Как приварить чугун к металлу: Сварка чугуна со сталью: как приварить правильно, электроды

alexxlab | 19.06.2023 | 0 | Разное

Сварка чугуна со сталью

Чугун и сталь очень схожие металлы, единственное, что их различает, это содержание углерода. В чугуне его больше. И именно этот химический элемент усложняет процесс сваривания чугуна. Но самое главное, что углерод в его составе может быть небольшими гранулами или крупными. Так вот первый вариант еще можно сваривать, а второй практически невозможно. Даже при кажущейся качественно проведенной сварной операции результат будет все равно плохим. И когда встает разговор о таком технологическом процессе, как сварка чугуна со сталью, необходимо понимать, что схожие металлы все равно являются разнородными. И в этом вся сложность.

Приварить сталь к чугуну можно электродуговой сваркой, используя различные электроды. К примеру, отечественными марками ЦЧ-4, ОЗЧ-2 или ОЗЛ-25. Совершенно разные электроды, поэтому их используют, если сварочный шов будет в дальнейшем обрабатываться или не будет. Если сварка производится с дальнейшей обработкой, то применяется электрод ОЗЛ-25 или ОЗЧ-2, в другом случае ЦЧ-4.

Первый электрод образует в сварочном шве металл гомогенного типа с высокой проницаемостью и неоднородностью. Последнее значение дает возможность металлу не лопнуть в процессе обработки, потому что с его помощью снимается напряжение внутри сварочного шва.

Технология сварки стали и чугуна плавящимся электродом

Как и во всех сварочных процессах, в первую очередь необходимо подготовить два металла. Их обязательно зачищают до металлического блеска в зоне сваривания. Так как чугун является металлом пористым, то масла и жиры легко проникают в его тело глубоко. Так вот надо обязательно зачистить участки с масляными пятнами до полного их удаления.

Что касается режима сварки чугуна и стали, то все будет зависеть от сварочного оборудования.

• Если напряжение холостого хода сварочного аппарата не превышает 54 вольта, что является стандартной величиной для многих видов сварочного оборудования, то процесс сваривания производится постоянным током обратной полярности.
• Если напряжение холостого хода выше 54 вольт, то используется для сварки переменный ток.

В обоих случаях необходимо обе заготовки нагреть до температуры +600С. Это делается с одной единственной целью – не допустить большого расширения заготовок в зоне сваривания. Ведь есть и обратный процесс. То есть, чем больше расширение, тем больше сужение при охлаждении металлов. А это может привести к растрескиванию сварного шва. Если учесть все вышеописанные рекомендации, то в конечном результате будет получен высококачественный шов. При этом его можно получить всего лишь за один проход электродом.

Если в состав стали и чугуна входят легированные добавки, или сами заготовки – это толстостенные детали, то варить чугун со сталью надо будет по другой технологии.

• Во-первых, не используется предварительный подогрев.
• Во-вторых, приваривать два металла друг к другу надо маленькими валиками длиною не больше 2,5 мм.
• В-третьих, последующий валик формируется только после того, как предыдущий будет хорошо охлажден.

Именно две последние позиции будут влиять на герметичность шва. То есть, сваривая сталь и чугун с помощью этой технологии, говорить о герметичности шва не приходиться. Потому что последующий валик накладывается на охлажденный предыдущий. К тому же, сам сварной шов будет обладать повышенной хрупкостью.

Аргонодуговая сварка

В принципе, что говорилось выше, полностью касается и аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа. Единственное, что добавляется в сварочную технологию, это присадка и газ. С газом все понятно, потому что он является одинаковым для всех видов сварки в независимости от типа и вида соединяемых заготовок, а точнее, их металлов.

А вот присадочный материал выбирается по свойствам основного свариваемого металла. А так как их два, то придется учитывать способности каждого из двух к свариванию. И так как чугун является, если так можно сказать, слабым, то и присадка должна выбираться по нему. Так вот в качестве присадочного материала можно использовать сварочную порошковую проволоку, от которой отбивают обмазку. Некоторые мастера используют полоски чугуна, нарезанные небольшими отрезками.

Правда, оба материала можно использовать лишь в том случае, если у сварщика достаточно опыта использования данной технологии. Все дело в том, что неправильно выставленный режим и неправильная скорость плавки присадки может привести к образованию в сварочной ванне так называемых интерметаллидных структур. Они обладают повышенной хрупкостью. Вот почему практический опыт считается важной составляющей качества конечного результата сварки стали и чугуна неплавящимся электродом из вольфрама.

Поэтому несколько чисто практических советов.

• Для сварки двух металлов лучше всего использовать присадки на никелевой основе, которые специально были изобретены для сварки чугунных изделий. Но если требования к прочности и надежности стыка достаточно большие, то даже такая присадка не сможет их выполнить.
• Нельзя варить чугун со сталью широкой ванной и большими тепловложениями.
• Рекомендуется перед началом сварочных работ провести наплавку никелевой присадки на чугунную кромку. То есть, образовать так называемый переходный слой.
• Приваривать чугун к стали можно без предварительного нагрева или с таковым. Первый вариант выбирается лишь в том случае, если в процессе эксплуатации сваренной детали она не будет подвергаться большому нагреву, не больше +300С. Если такие требований нет, то придется производить нагрев. Мелкие заготовки нагреваются полностью, большие только в зоне сваривания.
• Чугун – это металл с низкой пластичность и очень низким линейным расширением в сравнении со сталью. Поэтому очень важно добиться того, чтобы в сварочном шве понизить усадочные напряжения. Чугун усаживается мало, сталь, наоборот, много.

Что можно предпринять по последней позиции. Самый большой эффект можно получить путем ударов молотка по сварному шву. Такой процесс называется проковкой. Для этого используется молоток со скругленным бойком. Бить металл надо до такой степени, чтобы извлекался звонкий звук.

Есть другой вариант повысить эффект. Для этого придется сварку проводить присадочной проволокой большого диаметра. Сам шов необходимо делать валиками длиною по 4-5 см каждый. При этом электрическая дуга должна быть направлена в сторону предыдущего валика. Варить надо ровно вдоль стыка без колебательных движений.

Электроды

Об электродах уже выше говорилось, но необходимо обозначить некоторые серьезные позиции, от которых зависит качество конечного результата.

• ЦЧ-4 могут быть использованы как для холодной, так и для горячей сварки чугуна и стали. С их помощью также производится наплавка, напайка и ремонт дефектов литья. Кроме стали с чугуном этой маркой электрода можно варить и заготовки из высокопрочного ковкого чугуна. Варить такими электродами можно только в нижнем положении постоянным током обратной полярности.
• ОЗЧ-2 применяется в точно таких же позициях, как и предыдущий расходник. Но специалисты рекомендуют сваривать им тонкостенные заготовки. Кроме нижнего положения электрод хорошо варит и в вертикальном.

Кстати, сварка двух металлов (чугуна и стали) считается более качественной, когда используется ручная электросварка. Но, как уже было сказано выше, если процесс будет произведен с предварительным подогревом. Остывание сваренных стальных и чугунных деталей надо проводить медленно. Поэтому после окончания работ сварную конструкцию надо накрыть плотным материалом. А лучше уложить в печь, где детали нагревались до сварки, и остудить сборную деталь вместе с ней.

Вот такие технологии сегодня используются для того, чтобы соединить между собой стальные и чугунные заготовки. Как показала практика, все они неплохо с этим справляются, главное правильно выбрать расходные материалы и режимы сварки.

Сварка чугуна со сталью

0

Опубликовано: 17. 05.2018

Сегодня сварка деталей из чугуна со сталью — это обычная процедура, которая применяется в самых разнообразных отраслях: металлургической, машиностроительной, станкостроительной и прочих. Раньше чугун являлся одним из основных материалов, используемых для создания металлических конструкций. Изделия из чугуна имеют множество достоинств, при этом относительно недорогие.

Оглавление:

Технология сварки чугуна со сталью с использованием плавящихся электродов

• Приварить сталь к чугуну при напряжении холостого хода агрегата более 54 В можно только при использовании переменного тока.
• При напряжении холостого хода агрегата менее 54 В (для многих моделей сварочного оборудования это стандартное значение) сварочные работы выполняются постоянным током, имеющим обратную полярность.

Детали из чугуна и стали в обеих ситуациях нагреваются до 600 градусов, чтобы предотвратить их расширение в процессе сваривания.

Сварка толстостенных образцов с легированными добавками

Чтобы сварить чугун и сталь, когда в их структуру входят легированные добавки или соединяемые образцы достаточно большого сечения, необходимо учитывать следующие моменты.

• Предварительный подогрев деталей не производится.
• Соединение двух разных металлов осуществляется при помощи небольших валиков длиной до 2.5 мм.
• Второй валик формируется после полного охлаждения первого.

Некоторые технические моменты сварочной процедуры

• Для такого варианта соединения разных металлов подбор сварочных параметров, материалов осуществляется, исходя из ограничений свариваемости чугуна. Если к сварочному шву не предъявляются особые прочностные требования, используются только присадочные материалы из никеля.
• Не рекомендуются сварочные процессы с повышенным удельным тепловложением, формированием значительной сварной ванны.
• Ряд чугунов, в состав которых входит большое количество углерода, из-за склонности к формированию трещин считаются несвариваемыми.
• Сваривать вместе чугунные и стальные элементы конструкций можно напрямую с применением присадочного материала из никеля, изготавливаемого специально для соединения чугунов. Но при проявлении критической деформации материала, значительных нагрузках этого будет недостаточно. В подобных ситуациях, прежде чем приваривать стальной элемент к чугунному изделию, рекомендуется на поверхности детали из чугуна выполнить наплавление присадочного материала из никеля.
• Сварка чугуна со сталью может производиться без выполнения предварительного разогрева металла, но только в том случае, если деталь впоследствии будет работать в температурных условиях больше 300 градусов. В данном случае свариваемые изделия небольших размеров подвергаются общему нагреву, при соединении крупных деталей разогревается только сварочная зона.
• Коэффициент линейного расширения чугуна достаточно низкий, также этот металл отличается низкой пластичностью. Поэтому усадочное напряжение, возникающее в соединении, необходимо понижать. Для этого сразу после завершения сварки необходимо выполнить проковку шва.
• Качественного результата соединения можно достичь, если для сварки использовать электроды малого сечения, наплавку выполнять короткими валиками (не более 5 см) в поперечном направлении. С подобной целью нужно наклонять сварочную дугу на предшествующий валик, но не в направлении основного металла.

Практика показывает, что все разработанные на сегодняшний день технологии соединения стали и чугуна достаточно эффективны, но только если правильно подобран сварочный режим, расходные материалы.

Сергей Одинцов

tweet

Как сваривать чугун и сталь

Если вы опытный сварщик, вы, вероятно, уже знаете, что сварка чугуна или стального литья может быть сложной задачей. Чугун имеет высокое содержание углерода от 2 до 4 процентов, что примерно в десять раз больше, чем в большинстве сталей. Он также может содержать более высокие уровни серы и фосфора, что затрудняет сварку без образования трещин.

С другой стороны, химический состав литой стали часто аналогичен низкоуглеродистой холоднокатаной стали, поэтому во многих случаях ее легче сваривать, чем чугун. Тем не менее, высокое содержание кремния и марганца в литой стали может значительно усложнить ее сварку.

Хорошей новостью является то, что специалисты по сварке придумали методы, позволяющие решить любые проблемы со сваркой любого из этих литых металлов. Вот их советы:

Как сваривать чугун

Если вы собираетесь сваривать чугун, перед сваркой выполните следующие четыре шага:

1. Определите сплав

Три основных сорта литья Железо включает серый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун. Заметьте, что есть еще и белый чугун, но, по мнению большинства, успешно сварить его невозможно.

Серый чугун — наиболее распространенная форма чугуна, представляющая собой проблему для сварщиков, когда чешуйки графита попадают в сварочную ванну и вызывают охрупчивание металла сварного шва.

Ковкий и ковкий чугун менее хрупкие из-за различий в их микроструктуре. Оба имеют сфероидальные углеродные микроструктуры в результате их производственных процессов.

2. Тщательно очистите отливку

Перед сваркой отливки должны быть надлежащим образом подготовлены. Удалите краску, жир, масло и другие посторонние материалы из зоны сварки. Затем осторожно и медленно нагревайте зону сварки в течение короткого времени, чтобы удалить захваченный газ в основном металле.
Часто используемый метод проверки чистоты поверхности заключается в нанесении на нее сварного шва. Если на железе останутся примеси, сварной шов будет пористым. Вы можете повторять процесс до тех пор, пока пористость не исчезнет.

3. Предварительный нагрев отливки

Основной причиной контроля нагрева является тепловое расширение. При нагревании металл расширяется. Если весь объект нагревается и расширяется с одинаковой скоростью, стресс небольшой. Однако при локализации тепла в относительно небольшой зоне термического влияния (ЗТВ) он создает напряжение и растрескивание. Предварительный нагрев сводит к минимуму температурный градиент между телом отливки и ГЦ, снижая растягивающее напряжение, вызванное сваркой.

4. Выберите подходящий метод сварки

Выберите метод сварки, наиболее подходящий для сплава железа. Тремя наиболее распространенными способами являются дуговая сварка, кислородно-ацетиленовая сварка и сварка пайкой, причем палка является наиболее популярной.

При электродуговой сварке для чугуна работают три первичных присадочных электрода: медный сплав, чугун с покрытием и никелевый сплав. Электроды из никелевого сплава довольно популярны для чугуна, потому что сварной шов никель-железо прочнее и имеет более низкий коэффициент теплового расширения, что снижает напряжения и повышает устойчивость к растрескиванию.

Направьте электрическую дугу на сварочную ванну, а не на основной металл. Это минимизирует разбавление. Используйте самую низкую настройку тока, одобренную производителем, чтобы снизить тепловую нагрузку. Предварительно нагрейте детали как минимум до 250 ° F перед сваркой медью, чугуном или электродами. При использовании никелевых электродов предварительный нагрев не требуется.

Сварка стального литья

Обучение сварке стального литья не так сложно, как сварка чугуна. Это связано с тем, что литая сталь представляет собой углеродистую или легированную сталь, которая была расплавлена ​​и отлита в определенную форму. Однако, несмотря на то, что литая сталь имеет схожие свойства с прокатной сталью, некоторые отличия затрудняют ее сварку.
Несмотря на то, что вы можете сваривать литую сталь, используя процессы MIG или TIG, многие специалисты по сварке рекомендуют сварку электродами с использованием стержней E7018 для низкоуглеродистых сплавов и стержней из нержавеющей стали для трудносвариваемых отливок.
Одной из проблем при сварке стального литья является предотвращение деформации. Вот несколько советов, которые помогут в этом:

• Предварительный нагрев отливки: отливки могут иметь неправильную форму, при этом более тонкие участки нагреваются быстрее. Сконцентрируйте тепло на более толстых участках.
• Частые прихватки.
• Установите наименьшую силу тока, которая обеспечит достаточно прочный сварной шов.
• Используйте максимально возможную скорость движения.
• Использовать меньше проходов.
• Замедлите охлаждение, завернув его в сварочные одеяла или закопав в песок.
• Еще несколько советов по успешной сварке стального литья:
• Очистите свариваемые кромки до голого металла.
• Подогрейте стальную отливку, если она содержит более 0,40% углерода или если это низколегированная сталь. Предварительный нагрев до 250°F предотвращает попадание водорода в сварной шов.
• Если вы свариваете в холодной среде, предварительно нагрейте отливки с низким содержанием углерода до 75°F.
• Если вы ремонтируете трещину, просверлите оба конца (1/8″) и удалите трещину шлифовкой или выдалбливанием.

Как сваривать толстый чугун

Толстые отливки часто становятся твердыми после сварки, и через долгое время после ее завершения может появиться холодное растрескивание. Или любые добавленные примеси могут концентрироваться в центре сварного шва, вызывая трещину еще до того, как сварной шов остынет.

Вот несколько советов по сварке толстого чугуна:

• Держите электрод вертикально при сварке чугуна.
• Делайте это медленно и постепенно, ограничивая количество, которое вы используете каждый раз.
• При ремонте трещины нанесите небольшое количество валика на каждый конец, чтобы предотвратить ее распространение.
• Поддерживайте твердую руку и постоянную скорость.

Помните, чем дольше остывает сварной шов, тем прочнее будет соединение. Железо хрупко, а тепло вызывает напряжение в материале и ослабляет структурную целостность.

Как приварить чугун к стали?

9 января 2023 г. 9 января 2023 г. | 9:59 утра

Сварка чугуна со сталью может быть сложным процессом, но при наличии надлежащих инструментов и методов его можно выполнить безопасно и эффективно. Это руководство специально предназначено для начинающих сварщиков, которые ищут пошаговое объяснение того, как лучше всего соединить эти два металла вместе.

Подготовка к сварке чугуна со сталью

Перед началом сварки необходимо убедиться, что рабочее место хорошо проветривается и в нем нет легковоспламеняющихся материалов. Вы также должны убедиться, что металлические детали, которые вы соединяете, не имеют ржавчины или мусора. Лучший способ сделать это — пескоструйная обработка поверхностей абразивным материалом средней зернистости, таким как оксид алюминия или стеклянные шарики. Это поможет обеспечить прочность сварного шва и отсутствие загрязнений. Кроме того, вам нужно носить защитное снаряжение, такое как защитные очки, перчатки и сварочный шлем на протяжении всего процесса.

Техника сварки

При сварке чугуна со сталью важно не нагревать металлы слишком быстро, так как это может привести к растрескиванию или деформации готового изделия. Если возможно, используйте низкую силу тока на сварочном аппарате и начинайте с коротких импульсов, пока металлические части не достигнут точки плавления (около 2400°F). После того, как они расплавятся, следите за лужей, чтобы она не растекалась по сторонам и не попадала на другие области металлов. По окончании сварки дайте ему остыть естественным путем, прежде чем приступать к каким-либо послесварочным обработкам, таким как шлифовка/шлифовка или покраска.

Послесварочная обработка и завершающие штрихи

После того, как ваши металлические детали полностью остынут, вы можете выполнить некоторые дополнительные послесварочные обработки, такие как шлифовка/шлифование, если на окончательном этапе есть какие-либо шероховатости или дефекты.