просто не увидеть визуально. В связи с этим желательно просверлить отверстия по краю трещины, не доходя 5 миллиметров до конца разлома. Такие предварительные действия позволяют при выполнении сварочных работ аргоном более эффективно заполнять металлом пространство, что препятствует последующему расколу.
- Разделка кромок. Сварка чугуна аргоном часто сопряжена с перекалкой места соединения. В результате сварной шов становится хрупким. Чтобы этого не произошло, необходимо равномерно прогревать шов по длине, добавляя присадочный металл в место соединения. Грамотная разделка кромок позволит выполнить данную работу более качественно. Чтобы максимально заполнить металлом место соприкосновения толстых пластин во время сварки аргоном, необходимо предварительно сделать скосы кромки под 45°, притупив их у основания на 3-4 мм. Такой участок будет отличаться высокой устойчивостью к излому.
- Подформовка. При сваривании аргоном тонких пластин чугуна может возникать протечка жидкого металла. Чтобы поддержать нагретый участок и предотвратить его деформацию, необходимо пользоваться подкладками из графита.
Выбор присадок для сварки чугуна аргоном
Присадка при сварке чугуна аргоном имеет очень большое значение. Наибольшую популярность в качестве присадочного материала получили чугунные стержни. Самым простым способом является использование чугунных электродов без наружного покрытия.
Сварка чугуна аргоном (ТИГ) выполняется при помощи присадок со следующей маркировкой:
- «А» – при горячем сваривании.
- «Б» – при горячем сваривании с локальным нагревом.
- «НЧ-1» – при полугорячей сварке тонкостенных чугунных заготовок.
- «НЧ-2» – при полугорячей сварке толстостенных чугунных деталей.
- «БЧ» или «ХЧ» – при соединении с повышенными характеристиками износостойкости.
Толщина заготовки влияет на диаметр присадочного стержня. Диаметр присадки составляет приблизительно половину толщины чугуна.
Другим вариантом является использование никелевых присадок при выполнении сварочных работ. В таблице представлены основные типы прутков для сварки чугуна аргоном.
Марка, тип покрытия, описание | Классификация | Химический состав наплавленного металла | Механические свойства наплавленного металла |
OK Tigrod 19. 82 Пруток на основе никеля, устойчивый к коррозии и высокой температуре. Подходит для сварки и наплавки сплавов никеля, сварки разнородных металлов и соединения высоколегированных, коррозионно- и жаростойких сталей. При его использовании получается пластичный шов при низких температурах. В машиностроительной и химической отрасли с помощью этого прутка создаются емкости, трубопроводы и пр. Обычно сварку производят в чистом Ar. Ток = (-) |
ER NiCr Mo – 3/ AWS A5.14 |
C < 0,01 Mо 9,0 Cr 22,0 Nb +Ta 3,5 |
Предел текучести 500 МПа Предел прочности 800 Мпа Удлинение 35% КCV +20 °С 130 Дж — 105 °С 120 Дж — 196 °С 110 Дж |
OK Tigrod 19. 85 Пруток из коррозионно- и жаростойкой проволоки на никелевой основе для сварки и наплавки никелевых сплавов, сварки высоко легированных коррозионно- и жаростойких сталей, а также для соединения разнородных металлов. Обычно сварку производят в чистом Ar. Ток = (-) |
ER NiCr- 3/ AWS A5.14 |
C < 0,05 Mn 3,0 Cr 21,0 Nb +Ta 2,5 Ni > 67,0 |
Предел текучести 425 МПа Предел прочности 700 Мпа Удлинение 44 % КCV +20 °С 150 Дж — 196 °С 145 Дж |
OK Tigrod 19. 92 Пруток на основе никеля, легированный титаном. Подходит для соединения изделий из никеля (мин. 99,6 %), работающих в агрессивной среде. Обычно сварку производят в чистом Ar или смеси Ar-He. Ток = (-) |
ER Ni – 1 / AWS A5.14 |
C 0,02 Mn 0,4 Cu 0,1 Ti 3,0 Al 0,1 Ni > 93,0 |
Предел текучести 300 МПа Предел прочности 500 Мпа Удлинение 27 % КCV +20 °С 190 Дж 0 °С 210 Дж -20 °С 290 Дж |
Технология сварки чугуна аргоном
Соединение чугунных деталей при помощи аргона выполняется так же, как и сваривание других металлов. Технология достаточно однотипная. Выполняется настройка сварочного аппарата, чтобы подавался ток мощностью 40–80 ампер. Данный диапазон мощности позволяет соединять детали разной толщины. Опытным путем вы сможете понять, какая именно мощность подходит для той или иной детали. Главное, чтобы во время сваривания аргоном не было слышно характерного хруста, что свидетельствует о растрескивании шва.
Непосредственно сварной шов можно делать в двух направлениях: двигаясь горелкой впереди присадочного прутка или позади. Качество шва не зависит от направления. При соединении двух толстых заготовок предварительно понадобится сделать Х-образную кромку, а сам шов при сваривании проварить с обеих сторон.
При выполнении сварочных работ аргоном следует обращать внимание на несколько моментов:
- Сварочный присадочный стержень допускается опускать в сварную ванну лишь после его нагрева.
- Не выносите присадку из зоны сваривания до окончания сварочных работ. Хотя при формировании сварного шва после заполнения ванны расплавленным металлом присадочный элемент вам может помешать. Ведь в это время вам необходимо разровнять материал. Правда, для этого необходимы лишь доли секунды, за которые пруток не остынет.
- Работа неплавящимся электродом в аргоне не должна прерываться. В случае приостановки процесса необходимо новый шов начинать с края сделанного ранее и уже затвердевшего.
- Сварка чугуна аргоном выполняется довольно быстро и пламя горелки должно все время двигаться. Если задержаться дольше на одном месте, то чугун сильно нагреется и в этом месте будет испаряться углерод. В результате металл станет более прочным и твердым, что уменьшит его сварные возможности.
- Работать аргоном лучше всего в нижнем положении. Эта позиция не позволит расплавленному металлу под действием собственной тяжести и давления аргона вытечь из сварной ванны.
Рекомендовано к прочтению
При сварке аргоном двух толстостенных чугунных болванок между ними может быть слишком большой зазор. В этом случае понадобится сделать несколько слоев наплавки. Для предотвращения появления пор в расплавленном металле желательно иногда перемешивать содержимое сварочной ванны. Своевременное помешивание выведет из металла растворенные в нем газы.
Простая технология сварки чугуна аргоном является довольно эффективным методом. Высокое качество работы будет обеспечиваться медленным охлаждением заготовки естественным путем.
Контроль качества сварки чугуна аргоном
Выполнив сварочные работы аргоном, следует подвергнуть изделие тщательному контролю, чтобы выявить возможные дефекты сварного шва. Визуально вы сможете увидеть крупные дефекты: трещины, подрезы, поры, непровары и пр. Но есть и недостатки, которые глазу не видны. В глубине металла могут быть трещины и другие нарушения структуры, которые можно обнаружить только с помощью специальных приборов.
Современная технология предполагает различные способы контроля качества сварных швов. Они зависят от технического оснащения, способностей к обнаружению различных дефектов и принципа их действия. Все виды контроля сварных швов делятся на неразрушающие и разрушающие. Конечно, методы, не нарушающие целостности детали, являются предпочтительными.
- Внешний осмотр.
Внешний осмотр является начальным уровнем контроля сварных соединений. Он позволяет обнаружить все видимые дефекты и некоторые скрытые. Так, на частый обрыв дуги будет указывать разная высота и ширина шва, его неравномерность. Такие нарушения приводят к непровару.
Для того чтобы выполнить внешний осмотр, необходимо очистить швы от брызг металла, окалины и шлака. Допускается применение 10%-ного раствора азотной кислоты и промывка шва спиртом. Такая обработка помогает очистить поверхность и придать ей матовость. В результате на ней будут более заметными поры и мелкие трещины. Чтобы металл не разъедался, в дальнейшем азотную кислоту необходимо смыть спиртом.
С помощью такого визуального контроля можно увидеть любые трещины, поры, непровары, изменения геометрии шва, наплывы.
Значительно повышает эффективность визуального осмотра использование лупы с 10-кратным увеличением. Такой инструмент даже маленький дефект вынесет на поверхность. В лупу виден любой пережог металла, микротрещинки, малозаметные подрезы. С помощью нее можно следить за изменением состояния какой-либо трещины в процессе эксплуатации.
- Капиллярный контроль.
В основу этого вида контроля заложена капиллярная активность жидкостей. Они могут втягиваться и проникать в мельчайшие каналы на поверхности материала. Такими каналами могут стать поры и трещины сварного шва. Высокая смачиваемость жидкостей и маленький радиус капилляра значительно увеличивают глубину и скорость их проникновения в материал.
Метод капиллярного контроля применим для цветных и черных металлов, для ферромагнитных и неферромагнитных материалов, для керамики, пластмассы и стекла. Этот метод позволяет обнаружить визуально незаметные поверхностные дефекты, а при использовании керосина можно увидеть и сквозной дефект.
Для капиллярного контроля разработан ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования».
- Магнитная дефектоскопия.
Качество сварки чугуна аргоном можно проконтролировать с помощью магнитного дефектоскопа. Принцип его действия основан на электромагнетизме. Вокруг изучаемой области создается магнитное поле. При наличии дефектов в этом месте нарушается прохождение электромагнитных линий. Это искажение фиксируется с помощью магнитопорошкового или магнитографического способа. Магнитопорошковый способ подразумевает нанесение на поверхность сварного соединения сухого или влажного ферромагнитного порошка. При наличии дефекта он скапливается в месте нарушения, сигнализируя об этом.
Почему следует обращаться к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Недаром есть выражение «чугун – хлеб промышленности». Первый раз такое произносили еще в начале XX столетия. На протяжении прошедшего века появилось множество сортов, да и качество обработки заметно повысилось. Сегодня этот материал широко используется для производства самых разных вещей, что объясняется высоким уровнем износостойкости. Но с течением времени даже такой прочный металл начинает утрачивать свои качества. Тогда в дело вступает сварка с использованием газа аргона.
Ранее, чтобы добиться получения качественного шва на долгое использование изделий, уходило много сил, да и работа была очень тяжелой. Сегодня процесс по-прежнему сложен в реализации, зато теперь он стал доступен домашним мастерам.
Особенности технологии свариваемых изделий из чугуна
Соединение изделий из чугуна осуществляется таким же образом как в случае с другими металлами. При этом структура самого сварного шва идентична с основным материалом. Технология сварки в обязательном порядке включает предварительный нагрев с последующим неторопливым охлаждением.
Когда свариваемые чугунные детали находятся на стадии предварительного нагрева, структура металла меняется, что приводит к выделению графита. Итогом этого становится повышение пластических свойств материала. Если сварка выполняется с применением электрода из графита, это позволяет избежать попадания в шов металлических примесей. Помимо него в ход идут специальные чугунные пластины, а также порошковая проволока.
По окончании ТИГ сварки соединенные заготовки необходимо в обязательном порядке охлаждать. Сложность всей процедуры в том, чтобы не допустить резкого снижения температуры – все должно проходить в постепенном режиме. Причем если просто оставить детали при комнатной температуре, далеко не всегда можно достичь нужного эффекта. Именно по этой причине применяются различные изоляционные материалы. Ими закрываются заготовки и оставляют остывать на какое-то время. Или же можно просто засыпать их полностью песком, что применяется многими домашними мастерами.
Холодная процедура
В условия промышленности активно используется методика холодной сварки чугуна, которая не требует предварительного прогрева. Существует несколько разновидностей, но зачастую используется три вида, исходя из материалов электродов:
- сталь;
- цветные металлы;
- низкоуглеродистая сталь.
Такая разновидность хороша тем, что заметно упрощает изготовление чугунной продукции, сразу исключив два этапа. Соответственно и стоимость будет ниже. Вдобавок предварительный прогрев требует привлечение специального оборудования.
Соединение чугунных заготовок аргоном холодным методом обладает одной особенностью – процесс необходимо вести током с малой величиной. Это не допустит смешивания всех элементов в сварном соединении. Помимо этого, с металла снимается остаточное напряжение, что обычно разрушает сварной шов. Ко всему прочему газовая среда выступает в качестве определенного защитного барьера. Вероятность обретения чугуном хрупкости сводится к минимуму.
Подготовительный этап
Данная процедура нуждается в более тщательном и внимательном отношении, нежели при соединении других металлов. Это обусловлено качествами самого чугуна – он склонен к разрушению и образованию трещин.
В ходе подготовки выполняются следующие операции:
- Края соединяемых деталей следует хорошо очистить от загрязнений – грязи, ржавчины, шлака.
- Имеющиеся трещины распиливаются, иначе она закроется только сверху, а в глубине металла останется слабая структура.
- Проводится разделка кромок по всей длине шва со скосами под углом в 45°, а острые грани закругляются. Такая мера обеспечивает равномерный нагрев.
- Изделия помещаются на графитовые подкладки, которые позволяют избежать утечки расплавленного металла, а сами изделия не будут деформированы.
При наличии незначительных масляных загрязнений они убираются органическим растворителем либо выжигаются с использованием газовой горелки.
Используемые материалы и оборудование
Для соединения чугунных заготовок понадобится как соответствующие материалы, так и главный инструмент процедуры – специальное оборудование. Без всего этого работу просто невозможно выполнить.
Присадочный материал
Это необходимая атрибутика для сварки чугуна аргоном, без которой просто не обойтись и поэтому выбор присадок имеет первостепенное значение. Широкое распространение получили чугунные прутки. Причем те, у которых отсутствует наружное покрытием.
Самыми популярными марками присадок для соединения чугунных изделий в среде аргона являются:
- «А» – соответствует горячей сварке.
- «Б» – указывает на принадлежность к горячей ТИГ сварке с использованием локального прогрева заготовок.
- «НЧ-1» – обозначение соединения тонких изделий из чугуна посредством полугорячей сваркой.
- «НЧ-2» – применимы к полугорячей сварке чугунных изделий с толстыми стенками.
- «БЧ, ХЧ» – для сварного шва с высокой стойкостью к износу.
Также для аргонной сварки ТИГ допустимо использовать никелевые присадки. Ниже в таблице представлены марки данной разновидности присадочного материала с перечислением свойств и состава.
Марка | Механические свойства | Химический состав | ||
---|---|---|---|---|
Предел текучести, Па | Предел прочности, МПа | Удлинение, % | ||
OK TIGROD 19.82 | 800 | 500 | 35 | C |
OK TIGROD 19.85 | 700 | 425 | 44 | C -67,0 |
OK TIGROD 19.92 | 500 | 300 | 27 | C-0,02, Mn-0,4, Cu-0,1, Ti-3,0, Al-0,1, Ni ->93,0 |
Диаметр присадочного прутка подбирается, исходя из толщины чугунных изделий – он должен быть в два раза меньше размера стенок.
Оборудование
Для сваривания изделий из чугуна в среде газа используется аргонодуговой аппарат. Данная разновидность оборудования включат два режима сварки:
- электрическая;
- газовая.
В итоге неразъемное соединение приобретает необходимо качества для дальнейшей долговременной эксплуатации. При этом в продаже можно встретить разнообразие моделей автоматического или полуавтоматического типа.
Полуавтомат с использованием инвертора дает качественный шов. Однако перед работой заготовки необходимо предварительно нагреть до температуры не менее 300 °C. Далее остается внести необходимые настройки – задать силу тока, скорость подачи присадки и тока. Инструкция по эксплуатации оборудования содержит сведения касательно напряжения, которое предусмотрено к конкретному случаю.
При использовании автоматических приборов предпочтение отдается порошковым присадкам. Участие человека в процессе сварки сводится лишь к установке аппарата на место сварного соединения, а все остальное он способен сделать самостоятельно.
Процедура сварного соединения чугуна
Для получения качественного сварного шва следует строго придерживаться определенной технологии:
- первым делом подготовить соединяемые изделия.
- Настроить режим сварки.
- Правой рукой вооружиться горелкой, а левой взять присадочную проволоку.
- Газ из горелки следует подать за 20 секунд до начала процесса.
- Между швом и электродом следует выдерживать расстояние в 2 мм.
- Включить аппарат – на электрод тут же поступает напряжение, из-за чего возникнет электрическая дуга.
- В область сварного соединения подается аргон. Присадка начнет плавиться и в жидком виде начнет заполнять пустоту между соединяемыми изделиями.
- После формирования сварного шва нужно дать заготовкам остыть.
Только придерживаясь технологии, а также соблюдая технику безопасности, можно получить качественное сварное соединение, которое прослужит долгое время. А благодаря аргону шов не покроется трещинами и порами.
Для наглядности в сети можно найти подходящие ролики, где видно, что у кого-то работа получается. К примеру, на этом можно увидеть, как выполняется процесс с использованием аргона.
Важные рекомендации
Выполняя сварочные работы в среде аргона, не стоит скидывать со счетов ряд моментов:
- Половину всей процедуры занимает Подготовка и как раз от нее зависит качество сварного соединения
- Соединяемые чугунные изделия необходимо предварительно прогреть любыми подручными средствами.
- Шов следует делать короткими отрезками по 25-30 мм.
- Плавная подача присадочной проволоки позволит избежать появления брызг.
- В ходе сварки горелку необходимо все время перемещать, не задерживая ее на месте. Иначе произойдет перегрев металла, что повлечет за собой сильное испарение углерода. Свариваемость ухудшится, а твердость будет не по всему шву, а в локальных пределах.
- Сварку оптимально проводить в нижнем положении, что убережет от утечки расплавленного металла из сварного шва.
Иной раз даже у качественно шва может наблюдаться остаточное напряжение. Это оказывает отрицательно влияние на долговечность заготовок. Снять его можно постукиванием по уже остывшему шву молотком на всей его протяженности.
Чугун относят к высокоуглеродистым сплавам, сварка которых считается сложной, а также емкой по затратам времени и сил процедурой. В процессе ее довольно сложно выполнить процесс так, чтобы в результате получился прочный и аккуратный шов. Устойчивое к механическим воздействиям соединение можно получить, если использовать определенные способы, одним из которых считается сварка аргоном. Применение аргона как газа в бытовых условиях дает возможность отремонтировать любую чугунную вещь, вышедшую из строя.
Особенности и сложности
Сварка чугуна аргоном выполняется несколькими методами, которые сопряжены с определенными сложностями из-за физико-химических свойств чугуна.
Рассмотрим особенности и сложности аргонодугового сварочного процесса.
- Перегрев заготовок – в процессе сварки в аргоне зону возле шва легко можно перекалить, так как чугун имеет низкую температуру плавления. Под воздействием сварочной дуги, которая обладает высокой температурой, низкоплавкий чугун подвергается плавлению. Результатом такого воздействия могут стать трещины различной глубины, образующиеся возле сварочного шва. В дальнейшем такие трещины приведут к разрушению изделия, их сложно удалить шлифованием. Перекаливать чугун нельзя, и чтобы этого избежать, перед работой заготовки прогревают, а после выполнения сварки обеспечивают деталям медленное остывание.
- В процессе сварки поверхность чугуна выделяет большое количество углерода, что проявляет себя повышенной пористостью шва. При проведении процесса сварки углерод незаметен, но, когда шов начинает остывать, углерод вытесняется кислородом, и пористость становится заметной. Для защиты заготовок от пористости используют флюс в виде порошка, а также в материал для сварки добавляют специальные компоненты, препятствующие образованию пор.
- Чугун при работе может проявить себя высокой степенью текучести, из-за чего подвергается прожигу, когда расплавленный металл выходит наружу с другой стороны заготовки. Чтобы предотвратить появление прожига, применяют прокладки из графита. Они помогают сформировать плотный и прочный шов, сохранив при этом цельность заготовки.
Аргонную сварку высокоуглеродистых материалов можно выполнять на сварочных аппаратах с малой фазой тока.
Такой подход дает возможность снизить степень проникновения сварочной дуги в толщу материала и снижает воздействие физико-химических преобразований, возникающих под воздействием высоких температур. Кроме того, сварка на малом электротоке в значительной мере снижает напряжение, которое неизбежно появляется в сварочном шве, ведущем к снижению прочности металла.
Способы сварки
Сварка чугуна в аргоне может быть осуществлена холодным или горячим методом.
Горячий
Горячий метод сварки зависит от обеспечения необходимого температурного режима процесса. Равномерный прогрев рабочей зоны, где будет проложен сварочный шов, а затем постепенное его остывание – ключевые этапы данного метода. Объясняется это тем, что у чугуна пластичность металла несколько ниже по сравнению, например, со сталью. Неправильный выбор температурного режима приведет к появлению дефектов, ведущих к разрушению шва и металла возле него.
Нагрев заготовок перед выполнением сварки обеспечивает высвобождение графита и повышает пластичность порошковой основы флюса.
Если дополнительно использовать еще и графитовые электроды, а также прутки порошковой проволоки или тонкие платы чугуна такой же марки, что и заготовка, все это будет гарантировать однородное шовное соединение, сходное по составу с основой заготовки.
Когда процесс сварки завершается, то для получения стыковочного шва высокого качества потребуется добиться плавного и медленного остывания области сварки. Если сталь для остывания можно подвергать воздействию воды, то чугун от такой методики потрескается. Даже при условии медленного остывания гарантии того, что металл не даст трещину, никакой нет. Чтобы избежать растрескиваний, чугун покрывают специальным экзотермическим составом, прочно изолирующим поверхность от быстрого охлаждения. В бытовых условиях такую смесь можно заменить чистым и сухим мелким песком.
Холодный
При холодном способе предварительный прогрев области сварки у деталей отсутствует. Метод позволяет экономить время и средства.
Варианты холодной аргонной сварки чугуна имеют несколько различных подходов. Суть этих методов сводится к применению медных или никель-стальных электродов небольшого диаметра.
У этих сварочных электродов массовый уровень углерода понижен. При этом готовый шов не подвергается пористому изменению из-за поднимающихся пузырьков углерода.
Оборудование и материалы
Для успешного проведения сварки чугуна важно то, какая присадка используется для этого процесса. Для этой цели используют прутки, сделанные из чугуна. Иногда в качестве присадки мастера используют обмазку с чугунных стержней.
Для выполнения аргонодуговой сварки используют следующие виды присадок:
- марка А – горячий метод сварки;
- марка Б – горячий метод сварки с локальным нагревом заготовки;
- марка НЧ-1 – соединение чугунных заготовок с предварительным прогревом;
- марка НЧ-2 – соединение толстых листов чугуна с предварительным локальным прогревом;
- марки ХЧ и БЧ – позволяют сделать шов, обладающий высокой степенью стойкости к износу.
Подбирая диаметр присадочного прутка, мастер его рассчитывает исходя из толщины чугунной заготовки. Пруток должен быть вдвое тоньше, чем стенка заготовки.
Для аргонодуговой сварки надо иметь аргонодуговой аппарат, в котором используется 2 вида технологий – электрическая и газовая сварка. С помощью такого аппарата можно добиться сварочного шва высокого качества. Аргонодуговые сварочные аппараты бывают как полуавтоматическими, так и полностью автоматическими.
Технология
Популярность аргонодуговой сварки чугуна высока из-за того, что варить этим способом довольно просто, а качество получается высоким. Если приобрести никелевые присадочные прутки, то такая присадка обеспечит ровный и прочный шов. Работа в аргонной среде требует соблюдения определенной технологии.
Подготовка
Перед началом выполнения сварочных работ чугунные поверхности очень тщательно готовят. Прежде всего металл очищают механическим путем, а затем удаляют масляные или жировые загрязнения. Если поверхность сильно загрязнена маслом, то такое изделие из-за его пористой структуры сварить невозможно, так как масляный состав в этом случае проникает довольно глубоко, и адгезивность в этом случае будет равна нулю.
Если в заготовках имеются трещины, их высверливают на всю их глубину, очищая поверхность для сварки, а при наличии металлической окалины, ее снимают шлифовальной машинкой. Поверхностные незначительные масляные загрязнения удаляют с помощью органического растворителя, либо масло выжигают пламенем газовой горелки.
Процесс
Для получения высококачественного прочного шва выполняют последовательно ряд действий.
- Проверяют качество подготовки рабочих поверхностей заготовок.
- Настраивают режим сварки на сварочном аппарате. Если заготовка имеет толщину не более 10 мм, то силу тока выбирают не выше 350 А, если толщина чугуна составляет от 10 до 20 мм, потребуется сила тока 400 А, если чугун толщиной 30 мм и более, потребуется сила тока до 600 А.
- В одну руку берут газовую горелку, а во вторую руку – присадочную проволоку.
- Газ из горелки подают за 20 секунд до начала сварки.
- Расстояние между швом и электродом выдерживают до 2-х миллиметров.
- Сварочный аппарат включают, в область электрода подается электроток, и образуется электродуга.
- В место сварки подают газ. В это время присадка начинает плавиться, и расплавленный состав начинает заполнять зазор между заготовками, соединяя их между собой.
Если соблюдать технологию сварки и технику безопасности, в результате сварочных работ получится шов высокого качества, который будет устойчив к износу и механическим воздействиям.
Рекомендации
Если вы решите выполнить аргонную сварку чугуна в бытовых условиях, вам помогут следующие рекомендации:
- половина успеха заключается именно в предварительной подготовке металла;
- заготовки из чугуна лучше немного прогреть, для этого используют любые подручные средства;
- в зависимости от толщины выбирайте изначально минимальный уровень напряжения тока;
- выполнение шва делайте небольшими отрезками длиной по 2,5-3 см.
Иногда может случиться так, что даже идеально выполненный шов будет иметь небольшое напряжение металла, что отрицательно сказывается на его долговечности. Чтобы снизить подобное остаточное напряжение, аккуратно постучите по остывшему шву молотком, выполняя это по всей протяженности сварного стыка.
Как правильно варить чугун, смотрите далее.
Сварка чугуна аргоном
В настоящее время чугун широко используется в металлургической, машиностроительной и многих других отраслях промышленного производства. Основными показателя этого металла, являются отличные литейные качества и невысокая себестоимость. Это весьма технологичный материал.
Чугун это по своим химическим свойствам представляет собой сплав железа с углеродом, также в сплавах присутствует кремний, марганец, фосфор и сера и некоторые другие элементы, которые в свою очередь вводят в состав чугуна в виде легирующих добавок для придания чугуну необходимых для того или иного изделия свойств. К числу легирующих элементов относятся такие как магний, хром, никель и другие.
Чугун подразделяется на две группы- 1. белый; 2. серый чугун. Это подразделения осуществляется исходя из структуры чугуна. Серый чугун значительно лучше белого поддается обработке и имеет более низкую степень твердости. В свою очередь чугун разделяют на высокопрочный (с шаровидным графитом) и ковкий.
Получение качественного сварочного шва на чугуне получить достаточно сложно. Сложность заключается в том, что в процессе нагрева при выполнении сварных работ сильно изменяет структуру шва и около шовного пространства. Исходя из этого, чугун считается металлом плохой технологической свариваемостью.
Учитывая эти свойства металла, аргоновая сварка чугуна, является самым надежным технологическим способом. Этот метод способствует получению сварного шва близкого по свойствам металлу, на который он направляется. Этого результата, возможно, добиться за счет длительного и равномерного прогрева и охлаждения детали, что в свою очередь обеспечивает оптимальные условия для образования графита.
Аргоновую сварку серого чугуна лучше всего производить при выполнении предварительного разогрева стали. Для выполнения сварочных работ, используют прутки и присадочные материалы, изготовленные из графитового стержня.
И имеющими диаметр от 6 до 16 миллиметров, и длину 70 сантиметров. В процессе работы используют вольфрамовые электроды и газ аргон, который защищает сварную ванну от попадания воздуха, благодаря чему в сварном шве не образуется шлак. Шов получается ровным без пористых вкраплений.
Вольфрамовый электрод хорош тем, что в процессе сварочных работ он практически не оплавляется и ему не страшны высокие температуры. Из всех существующих видов сварки аргоновая сварка чугуна занимает лидирующее место, за счет высокого качества получаемых сварных соединений.
Выражение «чугун — хлеб промышленности», впервые прозвучало в первой половине XX века. Прошло почти сто лет, появились новые его сорта, повысилось качество обработки.
И, кроме того, был получен положительный ответ на вопрос: можно ли варить чугун электросваркой, а главное, как это делать на практике.
Долгое время получение надежного сварного соединения чугунных деталей, по трудоемкости соперничало с изготовлением новых. Сегодня процессы хоть и остались непростыми, но стали доступным даже для домашних мастеров.
Особенности
Основу чугуна, как и стали составляет железо, но углеродом оно насыщено в десятки раз сильнее. Содержание этого элемента составляет от 2,14 до 6,7%. Различают два вида чугуна:
- белый или «передельный», в котором углерод присутствует в виде цементита (карбид железа или Fe3C),
- серый.
Второй и есть тот самый «хлеб», который используется для изготовления деталей и конструкций. Углерод в нем содержится в виде кристаллов графита.
Что касается белого, он служит сырьем для получения стали, изготовления ковких и высокопрочных сортов серого чугуна.
Для сварки чугунных деталей сегодня используют десятки технологий, одна из которых — это сварка чугуна аргоном, вернее — в аргоновой среде.
Характеристики свариваемости
Сложности сварки чугунных изделий вызваны особенностями его поведения при высоких температурах.
При нагреве металл начинает плавиться уже при 1150ºС. При этом его высокая текучесть оказывает сварщику плохую услугу. Металл плохо удерживается в сварочной «ванне», вытекая из шва.
Выгорание углерода, обильное газообразование в сварочной ванне вызывает образование пор и трещин.
Образование тугоплавких окислов за счет наличия кремния, приводит к частичному непровару.
При быстром охлаждении детали, углерод переходит в связанное состояние, образуя цементит. То есть чугун зоны сварки переходит из серого в белый — хрупкий и одновременно твердый.
Неравномерный нагрев и охлаждение, наличие отбеленных зон создает зоны напряжения, приводящие к появлению трещин.
Перечисленное выше относит чугун к трудно свариваемым металлам. Можно ли сварить чугун, с образованием надежного шва, зависит от того какая технология используется.
Особенности технологии
Аргоновую среду используют при любом из видов сварки чугуна, а именно:
- горячей, с предварительным нагревом заготовок до 600-650ºС и последующим постепенным охлаждением (иногда до 6 суток)
- полугорячей, когда детали нагревают лишь до 300-350ºС,
- холодной, выполняемой без нагрева, с естественным охлаждением. Устранить кислород из зоны сварки на все сто процентов невозможно. Так в сварочной ванне всегда присутствует некоторое количество закиси железа (FeO). Реагируя с углеродом, она создает угарный газ (окись углерода CO) , образующий поры, поскольку не растворяется в металле.
Тем не менее, наличие инертной среды на порядок снижает объем и скорость протекания окислительных процессов, поскольку устраняет присутствие атмосферного кислорода. Кроме того, отсутствие воздушного азота исключает возникновение азотистых соединений.
Все перечисленное позволяет получить даже при холодном способе соединение по прочности, мало уступающее основному металлу.
Что касается горячего и полугорячего способа, наличие аргонового компонента упрощает соединение и выполнить сварку различных по составу металлов. Причем, как сварить чугун и сталь (к примеру), так и ускорить процесс сварки чугуна.
При этом используют как обычные аппараты для дуговой сварки. Так и полуавтоматические устройства.
Подготовительный этап
В первую очередь, до начала работы выполняют подготовку самих заготовок. Свариваемые края очищают от грязи, ржавчины, шлаковых корок. Чем лучше это сделано, тем меньше в зоне сварки окажется веществ газообразующих, содержащих вредные добавки.
Острые грани скругляют, снимая фаску заточным диском «болгарки». Если выполняется заваривание трещины, ее предварительно прорезают на всю глубину. При этом поверхность очищается, одновременно сглаживаясь.
Наилучший эффект дает использование нижнего шва. Поэтому, если необходимо обваривание с нескольких сторон подготавливают соответствующие струбцины. Их задача — удерживать детали вместе на протяжении всего процесса. Делать возможным их поворот, не создавая нагрузки на незавершенный стык.
Для предотвращения вытекания расплавленного чугуна из сварочной ванны, с помощью графитовых пластин устраивают обечайки.
Кроме перечисленных мероприятий, готовят оборудование, вспомогательные инструменты. Подбирают сварочные прутки, проволоку, необходимые присадки для чугуна и аргонной сварки и т.д.
Последовательность действий
Методика соединения чугунных деталей зависит от их размеров, веса, а также формы. Иногда приходится использовать систему шпилек, многослойную сварку и т.д. Тем не менее, общая последовательность ведения работ приблизительно одинакова.
Закрепляем подготовленные к сварке элементы с помощью струбцин, либо иным способом.
Зажигаем дугу, включаем подачу аргона. Вводим присадочный пруток под углом 25-30 градусов (если автоматическая подача проволоки не используется).
Выполняем сварку отдельными участками по 2,5-3 см. Пока шов не остыл, молотком со скругленным бойком производим его проковку. Удары наносим точно, не особо сильно. Сигналом готовности служит «отбой» шва: он перестает подаваться, а звук удара становится звонче.
Выполнив один проход, немедленно приступаем к заполнению промежутков, затем (при необходимости) к следующему слою наплавки. Работы ведут непрерывно, пока стык не окажется заварен полностью.
Зажигание дуги при работе неплавким электродом выполняют на отдельной угольной (графитовой) пластине. Делают это во избежание загрязнения основного металла вольфрамом электрода, а также чтобы уберечь сам электрод от оплавления его кончика.
Сварка чугуна полуавтоматом ведется по схожему алгоритму. Отличие — отсутствие присадочного прутка, поскольку его заменяет специальная проволока. Разумеется, баллон с углекислым газом заменяет емкость с аргоном.
Материалы
При работе с использованием аргона штыревые плавкие электроды не используются. Основным материалом является присадка, оформленная как пруток или проволока.
Состав присадочных прутков выбирают в зависимости от необходимого качества шва. Для получения более пластичного стыка используют сплавы с никелем. Твердый шов получают, применяя медь.
Получить шов средней твердости (обычно, наиболее востребованный) возможно с использованием так называемого монель-металла. Это сочетание никеля и меди, в пропорциях приблизительно 60:40.
При отсутствии подходящей присадки, можно воспользоваться самодельным прутком, скрутив вместе нержавейку и медную проволоку толщиной приблизительно по 1 -2 мм.
Сварочная проволока по чугуну представляет собой тонкую трубку из металла присадки, с флюсом внутри. Подбирают ее так же применительно к технологии. Для холодной сварки применяют тип ППЧ-1, полугорячей ППЧ-2, и ППЧ-3 используя горячую.
Кроме специальных марок, при аргоновой сварке используют нихромовую проволоку, омедненную стальную и некоторые другие.
Особенности в домашних условиях
Оборудование для аргоновой сварки сейчас не является чем-то из ряда вон выходящим. Некогда запредельные цены на TIG устройства сегодня свелись к вполне доступным для рядового мастера.
Как правило домашние мастера не используют аргоновую сварку для изготовления серийных изделий, крупных конструкций. Чаще этим способом ремонтируют элементы двигателей, коробок передач. Реже — чугунной запорной фурнитуры, деталей эл. двигателей.
Проверенное сочетание при этом — нагрев газовой горелкой до температуры порядка 350 градусов, с последующей обваркой инвертором.
Подробной инструкции для такой «штучной» сварки нет и быть не может. Ответ на большинство вопросов, возникающих в процессе, дает только практика.
Загрузка…надежная и доступная по цене
Вопросы, рассмотренные в материале:
- В чем заключаются проблемы и особенности сварки чугуна со сталью
- Что предусматривает технология сварки чугуна со сталью
- Какие необходимы материалы для сварки чугуна со сталью
Сварка чугуна со сталью – операция, которая сегодня пользуется высокой популярностью. Данная технология применяется во многих отраслях промышленности, включая машиностроение, производство станков, металлургию и т. д. Железоуглеродистые сплавы (чугун) широко используются для производства различных изделий и конструкций. Продукция из этого материала отличается доступной ценой и рядом положительных характеристик.
Проблемы и особенности сварки чугуна со сталью
Чугун представляет собой углеродистый сплав железа, в котором углерода содержится более 2,11–2,14 %. Этот материал может включать различные примеси: кремний (до 3 %), марганец (менее 1 %), серу, фосфор и легирующие добавки (хром, никель, ванадий, алюминий, магний и т. д.). Содержание специальных добавок и термическая обработка позволяют увеличить прочность и пластичность чугуна.
Железоуглеродистые сплавы могут эффективно сглаживать вибрации. Этот материал отличается устойчивостью к износу и обладает отличными литейными характеристиками. Широкое применение чугуна для производства разных деталей приводит к тому, что такие сплавы часто приходится сваривать с различными металлами.
Технология такого сваривания особенно широко используется на чугунно-литейных предприятиях. Кроме того, чугунные изделия получили применение на заводах, которые ориентированы на ремонт различных видов оборудования. Кроме того, такие операции позволяют устранить разные дефекты железоуглеродистых отливок.
Особенность чугуна заключается в том, что он по своему составу напоминает сталь, но его строение затрудняет процесс сваривания. Это обусловлено повышенным содержанием углерода, который может находится в сплаве в форме зерен разного размера.
При сваривании изделий из чугуна, в структуре которого содержаться крупные зерна углерода, очень трудно добиться надежного соединения. Большие сложности возникают и при сваривании железоуглеродистых сплавов со сталью, что обусловлено разнородностью этих материалов.
Проблематичность этого процесса обусловлена особенностями структуры чугуна. Его химический состав способствует текучести при достижении температур плавления. Из-за этого невозможно при сваривании создать однородный прочный шов. После продолжительного нагревания чугун может вытекать из сварочной ванны. Чугунные сплавы в сравнении со сталью имеют более низкую температуру плавления и меньшую пластичность. Такие особенности могут стать причиной растрескивания сплава в ходе остывания после сваривания.
Углерод, содержащийся в чугуне, в процессе нагревания при его сваривании со сталью вступает во взаимодействие с кислородом из окружающего воздуха. В результате формируется неоднородный сварной шов с многочисленными порами. Такое соединение отличается низкой устойчивостью к нагрузкам на изгиб.
Сварка чугуна со сталью, технология которой учитывает описанные выше особенности, обеспечивает формирование сварного шва нормального качества. Для устранения текучести чугуна в местах соединения металлов нужно подложить платину из графита. Это позволит предотвратить вытекание расплавленного металла в случае его прожигания.
Третью проблему сваривания деталей из стали и чугуна можно решить за счет выполнения такой операции в среде, содержащей инертные газы. К примеру, можно использовать CO₂. Этот газ будет вытеснять воздух из зоны сварки. При сварке чугуна со сталью аргоном может применяться смесь Ar (аргон) и CO₂ в соотношении 1:4.
В зависимости от температуры разогрева соединяемых деталей различают три способа сварки стали и чугуна:
- Горячая сварка – основной метод, который считается самым «правильным». Перед началом сваривания детали нужно нагреть до температур от +600 °С до +650°C.
- При полугорячем сваривании детали из чугуна разогревают до +300…+350 °C.
- Технология холодной сварки не предполагает нагревания соединяемых изделий.
Нужно отметить, что при разных методах сваривания деталей из стали и чугуна используются различные электроды. Важно строго соблюдать технологические нормы и требования для каждого способа.
Технология сварки чугуна со сталью
Необходимо следить, чтобы в процессе сваривания различных металлов в наплавляемом материале не формировались интерметаллидные структуры, которые отличаются хрупкостью. Это очень важное условие для получения надежного соединения деталей из стали и чугуна. Для сварки таких материалов используется технология с применением буферного слоя.
При этом не нужно стремиться к использованию металлов, которые по прочности и устойчивости к коррозии в большей степени надежны, чем более «слабый» материал соединяемой пары (в нашем случае это чугун). В связи с этим, чтобы правильно выполнить сварку стали и чугуна, нужно изучить следующие рекомендации по прочностным характеристикам и устойчивости к коррозии:
- Чтобы предотвратить водородное растрескивание соединяемого элемента со стальной кромкой, используются электроды с фтористо-кальциевым покрытием.
- Для сварки деталей из разнородных металлов их кромки следует предварительно разогреть.
- В процессе сварки чугуна со сталью полуавтоматом вольфрамовым электродом с неплавящимся проводником в инертной газовой среде присадочным материалом могут выступать очищенные и выпрямленные стержни из порошковой проволоки с подходящим химическим составом либо стальные полосы. При этом следует учитывать, что такое решение может привести к формированию интерметаллических соединений, отличающихся хрупкостью.
Сварка стальных и чугунных деталей производится путем установки сварочного тока обратной полярности. Это условие применимо к сварочным аппаратам, у которых напряжение обычного тока холостого хода составляет около 54 Вольт. Если используется оборудование для сварки с более высоким значением напряжения холостого тока, то сваривание этих металлов может выполняться в режиме переменного тока.
Рекомендовано к прочтению
В любом случае сварка чугуна со сталью полуавтоматом предполагает предварительный нагрев деталей до +600 °C. Это необходимо для предотвращения чрезмерного расширения материала в зоне сварки. Если сваривать разнородные металлы без такого нагрева, то в ходе сваривания и последующего остывания деталей могут произойти необратимые деформации. При соблюдении такого условия всего за один проход получается полностью герметичный шов между сталью и чугуном.
Если детали имеют большие габариты либо они включают легкоплавкие элементы, а также в других случаях, которые приводят к невозможности предварительного нагрева до требуемой температуры, то сварка должна производиться по другой методике. При этом сваривание выполняется валиками длиной до 0,25 см. Перед тем как нанести очередной валик, необходимо обеспечить остывание предыдущего.
Методика сварки валиками применяется в ситуациях, когда отсутствуют строгие требования по герметичности шва. Дело в том, что плотному свариванию валиков будет мешать сам процесс охлаждения. Кроме того, готовый шов получается очень хрупким, поэтому такую технологию нельзя применять, если существуют требования по дальнейшей обработке места сварки.
Долговечность швов, наложенных на чугунные детали, зависит от правильно подобранного типа электродов. Нужно учитывать, что из-за хрупкости чугуна конструкции из этого материала могут иметь много разных дефектов.
После завершения сварки соединение не должно быстро остывать. Особое внимание этому условию следует уделять при приваривании патрубков из стали к батареям из чугуна. Скорость остывания стальных сплавов гораздо выше, поэтому нужно уровнять время остывания свариваемых элементов. Для этого детали из стали засыпают материалом, который дольше сохраняет тепло (уголь, песок и т. д.).
Если метод сваривания чугуна со сталью выбран правильно, а сварщик имеет соответствующую квалификацию, то поврежденные чугунные детали несложно восстановить. Им можно вернуть необходимое состояние без ущерба для долговечности изделий.
Специалисты по сварке могут применять и другие технологии для работы с рассматриваемыми материалами. В этой статье мы приводим только проверенные методики. С их помощью выполнять сварку чугуна со сталью можно и в домашних условиях.
До того, как начать сваривать чугун со сталью инвертором, необходимо провести подготовительные мероприятия. Вначале место соединения чугунной детали следует зачистить болгаркой с лепестковым кругом или другой насадкой, которая может применяться для таких работ. Зачистка верхнего пласта производится до слоя металла, который еще не окислен.
Зачищенное место нужно обязательно обезжирить бензином или другим растворителем. Сварка чугуна со сталью инвертором для заделки трещин предполагает зачистку металла на всю глубину дефекта. Затем в этом месте следует засверлить отверстие диаметром 10 мм.
Дуговая сварка чугунных и стальных изделий может выполняться с помощью шпилек из стали или послойно без применения опорных элементов. Размеры шпилек строго регламентированы. К примеру, их диаметр должен быть менее 40 % от толщины чугуна. При этом выступ шпильки над свариваемым изделием допускается до 4–6 мм. Рекомендованный промежуток между шпильками должен составлять более 6 диаметров. Число шпилек определяется размерами соединения, но не должно превышать 1/4 площади излома.
Сварка чугуна со сталью в домашних условиях требует соблюдения некоторых требований. Кромки деталей не должны иметь острых срезов в месте соединения (оптимальная форма кромок – сферическая). Для такой сварки используются специальные электроды. Нужно применять марки электродов с медью, хромом, никелем и других лигатур (соединений), которые обеспечивают возможность наплавления стали на чугун.
Что нужно учесть перед началом работ по сварке чугуна и стали:
- полярность подключения должна быть обратной;
- выбирайте минимально допустимую мощность сварочного аппарата для определенной толщины электрода;
- непрерывный сварной шов не должен быть длиннее 3–5 см;
- для предотвращения перегрева чугуна используют частые перерывы;
- первый и последний слои в многослойных швах нужно проковать молотком (при минимальном усилии).
Необходимые материалы для сварки чугуна со сталью
Как было отмечено ранее, для сваривания чугунных и стальных изделий необходимо использовать особые марки электродов. Их покрытие должно содержать ферросилиций, который обеспечивает формирование однородного шва. Сварка чугуна со сталью электродом такой марки позволяет получать швы, поддающиеся механической обработке.
Производители выпускают в широком ассортименте электроды для сварки чугуна со сталью. Важно сделать правильный выбор, так как от этого зависит долговечность сварного соединения. Существует определенный перечень марок, которые используются на промышленных предприятиях. Чаще всего на производстве сварка чугуна со сталью выполняется электродами ОЗЧ-2, ЦЧ-4, МНЧ-2, ОЗЧ-4 и т. д. Если рассматривать продукцию российских компаний, то это могут быть изделия марки ЦЧ-4.
Основное назначение электродов ЦЧ-4 – сварка чугуна по холодной и горячей технологии. Кроме того, их используют для ремонтных наплавок, напаек и заваривания дефектов, полученных в результате литья. Электродами данной марки можно варить ковкий чугун высокой прочности, а также чугунные и стальные детали. Технология сварки ими предполагает нижнее положение сварного шва, который формируется токами обратной полярности. Электроды данной марки обеспечивают высококачественное сваривание стальных и чугунных изделий.
Марка электродов ОЗЧ-2 может применяться для решения тех же задач, что и изделия ЦЧ-4. Сварка ими выполняется при нижнем или вертикальном формировании шва. Для этого также используется постоянный ток обратной полярности. Электроды данной марки больше подходят для сваривания тонкостенных изделий.
Чтобы получить шов высокого качества, следует обязательно зачистить кромки деталей. На них не должно быть посторонних веществ, включая масляных пятен. Поскольку структура чугуна способствует впитыванию масел и различных технических жидкостей, то участок сваривания следует обработать до совершенно чистой поверхности.
Сварка чугуна со сталью аргоном или в среде других инертных газов, так же как сваривание неплавящимися электродами, может выполняться с помощью специальной проволоки, которая маркируется как ПП АНЧ-1, ПП АНЧ-2 и ПП АНЧ-3.
Каждая отдельная марка проволоки предназначается для определенной технологии сваривания (горячей, полугорячей или холодной сварки). Конструкционно проволока изготавливается в форме металлической трубки, в которой находится флюс. С ее помощью можно выполнять полноценные швы, прочность которых будет такой же, как и у свариваемых чугунных изделий.
Почему следует обращаться к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Сварка чугуна: руководство по эксплуатации
Чугун. Он хрупкий, дешевый, и боль в заднице исправить … но мы используем его везде, от мастерской до кухни.
Если вы обнаружили трещину, порез или трещину в чугунном куске и вам пригодится сварщик, есть большая вероятность, что вы сможете починить его. Вам просто нужно терпение и немного ноу-хау, эта статья даст вам именно это, обрисовывая в общих чертах всю информацию, которая вам понадобится при ремонте этого чугунного куска.
Можете ли вы сварить чугун?
Когда дело доходит до сварки чугуна, важно понимать сложность работы.Более чем вероятно, что в итоге у вас будет больше трещин, чем у вас, и у этой работы, как правило, 50% -ный шанс на успех.
Почему?
Чугун состоит из ряда различных материалов (обычно железа, углерода и стали) в разных пропорциях, поэтому трудно определить, насколько прочен металл, с которым вы работаете, и сколько тепла он может выдержать до появления трещин. ,
Как сварить чугун:
Будучи хрупким по своей природе, углерод, содержащийся в смеси, вызывает усадку и растрескивание металла при нагревании до определенной температуры.Из-за этого, помимо других причин, требуется большая осторожность и внимание перед сваркой чугунных деталей. При сварке чугуна важно учитывать:
- Подготовка до и после нагрева
- Управление теплом при сварке
- Выбор удочки
Для начала, процесс сварки чугуна требует 1. Наклонить трещину и 2. Нагреть материал. Как объясняется в нашей статье «Полное руководство по стыковым соединениям», канавки, скосы или буквы «V» создаются на детали с помощью специального станка для скашивания кромок или резака.Это сделано для обеспечения более прочного сварного шва.
Чугун до и после нагрева перед сваркой
Чугун очень темпераментный, при работе с чугуном обязателен предварительный и последующий нагрев. Если металл переходит от комнатной температуры к температуре сварки слишком быстро, деталь будет испытывать слишком сильное напряжение и растрескиваться. То же самое происходит и после того, как сварка завершена, если дать остыть слишком быстро, сварка также подвергнется напряжению и может сломаться.
Предварительный нагрев можно выполнить, просто воспользовавшись паяльной лампой, чтобы нагреть материал, некоторые сварщики-самосвалы даже используют для этого автомобильный двигатель.Идеальная температура предварительного нагрева для большинства чугунных деталей должна составлять от 260 до 650 градусов по Цельсию, при температуре выше 780 градусов материал будет перегреваться.
При последующем нагреве материала обертывание объекта в изолированную обмотку с заглушкой является идеальным; тем не менее, сварщик-самоделатель может также использовать барбекю из древесного угля и положить его в ведро с песком или поместить его на верхушку дровяной печи, позволяя остыть, когда огонь погаснет.
Сварка для ремонта чугуна
При сварке чугуна, Низкая и Медленная является практическим правилом, которого придерживаются многие сварщики.
Таким образом, операторы должны применять малый ток и медленное движение (в виде шва) при работе с чугуном. Работайте со скоростью около дюйма за раз, проводя сварку в разных точках, и постарайтесь дать 45 секунд между сегментами, чтобы избежать как перегрева, так и накопления остаточных напряжений. Управление теплом — самая важная часть этого процесса, также полезно начинать сварку до начала сварки.
После достижения удовлетворительного сварного шва проверьте, нет ли трещин или шлаковых отверстий.Если рядом со сварным швом имеются небольшие трещины, утечка может быть устранена с помощью герметика или даже может затвердеть после продолжительного использования.
Если вы в чистоте, ударьте этого плохого мальчика кистью шлака и размолоть лишний шлак до однородного состояния.
Теперь необходимо применить метод пост-нагрева, позволяющий постепенно восстанавливать кусок.
Что лучше для сварки чугуна: MIG, TIG или Arc?
Существует бесконечный список способов сварки чугуна, ради этой статьи мы будем придерживаться основ; MIG, TIG и Arc.В любом из этих методов важно помнить методы управления теплом и сварки, описанные ранее, чтобы получить хороший сварной шов.
MIG Сварка чугуна
В то время как любой профессионал не рекомендовал бы MIG поверх других форм, сварка чугуна очень возможна с помощью сварщика MIG. Вот несколько советов, которые мы нашли для сварки MIG-чугуна:
- Лучшим выбором для проволоки МИГ будет специальная никелевая проволока, но это самый дорогой вариант, также можно использовать проволоку из нержавеющей стали.
- В большинстве случаев прекрасно работает газ 80/20 (80% аргон, 20% углекислый газ), единственным недостатком этого варианта является то, что сварной шов со временем будет ржаветь. Хотя, будучи чугунным, материал естественно подвержен коррозии.
- Использование паяльной проволоки возможно для склеивания отливки, но это слабый шов и не рекомендуется для металлов, которые будут испытывать удар или нагрузку. Стержень
- можно использовать для придания механической прочности сварному шву, но это зависит от работы.
TIG Сварка чугуна
При сварке TIG чугуном, никелевая проволока является единственным реальным вариантом для этой работы.Это может быть дорого, но процесс TIG может обеспечить прочный и чистый сварной шов на большинстве чугунных работ.
Также возможно выполнить холодную сварку (пропуская стадию до и после нагрева) чугуна с TIG, если вы используете правильный газ, проволоку и настройки. Этот процесс заслуживает отдельной статьи, но вот короткое видео с описанием процесса.
дуговой сварки чугуна
Дуговая или дуговая сварка часто является предпочтительным методом для многих сварщиков, работающих самостоятельно. Это просто, и есть широкий спектр электродов, доступных для различных задач, со многими дуговыми сварочными аппаратами, доступными как для коммерческих, так и для бытовых целей по разумным ценам.
Как правило, большинство ремонтных работ можно успешно отремонтировать с помощью пайки бронзовым стержнем, ацетиленовой горелкой и флюсом. Хотя в любой сварочной ситуации выбор правильного электрода часто сводится к: стоимости, технологичности и тому, является ли сварной шов однократным или многократным.
Какой самый лучший прут при сварке чугуна?
99% НИКЕЛОВЫЕ ПРУТЫ
Электроды на основе никеля часто дороги и считаются премией. На 99% никелевых стержнях получаются сварные швы, которые лучше всего подходят для литья с низким или средним содержанием фосфора.
55% НИКЕЛОВЫЕ ПРУТЫ
Более дешевый вариант, 55% никелевые стержни экономичны. Они также являются обрабатываемыми и часто используются для ремонта толстых профилей. Он также имеет более низкий коэффициент расширения, чем у 99% стержня, что означает меньшее количество трещин в линии плавления.
СТАЛЬНЫЕ ПРУТЫ
Самый дешевый вариант, стальные электроды, лучше всего использовать для простого ремонта и наполнителей. Они не обрабатываются и производят твердые сварные швы, требующие дополнительного шлифования для финишной обработки. Преимущество заключается в том, что этот стержень намного удобнее при дуговой сварке и может выдерживать отливки, которые не совсем чисты перед сваркой.
Советы по сварке чугуна с мягкой сталью
Если для выполнения работ требуется сварка чугуна с мягкой сталью, то для этого можно использовать сварку в стержне. Несколько гвоздей и немного ударов со шлаковой щеткой делают эту работу легкой. Работа при 95 А на DCEP (положительный электрод постоянного тока) даст отличные результаты.
КАК НЕ СВАРИТЬ Чугун
Наконец, они говорят, что обучение лучше всего делать после ошибки. Один из самых популярных сварщиков в мире Youtuber, ChuckE2009, помогает пропустить этот шаг и показывает, почему не все виды сварки предназначены для чугуна.
,
Понимание аргонового газа — сварщики Sunstone & Orion
перейти к содержанию- ЗАПРОСИТЬ ЦИТУРУ
- Эл. адрес
- 08:00 — 17:00 MST
- 1-801-658-0015
- Звоните или ТЕКСТ!
- Корзина / 0 руб.00 0
Нет товаров в корзине.
- Присоединяйтесь к нашему списку рассылки
- ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ
- Эл. адрес
- 08:00 — 17:00 MST
- 1-801-658-0015
- Звоните или ТЕКСТ!
- Продукты
- приложений
- по заявке
- Аккумуляторы — Медь
- Аккумуляторы — никель
- Weld Mesh
- Mold & Die
- Термопары
- Смотреть все
- по заявке
- Отрасли промышленности
- Обучение
- Ресурсы
- Контакт
-
Рекомендации по сварке чугуна
Чугун трудно, но не невозможно, сваривать. В большинстве случаев сварка чугуна включает ремонт отливок, а не присоединение отливок к другим элементам. Ремонт может быть выполнен в литейном цехе, где производятся отливки, или может быть выполнен для ремонта дефектов отливок, обнаруженных после механической обработки детали. Чугунные детали, подвергнутые неправильной обработке, могут потребовать ремонтной сварки, например, когда отверстия сверлят в неправильном месте. Часто сломанные чугунные детали ремонтируют сваркой. Сломанные чугунные детали не являются необычными, учитывая хрупкую природу большинства чугунов.Хотя существует множество типов чугуна, наиболее распространенным является серый чугун, и эти рекомендации направлены на этот тип материала.
Несколько фактов о чугуне помогают понять проблемы сварки. Чугун обычно имеет содержание углерода 2-4%, что примерно в 10 раз больше, чем у большинства сталей. Высокое содержание углерода заставляет углерод образовывать чешуйки графита.Этот графит придает серому чугуну свой характерный вид при разрушении.
При изготовлении отливок расплавленный чугун заливают в форму и дают ему медленно остыть. Когда этому высокоуглеродистому материалу дают медленно остыть, можно изготавливать отливки без трещин. Помнить об этом полезно при сварке чугуна: во время и после сварки отливка должна либо медленно охлаждаться, либо должна оставаться достаточно холодной, чтобы скорость охлаждения не имела значения.
Критическая температура в большинстве чугуна составляет около 1450 градусов по Фаренгейту.При этой температуре возникают условия, которые могут привести к растрескиванию. Хотя дуга будет нагревать отливку до температур выше этого уровня, важно, чтобы отливка не выдерживалась при этой температуре в течение длительных периодов времени.
Выбор электрода
Если деталь подлежит механической обработке после сварки, потребуется никелевый электрод. Используйте стержневой электрод Tech-Rod® 99 для однопроходных сварных швов с высоким разбавлением. Tech-Rod® 55 предпочтителен для многопроходных сварных швов. Иногда корневые проходы вводятся с помощью Tech-Rod 99, а затем заполняются проходы с помощью Tech-Rod 55.Для сварных швов, где механическая обработка не требуется, и где сварной шов должен ржаветь, как чугун, можно использовать стержневой электрод Lincoln Ferroweld®.
Нагревать или не нагревать
В целом, предпочтительно сваривать чугун с предварительным нагревом — и его очень много. Но еще один способ успешно сваривать чугун — это сохранять его холодным — не холодным, а прохладным. Ниже будут описаны оба метода. Однако, как только вы выберете метод, придерживайтесь его. Держите это горячим, или держите это прохладным, но не меняйте лошадей в середине потока.
Методы сварки с предварительным нагревом
Предварительный нагрев чугунной детали перед сваркой замедлит скорость охлаждения сварного шва и область вокруг сварного шва. Всегда предпочтительно 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 приведет к тому, что материал попадет в диапазон критических температур. Разогрейте деталь медленно и равномерно.
Сварка с использованием слабого тока для минимизации примесей и остаточных напряжений.В некоторых случаях может потребоваться ограничить сварные швы небольшими сегментами длиной около 1 дюйма, чтобы предотвратить накопление остаточных напряжений, которые могут привести к растрескиванию. В этом отношении также может помочь обработка сварных швов.
После сварки дайте детали медленно остыть. Заворачивание отливки в изолирующее покрытие или засыпку в сухой песок поможет снизить 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 холодной, но не холодной.
Полезно повысить температуру литья до 100 градусов по Фаренгейту. Если деталь находится на двигателе, возможно, запустить ее на несколько минут, чтобы получить эту температуру. Никогда не нагревайте отливку настолько горячей, чтобы на нее нельзя было положить голой рукой.
Сделайте короткие, приблизительно 1 ”длинные сварные швы. Обработка после сварки важна с этой техникой. Дайте сварному шву и отливке остыть. Не ускоряйте скорость охлаждения водой или сжатым воздухом.Может быть возможно выполнить сварку в другой области отливки, пока предыдущий сварной шов остывает. Все кратеры должны быть заполнены. Когда это возможно, шарики следует наносить в одном направлении, и предпочтительно, чтобы концы параллельных шариков не совмещались друг с другом.
Герметизирующие трещины
Из-за природы чугуна мелкие трещины, как правило, появляются рядом со сварным швом даже при соблюдении надлежащих процедур. Если отливка должна быть водонепроницаемой, это может быть проблемой.Тем не менее, утечка обычно может быть устранена с помощью какого-либо герметика, или они могут заржаветь очень скоро после возвращения в эксплуатацию.
Метод шипования
Одним из методов, используемых для устранения крупных разрывов в больших отливках, является сверление и выбивание отверстий на поверхностях, которые были скошены для получения ремонтного сварного металла. Ввинтите стальные шпильки в резьбовые отверстия, оставив от 6,1 до 5 мм (6 мм) над поверхностью. Используя методы, описанные выше, приварите шпильки на месте и покройте всю поверхность разлома наплавкой.После того, как будет сделан хороший наплавленный шов, две стороны трещины могут быть сварены вместе.
Подробнее Статьи с инструкциями по сварке чугуна
Просмотр Чугунные стержневые электроды
.MIG Сварка чугуна
Некоторые мысли я почерпнул из книг и интернета, пытаясь выясните, как отремонтировать это литье:
Энди Пью успешно сварил чугун с использованием присадки из нержавеющей стали провод. Он послал электронное письмо с объяснением металлургии:
Я с интересом прочитал вашу статью о ремонте чугунных чугунов, и пройдя через подобный ход мыслей, но придя к другому В заключение я думал, что поделюсь этим с вами.
Основная проблема со сваркой чугуна заключается в том, что это, как все знают, ломкими. Это будет трескаться, если подвергаться растягивающим усилиям. Как ваши сварные контракты это будет иметь тенденцию растрескивать железо из-за дифференциального теплового сжатия. Традиционный способ избежать этого состоит в том, чтобы избежать «дифференциального» бита и чтобы предварительно нагреть все это как близко к точке плавления присадочной штанги используется по мере возможности. Этот подход обычно используется с чугуном стержень
Есть еще одна проблема с чугуном, химико-металлургического зрелости. Что делает его чугунным, а не стальным, так это очень высокое содержание углерода. Это имеет тенденцию диффундировать в присадочный стержень, вызывая несчастный металлургический преобразования на охлаждение. Попытка использовать мягкую сталь для сварки чугуна оставит вас с быстро закаленным сварным швом из высокоуглеродистой стали. Вы будете почти наверняка получится мартенсит, хрупкий и невероятно твердый.
Фазовое превращение, при котором аустенит превращается в мартенсит (или перлит, феррит или бейнит, в зависимости от содержания углерода и скорости охлаждения) Суть проблемы. Это происходит при температуре около 720 градусов. Это также сопровождается из-за изменения объема, что может привести к большему растрескиванию дифференциального напряжения вопросы. Как аустенит-феррит (горячий холодный низкоуглеродистый), так и аустенит-мартенсит (горячего холода с высоким содержанием углерода) преобразования приводят к увеличению объема, поэтому следует немного уменьшить остаточные напряжения и в условиях медленное охлаждение это, вероятно, правда.Однако это внезапное расширение на охлаждение сварочной ванны будет иметь тенденцию к растрескиванию уже затвердевшего и трансформированного сварить за этим.
Никакой металлургии в никеле не происходит, поэтому никелевые стержни проблема, как пайка. Я не уверен, что делают никелевые стержни с железом, но при пайке материал нужно «намочить», чтобы поверхность прилипла точно так же, как припой. Это может быть причиной того, что ваша тонколистовая пайка сработало хорошо, а твоя чугунная пайка меньше так, возможно, большая секция толщина привела к тому, что материал не стал достаточно горячим для пайки брать.
Существует, однако, еще один распространенный присадочный стержень для сварки, который не пройти фазовое превращение аустенита, и это нержавеющая сталь. Пока нержавеющая сталь аустенитная (легко проверяется с помощью магнита, аустенит не является магнитным), то изменение фазы при охлаждении не произойдет, и поэтому вы может позволить себе большое количество растворенного углерода, не боясь создать хрупкое вещество, не поддающийся обработке, сварка.
Вооружившись этим теоретическим знанием, я атаковал сломанную направляющую руку механическая ножовка, которую мне дали.Использование нержавеющей проволоки в коротких очередях (чтобы избежать слишком большого тепловыделения, создающего тепловые напряжения в другом месте), я успешно отремонтировал руку, и она не показала никаких признаков поломки еще раз, после 10 лет нерегулярного использования.
С тех пор я попробовал нержавеющую проволоку на чугуне и услышал звенящий звук на охлаждение. Я считаю, что припой более мягкий и более снисходительный к тепловым нагрузкам. Хотя сделано правильно, нержавеющая сталь, скорее всего, будет сильнее.Все остальные использует никель, хотя это, кажется, не вариант MIG.