1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы сварки чугуна электродами

Содержание

В чем особенности сварки изделий из чугуна при помощи электродов — технология и нюансы

В технологиях сварочной обработки чугуна есть свои нюансы. По свойствам чугун несколько отличается от стальных сплавов.

Поэтому при сваривании этого металла посредством электродов могут возникать некоторые сложности.

Эта статья расскажет о принципах электросварки чугуна электродами.

Характеристика металла

По химическому составу чугун – это сплав железа и углерода, процент которого не меньше 2,14. Однако есть сплавы с примесями.

В целом выделают четыре категории сплава, которые маркируются по:

  • Цвету:
  1. Белый. Содержит до 6,67 процента углерода. Этот сплав достаточно хрупкий, однако имеет высокую твердость. Применяется для переплавки на сталь.
  2. Серый. Содержание углерода от 3,2 до 3,5 процента. Есть примеси в виде кремния (1,9-2,5%), марганца, фосфора, серы. По свойствам он пластичен и вязок, а потому применяется для художественного литья. Обработка материала зачастую происходит при помощи резки.
  • Характеристикам:
  1. Ковкий. Содержит от 2,4 до 3 процента углерода. Производится из белой разновидности посредством нагрева.
  2. Высокопрочный. Содержит от 3,2 до 3,8 процентов углерода. Производится добавлением в состав магния, а потому по параметрам близок к углеродистым стальным сплавам.

Среди сложностей при обработке и сварке можно встретить появление микротрещин, пор, каленых образований. Это приводит к потере показателей прочности.

Тонкостенные детали могут рассыпаться при нагреве. А при резке чугун сильно затупляет оборудование. Сваривать лучше только серый подвид.

Подготовительный этап

Подготовка любого металла начинается с зачистки. Для зачистки чугуна используется «болгарка» с насадкой в виде лепесткового круга.

Но можно использовать также другие насадки.

После зачистки проводится обезжиривание рабочей зоны. Подойдет ацетон или ацетоно-содержащие вещества.

В случае, если будет проводиться обработка трещины, то этап зачистки относится к ее окончаниям, где делаются отверстия около 5 миллиметров радиусом.

Также перед сваркой чугуна электродами проводится разделывание кромок, которым придается округлая форма.

В процессе будут использоваться стальные шпильки диаметром около 40 процентов от толщины детали и специальные, предназначенные для этого типа металла, электроды.

Технология сваривания

Чугун сваривается холодным, полугорячим и горячим способами.

При создании шва нужно следить за скоростью охлаждения. Чугун должен достаточно долго остывать. Когда его соединяют со стальной деталью, сталь должна охлаждаться дольше.

Чтобы это обеспечить, применяется уголь либо сухой песок. Быстрое остывание может привести к появлению трещин.

Во время сварки электродами стоит помнить о текучих свойствах жидкого чугуна, и соблюдать меры безопасности. При применении TIG технологии нужно следить за плотностью формируемого шва. Если проводится соединение деталей из разных материалов, то сварка усложняется учетом характеристик металлов каждой детали.

Для того, чтобы знать все сложности и нюансы выполнения сварки чугуна, нужно ознакомиться со всеми техническими документами. В них можно найти детали процесса сваривания, а также алгоритмы обработки. Подобные знания существенно упрощают работу.

При соединении элементов электросваркой также проводится подготовка рабочей поверхности. Важно удалить все недостатки стыка. Это можно сделать слитно, но если дефекты расположены на расстоянии свыше 20 миллиметров друг от друга, их удаление происходит раздельно.

Перед работой нужно четко определить состав материала, из которого выполнена деталь. От состава зависят нюансы обработки. К примеру, серый тип обрабатывается легче, требуя дополнительных действий только при потемнении поверхности.

При работе с черным металлом нужно учитывать промасленность детали. Промасленная деталь не сваривается вообще. Ковкий нужно отдельно нагревать перед сваркой, иначе качество шва снизится.

Чтобы увеличить сцепку соединения, в поверхность сварочной зоны вставляется требуемое количество стальных шпилек. Они снижают углеродную долю в соединении, что повышает качество шва. Уровень графита в составе углерода регулируется сварщиком самостоятельно.

Во время сварки чугуна электродами расплавленный металл должен немного растекаться по сварной ванне. При широком стыке применяются чугунная присадочная проволока.

После замедленного с помощью угля или песка остывания проводится визуальная проверка качества соединения. В случае выявления непроваров, прожогов, трещин, либо других дефектов проводится повторная зачистка, и шов переваривается наново. Если проводилась сварка с другими типами металлов, шов должен быть двойным.

Электроды для работы с чугуном

Работая со сплавами нужно знать, как сочетать разные типы металлов для получения качественной сварки.

Когда происходит электросварка простым электродом, в сплаве сгорает углерод. Потому нередко в состав электрода добавляют графит. Часто встречаются электроды с содержанием никеля и меди. Их свойства полезны при сварочных работах.

Растворяясь в железе, никель делает соединение податливым, что облегчает дальнейшую обработку. Медь же наоборот повышает прочность шва, а потому используется когда нужно создать соединение высокой твердости.

Читать еще:  Шланги для водоснабжения в частных домах

Разные компании предлагают варианты моделей электродов для сварки, которые наделены своими характерными свойствами. Та или иная модель подходит для разных сварочных ситуаций. Однако есть варианты, встречающиеся чаще. Среди них ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЖН-1, МНЧ-2.

МНЧ-2 применяется в холодном и горячем типе сваривания металлов и обеспечивает качественные, прочные швы.

ЦЧ-4 более подходит для холодного типа сваривания металлов. Хорошо соединяет чугунные и стальные детали.

Электроды для сваривания чугунных деталей могут иметь примеси ферросицилия, термита, мрамора. А также в состав может быть включен алюминий, жидкое стекло и порошковый титан. Вместо электрода также используется присадочный пруток с графитовым стержнем.

Методики

Существует три методики сваривания чугуна при помощи электродов.

При использовании горячей деталь нагревают до заданной температуры еще до начала сваривания. Показатель этой начальной температуры 600-650 °С. Эта методика признана наиболее верной, однако с ее применением в домашних условиях есть проблемы.

Для того, чтобы обработать металл горячим способом понадобится нагревающее оборудование, и умение работать с нагретыми элементами.

Полугорячий тип повторяет горячий способ сварки, однако с заниженной до уровня 300-350 °С температурой преднагрева.

При холодном способе сварки преднагрева детали нет. Этот метод применим в домашних условиях, однако имеет свои нюансы.

Технология резки

Резку чугунных деталей проводят механически либо термически. Для любого из этих типов понадобится свое оборудование. В целом для резки чугуна используют:

  • Болгарку
  • Труборезы
  • Сабельную пилу
  • Электроды

Также применяют оборудование для газокислородной и плазменной резки металлов.

Для мелких домашних работ зачастую используют болгарку, как самый простой инструмент.

Безопасность во время работы

Работа с чугуном, как и с другими металлами, требует соблюдения определенных мер безопасности. Важно помнить, что варить или резать чугун нужно в помещениях с хорошей вентиляцией, при качественном освещении.

Оборудование должно быть обеспечено заземлением, а работник – рабочей одеждой и элементами личной защиты: перчатками, очками, маской. Свариваемый металл должен быть защищен от попадания воды либо другой влаги.

При отсутствии опыта нужно провести подготовку и обеспечить себя знаниями. Для этого можно использовать текстовые, фото и видеоматериалы.

Как заварить чугун электродом в домашних условиях

Срок службы чугуна вдвое больше чем у стали, однако из-за высокого содержания углерода ремонт обычной электросваркой деталей из этого материала неэффективен. В месте соединения образуются микротрещины, а на шве — поры. В промышленности эта проблема решается специальной подготовкой, которая неприменима для сварки чугуна в домашних условиях. Однако создание прочных соединений возможно и при самостоятельном ремонте с использованием электродов для сварки чугуна.

Особенности сварки чугуна

Установлено что сварку серого чугуна с мелкодисперсной структурой производить проще, чем крупнозернистого металла тёмного оттенка. Детали длительное время контактировавшие с маслом или подвергавшиеся окислению сварке не поддаются. Чугун относится к материалам с ограниченным свариванием, поэтому при работе учитываются его особенности:

  • из-за высокой текучести в жидком состоянии сварка осуществляется преимущественно в нижнем положении;
  • образование пор в местах выгорания углерода;
  • из-за низкой пластичности при нарушении температурного режима возникают внутренние напряжения, создающие трещину на шве;
  • при расплавлении в чугуне образуются окислы с температурой плавления выше, чем у него.

Методы сварки

Для создания прочных швов разработаны три способа:

  1. Технология горячей сварки сложна, но практически исключает образование трещин. Выполняется с предварительным подогревом до температуры 600 — 650⁰C при последующем медленном охлаждении. На производстве эта процедура выполняется на индукционных установках. Некоторые новички сомневаются можно ли варить чугун этим способом самостоятельно. Это реально, если для нагрева воспользоваться горном, газовой горелкой, паяльной лампой, а для медленного охлаждения горячим песком.
  2. Полугорячая сварка аналогична предыдущему способу, но температура нагрева 300 — 350⁰C.
  3. Холодную сварку осуществляют специальными электродами без предварительного подогрева деталей. Однако чтобы заварить чугун этим способом необходимо учитывать технологические особенности материала.

Выбор электродов для сварки чугуна

При холодной сварке чаще всего пользуются недорогими электродами ОЧЗ с индексом от 2 до 6. Основой являются медные стержни со специальной обмазкой. Марка МНЧ-2 применяется для наплавки металла, для изготовления стержней применяется сплав, в который добавляется никель, марганец, железо, медь. Эти электроды дефицитны и стоят дорого. К более дешёвым относятся ЦЧ-4 и ОЗЖН-1.

В зависимости от марки электродов и диаметра выбирается сила тока:

При отсутствии заводских делают самодельные электроды, используя медные стержни нужного диаметра. Для покрытия берётся обмазка, сколотая со стальных электродов. Её размельчают, добавляют такой же объём железных опилок и смешивают с жидким стеклом до густоты сметаны.

Стержни зачищаются, обезжириваются и вертикально опускаются в смесь. После неспешного извлечения, чтобы успело стечь лишнее, должен образоваться слой толщиной 1,5 — 2 мм. Установленные вертикально электроды сушат сначала без нагрева, а затем в духовке при 250⁰C.

Чугун можно заваривать обычным электродом после навивки на него медной проволоки диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Наматывать начинают с рабочего конца, плотно укладывая витки на обмазку без зазоров между ними. Вес проволоки должен быть в 4 — 5 раз больше массы стального сердечника.

Независимо от того какими электродами варится чугун нужно соблюдать следующие условия:

  • сварка ведётся швами длиной 3 — 5 см с перерывами;
  • прерывистый режим позволяет избежать недопустимого нагрева участков выше 80⁰C;
  • подключение полярности обратное.

Технология сварки чугуна электродом

В зависимости от вида дефектов и возможностей применяются несколько вариантов. Сварку чугуна электродом в домашних условиях осуществляют многослойным способом. С краёв соединяемых толстостенных деталей болгаркой снимаются фаски под углом 45⁰. При заделке трещины её углубляют тонким диском, а на концах просверливают отверстия. Такая подготовка обеспечит лучшее заполнение дефекта расплавленным металлом.

Читать еще:  Водопровод в частном доме своими руками фото

Затем, используя специальный электрод, наплавляется первый слой участками по 3 — 5 см. Сваривать начинают с концов соединения, чтобы получилась ванночка. Если есть возможность, аналогично обрабатывают дефект с обратной стороны детали. Следующие слои, ещё горячие, проковываются молотком с закруглённым бойком.

Поскольку специальные электроды стоят дорого их иногда заменяют обычными. Однако их использование возможно только для наплавления последующих после первого слоёв. Сварка чугуна электродами по стали обходится дешевле, но надёжность такого соединения невысокая. Поэтому не рекомендуется применение в ответственных случаях.

Электродами, сделанными из чугуна, пользуются для устранения изъянов на изделиях после отливки. Для повышения качества применяется полугорячий метод. Для работы возможно использование аппаратов переменного и постоянного тока. Его величина рассчитывается исходя из величины диаметра электрода. На каждый миллиметр добавляется 50 — 60 А.

Чтобы сварить чугун в среде инертного газа неплавящимся электродом необходимы большие денежные и временные затраты, а качество улучшается незначительно. Поэтому такая технология домашними мастерами применяется редко.

Сварка чугуна по шпилькам

Так как заварить чугун с крупнозернистой структурой многослойным способом не всегда удаётся, соединение осуществляется с помощью установки шпилек с резьбой. Их размещают в шахматном порядке по краям соединяемых частей. Размер шпилек выбирается, руководствуясь рекомендациями:

  • по диаметру не более 0,3 — 0,4 толщины детали, максимальный — 12 мм;
  • вкручиваются на глубину 1,5 своего диаметра, но не больше 0,5 толщины материала;
  • длина выступающей над поверхностью части — 0,75 — 1,2 диаметра шпильки.

После установки по периметру шпилек наваривается несколько слоёв металла. Чтобы избежать перегрева наплавку производят попеременно на разных концах. В завершение металл вокруг шпилек соединяется одним или несколькими швами.

Заключение

Имея инвертор и зная, как правильно варится чугун электросваркой, можно оперативно делать ремонт самостоятельно. Для этого необязательно покупать специальные электроды, их успешно заменят самодельные. При отсутствии опыта желательно сначала потренироваться на ненужных чугунных изделиях. При сварке следует помнить о недопустимости перегрева участков свыше 80⁰C, поэтому спешить не надо.

Сварка чугуна электродами

Чугун – сплав железа и углерода (содержание превышает 2,11-2,14%), в состав которого входят примеси: кремний (не более 3%), марганец (до 1%), сера, фосфор и легирующие добавки: хром, никель, ванадий, алюминий, магний и другие. Без специальных добавок и термической обработки чугун обладает низкими прочностью, твердостью и пластичностью.

Углерод может присутствовать в сплаве в виде цеменита и графита. В зависимости от доли данных веществ в составе, можно выделить несколько видов чугуна.

Некоторые из них поддаются обработке методом сваривания, другие – нет. Для каждого вида сплавов существует определенные марки электродов. Далее мы рассмотрим сварка какого чугуна электродами выполняется в различных ситуациях.

Белый чугун характеризуется тем, что весь углерод присутствует в сплаве в виде цеменита. Этот вид обладает высокой твердостью, не подлежит обработке режущим инструментом.

Большая часть или весь углерод присутствуют в сером чугуне в виде графита. Данный вид хорошо поддается обработке; обладает высокими литейными свойствами, благодаря которым активно используется в качестве материала для литья. Сварка серого чугуна электродом ОЗЧ-2 выполняется постоянным током обратной полярностью. Также для данного вида предназначены марки ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-2, МНЧ-2.

Ковкий чугун является результатом отливки и термообработки белого чугуна с образованием хлопьевидного графита; используется при производстве автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Электроды, предназначенные для работы с ковким сплавом: ОЗЧ-2 и 6, МНЧ-2, ЦЧ-4. Сваривание осуществляется постоянным током, полярность при сварке чугуна – обратная.

В половинчатом чугуне углерод присутствует в двух видах: графит и цеменит; применяется при изготовлении деталей, эксплуатирующихся в условиях повышенной износостойкости.

Высокопрочный чугун содержит шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации; используется для производства ответственных деталей в машиностроении, а также для нефте- и газопроводов, труб водоснабжения.

В статье мы рассмотрим, как варить электродами по чугуну в зависимости от применяемого способа соединения.

Сложности при сварке чугуна

Прежде чем, приступать к работе исполнителю необходимо учесть особенности сварки чугуна электродами. Данные специфические черты обусловлены уникальными свойствами чугуна.

Одним из главных недостатков чугуна является плохая свариваемость, которая обусловлена следующими факторами:

    плохая соединяемость чугуна методом сварки объясняется его химической структурой и свойствами;

На фото: пора в сварочном валике

Несмотря на данные трудности и особенности, исполнителю любого уровня по силам получить качественное и надежное соединение. Для этого необходимо верно подобрать расходные материалы. О том, какие электроды для сварки чугуна выбрать мы расскажем далее.

Подготовка чугуна к сварке

Прежде чем варить чугун электродом, необходимо произвести подготовительные процедуры. Хрупкость сплава и трудности в удалении загрязнений с его поверхности требуют тщательной подготовки к сварочному процессу.

Трещины, имеющие на поверхности изделий, нужно разделать на всю длину с достаточным для качественной проварки углом разделки и засверлить по краям. Если трещины не засверлены, то их необходимо вырезать, а концы трещины можно закруглить.

Рабочую зону следует очистить от посторонних включений с помощью болгарки, металлической щетки или наждачной бумаги. Зачистку также можно произвести пескоструйным способом. Масло удаляется с помощью растворителей. Сильные загрязнения рекомендуется удалять пламенем горелки.

Читать еще:  Vetonit easy fix для теплого пола

Способы сварки чугуна

Выделяют три метода сварки чугуна, в зависимости от температуры предварительного подогрева изделий:

Горячая сварка является основным и наиболее “правильным” способом. Перед свариванием заготовки прогревают до температуры в 600-650°C.

Полугорячая сварка подразумевает нагревание чугунных деталей до температуры 300-350°C.

Холодная сварка не предусматривает нагрев рабочих изделий.

Применяя различные виды сварки чугуна – виды электродов при этом также разнятся. Независимо от выбранного исполнителем способа, следует четко следовать правилам и рекомендациям. Тому, как правильно варить чугун электродами различного вида и посвящена данная статья.

Холодная сварка чугуна специальными электродами

Электроды сварочные МНЧ-2.

Холодная сварка проста и удобна в исполнении. Соединение осуществляется с применением специальных электродов, содержащих никель и/или медь. Существует достаточно много специальных стержней подобного типа. Наиболее популярными марками, изготовленными отечественными производителями, являются:

  • основу электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 составляет медный стержень, покрытый обмазкой, в состав которой входит железный порошок;
  • никелевые и железно-никелевые расходники ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, с помощью которых проводится сварка чугуна постоянным током.
  • железно-медно-никелевые МНЧ-2. Сварка чугуна электродами мнч 2 позволяет получить высокотехнологичный шов, обладающий коррозионностойкостью в жидких агрессивных средах и горячих газах. Данная марка обладает достаточно высокой стоимостью, поэтому используется, в основном, при реализации ответственных работ и в тех случаях, когда к соединению предъявляются жесткие требования относительно качества.

Видео

Или посмотрите презентацию холодной сварки чугуна электродом Zeller 855. Это действительно очень хорошие электроды, но дорого стоят и трудно купить.

О том, как варить чугун электродами по чугуну, будет рассказано далее.

Сварка всеми перечисленными марками электродов выполняется с помощью постоянного тока. Чтобы определить, какой полярностью варить чугун, следует ознакомиться с техническими характеристиками расходников, все марки которых у нас собраны на соответствующей странице.

Сварка чугуна простыми электродами (по стали)


Сваривание чугуна обычными стальными электродами не обеспечивает хорошего качества шва. Применяются расходники подобного типа ввиду их доступности и небольшой стоимости. Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения стальных электродов, необходимо использовать специальные прутки ЦЧ-4. Эта марка является одной из самых популярных и востребованных у сварщиков.

Поэтому важно знать, как правильно варить чугун электродами ЦЧ-4. Данная марка предназначена для наплавки первых плакирующих слоев с последующим продолжением сварочного процесса обычными материалами (на картинке). Кроме этого, ЦЧ-4 подойдут как для горячей, так и для холодной сварки чугуна, заделки дефектов и соединения стали с чугуном.

Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

При сваривании чугуна электродами общего назначения самым слабым местом является – околошовная зона у границы сплавления. Данная зона характеризуется хрупкостью и наличием трещин. Эти дефекты часто приводят к отслаиванию наплавленного слоя от основного металла. Чтобы этого избежать, необходимо использовать стальные шпильки или болты.

Шпильки имеют резьбу и ввертываются в свариваемую поверхность. Из размеры зависят от толщины рабочего изделия. Существуют рекомендации относительно размеров шпилек:

  • диаметр должен составлять 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм;
  • глубина ввертывания – 1,5 диаметра шпильки, но не больше половины толщины свариваемых изделий;
  • высота выступающей части шпильки – 0,75-1,2 ее диаметра.

Шпильки располагаются в скошенные кромки деталей в шахматном порядке на расстоянии в 4-6 диаметра.

Выступающие части шпилек обвариваются по периметру, постепенно заполняя шов. В первую очередь осуществляется сварка всех шпилек кольцевыми швами с помощью электродов, диаметр которых составляет 3 мм. Применяется напряжение малой величины. Сваривание производится вразброс, чтобы избежать сильного перегрева. После вокруг места сварки накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Мы надеемся, что приведение здесь вышеперечисленных правил и рекомендаций позволит сориентироваться, как варить электродами правильно по чугуну, и успешно выполнить работы.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Сварка чугуна неплавящимися электродами

Чугун можно сваривать различными видами неплавящихся электродов: вольфрамовые, угольные или графитовые. Литые чугунные или специальные присадочные прутки, содержащие никель, алюминий, меди и другие металлы, используются в качестве присадочного материала. Для защиты сварочной зоны применяются инертные газы, чаще всего, аргон или флюсы, основным компонентом которого является бура. Наибольшей популярностью пользуется технология AC TIG – сварка вольфрамовым электродом с применением переменного тока в среде аргона.

Сварка чугуна покрытыми электродами

Чугунные электроды – специальные материалы для исправления дефектов чугунного литья, которые представляют собой литые круглые прутки с покрытием различного состава. В большинстве случаев соединение осуществляется на постоянном токе, но возможно и использование переменного. Величина тока определяется из расчета 50-60 А на 1 мм. электрода.

Качество шва, полученного в результате холодной сварки чугунными электродами, отличается неоднородностью. Поэтому следует выполнять полугорячее сваривание.

Как правильно варить чугун электродами, видео представлено далее.

Ознакомившись со всем спектром информации, исполнитель сможет выбрать лучший электрод по чугуну.

Электроды для наплавки чугуна

Наиболее распространенными марками электродов для наплавки чугуна различных видов являются:

Наплавка чугуна электродами т 590 также гарантирует получение качественного соединения. Данная марка широко применяется в различных сферах деятельности, для работы с разными конструкциями и деталями. Доступная цена стержней Т-590 делает эти расходники такими популярными у мастеров сварочного дела.

Более подробная информация представлена в статье “Наплавка металла: электродом и другие”.

Данная статья поможет каждому исполнителю выяснить, какие лучшие электроды по чугуну.

Источники:

http://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-chuguna-ehlektrodami
http://svarkaprosto.ru/tehnologii/svarka-chuguna-elektrodom
http://weldelec.com/info/kak-pravilno-varit/chugun/svarka-elektrodami/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector
×
×
×
×