Сварка чугуна электродом: Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором: каким, как правильно

alexxlab | 26.02.1974 | 0 | Разное

Содержание

Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором: каким, как правильно

Чугун представляет собой сплав углерода и железа, который также содержит легирующие добавки и примеси. Детали из чугуна широко применяются не только в промышленной и производственной областях, но и в быту. Чугунные изделия частного назначения: сантехнические элементы, конструкции заборов, детали автомобилей и много другое. Активное использование данного сплава приводит к необходимости проведения сварочных работ.

Основные сложности сваривания чугуна, с которыми сталкиваются домашние мастера:

  • из-за жидкотекучести сплава рекомендуется проводить сварку в нижнем пространственном положении;
  • несоблюдение температурных режимов приводит к перекаливанию чугуна, что может стать причиной образования пор и возникновения напряжения в сварных швах;
  • чугун в расплавленном состоянии может выделять газы, что отрицательно скажется на качестве соединения;
  • ускоренное или неравномерное нагревание или охлаждение может способствовать появлению трещин.

Чтобы в домашних условиях получить качественное соединение чугунных изделий необходимо учитывать данные специфические характеристики, а также правильно подготовить рабочую поверхность, верно выбрать режим сваривания и электрод.

Подготовка к сварке

Подготовительные операции должны выполняться тщательно и внимательно, так как это является одним из основополагающих принципов получения качественного соединения:

  • конструкция очищается от загрязнений, мусора и пыли;
  • затем следует обезжирить детали растворителем, например, ацетоном;
  • при работе с тонким чугуном нужно использовать подкладки для отведения тепла;
  • разделку кромок следует производить перед свариванием толстостенных изделий, для этого применяется напильник или болгарка;
  • трещины необходимо засверлить по краям и разделать на всю длину; альтернативный метод – вырезать трещины, концы закруглить;
  • в зависимости от выбранного метода сварки (горячий или холодный) изделие подвергается подогреву или нет. Нагрев детали может осуществляться с помощью различного оборудования: печи, газовые горелки или с помощью подручных средств: паяльная лампа.

Методы сварки

Специалисты выделяют 3 метода сварки чугуна:

  1. Горячая осуществляется посредством прогрева чугунных деталей перед выполнением соединения, температура – 600-650°С. Данный способ невозможно использовать в домашних условиях.
  2. Полугорячая практически не отличается от предыдущего метода, различие состоит только в температуре нагрева, изделие прогревается до 300-350°С.
  3. Холодная подразумевает отсутствие нагрева рабочих изделий. Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется именно по этой технологии.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Как варить чугун инвертором и плавящимся электродом

Сварка чугуна с помощью инвертора и плавящегося электрода проводится чаще всего холодным методом. Важными составляющими успешного проведения работ являются: правильный выбор электрода и оптимальные режимы сваривания.

Электроды ОЗЧ-3

Исполнитель должен проводить соединение специальными электродами, содержащими никель и/или медь:

Рекомендуемые режимы сварки для некоторых перечисленных марок:

Марка электродаСила тока для электрода диаметром 3 мм.Сила тока для электрода диаметром 4 мм.Сила тока для электрода диаметром 5 мм.Сила тока для электрода диаметром 6 мм.
ЦЧ-465-8090-120130-150
ОЗЧ-290-110120-140160-190220-250
ОЗЖН-1100-120130-150160-180
МНЧ-290-110120-140160-190210-230

Также следует выделить следующие технологические особенности:

  • длина одного непрерывного шва не должна 30-50 мм;
  • частые перерывы в сварочном процессе помогут исключить возможность перегрева, температура более 80°С недопустима;
  • полярность – обратная.

Данный метод сваривания может выполняться двумя вариантами: с помощью шпилек и по слоям.

1. Шпильки оснащены резьбой, что позволяет вкручивать их в кромки свариваемого изделия. Шпильки должны быть расположены вразброс/в шахматном порядке, что исключит перегревание во время сварки. Размеры шпилек зависят от толщины рабочего изделия, при их подборе следует полагаться на следующие рекомендации:

  • диаметр – 0,3-0,4 толщины изделия, но не более 12 мм.;
  • глубина вкручивания – 1,5 диаметра шпильки, но не более половины толщины изделия;
  • высота выступающей части шпильки – 0,75-1,2 диаметра.

После установки шпилек, можно приступать к сварке. Вокруг каждой шпильки осуществляется наплавление металла, слой за слоем. Затем исполнителю необходимо заварить пространство между шпильками, оставшееся нетронутым, выполнить один или несколько соединительных швов.

2. Многослойная сварка выполняется после разделки кромок. Не допускается присутствие острых углов. Наплавку следует производить с краев. Первый слой является основным, поэтому во время его наплавления нужно тщательно следить за режимом сварки. Каждый последующий слой, кроме первого и облицовочного, необходимо проковывать молотком, без охлаждения.

Видео

В нижеследующем ролике продемонстрирован электрод по чугуну Zeller 855, но из ролика можно увидеть, как производится сварка.

Данные сведения помогут исполнителю узнать, как варить чугун инвертором электродами по чугуну, и легко произвести работы по соединению.

Сварка обычными электродами

С целью экономии денежных средств, можно использовать вместо специальных расходников обычные (стальные). Электроды общего назначения отличаются более доступной ценой. Технология многослойной сварки обычными прутками практически ничем не отличается от рассмотренного выше способа, где применяются специальные стержни с покрытием из цветных металлов. Этапы выполнения работ аналогичны. Единственным отличием является то, что следующие после первого слои наплавляются не специальным электродом, а обычным.

Внимание! Сварка чугуна не предназначенными для этого электродами возможна, но мы не рекомендуем применять ее в сколько-нибудь ответственных соединениях! Данную информацию приводим лишь для сварки с экспериментальными целями.

Сварка чугунными электродами

Данный способ сварки может проводиться холодным и полугорячим методом. Небольшой предварительный нагрев улучшит структуру наплавленного металла.

Чугунные электроды представляют собой литые стержни с обмазкой, применяющие для исправления дефектов чугунного литья. К данному типу расходных материалов относятся следующие марки: МНЧ-1; ОЗЧ-1; ОЗБ-2М.

Сваривание осуществляется постоянным и переменным током. Величина тока определяется следующим образом: 50-60 А на 1 мм. электродного стержня.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Сварка неплавящимися электродами

Сварка чугуна по данной технологии проводится в защитной среде аргона или флюсов, основным компонентом которых является бура. В качестве присадочных материалов используются литые чугунные или специальные прутки, содержащие никель, алюминий и медь. Сваривание чугуна осуществляется с помощью вольфрамовых, угольных и графитовых электродов.

Наиболее распространенным методом является аргонодуговая сварка (AC TIG). Чтобы работы прошли удачно, следует придерживаться нескольких правил:

  • тщательная очистка поверхности от мусора и загрязнений;
  • заготовку нужно зафиксировать в нескольких точках;
  • рекомендуется использовать небольшой предварительный нагрев изделия, для этого можно использовать подручные средства. Следует помнить, что наличие или отсутствие нагрева зависит от вида свариваемого чугуна;
  • присадка подается под углом в 20-30 градусов;
  • необходимо использовать небольшие величины тока;
  • соединение следует проводит поэтапно: исполнитель варит небольшой отрезок в 2-3 см. и проковывает наплавленный металл, чтобы
  • избежать остаточного напряжения. Проковка производится небольшим молотком, вес которого не превышает 1,2 кг.,боек – закругленного типа.
  • охлаждение детали после сварки осуществляется постепенно.

Данный способ является неосновным при соединении чугунных изделий. Это обусловлено определенными сложностями, возникающими в процессе работы, а также повышенным уровнем трудовых и финансовых затрат.

Электроды по чугуну своими руками

При отсутствии специальных электродов для сварки чугуна, можно самостоятельно сделать расходники, близкие по характеристикам к марка ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6. Далее мы рассмотрим два способа, как сделать электроды для чугуна своими руками.

  1. Изготовление электродов по чугуну осуществляется по следующей технологии:

Предупреждение! Этот способ мы еще не пробовали на практике, он был найден в открытых источниках, за результат мы не отвечаем. Если будете делать, то на свой страх и риск. О результатах просим поделиться в комментариях к данной статье. Следующий способ более традиционен и опробован многими, что и показано на видео ниже.

  • Необходимо взять медную проволоку диаметром 2-5 мм., зачистить её наждачной бумагой, обезжирить и покрыть самодельной обмазкой;
    проще всего приготовить обмазку из покрытия обычных электродов (АНО-4, УОНИ-13/55).
  • Покрытие расходников общего назначения соскабливается со стержня, измельчается и смешивается со стальными опилками или железным порошком в пропорции 1:1. Затем в получившуюся смесь добавляется силикатный клей, после все компоненты тщательно смешиваются.
  • Проволока опускается в самодельную обмазку, пока нанесенного толщина покрытия не составит 1,5-2,0 мм. Затем нужно подождать, пока излишки смеси стекут.
  • Следующий этап – сушка, проводящаяся на открытом воздухе, электроды сушатся в вертикальном положении.
  • Завершающаяся процедура – прокалка выполняется в духовке или на плите при температуре 200-250°С.
  • Самодельные электроды по чугуну готовы к сварке. Режим сваривания электродами, созданными своими руками, не отличается от режима работы фирменными расходниками.

2. Существует ещё один способ как изготовить чугунный электрод. Сварщику понадобится дрель, стальной электрод (АНО-4, УОНИ-13/45) и медная проволока диаметром 2 мм.

Чтобы изготовить электрод для чугуна своими руками по данной технологии следует произвести следующие действия: проволока накручивается на стальную основу обычного электрода посредством вращения его зажатым в партоне дрели. Чтобы наглядно ознакомиться с процессом производства, рекомендуем посмотреть видео.

Произведенные электроды из чугуна своими руками позволят сэкономить денежные средства, а также выполнять сварочные работы без простоя. Но качество будет ниже, чем от применения специальных электродов для чугуна.

Изготовление электродов в домашних условиях по чугуну может осуществить исполнитель любого уровня.

Меры безопасности

Проведения сварочных работ в домашних условиях требует тщательного и точного соблюдения техники безопасности. Наиболее важные моменты:

  • помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно
    освещаться
    и проветриваться;
  • обязательно использование средств для заземления;
  • чугун плохо реагирует на быстрое охлаждение, поэтому нужно защищать его поверхность от влаги;
  • исполнитель должен использовать при работе индивидуальные средства защиты.

Сварка чугуна электродами по чугуну, как правильно варить, какие электроды лучшие выбрать

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

  • различные элементы, в частности кремний, окисляются в сварочной ванне, что приводит к образованию оксидов. Тугоплавкость этих оксидов приводит к появлению непроваренных участков;
  • быстрое охлаждение соединения и околошовной зоны приводит к образованию участков цеменита, отличающегося повышенной твердостью. Данные участки сложно поддаются механической обработке;
  • чугун характеризуется высокой жидкотекучестью, что затрудняет удержание расплавленного металла в ванне и осложняет формирование шва;
  • неравномерный нагрев и охлаждение хрупкого чугуна с большой вероятностью может привести к появлению трещин;
  • расплавленный чугун склонен к выделению газов из-за чего в шве могут образоваться поры.

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.

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.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

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.

Основные принципы. Сварка электродами по чугуну может выполняться в вертикальном и нижнем пространственных положениях. При этом применяется постоянный ток. Существует также ещё одно правило – стараться придерживаться небольшого проплавления основного металла. Для этого необходимо использовать небольшие величины тока, стержни малого диаметра и короткие швы. После наложения каждого шва следует делать перерыв, чтобы охладить деталь до 50-60°С.

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.

Что касается УОНИ. Часто исполнители задаются вопросом про электроды УОНИ, можно ли варить чугун данной маркой. Следует отметить, что обычные электроды можно использовать только при заварке небольших дефектов в неответственных конструкциях. Так как качество соединения не будет отличаться высоким уровнем. Чтобы получить более или менее удовлетворительное качество, следует соблюдать те же правила, что и при сварке специальными электродами. Еще один эффективный способ повысить качество соединения – небольшой предварительный нагрев до 150-200°C и медленное охлаждение.

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.

Советы и рекомендации, как варить чугун электросваркой в домашних условиях


Выполнение сварочных работ требует специального профильного образования, но и мастера – самоучки добиваются хороших результатов, особенно при сварке деталей или заготовок из простой стали. Обычно, трудности начинаются, когда требуется заварить цветной (алюминий, медь, титан), или тугоплавкий металл, отличающийся особенным химическим составом или свойствами. К примеру, чугун.

Чугун в своем составе имеет высокое содержание углерода, что и обуславливает его особенности, влияющие как на обработку, так и дальнейшую эксплуатацию. В связи с этим, наиболее частые вопросы, которые можно услышать, являются следующие:

  • Как варить чугун электросваркой?
  • Какие методы проведения работ по чугуну существуют?
  • Какие расходные материалы понадобятся?
  • Существуют ли рекомендации по безопасному проведению сварки?

Технология сварки чугуна

Сварка чугуна электродом в домашних условиях возможна, но требует соблюдения определенных рекомендаций и практических навыков у человека, который будет выполнять работы. Отливают чугун при низких (по сравнению со сталью) температурах. Температурный режим, используемый при отливке чугуна всего 1200-1500° градусов. Это, а также высокое содержание углерода и влияет на свойства металла.

Существует горячая и холодная сварка чугуна. При выполнении любого из методов от мастера требуется учитывать следующее:

  • Категорически запрещается быстрое охлаждение поверхности чугуна. Если выполняется сварка чугуна со сталью, для увеличения времени остывания последней рекомендуется засыпать деталь угольной пылью или сухим песком. Быстрый нагрев или охлаждение чугуна в результате влияет на появление трещин и создает трудности в процесс дальнейшей обработки детали. Сварка стали с чугуном выполняется безникелевым электродом, обычно в два прохода.
  • В жидком состоянии металл отличается текучестью, что требует использования подформовки и может быть причиной деформации и напряжения при сварке чугуна.
  • Трудности при сварке TIG связанны в основном с необходимостью обеспечить прочное прилегание сварного шва. Особенно сложным является сваривание двух неоднородных элементов. Выполнение ремонтных работ порой требует восстановления деталей из стали, алюминия и чугуна. При выполнении работ необходимо учитывать характеристики обоих материалов. Особенности сварки чугуна и алюминия состоят в том, что для первого металла необходим меньший нагрев. Поэтому при работе обязательно использование графитовой подложки предотвращающей вытекание чугуна.


Некоторые расходные материалы предназначены исключительно для обработки чугуна, другие можно использовать при комбинации двух металлов. Профессиональная сварка и наплавка деталей из чугуна заключается в строгом соблюдении технологического процесса обработки поверхности и выполнения последующих работ.

Как уже отмечалось, работы с чугуном выполняются двумя способами: горячим и холодным методом, при этом используются как уже готовые электроды, так и изготовленные кустарным способом. Самостоятельно изготовленные комплектующие используют не только в домашних условиях, но и на производстве.

В электрод для чугуна входит следующий состав термитной смеси для сварки:

  • Ферросицилий
  • Термит
  • Мрамор
  • Алюминий
  • Жидкое стекло
  • Измельченный порошок титана
  • Жидкое стекло


Альтернативой электродам по чугуну может быть специальная присадочная проволока с графитовым стержнем.

Особенности восстановления чугунных деталей сваркой вне зависимости от выбранного метода включают в себя следующее:

  • Подготовка поверхности – дефекты необходимо удалить. Дефекты вырубают механическим или ручным методом. При вырубке руководствуются общим правилом, заключающимся в том, что удаленные повреждения друг от друга на длину свыше 20 мм, вырубают отдельно, меньше вместе.
  • Определение химического состава материала. Подготовка чугуна под сварку включает и определение всех возможных работ, которые придется провести. Обычно мастер смотрит на торец материала и определяет его устойчивость к термической обработке. На серую чугунину наложить сварной шов проще, но по мере потемнения потребуется соблюдение дополнительных мер. Хуже всего поддается обработке черный металл, а промасленный чугун могут не взяться варить даже в кузнечном цеху. Выбор режима сварки ковкого чугуна также ограничивается необходимостью предварительного разогрева детали. Остальные способы обработки ковкого чугуна не дадут хорошего результата.
  • Обеспечение хорошей сцепки сварного шва. При необходимости может быть использован технологический процесс сварки чугуна с применением стальных шпилек. Метод заключается в том, что предварительно в поверхность обрабатываемой детали вставляются и фиксируются шпильки предназначенные укрепить сварной шов. Количество шпилек прямо зависит от размера заплатки. Особенностью процесса сварки со шпильками является необходимость уменьшить содержание в припае углерода, а также получить материал шва близкий по химическому составу к содержанию углерода, используя самостоятельно изготовленные сварочные материалы (для этого увеличивают количество графита в электроде).

  • Сварочные работы – чугун подлежит сварке ТИГ, при этом наилучшие результаты могут быть достигнуты при соблюдении нескольких условий. Обязательно необходимо поддерживать небольшое количество расплавленного металла в сварной ванне и его равномерное перемешивание в процессе выполнения работ. Во время сварки используются присадочные прутки чугуна. Может понадобиться применение смеси состоящей из азотнокислого натрия, соды и технической буры.
  • После выполнения работ, закончив наложение сварного шва, детали засыпаются сухими составами, не позволяющими быстро остыть. Контроль сварки осуществляется с помощью визуального осмотра шва. В материале должны отсутствовать непровары или прожоги, а также сквозные трещины. При обнаружении подобных дефектов поверхность зачищается, и шов накладывается заново. Повторный проход электродом потребуется и в случае сваривания между собой неоднородных материалов. Принцип сварки чугуна и сплавов цветных металлов заключается в наложении двойного шва.

После выполнения работ деталь может использоваться после полного остывания. В этот момент проводится повторный контроль качества. Соединение чугунных труб проверяется с помощью наполнения их жидкостью.

Электросварка чугуна в домашних условиях может быть выполнена только холодным методом. Холодный метод сварки чугуна ограничивает возможность выполнения работ исключительно определенными марками металла. Легче всего наложить сварной шов на серый чугун. Работы с черным или промасленным металлом требуют соответствующей квалификации мастера и применения необходимого оборудования.

Как сваривать чугун электросваркой

Правильно варить чугун электросваркой можно только при условии использования правильных электродов, а также необходимого оборудования. Особенность проведения работ является то, что в зоне наложения шва повышается хрупкость металла.

Хрупкость связана с тем, что во время выполнения работ чугун испытывает чрезмерную и интенсивную закалку. По этой причине технология сварки чугуна электродами в промышленных условиях существенно отличается от обычной обработки других металлов и требует нагрева материала до температуры около 600-650° градусов.

Для работ используют следующие виды электродов:

  1. ОЗЧ-2 – имеют медный стержень, покрытый специальным составом, включающим в себя графит.
  2. МНЧ-2 – для стержня используют сплав металлов из никеля, меди, марганца и железа. Электроды МНЧ-2 являются оптимальным решением, но стоят они существенно дороже.

Электросварка чугунных изделий холодным методом требует соблюдения определенного темпа наложения шва и контроля, чтобы поверхность не разогрелась выше необходимых показателей. Сварщик выполняет работы «вразброс», небольшими участками с обязательной проковкой и перерывами.

Так как особенностью чугуна является медленное остывание, чтобы заварить чугунную деталь может потребоваться большое количество времени. При восстановлении небольших дефектов обязательным является использование графитовой подложки, во избежание вытекания металла.

Методы сварки чугуна

В зависимости от того, какое качество и прочность наложения шва потребуется, могут использовать разные способы проведения работ. Виды сварки чугуна включают в себя следующие:

  • С использованием инертного газа – метод используют для ремонта канализационных труб, деталей автомобиля. Способ сварки с инертным газом подходит, если необходимо сварить неоднородные металлы.
  • Горячий метод используют в промышленности. В результате предварительного прогревания ремонтируемой детали удается получить прочное сварное соединение высокого качества. Горячий способ сварочных работ по чугуну требует особой подготовки мастера и соблюдения требований безопасности.
  • Холодный метод обычно выполняется в домашних условиях, когда к качеству сварного шва и плотности его примыкания к детали не предъявляют высоких требований.


Способы сварки чугуна достаточно разнообразны, причем при желании и наличии определенных условий работы можно выполнить и дома. При домашней сварке потребуется хорошее знание химического состава чугуна и его свойств.

Газовая сварка чугуна

Этот способ в основном используют, если необходимо обеспечить сварной шов высокой прочности при условии необходимости небольшого провара основного металла. При этом технология газовой сварки чугуна подразумевает большое разнообразие используемых режимов наложения шва, от которых и зависит конечный результат. На качество влияют следующие составляющие:

  • Режимы подачи напряжения.
  • Техника наложения шва.
  • Сила тока.
  • Скорость прохождения.

Технологический процесс газовой сварки чугунных изделий подразумевает соблюдение следующих рабочих параметров:

  1. напряжение дуги 18-21В
  2. сила тока 100-120А
  3. скорость прохождения не больше 12 м в час


Работы проводятся с помощью сварной проволоки 09Г2СА или ПАНЧ 11 с диаметром 1 мм.

Холодная сварка чугуна

Холодная сварка для чугуна выполняется в основном в бытовых условиях. Преимуществом холодного способа является отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании для выполнения работ. При наложении шва используют следующие разновидности электродов для холодной сварки:

  • Медно-железные.
  • Медно-никелевыми.
  • Железно-никелевыми.
  • Стальными.
  • Чугунными.


Выполняют наплавку укладкой одного или нескольких валиков сварного шва. При использовании стальных электродов обязательна установка шпилек для увеличения прочности соединения. Любые электроды, в состав которых входит железо, и никель в основном используют для ремонта небольших повреждений.

Технология холодной сварки чугуна подразумевает и исправление больших дефектов поверхности. Для этих целей используют чугунные электроды с покрытием из графита.

Холодный способ не может обеспечить качественный и долговременный шов. Применение холодного метода ограничивается деталями с мелкими дефектами и не несущими конструкциями.

Горячая сварка чугуна

Горячий способ сварки применяют в промышленных условиях. Сварка горячим методом обеспечивает надежное соединение деталей, в том числе их неоднородных материалов. Метод включает в себя следующие этапы:


Технология горячей сварки чугуна дает качественный однородный шов и может быть выполнена исключительно в промышленных условиях. Для соблюдения условий процесса требуется применение определенных комплектующих: проволоки и электродов.

Проволока для сварки чугуна

Проволока по чугуну используется для проведения сварочных работ в среде защитных газов. В основном используются две разновидности расходного материала:

  1. Для работ в среде защитных газов – обязательным является использование углекислого газа для препятствия воздействия на обрабатываемую деталь кислорода. Стоит проволока дешевле. Практика показала, что получаемый сварной шов несколько худшего качества чем получаемый с помощью порошковых расходников.
  2. Порошковая проволока – это сварочная проволока для чугуна ПАНЧ-11. Преимуществом проволоки ПАНЧ-11 является то, что в состав входят вещества, при нагревании образующие необходимую защиту сварного шва. Применение ПАНЧ-11 рекомендуется в случае укрепления трещин стальными шпильками.

Никелевая проволока традиционно используется для проведения сварочных работ холодным методом. Характеристики никелевой проволоки позволяют применение для устранения незначительных дефектов поверхности.

Какие электроды используют для сварки чугуна

Особенность сварки чугуна с помощью электродов заключается в том, что при сгорании электрода выгорает также и определенное количество углерода находящегося в самом металле. При выгорании образуются поры, влияющие на качество и прочность соединения сварного шва.

Поэтому для сварки чугунных изделий применяются электроды, имеющие в своем составе никель и медь. Этому есть разумное объяснение, связанное с особенностями этих металлов:

  • Никель – растворяется без остатка в железе, входящем в состав чугуна. При этом никель полностью нейтрален по отношению к углероду и вступает с ним в химическую реакцию. Это дает определенные преимущества. Сварной шов, накладываемый электродом с никелем, в процессе работ не закаляется и остается мягким и податливым для дальнейшей обработки.
  • Медь – из этого металла состоят применяемые специальные электроды для сварки жаропрочного чугуна. Медь не растворяется в железе и в результате образует более твердый шов, что часто и требуется при обработке материала.


Если говорить о марках электродов для сварки и наплавки, то на рынке около десятка типов продукции предназначенной для определенных целей и имеющей свои специфические свойства. А именно:

  • Сварочные электроды для чугуна СЧ 20 – для работ с серым чугуном используют электроды с графитовым покрытием. Электроды СЧ 20 позволяют на выходе получить шов полностью идентичный по своей структуре и химическому составу обрабатываемому металлу.
  • Электроды для чугуна ЦЧ 4 – используются для проведения работ холодным способом. Основное предназначение электродов ЦЧ 4 – проведение мелких ремонтов дефектов поверхности. Также рекомендовано использовать электроды ЦЧ 4 для сварки чугуна со сталью при условии подачи постоянного тока малой полярности.
  • Сварка чугуна электродом по нержавейке – еще один эффективный способ обработки черного чугуна. Технология работы с электродом по нержавейке включает в себя обязательный прогрев заготовки и наложение нескольких сварных швов.
  • Сварка медными электродами – к этому классу относятся самые «редкие» расходники МНЧ-2. Электроды МНЧ-2 позволяют получить максимально качественный шов. МНЧ-2 можно использовать как для холодной, так и горячей сварки.


Можно самостоятельно изготовить электроды близкие по составу к вышеперечисленным. Особенно если учесть, что МНЧ-2 является редким и дефицитным, изготовление его аналога в домашних условиях вполне оправдано. Для производства понадобится сделать следующее:

  • Снять обмазку с обычного электрода. Полученный состав измельчить и смешать в равных пропорциях порошка железа. Допускается использование мелкой стружки.
  • В отдельную посуду наливают жидкое стекло. В жидкое стекло постепенно высыпают смесь, доводя состав до консистенции густой сметаны. Сварка медными электродами удовольствие достаточно дорогое, а изготовление самодельной обмазки существенно сокращает себестоимость проведения ремонтных работ.
  • Берется медная проволока с маркировкой М2, М3. Проволоку зачищают с помощью наждака, после чего обезжиривают и нарезают необходимой длины.
  • Полученные заготовки обмакивают в обмазку. В результате должен получиться электрод с медной проволокой толщиной не более 1,5 мм. Чтобы свойства изготовленных расходников были практически идентичны, их необходимо обрабатывать в течение одинакового времени.
  • Заготовки развешивают в вертикальном положении и ждут полного высыхания и затвердевания смеси.


Категорически запрещается использовать в качестве стержня латунную проволоку. В состав латунной проволоки входит большое количество цинка, который является ядовитым. Во время сжигания электрода будет испаряться токсичное вещество, что может стать причиной серьезного отравления.

Какая маркировка используется для обозначения электродов, которые могут быть использованы для сварочных работ?

  • ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 – эти электроды изготавливаются путем нанесения ферритового порошка на медный стержень. Предназначением электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 является устранение небольших дефектов с помощью проведения холодных работ. По своим характеристикам медные электроды по чугуну ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 напоминают самодельную продукцию, которую можно изготовить в домашних условиях.
  • ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 – эти расходники имеют в своем составе большое количество никеля. Согласно ГОСТ в процентном соотношении количество никеля может достигать 90% от общей массы. В группе ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 представлены как никелевые, так и никелево-железные электроды.
  • МНЧ-2 – наиболее редкие из всех типов продукции. В состав МНЧ-2 входит никель, медь, железо. Это обеспечивает качественный и ровный шов высокой прочности.

Техника безопасности при сварке чугуна

Проведение работ с чугуном требует соблюдения мер безопасности, направленных на обеспечение надлежащих условий на рабочем месте. При этом требуется учитывать следующие нюансы:

  1. Электросварка чугуна в домашних условиях должна проводиться в хорошо освещенном и проветриваемом помещении.
  2. Аппарат должен иметь заземление.
  3. Металл плохо реагирует на быстрое охлаждение. Необходимо защитить его поверхность от попадания влаги.
  4. Обязательно использование индивидуальных средств защиты:
    • перчаток
    • очков
    • спецодежды


При работах с чугуном методом электросварки действуют все основные требования, относящиеся к проведению всех сварочных работ без исключений. От мастера требуется придерживаться правил безопасной эксплуатации электрического сварного оборудования.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Чугун в быту применяется повсеместно, начиная от батарей и других сантехнических элементов, заканчивая конструкциями заборов, деталями автомобилей и станочного оборудования. Трудности начинаются, когда речь заходит о сварке этого металла. Сварка чугуна электродом в домашних условиях – работа не из легких. Если с обычными сталями можно работать без особо тщательной подготовки, то просто наварить шов на чугунную деталь, без предварительной подготовки, очень сложно. Несоблюдение основных технологий может привести к перекалке металла, а значит повышению хрупкости и другим проблемам. Давайте разберем как заварить чугун дома, с помощью инвертора.

 

Особенности сварки чугуна, виды чугуна

Опытные сварщики могут определить свариваемость чугуна всего по раз
резу. Считается, что если структура металла мелкодисперсная и приближенная к серому цвету, то такой чугун можно сварить намного легче, чем крупнозернистый металл темных оттенков. Если мы говорим про сварку деталей, которые находились в масляной среде или были подвержены регулярному окислению в водной среде, грунте или других подобных условиях, то такой сварочный материал не подойдет.Так, как чугун – метал с ограниченно свариваемый материал, то стоит принять во внимание следующие его особенности:

  • Металл – жидкотекучий, поэтому основное и единственно верное сварное положение – нижнее.
  • Если не соблюдать температурные режимы и перекалывать металл, то при выгорании углерода будут образовываться поры.
  • Низкая пластичность и несоблюдение температурных режимов – основные причины возникновения напряжения, в местах сварных соединений.
  • Расплавленный чугун может создавать окислы, которые будут иметь более высокую температуру плавления, чем исходный металл.

Главная проблема, с которой вы можете столкнуться – образование трещин в местах сваривания при остывании детали.

Решить это можно только если полностью соблюдать технологию, в нашем случае – холодной сварки.

Методы сварки чугуна

Существует три способа сварить чугун:

  1.  Горячая сварка. Основной и наиболее правильный метод. Он заключается в том, что перед работой электродом, заготовку прогревают до 600 – 650 градусов. Это позволяет избежать образования соединений с повышенной температурой плавления, перекалки и напряженности метала в месте соединения. Нагрев осуществляется в печах, газовыми или другими горелками. Для домашних условий такой метод подходит с натяжкой, ведь помимо нагревающего прибора, нужно знать в какие моменты можно работать в месте сварного соединения, как остудить металл и много других нюансов.
  2.  Полугорячая сварка. Практически ничем не отличается от предыдущего способа, за исключением температуры нагрева. Здесь изделие прогревают до 300 – 350 градусов.
  3.  Холодная сварка. Способ – не предусматривает нагрев заготовки, но в его основе лежит множество других технологических моментов, несоблюдение которых приведет к невозможности выполнить качественный шов. Сварка чугуна в домашних условиях электродом осуществляется именно таким образом.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Прежде, чем сваривать чугун, его нужно подготовить. Сперва нужное место зачищается болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до не окисленного металла нужно провести обязательное обезжиривание бензином или любым другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, то металл нужно расчистить до ее окончания, и в этом месте засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Разделка трещины при сварке чугуна

Отдельно стоит поговорить про следующие особенности подготовки:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляется как послойно без применения опорных элементов, так и с
использованием шпилек. Шпильки состоят из стали. Их размеры строго регламентируются, так например диаметр не должен превышать 40% от толщины чугуна. Выступ шпильки над металлом ограничен 4-6 мм, а расстояние между шпильками не должно быть больше, чем 6 диаметров. Количество зависит только от размеров соединения, но не больше 25% от площади излома

2. Разделка кромок. 

Обратите внимание! Кромки не должны иметь острый срез в месте соединения двух частей метала, оптимальная форма – сферическая.

3. Электроды должны быть специальными. Заваривать такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит приобрести электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих наплавлению на прихотливый чугун.

Процесс сварки

В предыдущем пункте мы разобрали предварительную подготовку, а перед началом сваривания нужно рассмотреть основные технологичные моменты:

  • Полярность подключения – обратная;
  •  Мощность сварочного аппарата – минимальная, для данной толщины электрода;
  • Длина одного непрерывного сварочного шва не должна превышать 30 – 50 мм;
  • Нужно исключить перегрев металла, за счет частых перерывов;
  • Первый и последний слой многослойных проковываются молотком с минимальным усилием.

Определиться с  режимом сварки поможет приведенная ниже таблица:

Основные предварительные моменты мы рассмотрели, остался основной вопрос: «Как варить чугун электросваркой?». Здесь есть два способа: по шпилькам или послойно. Давайте разберем отдельно каждый из вариантов.

 Сварка чугуна инвертором по шпилькам

После установки шпилек можно начинать наваривать шов. Вокруг каждой шпильки слой за слоем кладется металл, который и формирует заплатку. Не допустить нагрева свыше 80 градусов можно если выполнять работу в шахматном порядке или поочередно в противоположных концах. Завершающим моментом при таким виде сварки является соединительный шов, который соединяет наваренный металл между шпильками.

 Многослойная сварка

Для начала нужно убедиться в правильности создания фасок. Затем специальным электродом, с соблюдением температурного режима начинаем наплавлять первый слой. Он является основным и задаст успех дальнейшей работы. Каждый слой, еще на горячую, нужно проковывать молотком. Если есть доступ к обратной стороне детали, то после первого слоя с одной стороны следует перевернуть изделие и наплавить аналогичный шов на его обратной стороне и уже потом приступать к завершению многослойной сварки верхней, а затем нижней части.

Наплавку нужно обязательно выполнять с краев, и создавать постепенно множество слоев. Главное, не забывать проковывать каждый слой. Если не знаете как проверить температуру детали, то примените технику вразброс. Она заключается в формировании шва поочередно в разных местах соединения. Когда сварной шов будет полностью готов, поверхность наплавленная на чугун, необходимо отшлифовать.

Если вы столкнулись с необходимостью сварить чугун и у вас есть только инвертор, то в домашних условиях можно заделать трещины или наложить заплатки на ненесущие элементы конструкции. Практически все необходимое у вас уже будет, это маска, защитные рукавицы и одежда. Придется докупить только специальные чугунные электроды, или сделать их самостоятельно. В этой статье описано два способа, как сварить чугун дома. Какой из них вам больше подходит – решайте сами. Но запомните – когда возникает потребность восстановить изделие предполагающее сильные нагрузки, то лучше обратиться к профессионалам.

Сварка чугуна - простые способы решения проблемы

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов: холодным и горячим методом.

Сварка чугуна требует другого технологического подхода. Это связано с химическими особенностями металла, что влияет на его обработку и, в частности, на сварку.

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов.

Особенности материала


Чугун по своему составу — соединение элементов железа и некоторого количества углерода. Но, в сравнение со сталью, последнего в нем свыше 2,14 %.

В зависимости от составов чугуны бывают белые и серые.

Белый чугун по своей сути полуфабрикат и используется для производства ковкого металла. Он очень хрупкий и изделия из него не производят.

Серый вид этого металла чаще всего применяют в промышленности и изготовлении различных вещей.

Также есть ковкие и высокопрочные чугуны.

В чем особенности этого материала в сварочных работах? Главное — это трудности с получением качественного шва, связанные со следующими проблемами.

  • Чугун в силу своей неоднородной структуры склонен к растрескиванию в месте сваривания. Это связано с воздействием на него высокой температуры дуги, что приводит к его отбеливанию и изменению состава в месте варки (высокая температура плюс быстрое остывание).
  • Вследствие высокотемпературного влияния электрической дуги происходит выгорание части углерода в составе металла, как следствие — в сварном шве образуются поры. Это не добавляет прочности такому соединению и качество значительно ухудшается.
  • При расплавлении чугун очень текуч, что не позволяет сформировать правильный шов. Чем выше процентный состав углерода, тем текучесть будет выше.
  • Также при сварке могут образовываться окиси в составе шва, которые тоже не упрочняют соединение. К тому же, окислы более тугоплавки.

Такие особенности значительно затрудняют сварочные работы по чугуну. Главная сложность — это непредсказуемость результата в итоге сварки. Чаще всего образовываются трещины на поверхности уже во время остывания металла.

Самым плохим чугуном для сварки является темно-серого или черного цвета (высокая вместимость графита). Такие виды лучше всего не варить в домашних условиях, в большинстве случаев это приведет к растрескиванию шва и самой детали.

Определить такие виды металла можно проведя рукой по излому. При большой вместимости графитов чугун «мажется».

Но, несмотря на трудности, сварное соединение все-таки возможно. Как проводиться сварка чугуна?

Способы сварки


Способ сваривания такого металла, как чугун, зависит от того, как его подготовить к процессу. Зависимо от этого различают «холодный» способ (без предварительного подогрева поверхности) и «горячий» (с предварительным нагревом детали).

Холодный способ сварки

Сваривание чугунных деталей холодным способом более простое, но нужно использовать специально предназначенные для этой сварки электроды.

Если пользоваться обычными (стальными) электродами без предварительного нагрева, то в сварном шве образуется металл в виде высокоуглеродистой стали с элементами, входящими в состав чугуна (серы, фосфора, марганца и прочих).

К тому же, такой шов нельзя зачищать, ввиду его высокой способности к растрескиванию. Слишком быстрое остывание приведет к образованию белого чугуна в месте рядом со швом. Металл станет твердым и очень хрупким.

Холодное сваривание проводят электродами небольшого диаметра и на малом токе.

Чаще всего такой способ целесообразно использовать при небольших объемах работ и невозможности сделать подогрев деталей.

Холодную сварку чугунных деталей можно проводить стальным электродом только в том случае, если швы не будут испытывать нагрузки на растяжение. Чаще всего используются медно-никелевые электроды, или же имеющие в своем составе медь и железо.

Горячий способ


Использование такого метода сваривания чугуна более целесообразно в домашних условиях. При подогреве сварочный шов более качественный, так как отсутствую процессы отбеливания металла и его закалки.

Горячий способ может быть местным или общим (частичный прогрев или полностью всей детали).

Для нагревания стоит использовать печь, где деталь будет равномерно прогреваться со всех сторон.

Также различают варианты прогрева в зависимости от температурного показателя

  • Горячий — от 500 до 600 градусов.
  • Полугорячий — от 300 до 400.
  • Теплый — от 150 до 200.

Вся технология заключается в нагревании детали до необходимых температур перед свариванием и медленном охлаждении после завершения процесса.

Нагрев не должен превышать показатель 600-650 градусов. Иначе это приведет к изменению в структуре чугуна. Также нужно соблюдать неспешное нагревание, выдерживая скорость в 150 градусов в час.

Охлаждение тоже происходит неспешно. Лучше всего — поместить деталь в печь, в которой происходило нагревание, где и будет происходить остывание вместе с ней.

Как варить чугун


В работе с чугуном, как и с другим металлом, можно выделить два основных пункта: подготовка деталей и собственно сама сварка.

Подготовительные работы

Требования к предварительной подготовке при сварочных работах по чугуну намного выше, чем в стали.

  • Во-первых, структура чугуна может привести к разрастанию повреждений.
  • Во-вторых, пористость способствует проникновению загрязнения глубже в металл. Настоящая головная боль по очистке чугуна от машинного масла, которое очень глубоко проникает в поверхность.

Деталь требуется хорошо зачистить

Очищают поверхности чугунных деталей с помощью щетки по металлу и наждачной бумагой, тщательно устраняя все загрязнения и ржавчину. Можно воспользоваться болгаркой со специальной насадкой с металлическим ворсом.

При наличии машинного масла его нужно удалить, используя растворитель.

Также потребуется зачистка всех неровностей, поверхности должны быть ровными и гладкими.

По краям свариваемых деталей или трещин нужно сделать фаску. Кромки при этом скашивают, пользуясь подходящим инструментом.

При этом стоит помнить о хрупкости металла. Если края скругляют зубилом, то это делают очень тонкими слоями, постепенно. Толщина стружки должна быть не более 1 миллиметра.

Вокруг будущего соединения, на ширину в 20-30 мм, все зачищают до блеска металла.

После подготовки переходят к свариванию. Как заварить чугун используя основные методы в домашней мастерской?

Сваривание без подогрева


Сварка чугуна электродом в домашних условиях холодным способом возможна только при правильном подборе материалов. Чем варить чугун? Сегодня существует много видов различных расходников для сваривания практически любых металлов.

Лучше всего использовать электроды, в составе которых есть медь или никель. С последним углерод не вступает в соединения, что не приводит к образованию белого чугуна в шве. При этом сам шов не будет иметь слишком высокую твердость и легко зачищается и поддается любой обработке.

Такими же свойствами обладает и медь.

Чаще всего распространены железно-никелевые, железно-медно-никелевые электроды. С производителей можно обратить внимание на расходники от компании ESAB.

Режим сварки (сила тока и полярность), обычно указывается на упаковке с самими электродами.

Варка происходит в несколько этапов. После наложения каждого шва, ему дает остыть, после чего возобновляют работу.

Главное — это не пережигать металл, а как бы наплавлять расплав на свариваемую поверхность.

Для более качественной сварки лучше использовать горячий способ.

Сварка с нагревом


Главной проблемой при сваривании чугунных деталей является перепад температуры. Слишком большой нагрев с последующим охлаждением приводят к растрескиванию. Чтобы свести этот фактор к нулю, используют предварительное прогревание деталей равномерно по поверхности металла.

Итак, как варить чугун электросваркой с предварительным нагреванием?

  • Поверхности заготовок или детали тщательно очищают от любого загрязнения.
  • Если нужно заварить сквозные пробоины или трещины, то для предотвращения вытекания расплава используют специальные формы. Их изготавливают из графитовых пластин.
  • Нагрев деталей в промышленных условиях производят в специальных индукционных нагревателях, дома для этой цели подойдет печь. Температуру нагрева определяют зависимо от массивности и толщины чугуна (от 300 до 600 градусов).
  • Используя нужные электроды, выставляют соответствующую силу тока (сварка чугуна происходит на большей мощности, чем при варке стали).
  • Нужно также настроить аппарат на постоянный ток при прямой полярности (кабель держателя ставят на минус, а массу — на плюс).
  • Во время ведения шва нужно, чтобы сварочная ванна была достаточно заполнена расплавом, при этом его как бы перемешивают кончиком электрода.
  • После завершения варки нужно обеспечить медленное остывание. Лучше всего сваренные детали засыпать теплоизолирующим материалом (древесным углем или сухим песком), также можно оставить чугун в остывающей печи, которую использовали для нагрева. Остывание зависит от массивности, слишком большие детали могут остывать до 5 суток (в промышленных объемах).

Горячий способ варки чугунных соединений более трудоемкий и ответственный, но его использование позволяет получить на выходе качественный шов без дефектов.

Сварка инвертором чугуна — довольно сложный процесс. Требуется тщательная подготовка самих деталей и внимательный подбор расходных материалов. Особенно важно, какими электродами осуществляется соединение при холодной сварке.

А что вы думаете по этому поводу? Есть ли у Вас опыт сваривания чугунных деталей электросваркой в домашних условиях? Какими приемами вы пользовались при этом? Ваш опыт важен для нас. Оставьте свои комментарии к этому материалу.

Сварка чугуна - технологии и особенности

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.

Особенности сварки чугуна

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. Ниже приведены некоторые из процессов, которые окажутся полезными при ремонте и сварке 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

Сварка чугуна с предварительным подогревом – горячая или полугорячая

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.

Холодная сварка чугуна – без предварительного нагрева

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.

Процессы электродуговой сварки чугуна

  • Ручная дуговая сварка электродами
  • Аргонодуговая сварка
  • Полуавтоматическая сварка

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.

Технология полуавтоматической MIG MAG сварки

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

Итогом данной статьи можно сделать следующие выводы

Сварка чугуна является достаточно сложным процессом, используется холодная или горячая сварка, электроды, сварка аргоном или полуавтоматом. Если использовать правильную технологию и учитывать особенности, указанные выше, можно добиться оптимальных результатов. А, следовательно, и отличного качества сварки.

© Смарт Техникс

Данная статья является авторским продуктом, любое её использование и копирование в Интернете разрешена с обязательным указанием гиперссылки на сайт www.smart2tech.ru

Сварка чугуна обычным электродом в домашних условиях

Прочный и надежный - чугун является одним из самых распространенных материалов, используемых в быту и промышленности. У него есть свои неоспоримые преимущества: он служит долго, стоит относительно недорого, легко поддается сварке, со временем не теряет своих эксплуатационных характеристик. Когда может понадобиться сварка чугуна электродом? Если, например, прохудился шов в радиаторе отопления, его требуется залатать, или к батареям требуется приварить еще несколько отсеков.

Чугун - виды, применение

Чугуном называется своего рода смесь из железа и углерода. Материал твердый и износостойкий, но, парадокс, довольно хрупкий, если неправильно с ним обращаться. Вот почему сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором, должна производиться только после тщательной подготовки (об этом будет сказано чуть ниже).

В мире чугун известен давно - считается, что он появился в 6 веке до нашей эры.

Средняя температура плавления составляет более 1000 градусов по Цельсию. Работать с материалом можно при нагреве до 600 градусов.

По видам чугунный металл делят на следующие категории:

  • белый;
  • половинчатый;
  • серый;
  • высокопрочный;
  • ковкий.

С течением времени чугун не теряет своей актуальности, его используют в разных сферах жизнедеятельности человека. Применяют материал для следующих целей и задач:

  • ковки оградок;
  • производства станков;
  • выпуска сковородок для домашнего хозяйства;
  • изготовления радиаторов отопления, труб, сантехнических соединений;
  • создания ванн;
  • в автомобилестроении - для выпуска коленчатых валов, цилиндров, двигателей и прочего.

Это - лишь малая часть задач, с которыми успешно справляется обыкновенный чугун. Важная особенность заключается и в том, что наплавка чугуна электродами осуществима в домашних условиях без помощи профессионального сварщика.

Виды сварки

Чтобы знать, как заварить чугун обычным электродом, важно разбираться в видах сварки вообще. Они подразделяются на:

  • горячую;
  • полугорячую;
  • холодную.

Горячая действительно является таковой, происходит при температуре от 600 до 700 градусов по Цельсию. Нагревают металл в промышленных печах, которые считаются сверхмощным оборудованием. Чугун становится подвижным, как пластилин, с ним удобно работать. В процессе на изделии не появляются трещины или поры, которые препятствуют нормальной работе в дальнейшем.

Эксперты называют этот способ сварки максимально идеальным для чугуна. Естественно, на вопрос: можно ли варить чугун обычными электродами дома методом горячей сварки, ответ будет отрицательным. Создание такой колоссальной температуры в квартире или гараже, например, опасно для жизни и здоровья.

Полугорячая сварка тоже невозможна в домашних условиях. Она осуществляется при температуре в 300-400 градусов по Цельсию. Для нагрева используют специальные фены либо тэны. Данный способ применяют в промышленности. Основное его преимущество - скорейшее остывание в сравнении с горячим методом. Для начинающего мастера полугорячая технология сварки чугуна электродами практически неосуществима. 
Холодная сварка подходит для дома. Она происходит при температуре максимум в 80 градусов по Цельсию.

Подготовка к сварке электродами

Чтобы начать сварочный процесс, необходимо произвести тщательную к нему подготовку. В частности:

  • произвести ошкуривание поверхности;
  • обезжирить части агрегата в обязательном порядке;
  • подготовить сварочный аппарат, убедиться в том, что он технически исправен;
  • определиться, как именно будет происходить сварка: по шпилькам или многослойно;
  • приготовить достаточное число электродов;
  • вспомнить правила техники безопасности.

Запрещается начинать работу, если поверхность не зачищена и не ошкурена - это создает вероятность возникновения опасной ситуации: острый элемент в процессе сварки отскочит и нанесет травму мастеру. Простые электроды в данном случае не подойдут. Необходимо приобрести те, что содержат в своем составе хром, медь и никель.

Нельзя начинать работу без теоретической подготовки к процессу. Несоблюдение технологии приведет к тому, что при застывании на материале образуются многочисленные поры и трещины, чугун потеряет свои превосходные эксплуатационные свойства, использовать его в дальнейшем будет просто нецелесообразно.

Особенности сварного процесса

Теперь расскажем: как сваривать чугун электросваркой. Когда мастер убедился в надежности оборудования, он может приступать к процессу. Для этого требуется выбрать, как варить чугун простыми электродами:

  • по шпилькам;
  • многослойно.

В первом случае мастер сначала устанавливает сами шпильки, а вокруг них образует шов. Опытные сварщики рекомендуют выполнять процедуру в шахматном порядке, чтобы не допустить перегрева материала. Завершают работу соединительным швом - он идет от одной шпильки и ее «окружения» к другой.

Многослойный способ заключается в следующем: создаются фаски, потом наплавляют начальный слой, его проковывают молотком, далее кладут второй слой, опять простукивают и так далее. После остывания шва, его в обязательном порядке ошкуривают, чтобы придать изделию эстетичный вид. Если есть возможность доступа к внутренней части изделия, то начальный слой при многослойном методе кладут с наружной и внутренней сторон. Так соединение становится еще прочней.

В целом, в том, как правильно варить чугун электродами, нет ничего сложного. Главное, соблюдать правила техники безопасности.

Техника безопасности

Еще до того, как варить чугун обычным электродом, важно позаботиться о соблюдении техники безопасности:

  • рядом с рабочим местом поставьте огнетушитель;
  • убедитесь в исправности сварочного аппарата;
  • наденьте на руки специальные защитные перчатки для сварных мероприятий;
  • закройте лицо маской или хотя бы очками;
  • работайте исключительно в плотной одежде, чтобы частички раскаленного металла не имели возможности соприкоснуться с кожей;
  • важно, чтобы в помещение, где производится сварка, всегда поступал свежий воздух;
  • если сварку вы производите впервые, разумно пригласить помощника или хотя бы стороннего наблюдателя, чтобы в случае ЧП, было кому прийти на помощь.

Естественно, работать желательно в светлое время суток или хотя бы при достаточном освещении, в абсолютно трезвом и здоровом состоянии.

Заключение

В целом, процесс того, как сварить чугун с металлом электродом, описан выше. Детали и тонкости расскажут опытные сварщики. Не стесняйтесь обратиться к ним за советом. Для работы дома выбирайте холодный метод. Работайте только с проверенным оборудованием, не забывайте про технику безопасности.

Интересное видео

Как сваривать чугун

Сварка чугуна в домашних условиях возможна - при определенных условиях

Эффективная сварка чугунных деталей на заводе может сэкономить время и деньги, но здесь есть проблемы. Нарушение сварки часто может привести к растрескиванию или другому повреждению. Если задействованы критически важные детали, может быть целесообразно обратиться к опытным сварщикам на сварочное оборудование, чтобы обеспечить успешный результат.

Если сварка выполняется собственными силами, очень важно изучить шаги, необходимые для эффективного изготовления сварной детали.Прежде чем приступить к работе, необходимо сделать четыре основных шага:

  1. Определить сплав
  2. Тщательно очистить отливку
  3. Выберите температуру предварительного нагрева
  4. Выберите подходящую технику сварки
Перед любым сварочным проектом обязательно очистите отливку, предварительно нагрейте сплав и выберите подходящую технику сварки.

Определите сплав

Чугуны - это семейство железоуглеродистых сплавов. Их высокое содержание углерода (обычно 2–4%) придает чугуну характерную твердость.Однако эта твердость достигается за счет пластичности. Он менее податлив по сравнению со сталью или кованым чугуном. Циклы нагрева и охлаждения во время сварки вызывают расширение и сжатие металла, вызывая растягивающее напряжение. Чугун не растягивается и не деформируется при нагревании или напряжении - вместо этого он трескается, что делает его чрезвычайно трудным для сварки. Эту характеристику можно улучшить, добавляя различные сплавы.

Некоторые сплавы чугуна легче сваривать, чем другие:

  • Серый чугун
    Серый чугун - наиболее распространенная форма чугуна.Углерод осаждается в виде чешуек графита во время производства в кристаллическую микроструктуру перлита или феррита. Он более пластичен и поддается сварке, чем белый чугун. Тем не менее, это по-прежнему представляет проблему для потенциальных сварщиков, поскольку чешуйки графита в сером чугуне могут попадать в сварочную ванну, вызывая охрупчивание металла шва.
  • Белый чугун
    Белый чугун сохраняет углерод в виде карбида железа, не выделяя его в виде графита.Кристаллическая микроструктура цементита очень твердая и хрупкая. Белый чугун обычно считается несвариваемым.
  • Ковкий, шаровидный или ковкий чугун
    Все эти чугуны менее хрупкие из-за различий в микроструктуре, обусловленных производством. Все три имеют сфероидальную углеродную микроструктуру, созданную их уникальными производственными процессами.

Лучший способ определить, какой у вас чугун: белый или серый, - это проверить исходную спецификацию.Спектрохимический анализ может предоставить эту спецификацию постфактум. Когда эти точные способы невозможны, есть несколько способов проверить в магазине.

Серый чугун будет иметь серый цвет вдоль точки излома из-за графита в его микроструктуре. Белое железо более белое по трещине из-за цементита. К сожалению, испытание на разрушение полезно только в том случае, если сварщик знает, что материал серый или белый. Это старые, более традиционные формы чугуна. Они также чаще встречаются в определенных классах товаров.Однако ковкий чугун, относительный новичок, также имеет довольно белый цвет по линии излома и гораздо более поддается сварке.

Испытание искрой может также использоваться опытным металлургом для определения типа чугуна.

Очистить отливку

Независимо от сплава, все отливки перед сваркой должны быть должным образом подготовлены. При подготовке отливки к сварке важно удалить все поверхностные материалы. Отливка должна быть полностью чистой в области сварного шва. Удалите краску, жир, масло и другие посторонние материалы из зоны сварки.Лучше всего на короткое время осторожно и медленно подавать тепло в зону сварки, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварки основного металла.

Простым методом проверки готовности поверхности чугуна является нанесение сварочного шва на металл - он будет пористым, если присутствуют какие-либо примеси. Этот проход можно отшлифовать и повторить процесс несколько раз, пока пористость не исчезнет.

Предварительный нагрев

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением.Контроль температуры - единственный наиболее важный фактор во избежание трещин.

Сварка чугуна требует трех этапов:

  • Предварительный нагрев
  • Низкая тепловая нагрузка
  • Медленное охлаждение

Основной причиной регулирования температуры является тепловое расширение. Когда металл нагревается, он расширяется. Никакого напряжения не возникает, когда весь объект нагревается и расширяется с одинаковой скоростью, но напряжение будет расти, когда тепло локализуется в небольшой зоне теплового воздействия (HZ).

Локальный нагрев вызывает ограниченное расширение - HZ удерживается более холодным металлом вокруг него.Степень возникающего напряжения зависит от температурного градиента между HZ и отливкой. В стали и других пластичных металлах напряжение, вызванное ограниченным расширением и сжатием, снимается за счет растяжения. К сожалению, это может вызвать растрескивание в период усадки, поскольку чугуны имеют относительно низкую пластичность. Предварительный нагрев уменьшает температурный градиент между литым телом и HZ, тем самым сводя к минимуму растягивающее напряжение, вызванное сваркой. Как правило, методы сварки при более высоких температурах требуют предварительного нагрева при более высоких температурах.Когда адекватный предварительный нагрев невозможен, лучшей стратегией является минимизация тепловложения - выберите процесс низкотемпературной сварки и сварочные стержни или проволоку с низкой температурой плавления.

Скорость охлаждения - еще один фактор, который напрямую влияет на напряжения, возникающие в сварном шве. Быстрое охлаждение вызывает усадку, что приводит к образованию хрупких сварных швов с легкими трещинами. Напротив, низкое охлаждение снижает напряжение затвердевания и сжатия.

https://www.reliance-foundry.com/wp-content/uploads/pre-heat-welding.mov

Предварительный нагрев перед сваркой

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением, но этого можно избежать с помощью предварительного нагрева. Посмотрите видео, чтобы увидеть, как нагревают металл перед сваркой.

Сварочная техника

Методы сварки следует выбирать в зависимости от их пригодности для свариваемого чугуна. Наиболее распространенными процессами сварки являются сварка палкой, кислородно-ацетиленовая сварка и сварка твердым припоем.

Сварка палкой

Ручная сварка, также известная как дуговая сварка в среде защитного металла или MMA, предполагает использование плавящегося электрода, покрытого флюсом.Могут использоваться различные типы электродов в зависимости от области применения, требуемого соответствия цвета и объема механической обработки, которую необходимо выполнить после сварки.

Существует три основных типа присадок, которые хорошо подходят для сварки чугуном стержнем:

  • Электроды с чугунным покрытием
  • Электроды из медного сплава
  • Электроды из никелевого сплава

Электроды из никелевого сплава являются наиболее популярными для сварки чугуна. По данным New Hampshire Materials Laboratory Inc., никель-железный шов прочнее с более низким коэффициентом теплового расширения, что снижает сварочные напряжения и повышает устойчивость к растрескиванию.

Электрическая дуга между электродом и зоной сварки плавит металлы и вызывает плавление. Дуга должна быть направлена ​​на сварочную ванну, а не на основной металл, так как это минимизирует разбавление. Рекомендуется использовать самую низкую настройку тока, одобренную производителем, чтобы минимизировать тепловую нагрузку. Перед сваркой чугунными или медными электродами предварительно нагрейте детали до температуры не менее 250 ° F.Никелевые электроды можно использовать без предварительного нагрева.

При сварке палкой используются разные типы электродов в зависимости от области применения, соответствия цвета и количества механической обработки, необходимой после сварки.
Кислородно-ацетиленовая сварка

При кислородно-ацетиленовой сварке также используются электроды, но вместо дуги, генерируемой током, энергию для сварки обеспечивает кислородно-ацетиленовая горелка. Чугунные и медно-цинковые электроды подходят для кислородно-ацетиленовой сварки чугуна.

Следует проявлять осторожность, чтобы не окислить чугун во время сварки ацетиленом, так как это приводит к потере кремния и образованию белого чугуна в сварном шве.Сварочный пруток следует плавить в расплавленной сварочной ванне, а не непосредственно в пламени, чтобы минимизировать температурные градиенты.

Пайка сварочная

Сварка пайкой - это распространенный метод соединения чугунных деталей из-за минимального воздействия на сам основной металл. Сварочный пруток обеспечивает присадку, которая прилипает к поверхности чугуна. Из-за более низкой точки плавления наполнителя по сравнению с чугуном, наполнитель не разбавляется чугуном, а прилипает к поверхности.

Чистота поверхности имеет решающее значение для этой техники сварки, поскольку соединение зависит от качества присадки, смачивающей поверхность основного металла. Согласно Machine Design, использование флюса для предотвращения образования оксидов во время пайки является обычным явлением. Это жидкость, которая способствует смачиванию, позволяя наполнителю течь по соединяемым металлическим частям. Он также очищает детали от оксидов, чтобы наполнитель более плотно прилегал к металлическим деталям. Кроме того, флюсы используются при сварке для очистки металлических поверхностей.

Следует тщательно выбирать методы сварки в зависимости от свариваемого сплава чугуна.

Чистовая обработка

Растрескивание обычно возникает во время фазы термического сжатия - растягивающее напряжение нарастает по мере охлаждения и сжатия сварного шва. Если напряжение достигает критической точки, сварной шов трескается.

Вероятность растрескивания можно уменьшить, приложив сжимающее напряжение, чтобы противодействовать растягивающему напряжению во время охлаждения. Сварщики используют метод, называемый упрочнением (умеренные удары ударным молотком) по деформируемому сварному шву, пока сварной шов еще мягкий.Упрочнение снижает риск образования трещин в сварном шве и HZ, но его следует предпринимать только при работе с относительно пластичным металлом сварного шва.

Последний этап сварки - контроль охлаждения. В этом процессе используются изоляционные материалы, чтобы максимально замедлить охлаждение, или периодическое нагревание сварного шва для замедления процесса естественного охлаждения.

Сварка собственными силами

Если поручить сварку чугуна профессионалу, это может гарантировать качество сварного шва, ремонт сварного шва можно выполнить на месте с тщательной подготовкой.Следуйте инструкциям по определению сплава, подготовке материала и выбору наиболее подходящей техники сварки.

Источники

77 Сварочный стержень из чугуна без трещин

77 - это сварочный пруток для чугуна премиум-класса, который позволяет выполнять механическую обработку сварных швов, обладающих высокой прочностью, устойчивостью к трещинам и отсутствием пористости при применении к широкому спектру чугунов. Специальная проволока с трехметаллическим сердечником обладает высокой пропускной способностью по току, а специально разработанное покрытие превращает примеси основного металла в шлак, а не улавливает их в осадке.Высокая скорость наплавки создает чрезвычайно узкую зону термического влияния - свойство, подходящее для всех свариваемых чугунов, требующих обработки после сварки.

Сварочные электроды для чугуна

77 мягче, чем никелевые стержни, и обладают уникальными свойствами, которые позволяют сварным швам из чугуна растягиваться и удлиняться на 300% больше, чем другие стержни. Это помогает предотвратить растрескивание основного металла и сварного шва в процессе.

Сварочный стержень из чугуна Основные характеристики:

  • Разработано специально для приложений технического обслуживания
  • Сваривает все типы чугуна, толстый или тонкий
  • Хорошее совпадение цвета с чугуном
  • Устойчивый к образованию трещин формула исключает необходимость предварительного нагрева или специального охлаждения
  • Работает на всех должностях, в том числе накладных
  • Покрытие электропроводное, исключающее перегрев сердечника провода
  • Высокая скорость наплавки, текучесть и даже теплопроводность позволяют создавать полностью обрабатываемые сварные швы
  • Специальный состав компенсирует усадку при охлаждении основного металла, устраняя усадку, которая может вызвать растрескивание.
  • Идеально подходит для тяжелой техники, грузовых автомобилей, автобусных, автомобильных, морских и жилых автофургонов
  • Ремонт чугунных выпускных коллекторов, блоков цилиндров, корпусов трансмиссий, головок цилиндров, промышленных машин и др.

Примечание: Просверлите отверстия на каждом конце трещины, затем выровняйте детали, если необходимо, и приварите прихваточными швами.Направляйте электрод под крутым углом, сохраняя короткую длину дуги. Используйте короткие передачи в шахматном порядке.

Для обожженного чугуна или чугуна, подвергшегося термическому воздействию, используйте https://www.muggyweld.com/product/72-electrode/

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 65 КАЛИФОРНИИ: ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Этот продукт содержит химические вещества, включая [никель], которые, как известно в штате Калифорния, вызывают рак. Для получения дополнительной информации посетите сайт www.P65Warnings.ca.gov.

Инструкции по продукту

Лучший сварочный стержень для чугуна

Опытные сварщики знают, что разные сварочные стержни (электроды) лучше всего подходят для различных видов сварки.Когда дело доходит до выбора электродов для сварки чугуна , чугуна , обычно необходимо учитывать три фактора: стоимость, возможности машины и то, требуется ли сварка за несколько или один проход.

Одна из проблем, связанных со сваркой чугуна, заключается в том, что из-за его жесткости и возможности растрескивания наблюдается тенденция к использованию стали. Однако чугун - равный друг сварщикам, умеющим с ним работать.

Что нужно знать

При сварке чугуна важно выбирать стержень, специально разработанный для этого материала, чтобы избежать неправильного сплавления (например, трещин на сварке).По сути, вам нужно найти электроды и провода, которые являются мягкими, обрабатываемыми и снабжены высоким процентом металлов, таких как никель или медь.

Если количество металла в электродах достаточно, то вы получите именно то, что вам нужно - прочные сварные швы, способные выдержать остатки фосфора, образующиеся в результате процесса литья.

Итак, я покажу вам мои любимые сварочные стержни для чугуна, чтобы помочь вам сделать выбор самостоятельно. Я выбираю самые разные цены, поэтому вы сможете найти вариант, соответствующий вашему бюджету.Я выделю их особенности, плюсы и минусы. Обязательно ознакомьтесь с руководством по покупке в конце статьи, чтобы получить представление о том, как выбрать электрод, который обеспечит идеальную наплавку.

Верхние чугунные электроды

1. Лучшее для профессионалов: Сварочные стержни Lincoln Electric 1/8 ”7018 MR

Lincoln Electric 7018 - один из наиболее распространенных электродов, используемых в нише для сварки чугуна. Я особенно рекомендую его профессионалам, так как он идеально подходит для сварки металлоконструкций, ремонтных работ и сварки тяжелых труб.

Из-за низкого содержания водорода стержень может быть чувствительным к внешним воздействиям. Lincoln 7018 следует подвергать воздействию воздуха только в течение ограниченного времени в критических приложениях, прежде чем он станет неисправным. Если ваша работа требует проверки сварки, я бы порекомендовал вам хранить ее в стержневой печи до тех пор, пока она вам не понадобится, чтобы вы могли сохранить как стержни, так и их флюс.

С другой стороны, в простых, некритичных приложениях эта модель может выдержать некоторое время, прежде чем она будет взломана.

Электроды Lincoln 7018 устойчивы к влаге и трудно разлагаются, что делает их практичными для различных сварочных работ.

Этот вариант требует осторожности при обращении, что иногда может немного утомить. Если вы выберете этот сварочный стержень, не забудьте хранить его вдали от влаги и подождите, чтобы открыть стержни, когда вы, наконец, будете готовы их сжечь. Они герметично сохранены, поэтому, как только вы их откроете, начнется процесс разложения.

Плюсы:

  • Влагостойкость
  • Отличный выбор для сварочных работ палкой
  • Подходит для ремонтных работ
  • Удобен для сварки стальных конструкций и толстых труб
  • Герметичная упаковка

Минусы:

  • Нельзя долго оставлять при комнатной температуре
  • Перед использованием необходимо выдержать в стержневой печи

2.Лучше всего для новичков: Hobart 1/8 ”7018 Сварочные стержни

Еще один отличный сварочный стержень для чугуна, Hobart 1/8” 7018 - электрод с низким содержанием водорода, который можно использовать во всех положениях. Он также подходит для обработки низко-, средне- и высокоуглеродистых сталей.

Сварочный стержень Hobart - отличный вариант для новичка, так как он довольно доступен по цене и действительно эффективно сжигает. Хотя они не обладают лучшими характеристиками некоторых других наших рекомендаций, с них можно хорошо начать.Hobart 1/8 ”7018 имеет предел прочности на разрыв 70 000 TSI.

В целом эти удилища достаточно прочные. Стержневые трубки предотвращают попадание влаги и обеспечивают безопасную среду.

Однако эти стержни не рекомендуются для низковольтных сварочных аппаратов переменным током. Еще одним потенциальным недостатком является то, что их упаковка пластиковая и не герметична.

Плюсы:

  • Подходит для любой техники сварки (во всех положениях)
  • Удобно для новичков
  • Доступно

Минусы:

  • Пластиковая упаковка
  • Не герметично
  • Создает твердый шлак снять

3.Лучше всего для грязных поверхностей: Сварочные стержни Forney 1/8 ”6010

Forney 6010 - это универсальный сварочный стержень, который (как и все другие электроды 6010) может сваривать практически любые загрязнения, включая смазку, масло и т. Д. ржавчина и прокатная окалина. Что особенно нравится сварщикам в Forney 1/8 ”6010, так это то, что вы можете выполнять свою работу, даже если вы не очищаете или не шлифуете материал заранее.

Вам понравится универсальность сварочных стержней Forney. Вы можете использовать их для профессиональных задач и ремонтных работ, которые часто могут быть грязными.Углубление этого сварочного прутка немного глубже, чем у сварочного стержня с низким содержанием водорода, что позволяет ему проникать сквозь загрязненные металлы. Forneys также отлично подходят для сварки вертикальных спусков и подъемов. Лучше сварного шва можно добиться, работая сверху вниз.

Эти электроды также являются хорошим выбором для профессиональных сварщиков, поскольку они обычно используются для выполнения корневого шва на стыках труб.

Я особенно рекомендую этот сварочный стержень для производственных проектов, сварки штангой и сварки на станке в целом.

Плюсы:

  • Универсальный стержень
  • Отлично подходит для сварочных аппаратов штангой или оснасткой
  • Легко проникает через загрязненные металлы

Минусы:

  • Покрытие из флюса может со временем погасить дугу

4. Лучшее для аппаратов переменного тока: Hobart 1/8 ”Сварочные стержни 6011

Что касается потенциала сварочных стержней, вы можете рассматривать модели 6011 как близкие родственники 6010.Hobart 1/8 ”отлично подходит для работы с машинами переменного тока, но он также эффективно работает с более тонкими металлами и листовым металлом, так как не вызывает сильного коробления.

Если у вас есть сварочный аппарат начального уровня на переменном токе, эта модель, по сути, является универсальным стержнем, который вы должны обязательно иметь, поскольку он содержит специальное покрытие, которое поддерживает зажигание дуги и может обеспечить более глубокое проникновение листовые металлы.

Плюсы

  • Отлично подходит для работы с машинами переменного тока
  • Эффективно работает с тонкими металлами
  • Низкое коробление

Минусы

  • Низкокачественная пластиковая упаковка

5.Лучше всего для прочных сварных швов: сварочные стержни Hobart 1/8 ”6013

Я особенно рекомендую этот стержень, если вы имеете дело с проектами, требующими большой прочности. Хотя сварные швы не всегда выглядят красивыми, состав этого стержня поможет вам получить прочный сварной шов.

Сварочный стержень Hobart 6013 можно использовать с разными полярностями, включая постоянный ток +, постоянный ток - и переменный ток. Подобно 6010 и 6011, Hobart 1/8 ”6013 может легко проникать сквозь ржавчину, масло, гальванические покрытия и прокатную окалину.

Вы обнаружите, что сварочные стержни Hobart предназначены для работы в различных положениях. Процесс дуги стержней довольно плавный, что делает их удобными для сварки металла в нестандартных положениях.

Плюсы:

  • Отлично подходит для нескольких полярностей
  • Проникновение твердых частиц через загрязненную поверхность
  • Отлично подходит для проектов с высокими требованиями к прочности
  • Относительно гладкая дуга
  • Может сваривать металл в нестандартных положениях

Минусы:

  • Может образовывать много брызг в зоне сварного шва.

Лучшие прутки для сварки чугуна: руководство покупателя.

Поиск подходящего электрода для чугуна может быть немного запутанным.Однако, если вы знаете специфику своей работы и немного больше узнаете о том, какие стержни подходят для чугуна, у вас не будет проблем с выбором подходящего для вас варианта.

Правильный тип металла

Во-первых, вам необходимо убедиться, что чугун, который вы используете, действительно пригоден для сварки, в зависимости от формы графита (он может иметь вид чешуек графита, розеток, узловой или сфероидальной формы и т. Д. .). Обычно в чугуне содержится от 2% до 4% углерода, что примерно в 10 раз больше, чем в стали.Обычно поэтому детали из чугуна имеют чешуйки графита, которые вызывают серый цвет внутри сварных трещин. Вы можете получить дополнительную информацию о том, как сваривать чугун и какие методы использовать.

Свойства электрода

Пруток, который лучше всего работает с чугуном, мягкий, поддается механической обработке и содержит большое количество металлов, таких как медь или никель, которые могут выдерживать фосфор, образующийся в процессе сварки чугунов.

Электроды на основе 99% никеля позволяют получать обрабатываемые сварные швы, которые являются лучшим вариантом для литья с низким и средним содержанием фосфора.Более экономичным вариантом являются прутки с содержанием никеля 55%, которые в основном используются для ремонта толстых секций. Третий вариант - это наиболее удобные для несложного ремонта стальные стержни и шпатлевки. Они также очень удобны для использования при дуговой сварке, поскольку могут выдерживать загрязненные отливки.

Какие методы использовать

Фактически, дуговая сварка - отличный универсальный метод сварки чугуна с целью плавления стали. Пруток расплавит основную сталь, так что чугун сможет течь через него, пропуская основную сталь через сварной шов.MIG - это второй лучший из способов сварки, который мы рекомендуем для чугуна, хотя он немного менее универсален, чем MMA (дуга).

Другой тип сварки чугуна - это сварка TIG. Он может помочь вам соединить чугунные детали, но при этом нужно быть осторожным - это легко испортить.

Вы также можете попробовать газовую сварку (а точнее кислородно-ацетиленовую сварку) чугунов. Он поддается механической обработке, вы получите подходящее цветовое соответствие, и он медленно остывает. С другой стороны, сильный нагрев может вызвать деформацию утюга.

Заключение

Если вы выберете работу с чугуном, ищите стержень, который имеет свойства, характерные для чугуна, так что это снизит вероятность того, что что-то пойдет не так в процессе литья. Если вы новичок, не забудьте выбрать что-то доступное по цене, на котором вы сможете практиковаться, развивая свои навыки.

Надеюсь, мои любимые сварочные стержни для чугуна и быстрая покупка помогли вам в поиске подходящего электрода для ваших сварочных работ. Вы можете найти больше сообщений и руководств о методах сварки на нашем веб-сайте.

Часто задаваемые вопросы

Как лучше всего сваривать чугун?

Лучше всего сваривать чугун дуговыми, MIG или TIG сварочными аппаратами. Конечно, вам также необходимо обеспечить правильное использование подходящей удочки.

Можно ли сваривать чугун стержнями с низким содержанием водорода?

Да, чугун лучше всего сваривать методом MMA с использованием низкоуглеродистой стали и электродов с низким содержанием водорода при малых токах.

Какие основные присадки используются при сварке чугуна аппаратом для ручной сварки?

Основными типами присадок, которые хорошо подходят для сварки чугуном штангой, являются электроды с покрытием из чугуна, электроды из медного сплава и электроды из никелевого сплава.

Подобные сообщения:

Блог сварщика

У

Welding Cast Iron есть немало потенциальных недостатков, но если все сделано правильно, это несложно.

Почему сварка чугуна проблематична

Основной причиной проблем со сваркой чугуна является высокое содержание углерода. Во время процесса сварки этот углерод мигрирует в металл шва и / или зону термического влияния, прилегающую к металлу шва, вызывая повышенную твердость / хрупкость.Таким образом, чугун получает свою репутацию из-за растрескивания после сварки.

Процесс сварки чугуна

Газовая сварка нагревает чугун медленнее, чем дуговые процессы, и пламя имеет более низкую температуру, чем дуга. Это означает, что миграция углерода обычно не является проблемой. Важно использовать запатентованный чугунный пруток для газовой сварки. Единственный реальный недостаток чугуна для газовой сварки - это количество тепла, необходимое для больших компонентов. Газовая сварка - тоже медленный процесс.

Дуговая / стержневая сварка , возможно, является лучшим универсальным процессом для сварки чугуна при условии использования правильных сварочных стержней. Сварочные стержни из чугуна имеют специальный флюс, богатый графитом, этот графит химически связывает углерод в чугуне, ограничивая миграцию в металл шва и зону термического влияния. Существует два распространенных типа сварочного стержня из чугуна: ферро-никель и чистый никель. Ферро-никель обычно состоит на 53% из стали и 47% из никеля. Ферро-никелевые стержни дешевле чистого никеля и идеально подходят для сварки чугуна со сталью.Чистый никель дает более мягкий и податливый наплавленный металл. Я бы рекомендовал использовать ферро-никель, если для работы специально не требуется чистый никель.

Mig Welding , на мой взгляд, не лучший способ сваривать чугун. Несмотря на то, что существуют специальные порошковые проволоки, я бы не стал защищать Mig Welding Cast iron, если у вас нет повторяющегося приложения, для которого вы можете создать процедуру.

Сварка TIG не считается подходящим процессом для сварки чугуна.Процесс с открытой дугой, такой как Tig, не дает возможности уменьшить миграцию углерода.

Методы сварки

Газовая сварка - Нет никаких специальных методов, которые необходимо использовать.

Дуговая / электродная сварка - Важно все следующее:

  1. Подготовьте работу с U-образной канавкой, избегайте острых углов, так как это может привести к перегреву, что усугубит миграцию углерода.
  2. Используйте сварочный стержень правильного типа.
  3. Убедитесь, что компонент по крайней мере при комнатной температуре, добавление небольшого количества предварительного нагрева поможет, но вам нужно только, чтобы компонент был теплым на ощупь.
  4. Ограничьте количество сварок за один прогон. Как показывает практика, не следует выполнять непрерывную работу, длина которой превышает 10-кратный диаметр используемого сварочного прутка. Сказав это, можно выполнить несколько запусков в разных частях компонента (см. Рисунок в следующем элементе). Например, при ремонте 300-миллиметровой трещины с помощью 3.2-миллиметровый стержень, вы можете приварить отрезок 32мм, а затем проделать еще 32мм пробег в другой части трещины. Избегайте чрезмерного нагрева области сварного шва, это цель коротких прогонов.
  5. Если вы ремонтируете трещину, нанесите валик на каждый конец трещины, чтобы трещина не распространилась дальше.
  6. Держите сварочный стержень вертикально, а не под углом, как при обычной сварке штангой.
  7. Не ждите, что сварите чугун быстро, главное - не торопиться и делать это правильно.

Надеюсь, вы нашли эту статью в блоге о сварке чугуна полезной. Если у вас все хорошо, пожалуйста, не стесняйтесь размещать фотографии своих достижений на нашей странице в Facebook

Пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете об этой статье, оставив комментарий. Не волнуйтесь, ваш адрес электронной почты не будет добавлен в базу данных или передан другим пользователям, и вы не получите нежелательных писем.

Ура

Грэм

Склад сварщиков

Сварка чугуна: практическое руководство

Чугун. Он хрупкий, дешевый, и ремонтировать его - заноза в заднице ... но мы используем его везде, от мастерской до кухни.

Если вы обнаружили трещину, порез или щель в чугунной детали и вам пригодится сварщик, есть большая вероятность, что вы сможете ее отремонтировать.Вам просто понадобится терпение и немного ноу-хау, эта статья даст именно это, изложив всю информацию, которая вам понадобится при ремонте этой чугунной детали.


Можно ли сваривать чугун?

Когда дело доходит до сварки чугуна, важно понимать сложность работы. Скорее всего, у вас будет больше трещин в детали, чем вначале, а вероятность успеха в этой работе составляет около 50%.

Почему?

Чугун состоит из ряда различных материалов (обычно железа, углерода и стали) в разных пропорциях, поэтому трудно оценить, насколько прочен металл, с которым вы работаете, и сколько тепла он может выдержать до образования трещин. .


Как сваривать чугун:

Являясь хрупким по своей природе, углерод, содержащийся в смеси, вызывает усадку металла и растрескивание при нагревании выше определенной температуры. По этой причине, помимо прочего, перед сваркой чугунных деталей требуется много внимания и осторожности. При сварке чугуна важно учитывать:

  • Подготовка к предварительному и последующему нагреву
  • Управление теплом при сварке
  • Выбор штанги

Для начала процесса сварки чугуна требуется 1.Снятие фаски и 2. нагрев материала. Как описано в статье «Полное руководство по стыковым соединениям», канавки, скосы или буквы «V» создаются на детали с помощью специального станка для снятия фаски или резака. Это сделано для обеспечения более прочного сварного шва.

Чугун до и после нагрева перед сваркой

Чугун очень темпераментен, предварительный и последующий нагрев являются обязательными при работе с чугуном. Если температура металла переходит от комнатной температуры к температуре сварки слишком быстро, деталь будет испытывать слишком большие напряжения и растрескаться.То же самое происходит после завершения сварки: если дать остыть слишком быстро, сварной шов также подвергнется напряжению и может сломаться.

Предварительный нагрев можно выполнить, просто используя паяльную лампу для нагрева материала, некоторые сварщики, работающие своими руками, даже используют для этой работы автомобильный двигатель. Идеальная температура предварительного нагрева для большинства чугунных изделий должна составлять 260-650 градусов по Цельсию, все, что выше 780 градусов, приведет к перегреву материала.

При последующем нагревании материала идеальным вариантом является обертывание объекта изоляционной заглушкой; Тем не менее, сварщик своими руками может также использовать барбекю на древесном угле и положить кусок в ведро с песком или поставить кусок на дровяную печь, чтобы дать остыть, пока огонь гаснет.

Сварка для ремонта чугуна

При сварке чугуна Низкий и Медленный - это практическое правило, которому следуют многие сварщики.

Таким образом, при работе с чугуном операторы должны применять слабый ток и медленное движение (как сшивание). Работайте с шагом примерно 2,5 см за раз, сваривая в разных точках, и старайтесь выдерживать 45 секунд между сегментами, чтобы избежать как перегрева, так и накопления остаточных напряжений. Регулирование нагрева - самая важная часть этого процесса, также полезно прихватывать сварные швы перед началом.

После получения удовлетворительного сварного шва проверьте, нет ли трещин или шлаков. Если рядом со сварным швом есть небольшие трещины, утечку можно устранить с помощью герметика или даже закрыть ржавчину после продолжительного использования.

Если вы в чистом виде, ударьте этого плохого мальчика щеткой для шлака и измельчите излишки шлака до однородной массы.

Теперь следует применить ваш метод последующего нагрева, позволяющий постепенно остывать изделие.

Что лучше для сварки чугуна: MIG, TIG или дуговая сварка?

Существует бесконечный список способов сваривания чугуна. В этой статье мы остановимся на основах; MIG, TIG и Arc.При любом из этих методов важно помнить об управлении теплом и технике сварки, описанных ранее, чтобы добиться хорошего сварного шва.

Сварка чугуна MIG

Хотя ни один профессионал не рекомендовал бы MIG по сравнению с другими формами, сварка чугуна очень возможна с помощью сварочного аппарата MIG. Вот несколько советов по сварке чугуна методом MIG:

  • Лучшим выбором для проволоки MIG будет специальная никелевая проволока, но это самый дорогой вариант, также можно использовать проволоку MIG из нержавеющей стали.
  • Газ 80/20 (80% аргона, 20% углекислого газа) отлично работает в большинстве ситуаций, однако единственным недостатком этого варианта является то, что сварной шов в конечном итоге ржавеет. Хотя, будучи чугунным, этот материал естественно подвержен ржавчине.
  • Использование проволоки для припоя возможно для скрепления отливки, но это непрочный сварной шов, который не рекомендуется для металлов, которые будут подвергаться ударам или нагрузке.
  • Шпильки можно использовать для придания сварному шву механической прочности, но это зависит от выполняемой работы.

Сварка чугуна TIG

При сварке TIG чугуном никелевая проволока - единственный реальный вариант, доступный для этой работы.Это может быть дорого, но процесс TIG может обеспечить прочный и чистый сварной шов на большинстве работ с чугунным покрытием.

Также возможна холодная сварка чугуна (без предварительного и последующего нагрева) с помощью TIG, если вы используете правильный газ, проволоку и настройки. Этот процесс заслуживает отдельной статьи, но вот короткое видео с описанием процесса.

Дуговая сварка чугуна

Дуговая или электродная сварка часто является предпочтительным методом для многих сварщиков. Это просто, и имеется широкий выбор электродов для различных работ, многие аппараты для дуговой сварки доступны как для коммерческих, так и для бытовых целей по разумным ценам.

Как правило, большинство структурных ремонтов можно успешно отремонтировать с помощью пайки с использованием неизолированного бронзового стержня, ацетиленовой горелки и флюса. Хотя в любой сварочной ситуации выбор правильного электрода часто сводится к: стоимости, машинным возможностям и тому, является ли сварка однопроходной или многопроходной.

Какой пруток лучше всего подходит для сварки чугуна?

ПРУТКИ НИКЕЛЯ 99%

Электроды на основе никеля часто бывают дорогими и считаются премиальными. Прутки с содержанием 99% никеля позволяют получать сварные швы, которые поддаются обработке и лучше всего подходят для отливок с низким или средним содержанием фосфора.

ПРУТКИ НИКЕЛЯ 55%

Более дешевый вариант, стержни 55% никеля экономичны. Они также обрабатываются и часто используются при ремонте толстых секций. Он также имеет более низкий коэффициент расширения, чем 99% стержень, что означает меньшее количество трещин на линии плавления.

СТАЛЬНЫЕ УДИЛИЩА

Самый дешевый вариант, стальные электроды, лучше всего использовать для несложного ремонта и заливки. Они не поддаются механической обработке и дают твердые сварные швы, требующие дополнительной шлифовки для завершения обработки. Однако преимуществом является то, что этот стержень намного удобнее в использовании при дуговой сварке и может выдерживать отливки, которые не были полностью чистыми перед сваркой.

Советы по сварке чугуна с низкоуглеродистой сталью

Если для работы требуется сварка чугуна с низкоуглеродистой сталью, сварка электродом - отличный способ сделать это. Несколько прихваток и несколько ударов щеткой для шлака делают эту работу легкой. Работа при 95 А на DCEP (положительный электрод постоянного тока) даст отличные результаты.


Как НЕ сваривать чугун

Наконец, они говорят, что обучение лучше всего проводить после того, как сделана ошибка. Один из самых популярных сварщиков Youtuber, ChuckE2009, помогает пропустить этот шаг и показывает, почему не все типы сварки предназначены для чугуна.

Сварка чугуна: основные процедуры

Чугун - это сплав железа, углерода и кремния, в котором количество углерода обычно составляет более 1,7% и менее 4,5%.

Общая свариваемость чугуна низкая и зависит от типа материала, сложности, толщины, сложности отливки и потребности в обрабатываемости.

Ковкий и ковкий чугун имеют хорошую свариваемость, в то время как серый чугун и белый чугун свариваются только для небольших приспособлений.

Серый чугун - наиболее широко используемый тип чугуна. Серый чугун имеет множество составов, но обычно это перлит с множеством рассредоточенных по нему чешуек графита.

Существуют также чугуны из сплавов, которые содержат небольшое количество хрома, никеля, молибдена, меди или других элементов, добавленных для придания им особых свойств.

Другой легированный чугун - это аустенитный чугун, модифицированный добавками никеля и других элементов для снижения температуры превращения, так что структура становится аустенитной при комнатной или нормальной температуре.Аустенитные чугуны обладают высокой степенью коррозионной стойкости.

В белом чугуне почти весь углерод находится в комбинированном виде. Это обеспечивает более высокую твердость чугуна, что используется для обеспечения устойчивости к истиранию.

Ковкий чугун получают путем специальной термообработки белого чугуна отжигом для изменения структуры углерода в чугуне. Структура меняется на перлитную или ферритную, что увеличивает ее пластичность.

Чугун с шаровидным графитом и высокопрочный чугун изготавливаются путем добавления магния или алюминия, которые либо связывают углерод в комбинированном состоянии, либо придают свободному углероду сферическую или шаровидную форму, а не обычную форму чешуек в сером чугуне.Эта структура обеспечивает большую пластичность или пластичность отливки.

Основным фактором, усложняющим сварку чугуна, является его недостаточная пластичность. Если чугуны нагружены за пределы их пределов текучести, они скорее ломаются, чем деформируются в какой-либо значительной степени. Поэтому следует выбирать присадочный металл и конфигурацию деталей таким образом, чтобы минимизировать сварочные напряжения.

MMA, порошковая дуга, MIG, TIG и газовая сварка обычно используются со сварочными материалами на основе никеля для получения высококачественных сварных швов, но чугунные и стальные электроды также могут обеспечить удовлетворительные сварные швы в некоторых сплавах.

Свариваемость чугуном типа

Приложения

Эти типы металлов широко используются в:

  • сельхозтехника
  • на станках в качестве оснований, кронштейнов и крышек
  • для фитингов
  • труба чугунная
  • блоки, головки, коллекторы автомобильные
  • подготовка воды
  • ремонт дефектов с целью модернизации или восстановления отливки перед обслуживанием

Редко используется в конструкционных работах, за исключением элементов сжатия.Он широко используется в строительной технике для противовесов и в других областях, где требуется вес.

Характеристики

Чугун Предел прочности при растяжении (МПа) Прочность на сжатие (МПа) Твердость (HB) Относительное удлинение (%) Прочность (j)
Белый 200–410 НЕТ 321–500 Очень низкий Очень низкий
Гибкий 276–724 1350 - 3600 (перлитный и мартенситный) 110 - 156 (феррит)
149 - 321 (перлитный и мартенситный)
1–10 4-12 Дж при 20 ° C
Серый 152–431 572–1293 156–302 <0.6 Очень низкий
Пластичный 345–827 359–920 143–302 2–20 16-27 при 20 ° C

Серый (серый) или чешуйчатый графит

Если графит существует в виде разветвленных взаимосвязанных чешуек; этот тип чугуна относительно дешев и имеет плохие механические свойства.

Серый чугун обычно можно сваривать GMAW (SMA), MIG (GMA) или FCAW, если используются специальные расходные материалы и процедуры.

Серый чугун имеет низкую пластичность и поэтому не будет расширяться или растягиваться в значительной степени перед разрушением или растрескиванием. Из-за этой характеристики при сварке чугуна методом кислородно-ацетиленовой сварки необходим предварительный нагрев. Однако его можно сваривать дуговым методом без предварительного нагрева, если тепло сварки тщательно контролируется.

Это может быть достигнуто путем сварки только коротких отрезков стыка за один раз и дать этим участкам остыть.Благодаря этой процедуре тепло сварки ограничивается небольшой площадью и исключается опасность растрескивания отливки.

Крупные отливки со сложным сечением, такие как моторные блоки, можно сваривать без разборки или предварительного нагрева. Обычно желательны специальные электроды, предназначенные для этой цели. Ковкий чугун, такой как ковкий чугун, высокопрочный чугун и чугун с шаровидным графитом, можно успешно сваривать. Для достижения наилучших результатов эти типы чугунов следует сваривать в отожженном состоянии.

Графит с шаровидным или шаровидным графитом (высокопрочный чугун)

Если графит существует в виде графита в сфероидальной форме, а механические свойства приближаются к свойствам стали. Чугун с шаровидным графитом, как правило, легче сваривать, чем серый чугун, но все же для этого требуются специальные расходные материалы и процедуры.

Гибкий CI

Если графит существует в виде конкреций или розеток, полученных термической обработкой. Ковкий чугун имеет две основные формы: ковкий чугун черного цвета, который имеет такую ​​же свариваемость, как чугун с шаровидным графитом, и ковкий чугун белого цвета, который легко сваривается с ферритными расходными материалами при условии, что приняты меры для ограничения провара.

Белый

Твердый, хрупкий чугун, не содержащий свободного графита. Белый утюг обычно считается несваркой.

аустенитный

Если графит может существовать в виде чешуек или узлов, что обеспечивает хорошую коррозионную и термостойкость. Многие марки аустенитного чугуна можно сваривать с использованием специальных расходных материалов и специальных процедур.

CI с высоким содержанием кремния и алюминия

Если графит существует в основном в виде хлопьев, и материал имеет хорошую коррозионную стойкость.Этот сплав можно сваривать с помощью специальных расходных материалов и специальных процедур.

Наконечники для сварки чугуна

Большинство проблем связано с высоким содержанием углерода. Это приводит к проблемам с растрескиванием и проблемами терморегулирования. Чугуны содержат от 2 до 4% углерода.

Сварка

палкой может использоваться для ремонта отливок с несколькими типами сварных швов, которые являются машинно-ориентированными:

  • никель 55 мягкий сварной шов
  • никель 99 мягкий сварной шов
  • HTS-528 Пруток для пайки (самый прочный пруток для соединения чугуна, с удобством встроенного флюса)

Никель - это сплав цветных металлов, который не впитывает углерод, что делает его хорошим выбором для ремонта.

  • Предварительно нагрейте отливку во избежание растрескивания. Контролируйте предварительный нагрев с помощью височной палочки. Когда он плавится, это означает, что вы можете приваривать отливку. Предварительный нагрев отливки перед ремонтом сварного шва может быть очень полезным для контроля скорости охлаждения после сварки. Это особенно важно при ремонте изделий сложной формы, поскольку материалы различной толщины по-разному реагируют на тепло от сварочной ванны, что может привести к разрушительным термическим напряжениям и деформации.
  • Очистите все соединения, которые будут ремонтироваться или сваривать, включая жир и грязь.Используйте шлифовальные или чистящие растворители.
  • Если после ремонта возникла проблема пористости, отшлифовать поверхность до прочного металла
  • При ремонте дефектов отливки, таких как выбоины или трещины, все дефектные участки следует удалить путем холодного долбления, строжки или шлифовки. При строжке покрытым электродом или воздушно-угольной дугой вокруг области строжки образуется зона термического влияния. Перед строжкой отливку следует предварительно нагреть до 300 ° C, чтобы снизить риск растрескивания в этой области.Канавку также следует слегка отшлифовать, чтобы удалить затвердевший материал перед нанесением ремонта, поскольку графит в этой области может растворяться во время строжки, повышая его чувствительность к растрескиванию при последующей сварке. При удалении трещин или линейных дефектов концы трещины следует затупить сверлением перед строжкой, чтобы предотвратить дальнейшее распространение при подготовке к ремонту. Истинные концы трещины, которые могут быть очень тонкими, перед сверлением следует определить с помощью метода проникающего красителя или магнитных частиц.

В видео используется положительный сигнал постоянного тока. Используйте соответствующее защитное снаряжение и избегайте воздействия дыма.

Ремонт сваркой чугуна Рекомендуется предварительный нагрев

Преимущества чугуна

Преимущества чугуна как сварочного металла:

  • Более текучая, чем сталь (лучшая литье)
  • Более низкая температура плавления, чем у стали
  • Низкозатратный материал
  • Может формоваться методом литья в песчаные формы
  • Желательные свойства, такие как:
    - Демпфирующая способность
    - Теплопроводность
    - Пластичность
    - Твердость
    - Прочность

Рекомендации по проектированию

Плохая по сравнению с улучшенной конструкцией сварного шва чугуна

Модификации конструкции соединения, снижающие риск образования трещин при сварке чугуна.

Сварка чугуна

Сварка используется для восстановления новых чугунных отливок, ремонта отливок, вышедших из строя, а также для соединения отливок друг с другом или со стальными деталями в производственных процессах.

В таблице ниже показаны сварочные процессы, которые можно использовать для сварки литого, ковкого и чугуна с шаровидным графитом.

Выбор процесса сварки и присадочных материалов зависит от желаемых свойств сварного шва и ожидаемого срока службы.Например, при использовании процесса дуговой сварки экранированным металлом можно использовать различные типы присадочного металла. Присадочный металл будет влиять на соответствие цвета сварного шва по сравнению с основным материалом.

Соответствие цвета может быть определяющим фактором, особенно при утилизации или ремонте отливок, когда разница в цвете недопустима

Независимо от того, какой из сварочных процессов выбран, необходимо выполнить определенные подготовительные действия.

Важно определить точный тип свариваемого чугуна, будь то чугун серый, ковкий или пластичный.

Если точная информация неизвестна, лучше всего предположить, что это серый чугун с низкой пластичностью или без нее.

Как правило, не рекомендуется сваривать ремонтные отливки из серого чугуна, которые при нормальной эксплуатации подвергаются нагреву и охлаждению, особенно когда нагрев и охлаждение изменяются в диапазоне температур, превышающих 400 ° F (204 ° C).

Если в качестве присадочного материала не используется чугун, металл шва и основной металл могут иметь разные коэффициенты расширения и сжатия.Это будет способствовать возникновению внутренних напряжений, которые не может выдержать серый чугун.

Ремонт этих типов отливок может быть произведен, но надежность и срок службы при таком ремонте невозможно спрогнозировать с точностью.

Подготовка к сварке чугуна

При подготовке отливки к сварке необходимо удалить все поверхностные материалы, чтобы полностью очистить отливку в области сварного шва. Это означает удаление краски, смазки, масла и других посторонних материалов из зоны сварки.

Желательно нагреть зону сварного шва в течение короткого времени, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварного шва основного металла. Кожа или поверхность с высоким содержанием кремния также должны быть удалены рядом с областью сварного шва как на лицевой, так и на корневой стороне. Края стыка должны быть вырезаны или отшлифованы, чтобы получился угол 60 ° или фаска.

Там, где есть канавки, следует использовать V-образную канавку под углом 60–90 °. V должен выступать примерно на 3,2 мм (1/8 дюйма) от дна трещины.На каждом конце трещины следует просверлить небольшое отверстие, чтобы она не расширилась.

Всегда следует использовать сварные швы с полным проплавлением, поскольку не полностью устраненные трещины или дефекты могут быстро появиться снова в условиях эксплуатации.

Предварительный нагрев желателен для сварки чугунов любым из сварочных процессов. Его можно уменьшить при использовании очень пластичного присадочного металла. Предварительный нагрев уменьшит температурный градиент между сварным швом и остальной частью чугуна.

Температура предварительного нагрева должна зависеть от процесса сварки, типа присадочного металла, массы и сложности отливки.Предварительный нагрев можно произвести любым из обычных методов.

Горелка горелки обычно используется для относительно небольших отливок весом 30,0 фунтов (13,6 кг) или меньше. Более крупные детали могут быть предварительно нагреты в печи, и в некоторых случаях временные печи строятся вокруг детали, а не в печи.

Таким образом, детали могут поддерживаться при высокой температуре промежуточного прохода во временной печи во время сварки. Предварительный нагрев должен быть общим, так как он помогает улучшить пластичность материала и распределяет усадочные напряжения по большой площади, чтобы избежать критических напряжений в какой-либо одной точке.

Предварительный нагрев помогает смягчить область, прилегающую к сварному шву; способствует дегазации отливки, что, в свою очередь, снижает возможность образования пористости наплавленного металла шва; и это увеличивает скорость сварки.

Медленное охлаждение или последующий нагрев улучшает обрабатываемость зоны термического влияния в чугуне, прилегающей к сварному шву. Последующее охлаждение должно быть как можно медленнее. Это можно сделать, накрыв отливку изоляционным материалом, чтобы не допустить проникновения воздуха или ветров.

Электроды

Чугун можно сваривать стальным электродом с покрытием, но этот метод следует использовать только в крайних случаях.

При использовании стального электрода необходимо учитывать усадку металла сварного шва, углерод, улавливаемый из чугуна металлом сварного шва, и твердость металла сварного шва, вызванную быстрым охлаждением. При переходе из расплавленного в твердое состояние сталь дает усадку больше, чем чугун.

При использовании стального электрода эта неравномерная усадка вызывает деформации стыка после сварки.Когда на стык наносится большое количество присадочного металла, чугун может треснуть сразу за линией плавления, если не будут приняты профилактические меры.

Чтобы преодолеть эти трудности, подготовленное соединение следует сварить, наплавив металл шва в виде коротких валиков длиной от 0,75 до 1,0 дюйма (от 19,0 до 25,4 мм). Они выполняются периодически, а в некоторых случаях - с помощью процедуры обратного шага и пропуска.

Во избежание образования твердых участков дугу следует зажигать в V, а не по поверхности основного металла.Каждый короткий отрезок металла сварного шва, нанесенный на соединение, следует слегка зачистить в горячем состоянии с помощью небольшого ударно-ударного молотка и дать ему остыть перед нанесением дополнительного металла сварного шва. Упрочнение приводит к ковке металла и уменьшению деформации при охлаждении.

Используемые электроды должны быть диаметром 1/8 дюйма (3,2 мм) для предотвращения чрезмерного нагрева при сварке. Сварку следует производить с обратной полярностью. Плетение электрода должно быть сведено к минимуму. Перед добавлением дополнительного металла каждый наплавленный металл следует тщательно очистить.

Электроды из чугуна необходимо использовать там, где требуется последующая обработка сварного шва.

Электроды из нержавеющей стали используются, когда обработка сварного шва не требуется.

Процедура выполнения сварных швов этими электродами такая же, как и для сварки электродами из низкоуглеродистой стали. Электроды из нержавеющей стали обеспечивают отличное сплавление присадочного металла и основного металла.

Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать растрескивания сварного шва, которое сжимается примерно на 50 процентов больше, чем из-за того, что нержавеющая сталь расширяется, а низкоуглеродистая сталь расширяется при одинаковых изменениях температуры.

Дуговая сварка чугуна

Процесс дуговой сварки в экранированном металле можно использовать для сварки чугуна.

Можно использовать четыре типа присадочных металлов:

  1. Электроды с чугунным покрытием
  2. Электроды из сплава на основе меди с покрытием
  3. Электроды из сплава на основе никеля с покрытием
  4. м Электроды с покрытием из низкоуглеродистой стали

Существуют причины для использования каждого из различных типов электродов, которые включают обрабатываемость наплавки, соответствие цвета наплавке, прочность наплавки и пластичность окончательного сварного шва.

При дуговой сварке чугунными электродами (ECI) предварительно нагрейте до 250–800 ° F (от 121 до 425 ° C), в зависимости от размера и сложности отливки, а также от необходимости обработки наплавки и прилегающих участков.

Чем выше степень нагрева, тем легче будет обработать наплавленный металл.

В общем, лучше использовать электроды небольшого размера и относительно низкую настройку тока. Следует использовать дугу средней длины, и, если это возможно, сварку следует выполнять в горизонтальном положении.

Следует использовать процедуру сварки с перемещением или с пропуском сварки, а упрочнение поможет снизить напряжения и минимизирует деформацию.

Рекомендуется медленное охлаждение после сварки.

Эти электроды обеспечивают превосходное соответствие цвета серого чугуна. Прочность сварного шва будет равна прочности основного металла.

Есть два типа электродов на основе меди:

  1. Сплав медно-оловянный
  2. Медь алюминиевая

Медно-цинковые сплавы нельзя использовать для электродуговой сварки из-за низкой температуры кипения цинка.Цинк улетучивается в дуге и вызывает пористость металла сварного шва.

При использовании электродов с медным основанием рекомендуется предварительный нагрев от 250 до 400 ° F (от 121 до 204 ° C). Следует использовать электроды малого диаметра и слабый ток. Дуга должна быть направлена ​​против наплавленного металла или лужи, чтобы избежать проникновения и смешивания основного металла с металлом сварного шва. После сварки рекомендуется медленное охлаждение. Электроды на медной основе не обеспечивают хорошего соответствия цвета.

Существует три типа никелевых электродов, используемых для сварки чугуна.Эти электроды можно использовать без предварительного нагрева; однако рекомендуется нагревание до 100 ° F (38 ° C).

Эти электроды можно использовать во всех положениях; однако рекомендуется горизонтальное положение. Сварочный шлак следует удалять между проходами.

Отложения никеля и никелевого железа чрезвычайно пластичны и не станут хрупкими из-за улавливания углерода. Твердость зоны термического влияния можно минимизировать за счет уменьшения проникновения в основной металл чугуна.

Упомянутая выше техника, игра дуги на лужу, а не на основной металл, поможет минимизировать разбавление.Медленное охлаждение и, при необходимости, последующий нагрев улучшают обрабатываемость зоны термического влияния. Электроды на никелевой основе не обеспечивают близкого соответствия цвета.

Медно-никелевые электроды двух марок. Любой из этих электродов можно использовать так же, как никелевый или железоникелевый электрод, с примерно той же технологией и результатами. Отложения этих электродов не обеспечивают совпадение цвета.

Электроды из низкоуглеродистой стали не рекомендуются для сварки чугуна, если требуется механическая обработка наплавки.Отложения из мягкой стали собирают достаточно углерода для образования высокоуглеродистых отложений, которые невозможно обработать механической обработкой. Кроме того, наплавка из мягкой стали будет иметь пониженный уровень пластичности в результате повышенного содержания углерода.

Этот тип электрода следует использовать только для небольшого ремонта и не должен использоваться, когда требуется механическая обработка. Для небольших ремонтных работ возможен минимальный предварительный нагрев.

Рекомендуются малые электроды при слабом токе, чтобы минимизировать разбавление и избежать концентрации усадочных напряжений.

Следует использовать короткие сварные швы в произвольной последовательности, и сварной шов следует как можно быстрее после сварки. Наплавленный электрод из мягкой стали обеспечивает хорошее соответствие цвета.

Углеродная сварка чугуна

Отливки из чугуна можно сваривать с помощью угольной дуги, чугунного прутка и сварочного флюса для чугуна. Шов следует предварительно нагреть, перемещая угольные электроды по поверхности. Это предотвращает слишком быстрое охлаждение после сварки.

Расплавленная лужа металла может обрабатываться углеродным электродом так, чтобы перемещать любой образующийся шлак или оксиды на поверхность.Сварные швы, выполненные с использованием угольной дуги, охлаждаются медленнее и не так тверды, как сварные швы с использованием металлической дуги и чугунного электрода. Сварные швы поддаются механической обработке.

Газовая сварка с кислородным топливом Чугун

Процесс кислородно-топливного газа часто используется для сварки чугуна. Можно использовать большую часть топливных газов. Пламя должно быть нейтральным или слегка уменьшающимся. Следует использовать флюс.

Доступны два типа присадочного металла:

  • прутки чугунные
  • прутки медно-цинковые

Сварные швы, выполненные подходящим чугунным электродом, будут иметь такую ​​же прочность, как и основной металл.Все эти сварочные покрытия обеспечивают хорошее соответствие цветов. Следует использовать оптимальную процедуру сварки в отношении подготовки стыка, предварительного нагрева и последующего нагрева.

Медно-цинковые прутки используются для сварки пайкой. Есть две классификации:

  • марганцевая бронза
  • бронза слабодымящая

Наплавленная бронза имеет относительно высокую пластичность, но не обеспечивает совпадения цветов.

Пайка и пайка Сварка Чугун

Пайка используется для соединения чугуна с чугуном и сталью.

В этих случаях конструкция соединения должна выбираться для пайки так, чтобы капиллярное притяжение заставляло присадочный металл течь между близко прилегающими деталями. Обычно используется факельный метод. Кроме того, в качестве источников тепла можно использовать угольную дугу, двойную угольную дугу, газо-вольфрамовую дугу и плазменную дугу.

Обычно используются два металлических сплава припоя; оба являются сплавами меди и цинка.

Для соединения чугуна также можно использовать пайку. При сварке пайкой присадочный металл не втягивается в соединение за счет капиллярного притяжения.Иногда это называют сваркой бронзы. Следует использовать наполнитель с жидкостью выше 850 ° F (454 ° C). Сварка пайкой не обеспечивает совпадения цвета.

Сварка пайкой может также выполняться дуговой сваркой в ​​защитном металлическом корпусе и дуговой сваркой в ​​газовой среде.

Высокотемпературный предварительный нагрев обычно не требуется для сварки пайкой, если только деталь не является очень тяжелой или сложной по геометрии. Наплавленный бронзовый металл шва имеет чрезвычайно высокую пластичность, которая компенсирует недостаточную пластичность чугуна.Тепла дуги достаточно, чтобы довести поверхность чугуна до температуры, при которой сплав присадочного металла на основе меди будет сцепляться с чугуном.

Поскольку перемешивание материалов незначительное или отсутствует, зона, прилегающая к сварному шву в основном металле, не затвердевает заметно. После завершения сварки сварной шов и прилегающий участок можно обработать.

Как правило, для большинства применений достаточно предварительного нагрева до 200 ° F (93 ° C). Скорость охлаждения не очень важна, и термообработка для снятия напряжения обычно не требуется.

Этот тип сварки обычно используется для ремонтной сварки автомобильных деталей, деталей сельскохозяйственных орудий и даже блоков и головок автомобильных двигателей. Его можно использовать только в том случае, если отсутствие соответствия цветов не вызывает возражений.

Газовая дуговая сварка металлического чугуна

Процесс газовой дуговой сварки металла может использоваться для сварки ковкого чугуна и углеродистой стали. Можно использовать несколько типов электродной проволоки, в том числе:

  • Мягкая сталь с использованием 75% аргона + 25% CO2 для защиты.
  • Никель-медь с использованием 100% аргона для защиты.
  • Кремниевая бронза с использованием 50% аргона + 50% гелия для защиты.

Во всех случаях следует использовать электродную проволоку малого диаметра при слабом токе. При использовании электродной проволоки из мягкой стали образуется смесь защитного газа аргон-CO2 для минимизации проникновения.

В случае присадочного металла на основе никеля и присадочного металла на основе меди наплавленный присадочный металл является чрезвычайно пластичным. Низкоуглеродистая сталь обеспечивает хорошее соответствие цвета.Обычно требуется более интенсивный предварительный нагрев, чтобы снизить остаточные напряжения и склонность к растрескиванию.

Порошковая сварка чугуна

Этот процесс недавно был использован для сварки чугунов. Более успешным применением была порошковая проволока на никелевой основе.

Эта электродная проволока обычно работает с защитным газом CO2, но если более низкие механические свойства не являются нежелательными, ее можно использовать без внешнего защитного газа. Можно использовать минимальные температуры предварительного нагрева.

Метод должен минимизировать проникновение в основной металл чугуна. Дополнительный нагрев обычно не требуется. Подбор цвета не получается.

Другие процессы

Для чугуна можно использовать другие способы сварки.

  • Сварка термитом - использовалась для ремонта определенных типов деталей станков из чугуна.
  • Пайка - может использоваться для соединения чугуна, а иногда используется для ремонта небольших дефектов в небольших отливках.
  • Сварка оплавлением - также может использоваться для сварки чугуна.

Методы сварки

Шпильки

Метод шпильки для ремонта чугуна

Трещины в крупных отливках иногда ремонтируются шпильками.

В этом процессе трещина удаляется шлифовкой V-образной канавки.

Отверстия просверливаются и нарезаются под углом с каждой стороны канавки, и в эти отверстия ввинчиваются шпильки на расстояние, равное диаметру шпилек, причем верхние концы выступают примерно на 1/4 дюйма.(6,4 мм) над поверхностью чугуна.

Шпильки следует герметично приварить на месте с помощью одной или двух буртиков вокруг каждой шпильки, а затем связать вместе металлическими швами.

Сварные швы следует выполнять короткими отрезками, каждый отрезок подвергается упрочнению в горячем состоянии, чтобы предотвратить высокие напряжения или растрескивание при охлаждении. Перед нанесением дополнительного металла каждому бусинке необходимо дать остыть и тщательно очистить.

Если метод крепления шипов не может быть применен, края соединения должны быть вырезаны или обработаны инструментом с круглым концом для образования U-образной канавки, в которую должен быть наплавлен металл сварного шва.

Совместное изменение конструкции

Предпочтительно использовать сварной шов с полным проплавлением, а не с частичным проплавлением. Сварные швы различной толщины могут привести к неравномерному напряжению сжатия и неравномерному расширению во время цикла сварки.

Изменение конструкции сварки для размещения сварных швов в области с постоянной толщиной может быть полезным. Еще один совет - использовать подкладной угловой сварной шов для поддержки напряженных участков.

Обработка торцевых канавок

Чугунная канавка Обработка торцевых канавок

Иногда предпочтительным методом является строжка или шлифовка канавок на поверхности подготовленной сварной канавки с последующим использованием сварного валика для заполнения канавок перед заполнением всего стыка (см. Иллюстрацию ниже).

Этот подход снижает риск образования трещин за счет отклонения пути трещины. Бусины, которые контактируют с отливкой, осаждаются первыми, когда зона термического влияния напряжения и линия плавления находятся на низком уровне.

Прокачка (молотковая)

Упрочнение или удар с использованием 13-19-миллиметрового молотка с шариковым упрочнением, прикладываемого к деформируемому сварному шву, переводя его в состояние сжимающего напряжения, можно противодействовать растягивающим напряжениям, вызванным тепловым сжатием, тем самым снижая риск растрескивания внутри и вокруг сварного шва. сварка.

Когда молоток применяется вручную, он наносит умеренный удар перпендикулярно поверхности шва.

Для этого процесса требуется шов из пластичного металла. Никелевые наполнители используются, особенно при работе с серым чугуном. Упрочнение выполняется при более высоких температурах, пока металл мягкий.

Для дополнительного чтения

Чугун и сварка

Как сваривать чугун: полное руководство (с изображениями)

0

Последнее обновление: 20 мая 2021 г.

Изображение предоставлено: CC0 Public Domain, Max Pixel

Это кошмар для любого владельца чугунного станка - расколоть или сломать жизненно важный литой компонент.Это может означать тысячи долларов на замену деталей или сотни долларов на наем специалиста по сварке чугуна. Можно выбрать любой вариант, но если вы знаете, как сваривать, и готовы овладеть новым навыком, сварка самостоятельно может решить вашу проблему так же легко.

Чугун - один из самых сложных материалов для сварки. Неправильное движение может еще больше испортить сломанную деталь или, что еще хуже, сделать сварной шов прочным, когда он внутренне слаб. Поэтому знание того, что вы делаете, как никогда важно.Следование набору рекомендаций должно гарантировать, что ваши сварные швы не имеют трещин и что внутренняя прочность достаточна, чтобы выдержать назначение компонента.

Определение типа чугуна

Первым шагом в этом виде сварки является определение типа чугуна. Существует множество типов, и большинство из них вам не захочется сваривать. Вот список их свариваемости:

Серый чугун: Сваривается с трудом.

Белый чугун: Практически несвариваемый.

Ковкий чугун: Сваривается, но редко, так как это длительный и медленный процесс.

Ковкий чугун: Не сваривается, так как сварка изменяет свойства металла, делая его бесполезным.

Лучший способ узнать, какой тип чугуна нуждается в сварке, - это проконсультироваться с руководством по продукту или связаться с производителем, если это не указано на материале. Свежие трещины в материале выглядят немного иначе, но если у вас нет опыта в их определении, стоит узнать об этом у производителя.

Серый чугун является наиболее распространенным типом свариваемого чугуна, и это должен быть единственный чугун, который вы пытаетесь плавить, если у вас нет опыта в литье или сварке. Еще один хороший вариант - попросить кого-нибудь из опытных помощников.

Выберите процесс сварки

После того, как вы определили, что материал представляет собой серый чугун, следующим шагом будет выбор процесса его сварки. Вы можете сваривать чугун при любом процессе сварки, при условии использования правильного присадочного материала и правильной процедуры сварки.Это в первую очередь основано на личных предпочтениях, но следует учитывать несколько факторов.

Если вы свариваете обработанную поверхность, лучшим вариантом будет сварка TIG. Брызги от MIG или электродной сварки могут излишне повредить несвариваемые части обработанной поверхности. Сварка TIG не должна вызывать проблем с разбрызгиванием.

Кислородно-ацетиленовая сварка - еще один вариант, часто используемый для сварки чугуна. Это хороший способ минимизировать чрезмерный нагрев и охлаждение в процессе электросварки, и с его помощью легче поддерживать температуру компонентов.

Пайка - это не сварка, поскольку она не плавит металл, как сварной шов. Однако это хороший вариант, если по какой-то причине у вас возникли проблемы со сваркой. Убедитесь, что поверхности, к которым будет прилипать пайка, хорошо очищены, так как они не прилипают к грязному или ржавому железу.

Сварка

палкой и сварка MIG являются желательными вариантами с подходящими расходными материалами. Использование неподходящего присадочного металла, скорее всего, вызовет растрескивание, поэтому убедитесь, что вы знаете, что это правильный выбор для сварки чугуна.

Изображение предоставлено: Летчик 1-го класса Дэвид Берналь Дель Агуа, база ВВС Маконнелл

Выберите присадочную проволоку или электрод

Существует лишь небольшой ассортимент присадочной проволоки и электродов, которые позволяют правильно сваривать чугун.Большинство имеющихся в наличии, которые не были разработаны специально для чугуна, слишком быстро остывают и вызывают трещины от напряжения или не плавятся должным образом с чугуном.

Расходные материалы для электродов и проволоки

Высокое содержание никеля: это лучший тип электрода или проволоки, поскольку он мягкий и поддается механической обработке. Он не остывает слишком быстро и выглядит как чугун. Однако это самые дорогие расходные материалы и не подходят для сварки толстых профилей.

Смесь 55% никеля, 45% железа: это более доступная цена, и при сварке она выглядит так же, как чугун.Он обеспечивает механическую обработку сварного шва, хотя он намного тверже, чем сварка с использованием 99% никеля. У него намного меньшая усадка сварного шва, чем у большинства железных прутков, что сводит к минимуму растрескивание.

Железо: этот тип стоит меньше и дает сварной шов другого цвета, чем чугун. Его гораздо сложнее использовать, так как он имеет более высокие усадочные свойства. Он также не поддается механической обработке, поскольку он затвердевает в процессе сварки, но его можно отшлифовать.

Нержавеющая сталь: чугун, сплавленный с аустенитной нержавеющей сталью, не затвердевает и не меняет своих свойств так сильно с расходными материалами из железа.Нержавеющая сталь значительно расширяется и сжимается во время нагрева и охлаждения в процессе сварки, поэтому ее сложно использовать. Однако он используется для сварки чугуна и дает обрабатываемую поверхность.

Пайка бронзы: Вы можете паять ацетилен-кислородную пайку или использовать стержни со сварочным аппаратом TIG. Это хороший способ обеспечить прочную фиксацию в трещине или между двумя компонентами, нуждающимися в соединении, не вызывая при этом растрескивания и изменения свойств чугуна.

Очистка и упрочнение сварных поверхностей

Как и в большинстве случаев сварки, чем чище поверхность, тем лучше будут сварные швы.Иногда в сварочном материале на протяжении всей отливки остаются пары или масло, и это может вызвать проблемы при сварке.

Использование сварочных материалов, таких как стержни из сплава для сварки чугуна MG-289, которые предназначены для загрязненного чугуна, является лучшим способом обеспечить достаточный сварной шов.

Упрочнение - это процесс постукивания по мягкому сварному шву по мере его охлаждения с помощью молотка с шариковым упрочнением для предотвращения растрескивания. Это следует делать с осторожностью и только тогда, когда сварной шов может деформироваться, но это не всегда необходимо, поскольку причиной трещин в первую очередь является нерегулярный или быстрый нагрев или охлаждение детали.Предварительный нагрев и медленное охлаждение вашего проекта - вот что самое важное.

Изображение предоставлено: 6782865, Pixabay

.

Предварительный нагрев или холодная сварка?

Есть несколько разных мнений о том, следует ли сваривать горячую или холодную. Все согласны с тем, что предварительный нагрев - это хороший вариант, но некоторые люди считают, что сварки с минимальным нагревом также достаточно.

Необходимо использовать один из этих подходов, потому что, в отличие от большинства металлов, чугун хрупкий и имеет минимальную способность деформироваться при изгибе, расширении и сжатии.Тепло всегда оказывает деформирующее действие на металл, и если одна часть металла нагревается или остывает быстрее, чем другая, в чугуне или сварном шве возникают напряжения и растрескивание.

Предварительный нагрев сводит к минимуму этот эффект, приближая окружающую область сварного шва к температуре сварки, в результате чего весь компонент изменяется равномерно. Чугун меняет характеристики при температуре более 1400 градусов по Фаренгейту, поэтому крайне важно не перегревать компонент.

Считается, что холодная сварка чугуна без предварительного нагрева и с минимальным использованием тепла поможет в этом за счет снижения общей температуры.Это может быть полезно, так как не образуются видимые трещины, и это будет более прочный сварной шов, чем горячая сварка без предварительного нагрева. Однако внутреннее напряжение все же возникает, что может проявиться позже в течение срока службы компонента, и в целом это дает более слабый сварной шов, чем надлежащий предварительный нагрев перед сваркой.

Опытные сварщики чугуна, которые регулярно ремонтируют или производят изделия из чугуна, всегда и только предварительно нагревают. Это лучший способ обеспечить прочность сварного шва изнутри, а не только отсутствие видимых трещин.

Охлаждение медленно

Одним из важнейших этапов сварки чугуна является процесс охлаждения. Ни в коем случае нельзя закаливать сварной шов чем-либо холодным, например водой или сжатым воздухом. Вместо этого, чем медленнее остывает весь компонент, тем лучше.

Некоторые сварные швы охлаждаются в течение многих дней, но серый чугун не так важен. Поместите сваренную деталь в песок или в теплую духовку, чтобы она остыла медленно и более равномерно, чем если бы она лежала на скамейке. Иногда добиться этого сложнее, и вы все равно можете произвести качественный сварной шов без чрезмерного увеличения времени охлаждения.Однако чем медленнее он остывает, тем лучше результат.

Заключение

Сварка чугуна - задача не из легких. Он требует значительно большей подготовки и осторожности в процессе сварки и охлаждения. Однако это металл, который обычно сваривают, и из него можно получить прочный компонент, который прослужит так же хорошо, как и литое изделие без сварных швов.

Обязательно выполните все необходимые шаги, и вы получите результаты, необходимые для вашего следующего проекта по производству чугуна.Если вы сделаете короткие разрезы, сварной шов, скорее всего, потрескается или станет слабым изнутри и может длиться недолго.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *