Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология и особенности сварки чугуна: выбор оборудования

Технология и особенности сварки чугуна: выбор оборудования

Чугун — сплав железа с углеродом, отличается от сталей содержанием последнего (более 2,14%), а также особенностями кристаллической структуры.

Первоначально, являлся побочным продуктом получения стали, точнее — отходами. Его даже называли «свинским железом».

Со временем, благодаря температуре плавления на 300ºС меньшей чем железа, материал начали использовать для литья. И сегодня чугун важная составляющая современной промышленности. Его используют станкостроители, автомобильная промышленность. Применяют в строительстве, бытовых изделиях.

Виды чугуна и особенности сварки изделий

Чтобы разобраться, как сварить чугун, решить возникающие при этом сложности, нужно знать, что он собой представляет, чем отличается от стали.

Существует два основных вида этого металла:

  • белый;
  • серый.

Первый отличается хрупкостью, которую придают ему включения цементита — карбида железа (Fe3C). Он же дал чугунам этого типа название, окрашивая излом металла белым или светло-серым цветом.

Используют их для переделки на сталь (передельный), получения ковкого чугуна.

Серый получил название от излома темно-серого цвета, с блесками, который придает графит. Возможность получать материал разной степени прочности и пластичности, высокие литьевые качества, сделала его основным сырьем промышленных изделий.

Одновременно, текучесть усложняет сварку чугунных деталей. Металл стремиться вылиться, не образуя шва. Помимо этого, температура дуги приводит к появлению тугоплавких окислов. Графит на стыке выгорает, образуя поры.

На этом проблемы того, как сварить чугун электросваркой не заканчиваются.

При снижении температуры от 750ºС, графит соединяется с железом, образуя цементит. При этом шов из серого становится белым и хрупким.

Методы

Несмотря на сложность процесса, сварка чугунных изделий возможна и распространена. При этом, чаще всего выполняется сварка чугуна с чугуном. К примеру, при монтаже канализационных труб.

Различают две основных технологии:

  • Горячая.

Отличается предварительным нагревом деталей нагревают. Это делают индукционными и газовыми печами. Для небольших изделий используют горны, газовую горелку, паяльную лампу.

После того, как детали удалось приварить, охлаждают изделие не сразу, выдерживая материал иногда до трех – шести суток.

Сваривание предварительно раскаленного металла позволяет избежать локальных напряжений, перекаливания шва. Процесс технологически сложен, занимает много времени, требует дополнительного оборудования.

  • Холодная.

Это метод дает менее прочный шов, но быстрее и проще. Используют для холодного метода как газовую, так электросварку. Разумеется, понятие «холодная» достаточно условно. Температуры создаваемые при этом методе ничуть не меньше.

Способ позволяет как варить чугун электросваркой в домашних условиях, так применять его в самых неприспособленных для этого местах: трюмах кораблей, моторных отсеках тяжелой техники и т.п.

Используют его для соединения не ответственных деталей, ремонта небольших повреждений.

Подготовка деталей

Прежде чем перейти к сварке, детали необходимом зачистить до блеска. Выполняют это ручными или механическими щетками со стальным ворсом.

Края трещины, либо соединяемых деталей разделывают, снимая фаску под углом 40-45 градусов, на глубину 0,5-0,7 от их толщины. Трещины прорезают на всю глубину, для полного провара.

Соединяемые края не должны быть острыми. Каверны и раковины рассверливают на всю глубину повреждения.

Чтобы предотвратить дальнейшее распространение трещины, ликвидировать места возникновения напряжений поступают следующим образом.

От места, где разлом заканчивается, отступают 6-7 мм, по направлению его развития и сверлят сквозное отверстие. Сверло используют диаметром порядка 4 мм.

[stextbox выявления практически невидимых трещин поможет обычный керосин. Его наносят там, где заметна или предполагается наличие трещины. Обратную сторону покрывают болтушкой из мела и воды. При этом, даже невидимые простым глазом трещины проявляются на меловом слое желтым цветом.[/stextbox]

Процесс

После того, как все для сварки чугуна готово, приступают к самой сварке. Работы как по горячей, так холодной технологии производят:

  • газовой сваркой;
  • плавкими электродами, стержневыми либо проволочными (инвертором либо полуавтоматом с углекислым газом);
  • сваркой неплавким электродом, с присадочными стержнями, в том числе в среде инертного газа (аргон, гелий).

Зона шва, или сплавления деталей наиболее «капризная» часть соединения. Распространенный дефект при этом отслаивание наплавленного материала. Избежать его помогает методика сварки по шпилькам.

Их завинчивают в отверстия с нарезанной метрической резьбой. Количество зависит от размера деталей. Правильный диаметр принимается по специальным таблицам.

Сварка ведется инверторными аппаратами, в том числе полуавтоматическими. Последние, за счет охлаждающего эффекта углекислоты дают качественное соединение

При сварке сначала обваривается каждая шпилька, затем заполняются пространство между ними.

Подобным способом удается справиться даже со столь сложной задачей, как заварка чугунного блока двигателя электросваркой.

[stextbox прорезки при разделке трещины, а значит и будущего шва выдерживают в пределах 3-5 мм. Меньшая щель даст качественный провар. С другой стороны, чем толще шов, тем выше «отбеливание» свариваемых краев, повышение их хрупкости.[/stextbox]

Газовая

Нагрев газовой горелкой выполняют медленно для того, чтобы при доведении стыка до жидкого состояния графит успел растворится в жидкой ванне. Его выгорание и выдувание приведет к отбеливанию, а значит повышения хрупкости стыка.

Горелку держат на большем расстоянии, чем при сварке сталей, чтобы получить равномерный прогрев по возможности большей поверхности.

Для поглощения выделяющейся окиси углерода (угарный газ) используют специальные флюсы. Самый простой — плавленая бура (гидрат тетрабората натрия).

Для присадки используют сварочные прутки из чугуна. По мере расплавления их вводят в свариваемую зону, распределяя колебательными или спиральными движениями.

Читайте так же:
При какой температуре плавится медь в градусах

При работе с легированными чугунами, в состав присадок вводят аналогичные добавки (из простых — нержавейка).

Холодная

Поскольку при холодной сварке неизбежно отбеливание металла в месте стыка, качественное соединение, аналогичное горячему способу, получить нельзя. Тем не менее, ряд методов дает прочность достаточную для большинства случаев.

Чтобы решить задачу как заварить чугун обычным электродом в домашних условиях, воспользуйтесь простым способом. Намотайте на его стержень медную проволоку, толщиной не менее миллиметра, виток к витку. После чего варите на минимально возможном токе.

Прочность подобного стыка невысока, поэтому на производстве используют специальные электроды.

Они представляют собой стержень, имеющий покрытие из двух или трех слоев. Первый состоит из легирующих добавок, графита, различных присадок. Второй и третий содержат флюсы, обеспечивающие защитное газообразование, а также шлаковое покрытие.

При соединения полуавтоматами используют проволоку, создающую шов с высоким содержанием серого чугуна. Защитная среда образуется подачей углекислоты.

Горячая и полугорячая

Способ включает в себя три стадии:

  1. Нагрев свариваемых деталей и заготовок до температуры 600÷650ºС.
  2. Сварку с использованием специальных электродов.
  3. Постепенное охлаждение готового изделия.

Там, где горячая сварка является частью промышленной технологии (к примеру, изготовление сварных картеров двигателей), нагрев выполняют в специальных тоннельных печах.

Чтобы заготовки не остывали, их укрывают специальными асбестовыми полотнами.

Работу ведут на большом токе, не прерываясь. При работе с крупногабаритными изделиями сварщики сменяют друг друга.

Одним из вариантов является сварка угольным электродом, в том числе автоматическая. Присадка вводится порошковой проволокой, куда включены все необходимые легирующие добавки и флюсы.

Методом горячей сварки удается получить соединения по прочности равноценные цельному металлу.

Полугорячий вид соединения считают промежуточным между горячей и холодной. Детали нагревают, но до температуры всего 300÷350ºС. При этом, уменьшаются напряжения металла,

Многослойная

Сварку чугуна можно вести электродами для обычных углеродистых сталей, укладывая металл в несколько слоев. Первый благодаря быстрому охлаждению окажется наиболее хрупким и твердым.

Во втором, количество основного металла еще более снизится. При этом закалка его будет по-прежнему давать высокий риск трещинообразования.

В третьем и последующих слоях содержание углерода будет снижаться, а пластичность возрастать.

При этом прочность шва невелика и рекомендовать подобный метод можно для соединений носящих скорее декоративных характер.

Электроды и проволока

Метало-порошковая проволока представляет собой слой флюса, «обернутого» в металл. Различные ее типы применяют как для горячего, так и для холодного процесса. Обозначается она аббревиатурой ППЧ-1 (проволока порошковая для чугуна), ППЧ-2 и т.д.

Для сваривания деталей с помощью полуавтоматов используют проволоку типа ESAB OK Nicore 55. Работать ей можно лишь в аргоновой среде. Применяется для ковких и высокопрочных чугунов, позволяя получить прочный, легкообрабатываемый шов.

Для электродной сварки используют электроды типа ЦЧ-4 со стержнем из низкоуглеродистой проволоки и покрытием из шлакообразующей смеси флюса. Кроме них существуют и другие виды, в частности ОЗЧ, ОЗЖН и т.д.

Какими электродами варить чугун решают в каждом конкретном случае, в зависимости от условий, марки металла, необходимой прочности, и т.п.

Как делать шов?

Процесс сварки чугуна, в связи с его высокой текучестью производится как правило в нижнем положении свариваемых деталей. Исключение — использование специальных электродов.

Поэтому, при необходимости выполнения с нескольких сторон изделие приходится кантовать. Чтобы при этом не происходило разрушение уже выполненного шва, детали помещают в общий каркас, не дающий им сдвигаться.

При значительной толщине изделий, выполнить их соединение либо заварить трещину с одного раза невозможно. В таких случаях первый шов кладут непосредственно по разрезу. Затем, отступив вправо и влево, с промежутком укладывают еще два шва. После чего заполняют расстояние между ними.

Если стык не заполнен операцию повторяют, накладывая еще один слой, и так далее.

Чтобы снизить перегрев деталей, шов по чугуну ведут отдельными отрезками.

Чем резать?

Кислородная газовая резка эффективная для железа, по чугуну не дает эффекта по ряду причин. В частности, из-за образования тугоплавких окисных пленок.

Проще всего использовать обычные механические приспособления, наподобие болгарки, однако производительность их оставляет желать лучшего. Применяют их как правило в бытовых условиях.

Наилучший результат дает метод воздушно-дуговой и плазменно-дуговой резки. На сегодня эти методы чаще всего используют на производстве.

Техника безопасности

Безопасность производства при сварке чугунных изделий регламентируется общими «Правилами по охране труда при выполнении газосварочных и электросварочных работ».

В частности, место проведения работ должно быть оборудовано устройством по удалению продуктов сгорания.

Кроме того, при выделении при значительного количество опасных газов работа производится с использованием шлангового противогаза.

Сварка чугуна в домашних условиях с использованием электрода

Методы работы с чугуном имеют свои особенности. Они имеют ряд свойств, в отличных от стали. Сварка чугуна электродом может вызывать некоторые сложности у начинающего мастера или самоучки. Как варить чугун электросваркой – узнаете из этой статьи.

  • Особенности материала
  • Подготовка к сварке
  • Технология сварки
  • Электроды для сварки
  • Методы сварки
  • Резка
  • Меры безопасности

Особенности материала

Чугун является смесью железа с углеродом. Выделяют несколько видов чугуна с примесями:

  • Серый (1,9% – 2,5% кремния, 3,2% – 3,5 % углерода, присутствуют еще марганец, фосфор и сера) – пластичный и вязкий, обрабатывается резкой, используется в художественном литье;
  • белый (2,14% – 6,67% углерода) – хрупкий, но твердый, в дальнейшем переплавляется на сталь;
  • ковкий (2,4% -3,0% углерода) – получают из белого чугуна с помощью нагрева;
  • высокопрочный (3,2% – 3,8% углерода) – получают при помощи добавки магния, свойства этого материала близки к свойствам углеродистых сталей.
Читайте так же:
Как отремонтировать гладильную доску

Сложность обработки чугуна заключается в следующем:

  • на поверхности образовываются микротрещины и поры, что влияет на прочность сплава;
  • появляются каленые образования;
  • инструмент для резки металла стремительно затупляется;
  • тонкий слой материала рассыпается под воздействием высокой температуры.

Для сварки используется серый чугун.

Подготовка к сварке

Первое действие – зачистить металл. Это делается болгаркой. Используется насадка, которая называется лепестковым кругом. Допускается использование и других насадок. Затем поверхность обезжиривается растворителем, например, ацетоном.

Если обрабатывается трещина, то она зачищается до ее окончания, делаются отверстия радиусом 5 мм.

Подготовка к работе имеет особенности:

Кроме особенностей и нюансов, будет рассказано, как правильно варить чугун.

Технология сварки

Специалисты выделяют 3 технологии электросварки:

  • холодная;
  • полугорячая;
  • горячая.

При наплавке шва мастер должен учитывать следующие моменты.

  • Не стоит быстро охлаждать поверхность детали. При выполнении мастером стыковки совместно со сталью продлевается интервал охлаждения последней. Для этого посыпают поверхность детали углем или сухим песком. Быстрое уменьшение температуры чревато возникновением трещин.
  • Жидкому состоянию чугуна свойственна текучесть. Это следует учитывать во время работы.
  • При сварке TIG необходимо обеспечивать плотный шов. Сложным считается электросварка двух неоднородных металлов. При проведении действий стоит учитывать свойства всех задействованных материалов.

Профессиональные сварщики строго выполняют технологию сварки чугуна электродами. Они ознакомлены со всеми документами, в которых описан процесс и алгоритм работы с чугуном и другими металлами. Перед ними не стоит вопрос о том, как заварить чугун.

Для инвертора (источник тока) используются электроды. Их можно приобрести или создать самостоятельно.

Характерные свойства реконструкции чугунных деталей электросваркой состоят из следующих моментов:

  • Подготовка поверхности – удаление недостатков. Это делается вручную или механически. Если повреждения находятся на расстоянии больше 20 мм друг от друга, их удаляют отдельно. При нахождении ближе их стоит удалить вместе.
  • Важно правильно определить состав металла, от этого зависит спектр всех работ. Опытный сварщик выявляет, насколько материал устойчив к тепловому воздействию. Серый чугун поддается к обработке лучше, дополнительные меры предпринимаются при потемнении металла. Черный хуже всех поддается электросварке. Если материал промаслен, то вопрос «как сваривать чугун» отпадает. Это становится невозможным. Ковкий чугун разогревается перед произведением действий над ним, другие варианты не приведут к желаемому результату.
  • Для поддержания качественной сцепки шва в некоторых случаях применяются стальные шпильки: в обрабатываемую поверхность вставляется их необходимое количество. Они помогают усилить сварной шов, снизить долю углерода в материале шва. Объем графита в электроде стоит контролировать самостоятельно.
  • При проведении сварочных манипуляций необходимо, чтобы немного расплавленного материала находилось в сварной ванне. При осуществлении задачи его равномерно перемешивают.
  • Для сварки могут пригодиться присадочные прутки из чугуна.
  • При завершении деталь покрывается слоем песка или измельченного угля, чтобы предотвратить быстрое остывание. Качество проверяется визуально. На шве не должно остаться непровареных мест. Если выявлены неточности, прожоги и трещины, поверхность зачищается, действия выполняются повторно. При соединении чугуна с другими металлами накладывается двойной шов.

Допускается использование детали после охлаждения.

Электроды для сварки

При совершении действий над сплавами возникают вопросы: можно ли варить их, как сочетать различные металлы. Опытные мастера знают, как варить чугун так, чтобы деталь прослужила долго.

В процессе электросварки обычным электродом сгорает углерод сплаве, поэтому часто в электрод дополнительно добавляется графит. Широкое распространение получили материалы, которые содержат никель и медь. Использование такого рода материалов оправдано их свойствами.

  • Никель растворяется в железе. Образовавшийся шов не закаляется, получается податливым для последующей обработки.
  • Медь не растворяется в железе, а образует очень прочный шов. Мастера специально выбирают этот вид, чтобы добиться высокой прочности.

Современный рынок предлагает десяток различных электродов, которые имеют уникальные свойства. Они употребляются в подходящих ситуациях.

Распространенные марки электродов:

  • ЦЧ-4;
  • ОЗЧ-2;
  • ОЗЖН-1;
  • МНЧ-2.

Последний вид помогает получить добротный шов. Он используется для холодной и горячей сварки.

Первый вариант хорошо зарекомендовал себя при использовании во время холодной сварки, а также для соединения швом чугуна и стали.

Электрод в своем составе может иметь такие вещества, как:

  • ферросицилий;
  • термит;
  • мрамор;
  • алюминий;
  • жидкое стекло;
  • титановый порошок.

Вместо электрода иногда применяется присадочная проволока. Она имеет графитовый стержень.

Методы сварки

Выделяют 3 варианта.

Для процесса электросварки используется источник тока, который называется инвертором.

Резка

Выделяют 2 вида резки чугуна – термический или механический. Рассмотрим несколько способов:

  • резка с помощью болгарки является простым методом;
  • при необходимости разрезать трубы используют труборезы;
  • сабельная пила;
  • резка при помощи электрода;
  • газокислородная резка;
  • плазменная резка.

Вариантов много, в домашних условиях чаще всего используется болгарка.

Меры безопасности

Важно заботиться о сохранности своего здоровья во время взаимодействия с металлами и электрическими приборами. Перечислим важные моменты:

  • работа должна проводится в помещении, которое освещается и проветривается;
  • аппарат для электросварки должен быть заземлен;
  • нельзя резко охлаждать материал, поэтому нужно защищать его от попадания влаги;
  • используйте личные средства защиты: перчатки, очки и специальная одежда.

Для улучшенного восприятия информации стоит посмотреть видео.

Как варить чугун электросваркой: технология выполнения работ и необходимые материалы

Чугун по своему составу представляет собой сплав железа и углерода, который может также включать примеси и некоторые легирующие добавки. Этот металл широко применяется в промышленности для изготовления различных несущих деталей и конструкций. В бытовых сооружениях из чугуна сделано большинство канализационных стояков и радиаторов отопления.

Читайте так же:
Как отремонтировать блок питания телевизора

Большое содержание углерода усложняет соединение деталей из чугуна между собой и с другими металлами. Нарушение технологических требований зачастую приводит к перекалке, а значит, к увеличению хрупкости металла. Поэтому, прежде чем приступить к соединению чугунных конструкций, необходимо досконально изучить, как варить чугун электросваркой, а также необходимые материалы и технологию выполнения такой работы.

Виды чугуна

В состав чугуна входит не только углерод (2-6 %) и железо, но и марганец (до 1 %), кремний (3 %), фосфор, сера, а также добавки для легирования – алюминий, ванадий, хром, магний, никель и некоторые другие компоненты. Именно легирующие вещества придают твердость, прочность и пластичность материалу, в зависимости от его применения.

Выполняется электросварка чугуна в зависимости от формы и количества углерода, который находится в металле в качестве графита или цементита. Именно по этим показателям и подразделяется чугун на следующие виды:

  • Белый чугун имеет светлый цвет поверхности излома, так как углерод в этом металле представляет форму цементита. Обработка такого материала затруднена, из-за его высокой твердости.
  • В сером чугуне углерод находится в виде графита. Поверхность излома металла серого оттенка. Такой чугун легко поддается металлической обработке и имеет хорошие свойства литья.
  • Термическая обработка белого чугуна превращает его в ковкий металл, который широко используется в машиностроении.
  • Чугун половинчатого вида содержит в своем составе углерод в форме цементита и графита. Такое соотношение придает металлу высокую устойчивость к износу.
  • Графит шаровидной формы придает чугуну высокую прочность. Высокопрочный чугун используется для изготовления качественных труб нефтепроводов и водопровода.

Особенности сварки чугуна

Прежде чем ответить на вопрос, можно ли варить чугун электросваркой, необходимо разобраться в особенностях технологического процесса соединения металла. По своей структуре, а также многим физическим свойствам чугун относится к сплавам, которые ограниченно подвержены процессу сварки.

Во время электросварки чугуна в домашних условиях, нужно обращать внимание на следующие сложности этого процесса:

  • Формирование качественного шва осложняет жидкотекучий характер чугунного сплава.
  • Несоблюдение температурного режима сварки приводит к перекаливанию чугуна. Это вызывает выгорание углерода в сварочной ванне и, следовательно, увеличивает образование пор.
  • Также большая температура электрической дуги способствует отбеливанию чугуна в месте сварки. Этот эффект, из-за неоднородности структуры металла, приводит к растрескиванию шва.
  • В процессе сварки чугун способен окисляться, при этом создается тугоплавкий окисел, температура плавления которого на много больше, чем у исходного материала.

Чтобы избежать всех этих неприятностей при сварке чугуна, необходимо ответственно отнестись к правильному выбору режима работы.

Подготовка чугуна к сварке

Перед тем как варить чугун электросваркой, необходимо произвести подготовку кромок соединяемых поверхностей. Осуществлять предварительную очистку поверхности можно как ручным способом, так и электрическим инструментом с насадкой из металлического ворса.

Далее нужно обязательно произвести разделку кромок до чистого металла, так как варить чугун электросваркой в домашних мастерских намного сложнее, чем сталь.

Дефектные места чугуна разделывают по следующим правилам:

  • разделка выполняется строго по трещине;
  • трещины не сквозного характера насверливают сверлом, а затем вырубают их до основного материала;
  • в зависимости от толщины металла, сквозные трещины разделывают с двух или одной стороны;
  • на близко расположенные трещины рекомендуется наварить заплатку, которая должна закрывать дефект на 15-20 мм со всех сторон.

После очистки поверхности и разделки кромок требуется тщательно обезжирить место соединения ацетоном или растворителем.

Основные методы сварки чугуна

Можно варить чугун как электросваркой, так и в среде инертного газа. Второй способ используется в основном для соединения неоднородных металлов. Применяется сварка газом чаще всего для проведения ремонтных работ на канализационных трубах, а также восстановления деталей автомобилей.

Можно варить чугун электросваркой как горячим способом, с предварительным подогревом заготовок, так и холодным методом, без подогрева места соединения. Сварка с подогревом технологически осуществляется более сложным способом, чем холодное соединение, поэтому ее применение в бытовых условиях является нецелесообразным.

Газовая сварка

Сварка чугуна в облаке защитного газа применяется для создания шва высокой прочности, что достигается при условии небольшого провара металла. На конечный результат работы особое значение оказывает практический опыт сварщика, а также выбор правильного режима создания сварочного шва.

Процесс газовой сварки рекомендуется производить двумя горелками. При этом одной горелкой обеспечивается предварительный нагрев места соединения, а второй расплавляется проволока и осуществляется непосредственно сварка чугунных деталей. Охлаждение сваренных деталей должно происходить медленно, поэтому часто применяется укрытие изделий слоем песка или асбестом.

Горячая сварка чугуна

Сварка чугунных изделий с предварительным подогревом кромок соединяемой поверхности осуществляется чаще всего на промышленных предприятиях. Нагрев заготовок может производиться в инертных печах, а также различными специальными горелками.

Прогрев места сварки до 600–650 ℃ устраняет возможность напряженности и перекалки металла в месте стыковки.

Технология выполнения сварки следующая:

  1. Производится предварительная подготовка места соединения.
  2. Изделие располагается таким образом, чтобы была возможность вести сварку с нижним положением шва.
  3. Сварочный аппарат настраивается на работу с прямой полярностью. Сила тока при сварке чугуна выставляется гораздо выше, чем варка стали.
  4. Нагревается деталь до температуры 300–600 градусов.
  5. Сварочная ванна в процессе создания шва должна быть заполнена расплавленным металлом. Рекомендуется жидкий расплав помешивать кончиком электрода.
  6. После окончания сварки изделие лучше оставить в остывающей печи, или засыпать теплоизолирующим материалом. Медленное остывание чугуна является залогом качественного соединения.
Читайте так же:
Как работать бормашиной по дереву

Конечно, сварка чугуна горячим методом считается трудоемкой работой, но именно такие условия позволяют получить шов без дефектов и с высоким качеством.

Холодный способ сварки

В случаях, когда к сварному шву не предъявляются высокие требования, можно варить чугун электросваркой в домашних условиях, как холодным способом, так и с незначительным подогревом.

Технологические особенности холодной сварки следующие:

  1. На сварочном аппарате выставляется минимальная мощность, которая допустима для определенной толщины электрода, чтобы исключить перегрев металла.
  2. Сварка осуществляется на токе обратной полярности.
  3. Сварочный шов нужно выполнять отрезками 30-50 мм.
  4. Перегрев места соединения исключается с помощью перерывов или ведения шва в шахматном порядке.
  5. При многослойной сварке каждый шов необходимо проковывать молотком.

Качество соединения чугуна полностью зависит от правильного выбора электродов.

Электроды для сварки чугуна

Можно варить чугун электросваркой как электродом по чугуну, так и изделиями, содержащими в своем составе никель или медь. С этими цветными металлами углерод не соединяется, поэтому в сварном шве не образуется белый чугун. Чаще всего сварка такими электродами выполняется в несколько этапов, с перерывом на остывание.

Для электросварки чугунных изделий применяются следующие электроды по чугуну:

  • ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 – электроды на основе меди и железа, которые используются для сварки серого или ковкого чугуна;
  • ОЗЖН-1 – в состав этой марки входят железо и никель, очень эффективны для высокопрочного чугуна;
  • МНЧ-2 – эти изделия содержат медь, никель и железо, подходят для сварки всех видов чугуна.

Основы техники безопасности при сварке

Выполнение сварочных работ относится к категории повышенной опасности для здоровья сварщика. Поэтому, соблюдение техники безопасности при сварке чугуна является обязательным условием проведения работ.

К основным положениям техники безопасности относятся:

  • все работы должны выполняться с использованием индивидуальных средств защиты (маска, перчатки, специальный костюм и обувь);
  • проведение сварочных работ необходимо осуществлять в хорошо проветриваемом помещении;
  • оборудование для сварки необходимо содержать в исправном состоянии;
  • электрическое оборудование должно быть надежно заземлено.

Чугун относится к металлам, которые трудно поддаются технологии сварки. Поэтому, прежде чем приступить к процессу соединения чугунных изделий, необходимо внимательно изучить основные нюансы качественного выполнения таких работ.

Советуем подписаться на наши страницы в социальных сетях: Facebook | Вконтакте | Twitter | Google+ | Одноклассники

Как варить чугун электросваркой: технология выполнения работ и необходимые материалы

Чугун по своему составу представляет собой сплав железа и углерода, который может также включать примеси и некоторые легирующие добавки. Этот металл широко применяется в промышленности для изготовления различных несущих деталей и конструкций. В бытовых сооружениях из чугуна сделано большинство канализационных стояков и радиаторов отопления.

Большое содержание углерода усложняет соединение деталей из чугуна между собой и с другими металлами. Нарушение технологических требований зачастую приводит к перекалке, а значит, к увеличению хрупкости металла. Поэтому, прежде чем приступить к соединению чугунных конструкций, необходимо досконально изучить, как варить чугун электросваркой, а также необходимые материалы и технологию выполнения такой работы.

Виды чугуна

В состав чугуна входит не только углерод (2-6 %) и железо, но и марганец (до 1 %), кремний (3 %), фосфор, сера, а также добавки для легирования – алюминий, ванадий, хром, магний, никель и некоторые другие компоненты. Именно легирующие вещества придают твердость, прочность и пластичность материалу, в зависимости от его применения.

Выполняется электросварка чугуна в зависимости от формы и количества углерода, который находится в металле в качестве графита или цементита. Именно по этим показателям и подразделяется чугун на следующие виды:

  1. Белый чугун имеет светлый цвет поверхности излома, так как углерод в этом металле представляет форму цементита. Обработка такого материала затруднена, из-за его высокой твердости.
  2. В сером чугуне углерод находится в виде графита. Поверхность излома металла серого оттенка. Такой чугун легко поддается металлической обработке и имеет хорошие свойства литья.
  3. Термическая обработка белого чугуна превращает его в ковкий металл, который широко используется в машиностроении.
  4. Чугун половинчатого вида содержит в своем составе углерод в форме цементита и графита. Такое соотношение придает металлу высокую устойчивость к износу.
  5. Графит шаровидной формы придает чугуну высокую прочность. Высокопрочный чугун используется для изготовления качественных труб нефтепроводов и водопровода.

Особенности сварки чугуна

Прежде чем ответить на вопрос, можно ли варить чугун электросваркой, необходимо разобраться в особенностях технологического процесса соединения металла. По своей структуре, а также многим физическим свойствам чугун относится к сплавам, которые ограниченно подвержены процессу сварки.

Во время электросварки чугуна в домашних условиях, нужно обращать внимание на следующие сложности этого процесса:

  1. Формирование качественного шва осложняет жидкотекучий характер чугунного сплава.
  2. Несоблюдение температурного режима сварки приводит к перекаливанию чугуна. Это вызывает выгорание углерода в сварочной ванне и, следовательно, увеличивает образование пор.
  3. Также большая температура электрической дуги способствует отбеливанию чугуна в месте сварки. Этот эффект, из-за неоднородности структуры металла, приводит к растрескиванию шва.
  4. В процессе сварки чугун способен окисляться, при этом создается тугоплавкий окисел, температура плавления которого на много больше, чем у исходного материала.
Читайте так же:
Как варить петли на ворота из профтрубы

Чтобы избежать всех этих неприятностей при сварке чугуна, необходимо ответственно отнестись к правильному выбору режима работы.

Подготовка чугуна к сварке

Перед тем как варить чугун электросваркой, необходимо произвести подготовку кромок соединяемых поверхностей. Осуществлять предварительную очистку поверхности можно как ручным способом, так и электрическим инструментом с насадкой из металлического ворса.

Очистка чугуна перед сваркой

Далее нужно обязательно произвести разделку кромок до чистого металла, так как варить чугун электросваркой в домашних мастерских намного сложнее, чем сталь.

Дефектные места чугуна разделывают по следующим правилам:

  • разделка выполняется строго по трещине;
  • трещины не сквозного характера насверливают сверлом, а затем вырубают их до основного материала;
  • в зависимости от толщины металла, сквозные трещины разделывают с двух или одной стороны;
  • на близко расположенные трещины рекомендуется наварить заплатку, которая должна закрывать дефект на 15-20 мм со всех сторон.

Разделка кромок перед сваркой

После очистки поверхности и разделки кромок требуется тщательно обезжирить место соединения ацетоном или растворителем.

Основные методы сварки чугуна

Можно варить чугун как электросваркой, так и в среде инертного газа. Второй способ используется в основном для соединения неоднородных металлов. Применяется сварка газом чаще всего для проведения ремонтных работ на канализационных трубах, а также восстановления деталей автомобилей.

Можно варить чугун электросваркой как горячим способом, с предварительным подогревом заготовок, так и холодным методом, без подогрева места соединения. Сварка с подогревом технологически осуществляется более сложным способом, чем холодное соединение, поэтому ее применение в бытовых условиях является нецелесообразным.

Газовая сварка

Сварка чугуна в облаке защитного газа применяется для создания шва высокой прочности, что достигается при условии небольшого провара металла. На конечный результат работы особое значение оказывает практический опыт сварщика, а также выбор правильного режима создания сварочного шва.

Сварка чугуна газовой горелкой

Процесс газовой сварки рекомендуется производить двумя горелками. При этом одной горелкой обеспечивается предварительный нагрев места соединения, а второй расплавляется проволока и осуществляется непосредственно сварка чугунных деталей. Охлаждение сваренных деталей должно происходить медленно, поэтому часто применяется укрытие изделий слоем песка или асбестом.

Горячая сварка чугуна

Сварка чугунных изделий с предварительным подогревом кромок соединяемой поверхности осуществляется чаще всего на промышленных предприятиях. Нагрев заготовок может производиться в инертных печах, а также различными специальными горелками.

Предварительный нагрев места сварки горелкой

Прогрев места сварки до 600–650 ℃ устраняет возможность напряженности и перекалки металла в месте стыковки.

Технология выполнения сварки следующая:

  1. Производится предварительная подготовка места соединения.
  2. Изделие располагается таким образом, чтобы была возможность вести сварку с нижним положением шва.
  3. Сварочный аппарат настраивается на работу с прямой полярностью. Сила тока при сварке чугуна выставляется гораздо выше, чем варка стали.
  4. Нагревается деталь до температуры 300–600 градусов.
  5. Сварочная ванна в процессе создания шва должна быть заполнена расплавленным металлом. Рекомендуется жидкий расплав помешивать кончиком электрода.
  6. После окончания сварки изделие лучше оставить в остывающей печи, или засыпать теплоизолирующим материалом. Медленное остывание чугуна является залогом качественного соединения.

Горячая сварка чугуна

Конечно, сварка чугуна горячим методом считается трудоемкой работой, но именно такие условия позволяют получить шов без дефектов и с высоким качеством.

Холодный способ сварки

В случаях, когда к сварному шву не предъявляются высокие требования, можно варить чугун электросваркой в домашних условиях, как холодным способом, так и с незначительным подогревом.

Технологические особенности холодной сварки следующие:

  1. На сварочном аппарате выставляется минимальная мощность, которая допустима для определенной толщины электрода, чтобы исключить перегрев металла.
  2. Сварка осуществляется на токе обратной полярности.
  3. Сварочный шов нужно выполнять отрезками 30-50 мм.
  4. Перегрев места соединения исключается с помощью перерывов или ведения шва в шахматном порядке.
  5. При многослойной сварке каждый шов необходимо проковывать молотком.

Электросварка чугуна холодным способом

Качество соединения чугуна полностью зависит от правильного выбора электродов.

Электроды для сварки чугуна

Можно варить чугун электросваркой как электродом по чугуну, так и изделиями, содержащими в своем составе никель или медь. С этими цветными металлами углерод не соединяется, поэтому в сварном шве не образуется белый чугун. Чаще всего сварка такими электродами выполняется в несколько этапов, с перерывом на остывание.

Для электросварки чугунных изделий применяются следующие электроды по чугуну:

  • ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 – электроды на основе меди и железа, которые используются для сварки серого или ковкого чугуна;
  • ОЗЖН-1 – в состав этой марки входят железо и никель, очень эффективны для высокопрочного чугуна;
  • МНЧ-2 – эти изделия содержат медь, никель и железо, подходят для сварки всех видов чугуна.

Никелевые электроды для сварки чугуна

Основы техники безопасности при сварке

Выполнение сварочных работ относится к категории повышенной опасности для здоровья сварщика. Поэтому, соблюдение техники безопасности при сварке чугуна является обязательным условием проведения работ.

К основным положениям техники безопасности относятся:

  • все работы должны выполняться с использованием индивидуальных средств защиты (маска, перчатки, специальный костюм и обувь);
  • проведение сварочных работ необходимо осуществлять в хорошо проветриваемом помещении;
  • оборудование для сварки необходимо содержать в исправном состоянии;
  • электрическое оборудование должно быть надежно заземлено.

Чугун относится к металлам, которые трудно поддаются технологии сварки. Поэтому, прежде чем приступить к процессу соединения чугунных изделий, необходимо внимательно изучить основные нюансы качественного выполнения таких работ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector