Это важно: в любом случае нагрев должен быть равномерным. Если основная часть заготовки и сварной шов нагреваются резко и неравномерно, вероятность образования трещин очень высока.
Электроды должны быть тщательно высушены. Если в производственных условиях для этого используются специальные печи, то в бытовых условиях электроды можно оставить в обычной духовке на несколько (3-4) часов при максимальной температуре.
Чугун чаще всего используется для изготовления отливок — деталей автомобилей, станков. Отливки должны быть предварительно обработаны:
- Ополосните их от грязи и масла.
- Сухой.
- Обработайте края абразивом так, чтобы на поверхности не осталось графита.
- Острые кромки следует затупить хонинговальным кругом, чтобы избежать напряжений во время сварки.
Перед началом работы рекомендуется обезжирить поверхности ацетоном.
Процесс сварки
Чтобы соединить две чугунные детали вместе, их следует уложить на верстак или сварочный стол и желательно зафиксировать с помощью зажимов, струбцин и специальных приспособлений, чтобы уменьшить вероятность деформации. Если трещину необходимо заварить, нет необходимости зажимать элементы. Существует два способа сварки чугуна: покрытым электродом и инвертором.
Горячий способ с предварительным подогревом
В домашних условиях трудно полностью соблюсти технику сварки, так как детали приходится нагревать при высоких температурах. Принцип метода описан в ГОСТ 30430-96:
- Изделие собирается с помощью сварки.
- Свариваемые детали нагреваются до 400-600 градусов.
- Сварка производится путем полного перемешивания расплавленного металла. Важно не останавливать процесс до сгорания графита в сварочной ванне. В конце процесса электрод необходимо переместить через стык и остановить сварку на основном металле.
- Затем заготовка снова нагревается и медленно охлаждается.
Для проверки температуры используйте карандаши, которые плавятся при определенных температурах (пометьте чугун), или ручные пиранометры. Поместите изделие в песок, чтобы оно медленно остывало.
Если необходимо сварить чугун в домашних условиях, детали можно нагреть газовой или пламенной горелкой.
Холодный способ без подогрева
Универсальный метод подходит для использования в поле, гараже или на даче. Однако для сварки необходимо использовать соответствующие электроды. Суть процесса:
- После подготовки детали размещаются на верстаке и при необходимости зажимаются.
- Необходимо проделать определенную работу и дать изделию остыть.
- Выполняйте сварку на небольших участках и избегайте перегрева. Шлак следует удалить после охлаждения и почистить щеткой до металлического блеска.
Если появляются дефекты — трещины, изломы, поры — их необходимо удалить скребком. Повторная сварка.
При заварке трещин необходимо засверлить края трещины. Это предотвратит повторное появление трещины. Отступите 5-10 мм от краев и просверлите отверстие диаметром 5-6 мм.
Особенности сварки чугуна
Было установлено, что серый чугун с мелкозернистой структурой легче поддается сварке, чем крупнозернистый металл темного цвета. Детали, которые долгое время находились в контакте с маслом или были окислены, сваривать нельзя. Чугун — это сварочный материал с ограничениями, поэтому при сварке необходимо учитывать его свойства:
- Сварные швы в основном выполняются дуговой сваркой под флюсом, так как они очень текучи во влажном состоянии,
- образование пор происходит при исчерпании углерода,
- Из-за низкой пластичности при нарушении температурного режима возникают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин в сварном шве,
- При плавлении чугуна образуются оксиды с более высокой температурой плавления, чем у чугуна.
Методы сварки
Для создания прочных швов были разработаны три метода:
- Метод горячей сварки сложен, но он предотвращает практически все трещины. Процесс осуществляется путем предварительного нагрева до температуры 600 — 650⁰C и последующего медленного охлаждения. В производстве этот процесс осуществляется на индукционных установках. Некоторые новички сомневаются, смогут ли они сами сварить чугун этим методом. Это возможно, если для нагрева используется горн, газовая печь или пламенная горелка, а для медленного охлаждения — горячий песок.
- Полугорячая сварка аналогична предыдущему процессу, но температура нагрева составляет от 300 до 350⁰C.
- Холодная сварка выполняется специальными электродами без предварительного подогрева деталей. Однако при сварке чугуна этим методом необходимо учитывать технологические свойства материала.
Выбор электродов для сварки чугуна
Наиболее часто используемые электроды для холодной сварки — это дешевые электроды с флюсовым сердечником и индексом от 2 до 6. В их основе лежат медные стержни со специальным покрытием. Марка МНЧ-2 используется для поверхностной обработки металлов, а сплав, в который добавляются никель, марганец, железо и медь, используется для производства стержней. Такие электроды редки и дороги. Самыми дешевыми электродами являются CCh-4 и OZZHN-1.
В зависимости от марки и диаметра электрода выбирается сила тока:
При отсутствии электродов заводского изготовления используются самодельные электроды, изготовленные из медных стержней необходимого диаметра. Из стальных электродов нарезается оболочка. Его измельчают, добавляют равное количество железных опилок и смешивают с жидким стеклом до густоты сметаны.
Стержни очищаются, обезжириваются и вертикально погружаются в смесь. После медленного вытягивания должен образоваться слой толщиной 1,5-2 мм, чтобы излишки могли стечь. Вертикально расположенные электроды сначала сушат без нагрева, а затем в печи при температуре 250⁰C.
Чугун можно сваривать обычным электродом после намотки медной проволоки диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Начинайте намотку с рабочего конца и плотно укладывайте витки на подкладку без зазоров. Вес проволоки должен быть в 4-5 раз больше веса стального сердечника.
Независимо от того, какой электрод используется для сварки чугуна, необходимо соблюдать следующие условия:
- Сварка производится швами длиной 3-5 см с перерывами,
- Сварка производится участками по 3-5 см с перерывами в 3-5 см, чтобы избежать недопустимого повышения температуры выше 80⁰C,
- Обратная полярность.
Это лишь малая часть задач, с которыми успешно справляется обычный чугун. Еще одной важной особенностью является то, что покрытие чугуна электродами можно выполнить в домашних условиях без помощи профессионального сварщика.
Правильная сварка чугуна электросваркой возможна только при наличии подходящих электродов и оборудования. Особенность работы заключается в том, что хрупкость металла увеличивается в зоне сварки.
Хрупкость обусловлена тем, что чугун подвергается чрезмерной и интенсивной закалке во время механической обработки. По этой причине сварка чугуна электродами в промышленных условиях сильно отличается от обычной обработки других металлов и требует нагрева материала до температуры около 600-650 °C.
Для работы используются следующие типы электродов:
-
ОЗЧ-2 — имеют медный стержень, покрытый специальным составом, включающим графит.
Электрическая холодная сварка чугуна требует определенной скорости сварки и контроля за тем, чтобы поверхность не перегревалась. Сварщик выполняет работу «наобум», небольшими участками с обязательной ковкой и перерывами.
Поскольку чугун характеризуется медленным охлаждением, сварка чугунной детали может занять много времени. При устранении мелких дефектов использование графитовой подложки обязательно для предотвращения утечки металла.
Методы сварки чугуна
В зависимости от качества и прочности желаемого сварного шва можно использовать различные методы обработки. Методы сварки чугуна включают следующие:
-
Использование инертного газа — метод применяется для ремонта канализационных труб и деталей автомобилей. Сварка в инертном газе подходит, когда необходимо сварить разнородные металлы.
Технологии сварки чугуна очень разнообразны и при желании и определенных условиях могут выполняться и в домашних условиях. Сварка в домашних условиях требует хорошего знания химического состава чугуна и его свойств.
Газовая сварка чугуна
Этот метод в основном используется, когда необходимо обеспечить высокопрочный сварной шов с низким проплавлением в основном материале. При этом газовая сварка чугуна предполагает широкий спектр процедур, используемых при наложении шва, от которых зависит конечный результат. На качество влияют следующие элементы:
-
Режимы подачи напряжения.
Технологический процесс газовой сварки чугунных изделий требует соблюдения следующих рабочих параметров:
-
Напряжение дуги 18-21 В
Для работы используется сварная проволока 09Г2СА или ПАНК 11 диаметром 1 мм.
Холодная сварка чугуна
Холодная сварка чугуна в основном выполняется в бытовых условиях. Преимуществом процесса холодной сварки является то, что для работы не требуется дополнительное оборудование. Для сварки используются следующие типы электродов для холодной сварки:
Нанесение покрытия осуществляется путем прикрепления одного или нескольких сварочных роликов. При использовании стальных электродов для повышения прочности соединения необходимо использовать гвозди. Электроды, содержащие железо и никель, в основном используются для устранения незначительных повреждений.
Процесс холодной сварки чугуна также включает исправление более крупных дефектов поверхности. Для этой цели используются литые электроды, покрытые графитом.
Процесс холодной сварки не может обеспечить высококачественный и прочный сварной шов. Процесс холодной сварки ограничен деталями с небольшими дефектами и ненесущими конструкциями.
Горячая сварка чугуна
Процесс горячей сварки используется в промышленных условиях. Метод горячей сварки обеспечивает герметичное соединение компонентов, даже если они изготовлены из разнородных материалов. Метод состоит из следующих этапов:
Процесс сварки горячим металлом позволяет получить однородный шов высокого качества и может выполняться только в промышленных условиях. Метод требует использования определенных компонентов: Кабели и электроды.
Проволока для сварки чугуна
Проволока для чугуна используется для сварки в инертном газе. Используются два основных типа расходных материалов:
