Чем лучше заварить чугун

Чтобы не нанимать мастера по сварочным работам, имеет смысл самостоятельно обучиться этому нелегкому ремеслу. Для начала следует набраться опыта при работе с деталями из простой стали, поскольку труднее всего заварить медь, титан и алюминий. Однако не стоит забывать про чугунные изделия, которые широко распространены в быту (например, сантехнические детали и канализационные трубы). Приходится часто проводить работы с данным металлом, поэтому в статье будет подробно описано, какими электродами можно варить чугун.

Основные правила

В этом деле главное — соблюдение техники безопасности и профессиональных рекомендаций. Домашним умельцам необходимо изучить следующие распространенные сложности и проблемы, связанные с проведением сварочных работ с чугунными изделиями, а именно:

  • если будут не соблюдены температурные режимы, то возможно перекаливание сплава, что может привести к образованию пор и появлению напряжения в швах;
  • сварочные работы рекомендуется проводить в нижнем положении;
  • необходимо аккуратно работать с этим сплавом, иначе в итоге получится хрупкое соединение;
  • на деталях могут появиться дефекты (например, трещины), если процессы охлаждения и нагревания были слишком быстрыми или неравномерными;
  • если необходимо проводить сварочные работы с несколькими неоднородными элементами, следует учитывать технические параметры обоих сплавов.

Когда возникает вопрос о том, какими электродами варить чугун со сталью, то лучше всего использовать электроды марки ЦЧ-4. Основная загвоздка в проведении подобных работ заключается в том, что необходимо будет применять графитовую подложку, чтобы избежать вытекания чугуна.

Сделать надежное соединение деталей можно и в домашних условиях, однако главное — правильно подготовить поверхность изделия и проводить сварочные работы с учетом технических характеристик чугуна. Самоучкам не стоит забывать: режим сварки и вид электрода — это не менее важные нюансы, учесть которые необходимо до начала проведения работ.

Виды чугуна

Это сплав железа и углерода, в состав которого входят специальные добавки. От процента примесей (кремния, фосфора, серы, хрома и других веществ) зависит вид чугуна. Некоторые сплавы поддаются сварочным работам, однако при этом придется применять электроды с определенными техническими показателями. Следует подробно описать особенности каждого вида:

  1. Белый чугун имеет высокий показатель твердости, а весь углерод в нем находится в виде цементита.
  2. Хорошо поддается обработке серый сплав, в котором углерод присутствует в виде графита. Благодаря высоким техническим параметрам материал используют для литья. У неопытных сварщиков может возникнуть вопрос о том, каким электродом варить чугун серый. Мастера советуют в таком случае применять расходные материалы ОЗЧ-2, МНЧ-2 и ОЗЖН-2.
  3. Ковкий чугун получается в результате термообработки готового белого сплава. Такой вид металла применяется для создания автомобилей и сельскохозяйственной техники. Если возникает вопрос, каким электродом варить чугун с железом, то ответ таков: следует использовать Zeller 866. Помимо этого, можно применять ЦЧ-4.
  4. Половинчатый чугун используют для создания деталей, которые будут постоянно находиться в эксплуатации.
  5. Высокопрочный сплав применяют в машиностроении и для изготовления газо- и нефтепроводов.

Какими электродами варить чугун и сталь без предварительного нагрева? Профессионалы заявляют, что для этого можно использовать расходники Zeller 888 и Zeller 855.

Способы сварки

Работы ведутся с использованием разных методов, для каждого из которых присуще определенные преимущества и недостатки. Специалисты выделили три основных способа сварки чугунных деталей:

  1. Горячий метод, специфика которого заключается в том, что сплав необходимо изначально прогреть при температуре 500-600 °С. Для создания швов применяются электроды ОМЧ-1, диаметр которых составляет 8-16 мм.
  2. Использование инертного газа — способ, применяют который для ремонта чугунных труб и автомобильных деталей. Помимо этого, метод подходит в случае, когда требуется сварить неоднородные металлы.
  3. Сварка чугуна электродом в домашних условиях — осуществимое действие, при котором рекомендуется применять холодный способ, поскольку не надо будет нагревать рабочие изделия.

Домашним умельцам следует изучить состав чугуна и его технические свойства. Специалисты утверждают: легче работать с серым сплавом.

Подготовка деталей

Если начальные мероприятия по очистке изделия прошли успешно, то сварное соединение будет проще сделать качественным. Подготавливать детали следует в таком порядке:

  1. Очистить поверхность изделия от пыли и мусора.
  2. Обезжирить конструкцию с помощью растворителя.
  3. Использование подкладок — важное условие, если приходится проводить работы с тонким чугуном.
  4. Разделка кромок выполняется перед соединением толстостенных деталей, в этом случае используется напильник или болгарка;
  5. Перед тем как начинать сварочные работы, трещины на изделиях надо вырезать, а концы закруглить.

Популярные электроды

Выше уже были упомянутые некоторые расходные материалы для выполнения сварочных работ. К основным маркам электродов по чугуну относятся следующие:

  • ОЗЧ-4;
  • ОЗЖН-1;
  • ЦЧ-4;
  • ОК 92.18;
  • ОЗЧ-2.
Читайте также:  Как работать лазерным нивелиром видео

Каким электродом варить чугун к металлу? Из упомянутого списка для этих целей применяется расходник марки ЦЧ-4.

Холодная сварка: ключевые принципы

Для начала необходимо приобрести оборудование и специальные электроды, содержащие никель или медь. Главная сложность при выполнении сварочных работ заключается в том, что на участке наложения шва увеличивается хрупкость чугуна, поскольку сплав подвергается чрезмерной закалке. Какими электродами варить чугун электросваркой? Существует множество стержней, но специалисты рекомендуют такие отечественные марки:

  • ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 — электроды с медным наконечником, который обработан железным порошком.
  • Железно-никелевые стержни ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, которые используют для сварки чугуна постоянным током.
  • Расходники марки МНЧ-2 — оптимальный вариант для выполнения сварочных работ, но у них есть один недостаток — высокая стоимость. Производитель применят для стрежня сплавы металлов из меди, марганца, железа и никеля.

Но самоучки все равно могут задаваться вопросом о том, каким электродом варить чугун с помощью электросварки лучше всего, на что можно ответить: рекомендуется использовать МНЧ-2, поскольку с помощью этих расходников можно сделать качественный шов. Помимо этого, подобное соединение будет защищено от негативного влияния агрессивных сред и горячих газов.

Электроды для горячей сварки

Мастера применяют разные температуры нагрева соединительных швов:

  • от 500 до 600 °С — горячая сварка;
  • 300-400 °С — полугорячая;
  • 150-200 °С — теплая.

Но чугун — это железо, которое при сильном нагреве меняет свою структуру, так что нельзя нагревать сплав свыше 650 °С. К тому же изделие должно остывать постепенно. Каким электродом варить чугун? Рекомендуется использовать расходные материалы марки ЦЧ-4, если работы ведутся по технологии горячей сварки, а ОК 92.18 — при теплой температуре.

Электроды для сварки стали и чугуна

Для соединения изделий из неоднородных металлов применяются расходные материалы марки ЦЧ-4. Необходимо соблюдать все технические требования холодной и горячей сварки. Такими электродами можно легко устранить дефекты. Помимо этого, такие расходные материалы применяются, если необходимо наложить несколько слоев, чтобы подготовить деталь для последующих сварочных работ.

Какими электродами варить чугун со сталью? ZELLER 855 и Ficast NiFe — вот популярные марки расходных материалов для сварочных работ, с помощью которых мастера соединяют разные виды сплавов. Если материалы не были предварительно очищены и обработаны — это не проблема, поскольку профессионалы могут работать в этом случае с неподготовленными изделиями.

Принципы сварки стали и чугуна

Первое, что надо сделать — подготовить два неоднородных металла. Придется потратить немало времени, чтобы зачистить до блеска место сваривания с помощью наждачной бумаги или стальной щетки. Чугун — это пористый металл, в который глубоко проникают жиры и масла, поэтому рекомендуется тщательно очистить загрязненные места.

Следует перейти к сварочному процессу: так, если напряжение сварочного аппарата – не более 54 В, то работы необходимо вести с использованием постоянного тока обратной полярности. В ином случае необходимо применять переменный ток. Чтобы не произошло сильного расширения в месте сваривания, оба металла нагревают до температуры около 600 °С. Однако и при охлаждении сварной шов может потрескаться, поэтому необходимо аккуратно и внимательно выполнять начальные работы.

Если приходится варить толстостенные детали, то придется следовать иной инструкции. В этом случае не понадобится делать подогрев, поскольку два неоднородных металла можно будет приварить с помощью небольших валиков, длина каждого из которых должна составлять не более 2,5 мм. Это сложный процесс, при котором герметичность шва не важна. При этой технологии каждый валик требуется накладывать на другой, предварительно остывший. Такой сварной шов, даже выполненный мастером, получится крайне хрупким.

Неплавящиеся электроды

Чугунные заготовки можно соединить с помощью угольных, графитовых и вольфрамовых электродов. Главное — подобрать присадочный элемент, в роли которого могут выступать стальные, медные, чугунные и алюминиевые стержни. Сварочные процесс проводится посредством инертного газа либо бура (флюса). Как правило, опытные сварщики используют вольфрамовые расходные материалы с никелевой присадкой.

Применение электродов УОНИ

В особых случаях во время сварочных работ с чугунными изделиями используют медно-стальные расходники. Чтобы сделать такие электроды, необходимо накрутить на УОНИ 13/45 медную проволоку, толщина которой составляет от 1,5 до 2 мм. Главное, чтобы ее масса превышала в 5 раз вес металлического стрежня. Если возникает вопрос о том, каким электродом варить чугун, то можно смело использовать УОНИ.

Добиться лучших результатов можно, если применять УОНИ-13/55. Однако, в этом случае главное — это не допустить перегрева чугунной детали, поскольку из-за этого могут появиться трещины на сварочном шве. Помимо этого, необходимо следить за тем, чтобы металл сильно не прогревался возле соединяемого участка.

Немецкие электроды

В Германии производят качественные электроды по чугуну, которые получили широкое распространение в России. К примеру, сюда относится марка UTP 86 FN и присадочный нержавеющий пруток UTP A68 HH. Немецкая компания UTP Schweissmaterial делает никелевые электроды, которые подходят для сварочных работ с чугуном. Сварщик сделает качественные и устойчивые к растрескиванию швы.

Capilla 41 — электроды от другой немецкой компании, с помощью которых ведутся работы по технологии горячей сварки. Если выбран холодный метод, то лучше приобрести Capilla 43.

Читайте также:  Как продлить жизнь аккумулятору шуруповерта

Позаботились производители и о людях, которые интересуются тем, каким электродом варить чугун со сталью. Специалисты советуют покупать угольные изделия от компании TEAM BINZEL, поскольку они производят расходные материалы, с помощью которых ведутся работы со многими видами металлов (например, медью и нержавейкой).

В заключение

Каждый опытный или начинающий сварщик вправе сам решить, каким электродом лучше варить чугун, поскольку на строительном рынке имеется большой выбор подобных материалов. В этом деле главное — правильно подобрать электрод. В статье были приведены популярные марки материалов, с помощью которых мастера делают сварные швы на чугунных изделиях. К тому же, если к делу приступает опытный сварщик, подобные работы можно вести с разными видами металлов.

Если ответственно отнестись к описанным правилам и рекомендациям, то получится технически правильно сварить чугунные изделия.

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.

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.
Читайте также:  Полиэфирная смола для литьевого мрамора

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 — технология сварка изделий из чугуна. Чугун является трудносвариваемым металлом. Он сваривается плавящимися или неплавящимися электродами с подогревом или без него.

Содержание

Свойства чугуна [ править | править код ]

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом. Содержание углерода в чугуне — от 2,14 % — 6,67 %. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижает пластичность и вязкость. Углерод в чугуне содержатся в виде цементита и графита.

Температура плавления чугуна — от 1 150 до 1 200 °C , что на 300 °C ниже, чем у чистого железа. Теплопроводность чугуна ниже, чем у сталей, коэффициент теплового расширения такой же. Электропроводность чугуна зависят от распределения включений графита.

При быстром охлаждении чугуна от температуры более 750°С металла, графит превращается в цементит, при этом чугун превращается из серого в белый. Образуется закаленная структура с внутренними напряжениями, приводящими к трещинам.

Особенности сварки [ править | править код ]

Трудности сварки чугуна обусловлены образованием трещин из-за включений графита; выгоранием углерода и образованием пор в шве; образованием тугоплавких окислов с температурой плавления выше, чем у чугуна; его высокая жидкотекучесть.

Чугун сваривается ручной дуговой сваркой плавящимися (ЦЧ-4) или неплавящимися (вольфрамовый, угольный, графитовый) электродами с подогревом или без него. Сварочные напряжения, возникающие в шве при охлаждении металла снимаются проковкой швов.

При холодной сварке чугуна используются электроды марки Carbo:

  • Carbo 855 предназначен для сварки и наплавки всех свариваемых видов чугуна: высокопрочного чугуна (с шаровидным графитом) и ковкого чугуна, а также для сварки чугуна со сталью без предварительного нагрева. Идеально подходит для ремонтной сварки чугунных станин, корпусных деталей: блоков цилиндров, двигателей, коробок передач, штампов из модифицированного чугуна и т. д.
  • Carbo 888 предназначен для сварки и наплавки тонких, замасленных деталей из серого чугуна, высокопрочного чугуна (с шаровидным графитом), ковкого чугуна, а также для сварки этих марок чугуна между собой и чугуна со сталью, без предварительного подогрева.
  • Carbo 866 предназначен для сварки и наплавки высокопрочного чугуна (с шаровидным графитом) и ковких видов, а также для сварки этих марок чугуна между собой, чугуна со сталью. Рекомендуется для сварки чугуна низкого качества, восстановления дефектов литья. Идеально подходит для соединения промасленного загрязненного примесями и ржавчиной чугуна, за счет более агрессивной сварочной дуги.
  • Carbo 800 для наплавки первого связующего слоя на термонагруженный, перенасыщенный углеродом чугун и чугун низкого качества.

При горячей сварке металл предварительно подогревается до 500—700°С. Используются чугунные электроды со стержнями марок А и Б — ОМЧ-1 и УЗТМ-74. Электроды должны быть большого диаметра — от 8 до 16 мм.

Для повышения качества шва при сварке чугуна проводится подогрев детали и её медленное охлаждение после сварки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector