Сварка чугуна в домашних условиях – электроды, способы сварки

Сварка чугуна в домашних условиях – электроды, способы сварки

Чугун — это сплав железа с углеродом, содержащий большое количество различных примесей. Изделия из чугуна пользуются широким спросом, как в промышленной области, так и в быту. Именно активное использование чугуна последние 50 лет, привело к тому, что все чаще возникает необходимость что-то ремонтировать. При этом сварка чугуна остаётся одним из самых практичных способов привести изделие в работоспособное состояние.

Чтобы варить чугун в домашних условиях потребуется инвертор и специальные электроды по чугуну. Ранее на сайте mmasvarka.ru уже рассказывалось, как их сделать кустарным способом с использованием обычной медной проволоки. Поэтому в данной статье будут освещены вопросы касательно различных нюансов сварки чугуна, поскольку данная работа сильно отличается от работ, связанных со сваркой стали.

Основные сложности при сваривании чугуна

Чугун обладает гораздо большей текучестью, чем у стали, поэтому варить различные изделия из чугуна в домашних условиях, рекомендуется только в нижнем положении. Если сильно перегреть чугун во время сварки, то это приведёт к образованию больших пор и напряжения в сварочном шве. Поэтому не рекомендуется сильно перегревать чугун и подвергать его быстрому остыванию.

Основные дефекты при сварке чугуна связаны именно с неравномерным нагреванием и охлаждением свариваемых изделий. Появление трещин при этом, самый сложный дефект, от которого очень трудно избавиться в дальнейшем. Кроме того, при сварке чугуна очень важно осуществлять правильную подготовку материалов.

Подготовка чугуна к сварке

Чтобы получить качественное сварное соединение, поверхность чугуна перед сваркой должным образом подготавливается. Во-первых, её нужно очистить от любых загрязнений, после чего обезжирить, например, ацетоном или растворителем.

Если необходимо варить тонкий чугун, то обязательно следует предусмотреть специальные теплоотводящие подкладки под места сварки. Обязательным условием при сварке чугуна, является и разделка кромок изделий. Для этих целей ещё перед свариванием, их кромки обрабатываются напильником или УШМ с диском по металлу.

В том случае, когда нужно заварить трещину в чугуне, то она обязательно засверливается по краям, после чего, как и с кромками, разделывается по всей своей длине. Некоторые сварщики сначала вырезают трещины, после чего засверливают края, чтобы не допустить их дальнейшего распространения.

В зависимости от выбранного способа сварки чугуна, а их бывает всего лишь три (горячий, полугорячий и холодный метод), требуется нагрев изделия. Рассмотрим более подробно технологический процесс сваривания чугунных изделий в домашних условиях.

Способы сварки чугуна

Существует три способа сварки чугуна:

Горячий способ — требует нагревания чугунных изделий перед соединением до температуры не менее 600°С.

Полугорячий способ — мало чем отличается от горячего способа сварки чугуна, за исключением температуры, которая почти что вполовину ниже (300-350°С).

Холодный способ — осуществляется штучным электродом без предварительного прогрева чугунных заготовок. Сварка чугуна в домашних условиях осуществляется как раз данным методом соединения.

Сварка чугуна электродом

Для сварки чугуна в домашних условиях потребуется инвертор и электроды со специальным стержнем. В составе электродов по чугуну содержится медь и никель. Ну а о том, как сделать самодельные электроды для чугуна уже рассказывалось в прошлых выпусках сайта.

Самыми популярными заводскими электродами для сваривания чугуна, являются:

• Электроды ОЗЖН-1, ОЗЧ-2, а также ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6;
• Электроды МНЧ-2;
• Электроды ЦЧ-4.

При этом очень важно выбрать правильный режим сварки для всех вышеперечисленных марок электродов. Для электродов ЦЧ-4 (3 мм), сила тока должна быть выставлена на инверторе в пределах 70А. Для электродов ОЗЧ-2, порядка 90А. Для электродов ОЗЖН-1 диаметром в 3 мм, примерно 100А, а для электродов МНЧ-2 такого же самого диаметра, силу тока на инверторе следует выставлять в районе 90А.

Технологические особенности сварки чугуна заключаются вот в чем:

• Варить чугун нужно короткими швами, длиной не более 5 см;
• Следует избегать сильного перегрева чугунных изделий при сварке. Поэтому помимо сварки коротким швом, следует давать заготовкам достаточное количество времени на охлаждение;
• При сварке чугуна электродом, инвертор следует переключать в обратную полярность.

Если придерживаться всех вышеперечисленных правил, то можно будет варить чугун в домашних условиях, без особых трудностей.

Поделиться в соцсетях

Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором

С помощью инвертора или аппарата на постоянном токе можно успешно провести сварку чугуна электродом в домашних условиях. Нужно правильно подобрать инструменты и проводить процедуру без перегрева отдельных участков материала. Перед началом манипуляций с основным изделием следует потренироваться на черновом железе.

Чугунные изделия широко применяются в промышленности и быту. Для частного использования из них изготавливают сантехнику, элементы ограждений, запчасти к автомобилям. Активная эксплуатация сплава приводит к необходимости проведения сварочных действий.

Особенности чугуна

Работа с чугуном имеет некоторые тонкости. Для качественной сварки потребуются правильные электроды. Нужно знать особенности металла.

Чугун — это сплав железа и углерода, последнего содержится не более 2,14%. Он включает также определенные добавки и примеси. При электросварке углерод способен кристаллизоваться, поэтому данный вид стали при обработке становится хрупким. Это влияет на качество сварного соединения.

Характеристика чугуна

Проблемы при сварке чугуна электродом возникают по следующим причинам:

• материал склонен к появлению трещин и пор;
• образуются каленые структуры, удалить которые с поверхности непросто;
• тонкий металл при перегреве может рассыпаться;
• быстро затупляется режущий железо инструмент;
• белый сорт, твердый, хрупкий, не реагирует на обработку, его можно лишь шлифовать;
• мягкий (ковкий) металл хорошо поддается обработке.

Для сварки применяют серый чугун. Он вязкий, пластичный, помимо 3,2—3,5% углерода имеет в составе серу, кремний, марганец, фосфор.

Особенности сварки чугуна

При обработке железа важно знать некоторые технологические особенности:

• непрерывный шов должен иметь длину не более 5 см;
• при варке инвертором нельзя нагревать материал до температуры выше 80°C, исключить перегрев помогут периодические перерывы в процессе сварки;
• соблюдение обратной полярности.

Подготовительный этап перед проведением сварки

Для получения качественного соединения необходимо основательно подготовиться к проведению сварочных работ. Нужно внимательно выполнить следующие предварительные действия:

Подготовка металла под сварку

• болгаркой с лепестковым кругом очистить элементы от загрязнений и пыли;
• обезжирить конструкцию растворителем;
• при манипуляциях с тонким металлом оборудовать место работы подкладками для отведения тепла;
• перед варкой толстого материала напильником или болгаркой произвести разделку кромок;
• трещины засверлить по краям и разделать по длине или вырезать трещины и закруглить концы;
• перед горячей сваркой изделие нужно нагреть с помощью печи, газовой горелки или паяльника.

Для работы подойдут проводящие ток стержни, содержащие медь или никель (ОЗЖН-1, ОЗЧ-2,3, 4,6, МНЧ-2 и другие).

Характеристика марок электродов

Технологический процесс варки чугуна в домашних условиях

Для правильной сварки чугуна электродом в домашних условиях следует соблюдать требования к подготовке изделий и ведению сварного шва:

Сварка чугуна — схема

• При работе с толстым материалом выполняется разделка кромок под углом 45°. Это делается с помощью болгарки или точильного станка.
• Графитовое основание размещают под материалом толщиной 3 мм и менее.
  Это предотвратит вытекание расплавленного металла с обратной стороны.
• Очищают поверхности от грязи, разогревают его паяльником или иным методом.
• При достижении необходимой температуры начинают варить чугун. Ставятся прихватки, фиксирующие конструкцию (кроме заварки швов и раковин). Их число должно быть больше на 20%, чем при работе с малоуглеродистой сталью.
• Шов делают быстро, избегая колебаний электродом. Для соединений более 10 см он ведется с разных сторон в несколько заходов. Благодаря этому все части изделия прогреваются равномерно.
• Толстые пластины требуют многопроходных швов. Второй и последующие слои делаются при колебании электродом. Так границы шва расширяются, чугун прочнее связывается.
• Каждый проход завершается отделением шлака. Это предупреждает непровары, позволяет перекрыть поры нижнего шва.
• Закончив работу, материал присыпают песком или углем и дают остыть.

Горячая сварка чугуна — этапы

Иногда качественную сцепку шва производят при помощи металлических шпилек с резьбой. Они вкручиваются в кромки изделия и должны иметь диаметр до 40% от толщины рабочего материала. Их требуемое количество вставляют в обрабатываемую поверхность в шахматном порядке. Такое расположение исключает перегрев изделия. Они усиливают сварное соединение, снижают содержание в нем углерода.

Вокруг каждой шпильки металл наплавляют послойно. Затем заваривается пространство между нетронутыми креплениями. Выполняют один соединительный шов или несколько.

Способы сварки

Сваривание чугунных сталей производится одним из трех способов:

Горячий и холодный способ сварки

• Горячим. Перед соединением детали прогревают до 600—650°C. Для домашних условий данный метод не подходит. Он требует наличия специального нагревательного аппарата, знания нюансов взаимодействия с нагретым металлом.
• Полугорячим. Аналогичен предыдущему способу, но температура нагрева составляет 300—350°C.
• Холодным. Рабочие поверхности не нагревают. Данный метод применяют в домашних условиях.

В быту применяется методика сваривания чугунных сталей с использованием газа. При этом получают более прочный соединительный стык. Технология подходит для проваривания металла на незначительную глубину.

На качество шва влияют некоторые моменты:

Влияние режима сварки на форму шва

• подаваемое на проводящий ток стержень напряжение;
• опыт сварщика, т. е. его умение накладывать на железо расплавляемый электрод;
• сила тока, идущего через проводник;
• скорость прохождения электрода по свариваемым элементам.

Для работы идеально подойдет напряжение 25—30 В при силе тока не менее 150 А. За час проводной стержень должен проходить не более 12 метров. Для этого необходима сварная проволока толщиной до 1 мм.

Сваривание чугунных сталей может производиться нержавеющим электродом. Ее осуществляют в среде инертного газа. Метод применяют при ремонте канализационных труб или автомобильных элементов. Его используют для соединения металлов разной природы.

Соблюдение мер безопасности

Сварка чугуна электродом в бытовых условиях требует соблюдения следующих норм безопасности:

Средства индивидуальной защиты сварщика

• помещение для проведения работ должно иметь освещение и вентиляцию;
• необходимо использовать заземление;
• чугун нельзя быстро охлаждать, поэтому его поверхность нужно защитить от влаги;
• исполнитель обязательно использует СИЗ (средства индивидуальной защиты).

Заварить чугунное изделие в домашних условиях несложно при знании основ работы, соблюдении всех технологических нюансов процесса.

Видео по теме: Мастер-класс по сварке чугуна электродами

Сварка чугуна специальными электродами в домашних условиях

Когда лопается автомобильный коллектор или появляются трещины в чугунных трубах, приходится вспоминать о сварочных работах. Однако сварить чугунные детали намного сложнее, чем обычные низкоуглеродистые стали.

Основными дефектами такой сварки становятся поры, образующиеся на поверхности сварочного шва. После сварки часто можно услышать, как изделие начинает слегка потрескивать. Это говорит о том, что в районе сварочного шва началось образование микротрещин.

На производстве, прежде чем начать варить чугун, в состав которого входит очень много углерода, проводят предварительные работы. Сначала заготовку нагревают индукционными токами. Затем ее оставляют остывать естественным путем.

Чугунные изделия часто встречаются в быту. Как варить чугун электросваркой, как заварить трещину у себя дома? На помощь приходит обыкновенный инвертор. Чтобы соединение получилось прочным и качественным, необходимо подготовить изделие к сварке и установить ее правильные режимы.

Варим чугун не выходя из дома

Как уже было сказано, варить чугун можно инвертором, который способен нормально работать на постоянном токе. Для сварки возможно также использовать сварочный трансформатор. Его оборудуют дополнительным преобразователем, способным удерживать постоянный ток. В результате основной металл хорошо проплавляется, получается качественное соединение. Когда горит дуга и проводится сварка, практически отсутствуют брызги.

Способы сварки

Существует несколько способов сварки чугунных изделий в бытовых условиях. Когда необходимо в своем гараже заварить трещину коллектора или удалить раковину, возникшую на детали, можно использовать холодный вариант.

Речь идет о сварочных работах, которые выполняются на холодную, то есть чугун сваривают без предварительного нагрева. Область заготовки, пришедшей в негодность, тщательно очищают. Удаляются все окислы, скопившуюся грязь. Когда ширина трещины меньше 1 мм, ее предварительно расширяют с помощью болгарки, на которой установлен тонкий диск. Расплавленный металл зальет трещину на полную глубину, произойдет усиление сварочного шва. Такая холодная сварка в основном используется для соединений деталей, которые не подвергаются серьезным нагрузкам.

Когда необходимо наплавить зубья чугунной шестеренки или соединить чугунные изделия, требуется обязательный подогрев деталей до температуры 350 градусов. Такой способ чугунной сварки стали называть «полугорячим». Свариваемые чугунные детали можно нагреть в горне, в котором жар создается твердым топливом. Заготовки из чугуна выдерживают в горне примерно 20 минут. Затем их извлекают специальными щипцами и выполняют сварочные работы.

Нагреть детали можно и другим способом. Для этого пригодится:

• Паяльная лампа;
• Пропановая горелка.

Такой предварительный подогрев заготовки помогает сделать более гладким перепад температур, возникающим между свариваемым материалом и расплавленными присадками. В результате появление трещин становится минимальным. Практически не образуется цементит, который становится препятствием для шлифования шва. Такая методика применяется для создания высококачественного соединения, которое способно работать при больших нагрузках.

Чтобы получить максимальный эффект от предварительного подогрева заготовки, требуется, чтобы детали после сварки медленно остывали. Обычно такие чугунные детали засыпают у себя дома обычным песком и ждут полного остывания.

Выбор электродов

Чтобы варить чугунные детали инвертором, необходимо иметь специальные электроды. Они изготовлены из особой проволоки, не позволяющей выделяться большому количеству углерода. Электрод из такой проволоки предотвращает появление пор. Самыми популярными марками электродов стали:

• ЦЧ-4;
• МНЧ-2;
• ОЗЧ-2;
• ОЗЖН-1.

Сварочный электрод для чугуна несколько отличается от обычных марок. Чтобы не происходило высвобождение углерода, в них специально добавлена медь, совместно с никелем. Эти примеси обладают растяжимыми свойствами. В результате получается очень прочный шов, который может противостоять большим нагрузкам.

Когда под рукой нет специальных электродов для сварки чугуна, а выполнить ремонтные работы необходимо очень срочно, электрод можно сделать своими руками.

Берутся обычные электроды, например, Э-46, на которые просто туго наматывается проволока из меди. Должен получиться один плотный слой. Намотку нужно начинать с конца электрода, предназначенного для горения. Сечение медной проволоки должно находиться в диапазоне 0,5 — 1,0 мм.

Технологический процесс сварочных работ

Чтобы у себя в гараже получить качественное сварное соединение чугунных деталей, необходимо соблюдать все требования которые предъявляет технология сварки чугуна.

Если толщина деталей очень большая, технология требует предварительно провести разделку кромок, выдержав угол 45 градусов. Такая операция легко выполняется обычной болгаркой.

Когда необходимо заварить трещину, ее углубляют тонким диском. Засверливаются концы поврежденного участка.

Если толщина материала меньше 3 мм, под деталь кладется графитовое основание. Оно предотвратит вытекание расплавленного металла с противоположной стороны.

Перед началом сварочных работ, заготовку необходимо хорошо почистить. Удалить весь мусор и скопившуюся грязь. Затем деталь нужно разогреть любым подходящим способом. После достижения соответствующей температуры, проводится сварка деталей. Тяжелые детали фиксируются прихватками, удерживающими всю конструкцию.

Когда делается первый шов, движение электрода, согласно технологии должно быть быстрым и плавным. Не допускаются его поперечные колебания. При длине соединения больше 100 мм, лучше наложить шов в два-три захода, начиная с противоположной стороны. В результате получится равномерный прогрев детали, не произойдет перекалка отдельных частей заготовки.

Когда приходится сваривать толстый чугун, накладываются многопроходные швы. Когда сделан первый слой, электрод может совершать колебательные движения. Таким образом, происходит более надежная связка металла и расширение размеров шва.

Шлак должен отделяться постоянно. Его сбивают после нанесения каждого слоя. В результате исключается появление непроваров, происходит перекрытие пор, которые могут образовываться в нижнем слое. Когда сварочные работы закончены, детали засыпаются песком. Остается только подождать их полного остывания.

Заключение

Варить чугун инвертором, вырабатывающим постоянный ток, можно и у себя в гараже. Нужно только приобрести специальные электроды, сделать грамотную настройку всех параметров.

Сварка должна проводиться осторожно, не допуская перегрева отдельных участков. Так как чугун очень текучий материал, для его сварки необходим определенный опыт. Поэтому прежде чем начинать такую работу, нужно немного потренироваться на других чугунных деталях.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях: практические советы

Автор perminoviv На чтение 5 мин. Опубликовано 20.03.2017

Многие из нас неоднократно сталкивались с необходимостью сварить металлические полосы для виноградной арки на даче или отвалившуюся петлю в гаражной двери. В большинстве случаев проблем эта операция не вызывала. Совсем не так просто обстоит дело при необходимости соединить чугунные элементы. Кто сталкивался с такой проблемой, тот знает можно забыть все, все о сварочных работах.

С целью недопущения ошибок рассмотрим, как выполняется сварка чугуна электродом в домашних условиях.

Специфика соединения чугунных изделий

Независимо оттого где производятся сварочные работы высокоуглеродистых сплавов, методика и способы ее осуществления мало рознятся. И на большом предприятии тяжелого машиностроения, и в полуподвале сомнительной фирмы проблемы, возникающие на стыке одни и те же. Обусловлен этот факт структурой и химическим составом.

Особенности сварки в основном определены графитовым включением, а точнее его формой. Ведь при одинаковой структуре железной матрицы (3 основных вида), эти включения могут принимать 4 основные формы, а также находиться в половинчатом состоянии между двух основных форм. Учитывая разницу в плотности железа и аллотропной формы углерода — графита, то очевидно, что их можно считать пустотами. Пустоты при температурном воздействии оказывают особо чувствительное влияние на пластичность металла, могут служить очагами деформации разрыва и пористости.

Чтобы избежать растрескивания шва металла, нужно использовать накопленный опыт сварщиков, которые разработали способы и приемы, учитывающие особенности сварки чугуна.

Не у каждого человека есть возможность определить химический состав и структуру чугунного изделия. Существуют простые правила известные опытным сварщикам:

• серый цвет на изломе и мелкое, практически незаметное зерно — чугун поддается сварке, практически как высокоуглеродиста сталь
• крупное зерно и практически черный окрас излома чугуна сигнализирует о том, что придется попотеть, прежде чем сваришь такую деталь
• промасленное изделие без предварительной термической подготовки сварить будет крайне тяжело, а при определенных условиях невозможно

Химический состав, физика и механика поведения чугуна при изменении температуры относит его к сплавам с ограниченной свариваемостью. Учитывайте факторы поведения чугуна, и возможно вам станет легче справиться с поставленной задачей:

1. Нижнее положение шва наиболее предпочтительное для сварки этого сплава, исходя из его текучести в жидком состоянии.
2. В случае отсутствия вносимого снаружи углерода при наложении сварного шва – высокая вероятность выгорания углерода в толще металла, который соединяясь с кислородом, образует пористость
3. Пластичность чугуна не достигает высоких пределов и это вызывает внутренние напряжения, области со структурными изменениями, закалку и в итоге разрушительные деформации.
4. При расплавлении некоторые фазы жидкого чугуна соединяются с кислородом с образованием шлаковых частиц с высокой температурой плавления. Высокая плотность таких частиц оставляет их в толще шва, ухудшая качество сварки.

Технологическими приемами можно решить некоторые проблемы образования трещин. Можно изменять диаметр электрода, минимизировать ток, варить шов то в одном, то в другом месте. Технически вопрос можно решить, сделав вставки из чугуна или металла тем самым уменьшив количество наплавленного металла. Не забываем о волшебстве обработки давлением. Пока шов имеет красный цвет (не остыл) его можно простучать молотком. Это приведет к уменьшению естественной усадки, которая является основной причиной трещин.

Перед началом работы

Как и при обычной сварке, разделка кромки свариваемых деталей. Разделка может осуществляться как ручным, так и механизированным инструментом. Стружка, снимаемая за один проход, должна быть минимальной, так как чугун склонен к отколам. При этой процедуре соблюдайте следующие правила:

• не уходите в сторону от линии раздела, без особой потребности
• сверление под вставки должно быть около 12 мм от края кромки. Диаметр сверла и вставки плюс 1-2 миллиметра к толщине раздела

Если есть необходимость провести заварочный ремонт трещины, прошедшей насквозь, зачистите до блеска деталь вокруг трещины и изготовьте заплатку из низкоуглеродистой марки стали. Для уменьшения напряжений края у металла должны иметь фаску в 30-35 градусов. Приваривание происходит внахлест.

Разновидности сварки чугуна

В зависимости от того разогреваются свариваемые детали перед сваркой или нет, принято различать горячий и холодный процесс. При первом из них детали подвергаются нагреву до 650 градусов Цельсия, после чего производится сваривание. В случае второго способа никаких термических изменений данные детали не претерпевают.

При использовании горячей сварки вам понадобится позаботиться о дополнительной оснастке, придумать, как разогревать поверхности, поддерживать этот нагрев, контролировать температуру. Наградой за такие мытарства будет идеальный шов, лишенный видимых дефектов. То есть можно добиться полного сокрытия сварочных работ на обозначенном участке.

В домашних условиях потребность в горячей сварке и настолько высоком качестве неоправдана. Поэтому есть много рекомендаций и советов по холодной сварке.

Холодный способ сварки электродом

Простые и понятные правила способны ответить на вопрос как варить чугун электросваркой. Первое и основное правило это использование специальных электродов. Распространенными и доступными являются электроды марки ОЗЧ-2, в которых роль стержня отдана прутку из меди, а также МНЧ-2, с сердцевиной из сплава никеля, железа и ряда других элементов.

Интересная информация. В случае отсутствия под рукой электродов их можно изготовить самостоятельно из обычных электродов. Для этого берем медный стержень подходящего диаметра, зачищаем его, обезжириваем. Снимите с электрода АНО-4 обмазку, измельчите, смешайте с опилками железа и жидким стеклом. В полученную массу окуните стержень и медленно его вытащите. Просушите их сначала на сквозняке, а затем прокалите в духовке при температуре 240 градусов Цельсия.

Очень интересной и оправданной выглядит технология сварки чугуна электродом АНО-4, обвитым медной проволокой. Для домашнего пользования такого электрода хватит для заварки небольших трещин. Основное условие такая спираль должна быть в 3-4 раза массивнее самого электрода.

Сварка в домашних условиях пройдет гладко и порадует результатом, если она проводилась на малом токе, вразброс и не подвергалась локально высокому нагреву и быстрому охлаждению. Главное условие всех работ, проводимых в домашних условиях, является безоговорочное выполнение элементарных норм личной безопасности. Проводите сварочные работы в хорошо проветриваемом месте. Используйте специальные средства защиты органов дыхания, зрения. Не допускайте попадания искр на открытые участки кожного покрова.

Электросварка чугуна с помощью электрода в домашних условиях

Сварить чугун сложно, но возможно. Сварка чугуна электродом в домашних условиях чем-то похожа на подбрасывание монеты. Одна попытка может дать отличный результат и усыпить бдительность, другая — закончиться из рук вон плохо. Почему так происходит? Всё дело в том, что не только различные виды чугуна свариваются по-разному, но даже детали из одинакового материала могут быть непредсказуемы. История эксплуатации отливки, среда, в которой она пребывала — всё имеет значение.

Любительское исполнение работы может сэкономить время и деньги, но если речь идёт о критически важных вещах, то мудрым решением будет поручить дело специалистам с профессиональными сварочной установкой.

Для работ с чугуном важно знать правильный алгоритм, необходимый для получения качественного результата. До начала самих работ нужно:

• определить сплав;
• очистить деталь;
• обеспечить необходимый предварительный нагрев.

Определение сплава

Чугун — это сплав железа с углеродом, высокое содержание последнего (обычно 2—4%) придаёт материалу характерную твёрдость. Однако твёрдость эта достигается за счёт пластичности. Она значительно ниже, чем у сталей или кованого железа. Циклы нагрева и охлаждения во время сварки вызывают расширения и сжатия отливки, создавая напряжения в металле. Чугуны не растягиваются и не деформируются под нагрузкой, а трескаются, что делает их чрезвычайно трудносвариваемыми материалами. Эта их свойство может быть купировано путём добавление в сплав различных примесей.

Чугуны разнятся по свариваемости.

1. Серый. Наиболее распространён в промышленности. По структуре похож на железную губку, поры которой заполнены графитом. Он сравнительно пластичен и лучше сваривается. Тем не менее он представляет собой проблему даже у опытных сварщиков: графитовые хлопья в составе серого чугуна могут попасть в сварочную ванну и сделать шов хрупким.
2. Белый содержит углерод в виде цементита, без присутствия чистого графита. Цементит — очень твёрдая и хрупкая кристаллическая структура. Белый чугун считается несвариваемым.

Очистка деталей

Среда, в которой пребывала отливка, влияет на свариваемость не меньше марки сплава из-за впитывающих свойств чугуна. Например, выхлопные коллекторы, подвергавшиеся много лет воздействиям продуктов сгорания под нагревом, будет очень трудно сварить. Вне зависимости от марки сплава и происхождения нужно полностью очистить отливку в области сварного шва — удалить краску, жир, масло, окалину. Полезным будет осторожно и медленно нагревать место сварки в течение непродолжительного времени, чтобы выпарить летучие примеси из обрабатываемой зоны.

Предварительный нагрев

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением. Регулирование температуры — единственный способ предотвратить трещины. Создание сварного шва, с точки зрения тепловых процессов, состоит из трёх шагов:

• предварительного нагрева;
• ввод тепла;
• медленного охлаждения.

Основная задача теплового контроля — управление расширением. Напряжений в металле не возникает, когда весь объект нагревается или расширяется одновременно и с одинаковой скоростью. Риск появления трещин велик в случае, если тепло локализовано в небольшой околошовной зоне. Предварительный нагрев снижает тепловой градиент между телом отливки и местом сварки. В теории более высокотемпературные методы сварки требуют повышения температур предварительного нагрева. Если последний нет возможности обеспечить, лучшей стратегией будет минимизация теплового ввода — применять методы сварки при низкой температуре легкоплавящимися электродами.

Скорость охлаждения — ещё один фактор, оказывающий непосредственное влияние на возникновение напряжений в сварной зоне. Быстрое охлаждение за счёт сокращения остывающей зоны порождает хрупкие, легко трескающиеся швы.

Электросварка

Электродуговая сварка в качестве расходного материала предполагает электрод, покрытый флюсом. Есть несколько видов электродов, пригодных для такого вида работ: на основе чугуна, легированной стали, из медных и никелевых сплавов. После механической обработки будущей сварной зоны (торцевания, сверления отверстий в местах окончания трещин, соединения деталей крепежом) следует выбрать такую последовательность сварных проходов, чтобы обеспечить равномерный и минимальный нагрев всей детали. Перед каждым следующим проходом шву нужно дать остыть. Во время ожидания охлаждения можно его обстучать — это уменьшает напряжения в металле.

Поскольку применяемые электроды прочнее обрабатываемого чугуна, нет никакой необходимости делать особенно толстые швы. Последнее также помогает уберечь место сварки от тепловых деформаций. Следует избегать резких охлаждений, пользоваться для этого водой допускается только с большой осторожностью и в исключительных случаях.

Для описанных выше работ актуальны все требования к технике безопасности проведения сварочных работ и правила безопасной эксплуатации электрического оборудования.