Как сварить чугун электросваркой в домашних условиях

Как сварить чугун электросваркой в домашних условиях

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

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

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

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

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

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

Форум.Сварка металла и всё что с ней связано

Чугун является сплавом железа, который имеет значительное содержание углерода в составе. Содержание углерода колеблется от 2% до 6%. Этот процент примерно в 10 раз больше, чем в других сплавах, например, таких как кованое железо или сталь.

В процессе литья чугун образуется относительно легко, и это выглядит следующим образом:

— Сначала обычное железо, которое было очищено в доменной печи, выливается в форму и смешивается с требуемым количеством углерода.

— Процесс перемешивания происходит тогда, когда железо находится в полу расплавленном состоянии. Температура расплавленного металла составляет около 790°С. Это предотвращает углерод от сжигания и помогает смешаться с основным железом.

— Полученному чугуну позволяют постепенно остыть.

— Процесс охлаждения делает поверхность чугуна гладкой и защищает его от растрескивания. Углерод, который присутствует в расплавленном железе, образует хлопья графита в сплаве, что придает чугуну хрупкость. Если процесс охлаждения нарушить, то в чугуне могут появиться трещины.

Чугун имеет ряд специфических свойств и особенностей, которые требуется принимать во внимание перед его сваркой и требуют применения специальных технологий.

Высокие скорости охлаждения чугуна. Это приводит к так называемому «отбеливанию», когда на поверхности образуется слой белого хрупкого чугуна, который является необрабатываемым.

Низкие пластические свойства чугуна. Делает чугун способным к перенапряжениям и в результате сварки могут образовываться трещины.

Выгорание углерода при сварке.

В результате выгорания образуется окись CO, которая способствует образованию пор при сварке.

Хотя чугун имеет множество применений, его особенность быть хрупким становится основной головной болью, когда дело доходит до ремонта объектов из чугуна.

Технологии сварки чугуна

Перед сваркой и ремонтом литья из чугуна, всегда желательно, чтобы поверхность под сварку была гладкой и чистой. Чистота поверхности обеспечивает очень хорошее качество сварки, а также защищает чугун от растрескивания. Сварка чугуна может осуществляться в двух направлениях:

— С подогревом — горячая сварка чугуна

— Без подогрева — холодная сварка чугуна

Технология сварки чугуна с подогревом, как правило, используются в тяжелой промышленности. Концепция применения подогрева делает процесс сложнее, так как для него требуется специальное оборудование для подогрева.

В большинстве случаев изделие под сварку нагревается до температуры от 250 до 650°С. Следует избегать нагрева более 750°С, когда металл переходит в стадию расплавления.

После того, как металл достигает требуемой температуры, начинают его сварку на малых токах, чтобы минимизировать перемешивание и остаточные напряжения.

Большое внесение тепла при сварке также может привести к растрескиванию. После сварки изделие должно охлаждаться постепенно. Для постепенного охлаждения изделие следует поместить в песок или накрыть при помощи специальных изоляционных материалов.

При технологии холодной сварки (без подогрева) очень важно иметь хороший контроль над сварочной дугой и делать как можно короткие сварочные швы. Самый лучший вариант, чтобы швы были длиной не больше 25 мм. Также очень важно, чтобы они остывали постепенно.

Ручная дуговая сварка чугуна покрытыми электродами

Существует четыре типа электродов, которые могут быть использованы для ручной дуговой сварки чугуна: чугунные электроды, электроды с медной основой, электроды с никелевой основой и стальные электроды. Для использования каждого из этих типов электродов есть свои причины и особенности: обрабатываемость, прочность и пластичность шва после сварки.

При сварке чугунными электродами, необходим разогрев детали до температуры в диапазоне от 120 °C до 425 °C, в зависимости от размера детали. Обычно чугунные электроды бывают диаметром от 6 до 15 мм, и сварочный ток для них требуется от 200 до 600 Ампер. Лучше использовать электроды малого диаметра и относительно низкие токи сварки.

Существует два типа электродов с медной основой: электроды из сплава олова (ECuSn) и электроды из сплава алюминия (ECuAl). Электродами из сплава олова производят производить пайку с получением швов с хорошей пластичностью. Алюминиевые электроды применяют для получения более прочного сварного шва.

Существует три типа электродов с никелевой основой. Первый тип (ENiFe-CI) содержит около 50% никеля, второй (ENiCI) содержит около 85% никеля и тип (ENiCu) содержит никель и медь. Применение этих электродов дает примерно одинаковые результаты. Эти электроды могут быть использованы для сварки без подогрева, но рекомендуется нагрев до 40 °C.

Стальные электроды (E-St) не рекомендуются для сварки чугуна, если сварочный шов будет впоследствии механически обрабатываться. Этот тип электродов должен использоваться только для мелкого ремонта.

Для сварки чугуна может использоваться и MIG MAG процесс. При этом процессе может быть использовано несколько типов сварочной проволоки, в том числе:

— Стальная проволока (E70S-3) с использованием смеси газов 80% Ar + 20% CO2.
— Никелевая проволока (ENiCu-B) с использованием 100% аргона для защиты.
— Кремний бронзовая проволока (ECuZn-C) с использованием 100% аргона (50% аргона +50% гелия).

Технология полуавтоматической сварки MIG MAG аналогична другим процессам. Так как требуются малые токи, то и диаметр сварочной проволоки должен быть соответственно минимальным.

Особенности аргонодуговой TIG сварки чугуна

Сварка чугуна в аргоне (TIG) возможна, но этот процесс очень сложный. Чугун содержит большое количество углерода, от 2% до целых 6%. Это содержание углерода, как говорилось выше, делает чугун очень хрупким и очень сложно свариваемым. При сварке чугуна требуется соблюдение технологии и тщательный контроль температуры для обеспечения качества сварного шва и предотвращения образования трещин.

При сварке аргоном используются никелевые присадочные прутки. Они являются наиболее предпочтительными и популярными для TIG сварки чугуна. Так же применяются в качестве присадки алюминиево бронзовые прутки, которые намного дешевле. Но их использование не рекомендуется, если деталь впоследствии будет подвергаться тепловому воздействию.

Как и при любом другом процессе, при сварке аргоном необходимо соблюдать ряд требований:

— поверхность места сварки должно быть тщательно очищено от пыли и ржавчины
— деталь перед сваркой аргоном должна быть предварительно нагрета, чтобы предотвратить возможность трещин
— сварка должны вестись на низких токах короткими участками сварочного шва, чтобы контролировать температуру и препятствовать образованию трещин
— каждый сварочный шов требуется простукивать молотком для снятия остаточных напряжений
— после окончания сварки необходимо, чтобы изделие остывало медленно и постепенно

Технология сварки чугуна электродом в домашних условиях, практические советы

Сложность сварки чугуна обусловлена составом этого материала. Большое количество углерода является не только определяющим фактором при формировании свойств этого материала, но и зачастую становится причиной некачественного сварного шва. Поэтому перед началом работ рекомендуется ознакомиться с правилами выбора электродов и определить оптимальный режим работы аппарата.

Основные параметры

Предварительно нужно подготовить поверхность материала для формирования надежного соединения. Так как чугун имеет температуру плавления намного ниже, чем обычная углеродистая сталь (от 1200 до 1250°С) – прогрев заготовки нужно проводить при более низком температурном воздействии. Рекомендуемые параметры термической обработки – от 400 до 700°С в зависимости от требуемой толщины шва и марки чугуна.

Перед этим поверхность очищается, а место будущего соединения обрабатывается. Кромка не должна иметь явных дефектов, неровностей и трещин. В противном случае при сварке повышается вероятность вытекания расплавленной массы из области ванны.

Кроме этого следует подготовить следующие расходные материалы:

• Электроды. Рекомендуемые марки для сварки чугуна в домашних условиях: ОЗЧ2, ОЗЧ6 (медные стержни с обмазкой из ферритового порошка); ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 (железно-никелевые и никелевые электроды); МНЧ2 (никель, железо и медь).
• Рекомендуется использование специальных форм из графита, которые предотвратят растекание расплавленного металла из ванны.
• Из-за высоких температур необходим дополнительный щиток на держатель электродов. Таки образом можно обеспечить защиту рук от термического воздействия.

Формирование шва происходит с небольшими перерывами, чтобы дать поверхности остыть. Важнейшим условием технологии является предварительный разогрев детали. В промышленности для этого используют специальные печи. В домашних условиях подобную процедуру термической обработки сделать невозможно.

Поэтому следует использовать электроды для так называемой «холодной» сварки с содержанием никеля и сплавов меди, например — МНЧ2. Во время работы железо в сочетании с никелем образует состав, исключающий взаимодействие с углеродом. Таким образом можно предотвратить образование отбеленного чугуна в месте формирования сварного стыка.

Характеристики из таблицы указаны только для сварки в нижнем положении. Если работы выполняются в вертикальном направлении – для всех марок электродов, кроме ЦЧ-4, значение тока следует уменьшить на 10-20 А.

Практические советы

Как сделать шов равномерным и надежным? Для этого рекомендуется правильно подобрать соответствующую марку электродов и их диаметр. Добиться хороших прочностных характеристик соединения можно воспользовавшись советами от профессиональных сварщиков.

• Во время выполнения работ нужно поддерживать максимальный объем жидкого металла и одновременно предотвращать его вытекание за пределы ванны. При больших объемах это следует делать вдвоем. Также нужно использовать специальные графитовые формы.
• Для медленного охлаждения деталей можно использовать сухой песок или мелкий древесный уголь. Они предотвратят появление отбеленных зон из-за разности температур на поверхности чугуна.
• При использовании угольных электродов диаметром 8-20 мм величина постоянного тока сварочного аппарата должна быть от 280 до 600 А.
• Если выполнение работ затруднено или есть вероятность формирования соединительного (ремонтного) шва с помощью дуговой сварки – можно выбрать альтернативный метод. Наиболее эффективным является использование аргона.
• Без предварительного нагрева чугуна характеристики шва будут отличаться от исходных. Это нужно учитывать при дальнейшей эксплуатации детали (заготовки).

Важно знать, что холодный метод соединения применяется только для устранения трещин и дефектов, а также при сваривании деталей из различных видов чугуна и сталей. Его нельзя использовать для устранения дефектов литья, а также при обработке поверхности.

Восстановление и ремонт деталей оборудования и запорной арматуры из чугуна с помощью электросварки

При ремонте оборудования наверняка сталкивались с проблемой поломки чугунных деталей- лапы электродвигателей, чугунные фланцы или корпуса механизмов станков и оборудования, дефектов в виде трещин в корпусах из чугуна. Каких только методов сварки чугуна не придумывали гаражные умельцы и специалисты производства.

В первую очередь многие мастера и сварщики действуют методом “тыка” не понимая свойств и разницы между чугуном и сталью, которая как правило неплохо сваривается. “Ютюберы” выкладывают свои “полезные” видео по сварке чугуна, выдавая часто технически не верные советы. Казалось бы, чугун и сталь — это металлы на основе железа и углерода, в чем же отличия? Обратимся к справочникам:

Сталь и чугун, что общего и в чем отличия

Сталь(от нем.Stahl) — сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий не менее 45 % железа и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистая сталь.

Чугу́н— сплав железа с углеродом (и другими элементами), в котором содержание углерода не менее 2,14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний)

Из справочника понятно, что чугун по сравнению со сталью перенасыщен углеродом (он же графит) и потому углерод в сплаве с железом более 2,14% образует пористую структуру с вкраплениями графита. Детали из чугуна впитывают в себя масла и это свойство используется в подшипниках скольжения, но сварка таких деталей требует специальных технологий. Чугунные изделия,при работе в средах с высокими температурами (термин “горелый чугун”) сварить практически невозможно из-за образования окислов кремния и углерода.

Чугун при нагреве, в отличии от стали не бывает пластичен, он может быть либо твердым, либо жидким (как лед). Проблемы с трещинами возникают при его остывании из-за возникновения больших термических напряжений между швом и основным металлом металлом.

Как аварийно заварить стальную трубу или устранить свищ если мешает вода?

Я знаю 10 способов заварить свищ или стык с водой,а Вы сколько? Привет всем практикам и теоретикам ремонта! Поработал я со своими парнями (неплохими спецами по сварке и монтажу) на стройках, в монтаже и в ремонте теплоэнергетики. Часто занимались заменой трубопроводов теплосети, стальных водопроводов, различных стояков в домах и производственных

Способы ручной дуговой электросварки сварки чугунных изделий при ремонте оборудования.

В первую очередь необходимо понимать:

• Какой марки чугун (серый, ковкий, с шаровидным графитом и т.д.) и с чем мы хотим его сварить.
• Что за нагрузки будет нести свариваемая деталь.
• Сколько средства мы готовы потратить для восстановления детали и стоит ли шкурка выделки.
• Как правильно произвести разделку шва и очистку от вредных примесей.

Горячая сварка чугуна

Применяется для ответственных деталей, когда требуется сохранить состав и прочность сварного шва. При такой сварке деталь медленно прогревается (не более 100°C. в час) до 700°C.Сварка производится с широкой разделкой угольными электродами толщиной 8 и более мм и только в нижнем положении. После сварки требуется очень медленное охлаждение (не более 50°C в час) Нагрев и охлаждение таких деталей осуществляется на специальном оборудовании с программированием режимов нагрева и остывания.

Полугорячая сварка чугуна

Применяется для менее ответственных деталей и производится с предварительным и сопутствующим подогревом 300-350°C. Варится малоуглеродистыми стальными электродами с добавлением легирующих элементов (например электроды по нержавеющей стали с большим содержанием никеля). Для присадки добавляют чугунный пруток.

Холодная сварка чугуна с применением электродов из биметаллов .

Сегодня для сварки чугуна с чугуном и чугуна со сталью применяют специальные биметаллические электроды. В состав таких электродов входит никель, обеспечивающий наибольшую пластичность и меньшие внутренние напряжения при строгом соблюдении технологии сварки. Для выбора типа электродов надо знать какой тип чугуна (или чугуна со сталью) свариваем, сколько проходов необходимо будет сделать. Для различных вариантов сварки чугуна такие фирмы как ESAB, ZELLER, UTP, выпускают электроды для холодной сварки с графито- базовым покрытием.

Из личной практики ремонта, могу сказать, что, к примеру, электродами Zeller855 можно сваривать любой чугун и чугун со сталью даже с присутствием масла в деталях. Конечно же по возможности масло нужно предварительно максимально удалять. Лучшие результаты для ремонта трещин нагруженных деталей получаются при добавлении в шов стальных прутков. В России более популярны электроды ESAB марок ОК 92.18, ОК 92.58, ОК 92.60, ОК 92.78

Особенности технологии сварки чугуна .

• “U” образная разделка сварочного шва или деталей для сварки. Угол разделки 60-70°- острые углы не допускаются.
• Для очистки от масла можно использовать специальные разделочные электроды, которые выжигают масло и убирают влагу.
• Обязательно хорошо зачистить поверхности шлифовальной машинкой.
• Если это заварка трещины, то необходимо засверлить её на концах сверлом 3-4мм.
• Сварку производить по “обратноступенчатой” технологии (от середины к краям) варить короткими проходами по 2-3 см на минимальной дуге.
• Электрод надо вести медленно, с небольшими поперечными колебаниями.
• При сварки производить постоянный контроль температуры детали, которая не должна превышать 80°.
• Наплавленный валик (2-3 см) (пока имеет малиновый цвет) необходимо проковать(обстучать) зубилом с скругленным бойком, для снятия внутренних напряжений(термоусадочных).
• Важно! Удары при проковке наносились не перпендикулярно наплавленному валику, а с оттяжкой вдоль оси валика от его конца к началу. Такая технология проковки снижает вероятность образования трещин.

Сварка проводится постоянным током обратной полярности (+ на детали)

Для дополнительного снятия внутренних напряжений шва производители электродов рекомендуют приваривать накладную стальную пластину без острых кромок. Такая пластина распределит нагрузку по большей площади.

При холодной сварке чугуна в домашних условиях можно применять простые стальные электроды добавляя в разделку медный или нержавеющий пруток. При этом, конечно, не допускать перегрева детали более 100° и не забывать о проковке. При большой длине шва накладывать валики лучше с разных сторон, не допуская перегрева детали свыше 100 градусов.