Можно ли приварить чугун к стали

Содержание

Сварка чугуна со сталью

Можно ли приварить чугун к стали

Чугун и сталь очень схожие металлы, единственное, что их различает, это содержание углерода. В чугуне его больше. И именно этот химический элемент усложняет процесс сваривания чугуна. Но самое главное, что углерод в его составе может быть небольшими гранулами или крупными.

Так вот первый вариант еще можно сваривать, а второй практически невозможно. Даже при кажущейся качественно проведенной сварной операции результат будет все равно плохим.

И когда встает разговор о таком технологическом процессе, как сварка чугуна со сталью, необходимо понимать, что схожие металлы все равно являются разнородными. И в этом вся сложность.

Приварить сталь к чугуну можно электродуговой сваркой, используя различные электроды. К примеру, отечественными марками ЦЧ-4, ОЗЧ-2 или ОЗЛ-25. Совершенно разные электроды, поэтому их используют, если сварочный шов будет в дальнейшем обрабатываться или не будет.

Если сварка производится с дальнейшей обработкой, то применяется электрод ОЗЛ-25 или ОЗЧ-2, в другом случае ЦЧ-4. Первый электрод образует в сварочном шве металл гомогенного типа с высокой проницаемостью и неоднородностью.

Последнее значение дает возможность металлу не лопнуть в процессе обработки, потому что с его помощью снимается напряжение внутри сварочного шва.

Технология сварки стали и чугуна плавящимся электродом

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

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

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

В обоих случаях необходимо обе заготовки нагреть до температуры +600С. Это делается с одной единственной целью – не допустить большого расширения заготовок в зоне сваривания. Ведь есть и обратный процесс.

То есть, чем больше расширение, тем больше сужение при охлаждении металлов. А это может привести к растрескиванию сварного шва. Если учесть все вышеописанные рекомендации, то в конечном результате будет получен высококачественный шов.

При этом его можно получить всего лишь за один проход электродом.

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

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

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

Аргонодуговая сварка

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

А вот присадочный материал выбирается по свойствам основного свариваемого металла. А так как их два, то придется учитывать способности каждого из двух к свариванию.

И так как чугун является, если так можно сказать, слабым, то и присадка должна выбираться по нему. Так вот в качестве присадочного материала можно использовать сварочную порошковую проволоку, от которой отбивают обмазку.

Некоторые мастера используют полоски чугуна, нарезанные небольшими отрезками.

Правда, оба материала можно использовать лишь в том случае, если у сварщика достаточно опыта использования данной технологии.

Все дело в том, что неправильно выставленный режим и неправильная скорость плавки присадки может привести к образованию в сварочной ванне так называемых интерметаллидных структур. Они обладают повышенной хрупкостью.

Вот почему практический опыт считается важной составляющей качества конечного результата сварки стали и чугуна неплавящимся электродом из вольфрама.

Поэтому несколько чисто практических советов.

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

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

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

Электроды

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

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

Кстати, сварка двух металлов (чугуна и стали) считается более качественной, когда используется ручная электросварка. Но, как уже было сказано выше, если процесс будет произведен с предварительным подогревом.

Остывание сваренных стальных и чугунных деталей надо проводить медленно. Поэтому после окончания работ сварную конструкцию надо накрыть плотным материалом.

А лучше уложить в печь, где детали нагревались до сварки, и остудить сборную деталь вместе с ней.

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

Поделись с друзьями

1

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/kak-privarit-chugun-k-stali.html

Как приварить сталь к чугуну?

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

Технология сварки чугуна со сталью с использованием плавящихся электродов

Перед началом сварочных работ любого типа нужно подготовить соединяемые металлы. Обязательно производится зачистка их поверхностей на участке соединения до характерного металлического блеска.

Чугун представляет собой пористый металл, поэтому в его тело достаточно легко и глубоко способны проникать маслянистые жидкости. Поэтому участки, на которых обнаружены жирные пятна, должны зачищаться до полного их исчезновения.

Сам сварочный режим полностью зависит от выбранного оборудования.

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

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

Сварка толстостенных образцов с легированными добавками

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

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

Герметичность шовного соединения зависит именно от двух крайних пунктов. При использовании этой методики сварки говорить про герметичность соединения стали с чугуном не приходится, так как накладка каждого последующего валика осуществляется на предыдущий валик, полностью холодный. При этом получаемый шов будет достаточно хрупким.

Некоторые технические моменты сварочной процедуры

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

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

Сергей Одинцов

Источник: http://electrod.biz/splav/steel/kak-privarit-stal-k-chugunu.html

Сварка чугуна своими руками

Чугун — один из самых популярных металлов для изготовления разнообразных изделий: от деталей для автомобиля до водопроводных труб. По сути своей, чугун — это углерод и железо, которые в правильной пропорции образуют очень прочный и долговечный металл. Детали из чугуна можно встретить на заводах, в промышленности и даже старые чугунные сковородки десятилетиями служат своим хозяевам.

Несмотря на множество альтернатив, чугун не сбавляет оборотов и остается очень востребованным материалом. Поэтому домашнему или профессиональному сварщику рано или поздно придется столкнуться с необходимость сварки чугуна. В этой статье мы подробно расскажет, какие особенности есть у этого металла, как правильно сварить чугун и как провести сварочные работы по чугуну с максимальной пользой.

Особенности чугуна

Сварка чугуна в гаражных условиях или на крупном производстве имеет ряд нюансов, которые нужно учесть перед тем, как приступить к работе. Их немного, поэтому обо всех мы вам и расскажем.

Сварку чугуна нужно осуществлять в нижнем положении, поскольку металл очень текучий. Не перегревайте чугун при сварке, иначе гарантировано образуются поры, а вслед за ними и трещины.

Также при плавлении чугун выделяет особый газ, который отрицательно влияет на формирование сварного шва. Поэтому сварка чугунных деталей должна выполняться быстро и с соблюдением температурного режима.

Не переохлаждайте раскаленный чугун, иначе опять же образуются трещины.

Чтобы при работе с этим металлом получиться по-настоящему качественное сварное соединение, учитывайте все особенности и характеристики самого чугуна.

Обязательно подготовьте металл перед сваркой, выберите правильный режим работы в вашем сварочном автомате и используйте специальные электроды.

Но обо всем этом мы поговорим далее, для начала разберемся с подготовкой металла, поскольку с этого начинается технология сварки чугуна.

Подготовительный этап

Подготовительный этап — один из самых важных, так как от правильной подготовки зависит качество дальнейшей работы. Для начала очистите поверхность от грязи, пыли и коррозии (если имеется). Обезжирьте ацетоном металл.

Если предстоит сварка тонкого чугуна, то заранее позаботьтесь о наличии теплоотводящей подкладки. Разделайте кромки с помощью напильника или болгарки.

 Если вам предстоит сварка чугунных деталей горячим методом (метод, при котором деталь перед сваркой нагревается), то используйте для этого печь или газовую горелку.

Инверторная сварка плавящимся электродом

Теперь перейдем к способам сварки. Чугун варится при средней температуре, так что его можно сварить инверторным аппаратом прямо в гараже или на даче, не говоря о заводском цеху.

Сварка чугуна инвертором осуществляется с применением плавящегося электрода, а также со сварочным аппаратом и холодным методом (метод, при котором деталь перед сваркой не нагревается в печи или вручную с помощью горелки).

Плавящиеся электроды должны иметь в составе никель или медь. Ниже вы можете видеть таблицу, с рекомендуемыми настройками для разных электродов.

Допускается делать прерывистые швы, но не короче 3 сантиметров в длину, нужно использовать температуру не более 80 градусов по Цельсию и давать чугуну остыть. Также установите обратную полярность.

Сварка стальными электродами

Можно ли сварить чугун обычными стальными электродами? Вы, конечно, можете попробовать, но мы не рекомендуем делать это, особенно дуговой сваркой.

Да, стандартные электроды из стали стоят дешево, но такое соединение получится неэстетичным и недолговечным.

Если вам нужно сварить ответственную деталь (например, часть водопровода), то лучше используйте специальные электроды и не экономьте.

Сварка чугунными электродами

Для чугуна лучше всего подходят специализированные чугунные электроды. Варить можно и холодным, и горячим методом, как вы посчитаете нужным. Мы зачастую прогреваем деталь перед сваркой, чтобы структура металла стала лучше, а шов был надежнее.

С помощью таких электродов можно без проблем исправить множественные дефекты чугунного литья, например, трещины, дыры или сколы. В работе зачастую используются электроды марок МНЧ-1, ОЗЧ-1 или ОЗБ-2М. Они стоят не так уж дорого, зато качество работы на высоте.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется на постоянном, и на переменном токе. Чтобы правильно установить значение тока посмотрите, какой длины ваш электрод. 1 миллиметр электрода соответствует 50 амперам.

Сварка неплавящимися электродами

Сварка чугунных деталей неплавящимися электродами осуществляется в среде защитного газа или с использованием флюсов бура. Также можно использовать присадочную проволоку из никеля, меди или алюминия. В качестве неплавящегося электрода используют угольные, вольфрамовые или графитовые стержни.

В большинстве случаев при использовании неплавящихся электродов осуществляется сварка чугуна аргоном (так называемая TIG сварка). Мы рекомендуем немного нагреть деталь перед сваркой с помощью газовой горелки.

Установите небольшое значение сварочного тока. Сварка должна быть прерывистой, по 3 сантиметра.

После сварки нужно постепенно охладить деталь и следить за температурой, чтобы не допустить переохлаждения и образования трещин.

Сварка чугуна аргоном применяется нечасто, поскольку требуется не только электрод, но еще и баллон с газом, предварительный прогрев детали и аккуратное охлаждение, а это все отнимает много времени. Также сварка чугуна полуавтоматом стоит дороже других методов, но когда у вас нет другой возможности, можно сварить и этим способом.

Газовая сварка чугуна

Газовая сварка чугуна — довольно популярный способ, поскольку для работы необходим лишь горючий газ, кислород, проволока сварочная из чугуна и флюс. При этом качество швы очень достойное.

Сварочная проволока по чугуну, используемая в работе, должна содержать в своем составе кремень. Это очень важно, поскольку кремний способствует образованию графита в чугуне, не отбеливает металл.

Вы также можете использовать проволоку из низколегированного чугуна для лучшего качества шва.

Применением флюсов при газовой сварке чугуна просто обязательно, особенно, если предстоит сварка стали с чугуном. Чугун и сталь вообще очень разные металлы, поэтому на поверхности в большом количестве образуется окисная пленка.

Техника безопасности

Недостаточно просто знать, каким способом можно сваривать чугун, чтобы сразу приступить к работе.

Дополнительно не помешает изучить технику безопасности, особенно это касается сварщиков, занимающихся своим ремеслом в домашних условиях.

Прежде всего, в помещении должна быть более-менее нормальная вентиляция (хотя бы открытое окно) и при этом отсутствие сквозняков. Освещение должно быть ярким, вы должны четко видеть все ваши детали и швы.

Используйте средства заземления, чтобы избежать неприятностей. Не подвергайте поверхность чугуна воздействию влаги.  И самое главное: используйте индивидуальные средства защиты, такие как перчатки, маска, специальный костюм и так далее. Не пренебрегайте техникой безопасности, ведь в критические моменты она может спасти вашу жизнь.

Вместо заключения

Сварка чугуна электродом в домашних условиях требует от мастера соблюдения технологии и учета всех нюансов самого металла. Не спешите в процессе работы, используйте качественные комплектующие и практикуйтесь как можно больше. Так вы сможете наработать опыт. Оставляйте свои комментарии, делитесь этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи!

[Всего : 0    Средний: 0/5]

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/svarka-metallov/svarka-chuguna-svoimi-rukami.html

Технологические особенности сварки чугуна и стали

Активное использование чугуна как конструкционного материала обусловлено его особыми литейными свойствами, легкостью обработки и небольшой стоимостью производства продукции из него. Но наряду с износостойкостью, надежностью работы при высоких температурах и переменных нагрузках данный материал отличается невысокой свариваемостью.

Это объясняется способностью образовывать трещины в швах в ходе сварки чугуна и сталей, что обусловлено снижением пластичности в зоне шва с повышением скорости охлаждения. Сварные соединения могут давать трещины металла не только из-за неравномерности охлаждения или нагрева, что характерно в термической части сварки чугуна.

Этому могут также способствовать жесткость свариваемых деталей и литейная усадка металлов в шве.

Особенности горячей сварки чугуна

Трудности в технологии сварки чугуна способствуют созданию множества разновидностей его сварки, но ни один из методов не может быть применим абсолютно для всех встречающихся на практике случаев.

Поэтому к сварке чугуна со сталью прибегают лишь в ходе устранения мелких недостатков в отливках и производства работ по ремонту.

Наибольшее применение имеют следующие популярные способы сварки чугуна: холодная (без использования предварительного нагрева) сварка, горячая сварка (с обязательным предварительным нагревом) и пайкосварка.

Горячую сварку считают наиболее совершенным и качественным методом дуговой сварки чугуна. Ее производство включает подготовку для сварки заготовок, их предварительный подогрев, непосредственное сваривание и охлаждение детали после сварки.

Подготовительные операции выполняются с учетом типа неисправности изделия, разновидностей имеющихся дефектов литья.

Существующие трещины на концах засверливают, а раковины с прочими дефектами до сварки разделывают. Подготовленные свариваемые детали соединяют, прихватив по кромкам.

Их хорошо очищают от загрязнений, масел и ржавчины при помощи пламени сварочной горелки либо металлической щетки.

Подготовленные заготовки подвергают предварительному нагреванию, температуру которого выбирают, исходя из параметров деталей, свойств чугуна, количества наплавляемого металла, а также жесткости конструкции. Нагрев всего изделия проводят в газовых либо электропечах, а если это невозможно – в особых горнах, термопечах или ямах.

Газовую сварку чугуна проводят с помощью нормального пламени либо с незначительным излишком ацетилена.

Первоначально пламя горелки направляется практически вертикально, а потом постепенно доводится до нужного угла, который выбирается, исходя из толщины заготовок, подлежащих сварке. Пламя располагается в нескольких миллиметрах от поверхности свариваемой детали.

Наконечник для горелки, обеспечивающий требуемую подачу ацетилена, берется с учетом толщины соединяемых материалов. В виде присадочного материала используют пруток из чугуна.

В проведении горячего вида сварки чугуна аргоном стоит учесть довольно резкий его переход от жидкого состояния к твердому. При этом поверхность сварочной ванны покрывается пленкой из оксидов, препятствующей удалению газов из расплава металла. Чтобы ее устранить рекомендуется часто перемешивать жидкость сварочной ванны с помощью присадочного прутка.

Еще на повышение качества процесса сварки стали, чугуна влияют особые флюсы, удаляющие окислы, и замедляют охлаждение. При этом пламя горелки уводят от поверхности сварки, а направленный металл нагревают две минуты. Массивные заготовки с целью сокращения внутреннего напряжения нагревают вторично с дальнейшем их охлаждением одновременно с печью.

Холодная сварка

Холодной сварку для чугуна называют в случае, когда свариваемое изделие не подвергается общему подогреву до высокой температуры. При этом нагревается только зона сварки с кромками до температур, зависящих от толщин стенок и габаритов изделий.

Читайте также  Углеродистые стали классификация маркировка и применение

Такая сварка позволяет получать швы достаточных прочности с вязкостью, но совсем исключить появление закалочных участков в зоне сварки не удается.

При этом можно лишь при помощи многопроходной сварки чугуна электродами с разными свойствами на небольшом токе уменьшить размеры закаленной прослойки. Применяют холодную сварку в ситуациях, когда экономически невыгодно или сложно провести этот процесс с подогревом.

Как правило, это касается изделий больших габаритных размеров при опасности возникновения значительного внутреннего напряжения и коробления.

Холодной сварке подвергают чугун с помощью стальных, медно-никелевых, медно-железных или аустенитных чугунных электродов. Широко используется при заварке трещин ручная сварка электродами из цветных металлов на основе меди.

А электроды из сплавов с никелем применяют для удаления дефектов, требующих улучшения обрабатываемости сварного соединения с сохранением цвета основного металла.

Мелкие поверхностные изъяны нередко устраняют сваркой чугуна полуавтоматом с электродами, имеющими карбидообразующее покрытие.

Технология газовой сварки

Газовую пайкосварку относят к процессам с низкой температурой из-за того, что обычно кромки соединяемых деталей не нагреваются до температур расплавления.

При этом присадочный металл имеет более низкую, чем у основного, температуру расплавления. Пайкосварка представляет собой промежуточный процесс, содержащий и пайку, и сварку.

Он служит пайкой в отношении к соединяемым кромкам чугунного изделия, заполняющей припоем всю их разделку.

Производится пайкосварка с помощью ацетиленокислородного пламени с использованием припоев – прутков из латуни либо чугуна. К особенностям сварки чугуна этим методом стоит отнести раздельное, независимое нагревание флюсов, основного металла и присадочных.

До начала пайкосварки изделие разогревается с помощью печи, а для небольших габаритов – в пламени газовой горелки.

Затем подготовленные к обработке кромки обжигают этим пламенем в присутствии кислорода для удаления с их поверхности графита. Подогретые кромки обсыпают флюсом и сваривают.

От действия пламени с флюсами жидкий припой покрывает кромки и заполняет собой пустоты в металле, обеспечивая прочное соединение.

В качестве горючего в термитных смесях используется, в основном, алюминий. В связи с тем, что металл обладает высокой химической активностью, он способен восстанавливать различные металлы из их окислов. так называемая алюминотерапия в термитной сварке ……
Контактная точечная сварка, в основном, используется для соединения однородных или разнородных деталей, выполненных из цветных или черных металлов, при этом толщина заготовок может быть различной. Качество получаемого соединения зависит, в первую очередь, от соответствующей подготовки заготовок, которая…
трудность в процессе сварки титана дуговой сваркой — это защита металла от воздействия высоких темеператур — он нагревается выше 400 градусов. В целях уменьшения затрат энергии и сокращения зоны термического воздействия, исключения пор в швах и для повышения защиты титана от воздействия воздуха при сварочных работах…
Другим популярным способом сварки считается сварка с помощью покрытых электродов. Благодаря использованию штучных электродов, покрытие которых выполнено из специальной обмазки, повышается усточивость горящей…
Все операции процесса контактной сварки осуществляются в три стадии. Первая из них обеспечивает физическое контактирование свариваемых деталей. Машина контактной сварки помимо соединения элементоа позволяет очистить из поверхность от пленок и сгладить шероховатые…
Говоря об инверторной сварке полуавтоматом, хочется отметить, что она имеет ряд плюсов. Необходимость приобретения сложного оборудования отсутствует, а процесс сварки не представлят особых сложностей. Электродная проволока вводится в полуавтомат особым механизмом, который не только подает…

Источник: https://promplace.ru/svarka-metallov-staty/svarka-chuguna-1489.htm

Сварка чугуна: ВСЕ ТОНКОСТИ ПРОЦЕССА

Основные трудности, возникающие при сварке чугуна, обусловлены его физико-механическими свойствами. Так нагрев при сварке и последующее охлаждение кардинально изменяют структуру и свойства чугуна. Но получить сварное соединение с необходимыми свойствами вполне возможно.

Чугунами называются cплавы железа с углеродом, содержание которого составляет от 2,14 до 6,67%. В виде примесей в чугунах обычно присутствуют: кремний до 4,3%, марганец до 2%, сера до 0,07% и фосфор до 1,2%.

Для придания чугуну определенных свойств в его состав вводят специальные легирующие добавки. Углерод, входящий в состав чугуна, может находиться в химическом соединении с железом в виде цементита Fe3C  или в структурно-свободном состоянии в виде графита. Чугуны, в которых углерод находится в виде графита, называют серыми, а в виде цементита – белыми.

Серый чугун

Мало пластичен и вязок, но хорошо поддается механической обработке. Согласно ГОСТ 1412-85 условное обозначение марки серого чугуна включает буквы СЧ (серый чугун) и цифровое обозначение величины минимального временного сопротивления при растяжении в МПа·10¯¹.

Белый чугун

Обладает очень высокой твёрдостью, но очень хрупкий, трудно обрабатывается режущим инструментом. Поэтому белые чугуны для изготовления изделий используются крайне редко. Главным образом, их используют для переплавки в сталь или получения ковкого чугуна.

Ковкий чугун

Обладает повышенной прочностью при растяжении и высоким сопротивлением удару. Он получил своё название из-за повышенной пластичности и вязкости (обработке давлением не подвергается). Маркируются ковкие чугуны буквами «КЧ» и двумя группами цифр, которые определяют минимальное временное сопротивление в кгс/мм? и относительное удлинение при растяжении в процентах.

Чугуны обладают плохой технологической свариваемостью

Тем не менее, сварку чугуна широко используют для исправления брака литья, ремонта изделий, реже для изготовления конструкций.

Основные трудности, возникающие при сварке чугуна, обусловлены его физико-механическими свойствами.

Нагрев при сварке и последующее охлаждение кардинально изменяют структуру и свойства чугуна, и получить сварное соединение с необходимыми свойствами оказывается весьма затруднительно.

Причинами, затрудняющими получение качественных соединений, являются:

  • Образование твердых закалочных зон в металле шва и околошовной зоне, состоящих из цементита, мартенсита и других структур, содержащих карбиды, — так называемое отбеливание — снижает прочность сварного соединения и затрудняет обработку его режущим инструментом. Отбеливание обусловлено высокими скоростями охлаждения жидкого металла шва и зоны термического влияния.
  • Высокая жидкотекучесть чугуна затрудняет сварку в пространственных положениях, отличных от нижнего, и формирование шва.
  • Сварочные напряжения, возникающие вследствие неравномерного нагрева металла, в связи с незначительной пластичностью чугуна могут привести к образованию трещин в шве и околошовной зоне.
  • Образование пор в металле шва вследствие интенсивного выделения газов (выгорание углерода) из сварочной ванны в период кристаллизации.
  • Получение «непроваров» из-за образования тугоплавких окислов кремния и других элементов на поверхности сварочной ванны.
  • Возможная разнородность химического состава на различных участках одного и того же изделия не позволяет получить сварной шов с одинаковыми механическими свойствами по всей длине шва.

Многочисленные конструктивные и технологические требования к изделиям из чугуна не позволяют применить единый способ для их сварки. Чугунные детали успешно сваривают в основном дуговой или газовой сваркой. По состоянию свариваемых деталей применяются два способа сварки чугуна:

Методика выполнения этих способов различна и зависит от вида сварки и применяемых присадочных материалов. Выбор способа и метода сварки определяется требованиями, предъявляемыми к сварному соединению, как например:

  • необходимость в механической обработке металла шва и околошовной зоны;
  • получение плотных швов, выдерживающих определенные нагрузки;
  • необходимость получения однородности металла шва с металлом свариваемых деталей;
  • одноцветность сварного соединения;
  • жаростойкость и др.

Подготовка соединений из чугуна перед сваркой

Разделка кромок перед сваркой чугуна должна быть шире, чем для сталей. Все острые края должны быть скруглены. U-образная разделка является более предпочтительной. Трещины следует разделывать полностью, так чтобы их можно было проварить на всю глубину. Перед ремонтом трещины должны быть обязательно засверлены по краям.

Зону сварки нужно тщательно очистить от окалины и прочих посторонних включений — с помощью болгарки, наждачной бумаги или металлической щетки. Хорошее качество очистки обеспечивает пескоструйка.

Поскольку чугун имеет пористую структуру, он адсорбирует масло и жидкости, которые неблагоприятно влияют на свариваемость. Для того чтобы выжечь эти жидкости из зоны сварки требуется подогрев.

Масло можно удалить с помощью подходящих растворителей, в случае сильных загрязнений — пламенем горелки.

После обычной механической обработки влага и масло распределяются вдоль свариваемых кромок и могут быть причиной образования трещин и пор.

ОК 21.03 — специальные электроды для резки, строжки, разделки трещин и подготовки кромок под сварку обычных сталей, коррозионно-стойких сталей, чугуна и других металлов, за исключением чистой меди.

При сгорании покрытия электрода создается сильный поток газов, который выдувает расплавленный металл из зоны резки.

При этом можно использовать стандартное оборудование для ручной дуговой сварки и нет необходимости в сжатом воздухе, горючем газе или специальном электрододержателе.

Если выжечь масло и влагу из зоны сварки невозможно из-за специфической формы сварной конструкции и ограничений во времени, рекомендуется использовать разделочные электроды ESAB ОК 21.03.

Для некоторых сварных соединений из чугуна полезным является использование плакирования кромок разделки перед сваркой. Это значит, что одну или обе свариваемые поверхности армируют перед сваркой.

Эта технология применяется для того, чтобы избежать образования хрупких фаз.

Напряжения в хрупкой зоне термического влияния при охлаждении наплавленного металла в последующих слоях будут снижены, благодаря нанесенному слою.

Для усиления сварного соединения, особенно у крупногабаритных деталей, работающих под нагрузкой, выполненного таким способом, применяют специальные способы усиления сварного шва путём установки шпилек и вварки анкеров. Шпильки ставятся на скосах в шахматном порядке в один, два и более рядов. Диаметр и количество шпилек зависит от толщины детали в завариваемом месте.

Диаметр шпилек равен 0,15-0,2 толщины, но не менее 3 и не более 13 мм. Шпильки могут быть разного диаметра в зависимости от толщины свариваемых деталей. При этом в разделку устанавливают шпильки большего диаметра, а около разделки ставят шпильки меньшего диаметра. Глубина ввинчивания шпилек равна 1,5-2, но не более 0,5 толщины.

Высота выступающей части равна диаметру шпилек.

Для уменьшения сварочных напряжений и образования трещин после сварки проводится проковка швов в горячем состоянии. Особенно полезной считается проковка при сварке медными и никелевыми электродами.

Шаг шпилек принимается равным 4-8 диаметрам шпилек. Заварку швов начинают с обварки шпилек кольцевыми валиками, а затем накладывают круговые швы и окончательно заполняют завариваемый шов металлом. Сварку нужно вести короткими участками (60-150 мм), чтобы не сильно разогревать изделие. 

Чтобы не ослабить шов, а усилить его, следует учитывать следующее:

  • высокие механические свойства обеспечит процесс проковки при температуре около 500-800°С
  • легкие удары наносятся только по шву, молотком массой 0,6-1,2 кг, который имеет закругленный боек — до изменения рисунка шва
  • при многослойной сварке проковывается каждый слой за исключением первого (в нем могут возникнуть трещины от удара) и облицовочного.

Приобрести электроды, проволоку, прутки, порошковую проволоку для сварки чугуна можно у компании ПромСварка. Звоните: +375 17 241-78-99.

чугун, сварка чугуна, соединение чугуна, ковкие чугуны, сварке чугуна, серый чугун, белый чугун, свойства чугуна, нагрев чугуна, охлаждение чугуна, отбеливание чугуна, процесс проковки, проковка шва, армирование, чугунные детали

Количество просмотров: 2018

Источник: http://PromSvarka.by/stati/vsyo-o-svarke/svarka-chuguna-vse-tonkosti-proczessa

Сварка чугуна в домашних условиях несколькими способами

Раньше, сварочные работы требовали высокой квалификации мастера. Это было связано с примитивной конструкцией сварочных аппаратов. Сегодня технология сварки (особенно электрической) шагнула далеко вперед.

При наличии современного сварочного аппарата, с такой работой может справиться самоучка. Доступная цена инверторов вывела этот аппарат фактически в разряд домашнего электроинструмента.

Однако сварка чугуна и стали – это две большие разницы. Изделия из чугуна можно встретить в любых отраслях. Этот материал имеет неплохие эксплуатационные свойства, хорошо противостоит коррозии, и дешев в производстве.

Читайте также  Какая обработка стальных изделий называется улучшением

Есть у него и недостаток – хрупкость. Трещины, сколы, пробоины. Покупка новой детали влетает в копеечку, поэтому восстановление сломанного элемента – обычное дело.

Особенности сварки чугунных изделий

трудность при сварке этого металла – непредсказуемость. Предугадать проблему техническими средствами невозможно. Бывалые мастера интуитивно ловят момент, когда надо изменить условия сварки или остановить на мгновение дугу.

Вот несколько негативных свойств чугуна:

  1. В расплавленном виде этот металл обладает высокой текучестью, практически как ртуть. При наличии небольшого сквозного отверстия, расплав может вылиться из зоны сварки. Это затрудняет формирование шва. Для борьбы с этим явлением, опытные мастера обкладывают зону сварки опалубкой. Единая рекомендация – проведение сварки в нижнем положении. Чугун достаточно хрупкий, это проявляется не только при эксплуатации, но и при сварке. В теле шва образуется множество трещин, которых не бывает при работе с более пластичными металлами.Неравномерное остывание приводит к многочисленным участкам внутреннего напряжения. Это напоминает процедуру точечной закалки, когда структура имеет различную прочность на расположенных рядом участках. Чтобы не ухудшать качество работ, сварщик должен соблюдать ряд ограничений. Использовать тонкие электроды, обеспечить длительное охлаждение, применять особенную технологию сварки – вразброс. Можно ограничить ток сварки, однако это требует опыта.
  2. Чугун содержит в своем составе много углерода. При проведении сварочных работ, углерод выгорает из расплава и образует поры, как в пемзе. Это резко снижает прочность шва, в отверстия попадает вода. При перепадах температур, особенно зимой, возникают микро разрывы.
  3. На поверхности расплава моментально образуется слой окисла. Он имеет температуру плавления выше, чем металл. Это затрудняет поддержание ровной и непрерывной дуги. Перед началом основных работ, начинающему сварщику рекомендуется потренироваться на ненужных заготовках. Момент схватывания окисла необходимо буквально почувствовать.

Если вы освоите методику под наблюдением опытного мастера – сварка чугуна в домашних условиях не покажется чем-то невероятным.

Холодная сварка

Разумеется, речь идет не об эпоксидном клеящем составе. Просто шов формируется на холодном металле, без дополнительного подогрева. Умение варить «на холодную» — признак высокого мастерства. Сам процесс достаточно простой. Со стороны ничем не отличается от работ с обычной сталью.

Популярное:  Сварка алюминия в домашних условиях инвертором

Сварка чугуна на холодную без предварительного нагрева — видео.

Проблемы проявляются после остывания шва. Металл в этом месте становится избыточно закаленным. В теле и на поверхности шва появляется множество присадок.

Вся таблица Менделеева, содержащаяся в металле – освобождается, и фиксируется локальными вкраплениями. Структура соединения получается неравномерной.

Между нетронутым металлом и швом, чугун становится излишне твердым и хрупким. Есть такое понятие – «белый, или отбеленный чугун». Полоска всего пару миллиметров может привести к разрыву под небольшой нагрузкой или при ударе. Поры в расплаве образуются с особой интенсивностью.

Поэтому электроды надо подбирать со специальными свойствами. Металл должен содержать никель или медь. Благодаря этим добавкам, отбеливание шва не происходит, а зона закалки получается довольно мягкой.

Горячая сварка

Температура дуги тут не причем. Перед началом работ заготовка нагревается до температуры от 150° до 600° С. Можно греть непосредственно место шва, можно нагревать всю болванку. Главное – уменьшить температурный разрыв между расплавом и окружающим металлом.

При нагреве можно избежать отбеливания чугуна, появления трещин в зоне шва. Пористость также уменьшается.

Еще один «бонус» — время сварки сокращается, поэтому нет локального перегрева, приводящего к текучести.

После сварки деталь требуется медленно охладить. Самый распространенный вариант – укутать негорючим материалом, или хотя бы засыпать мешком.

Если ремонтируемая деталь слишком громоздкая, можно использовать поддерживающий нагрев. Это когда зона сварки, после окончания работ продолжает нагреваться.

Например, с помощью газовой горелки. Постепенно температура снижается, пока не сравнивается с температурой окружающей среды.

Сварка чугуна полуавтоматом происходит проще, чем обычным инвертором

Применяется специальная проволока, и снова применяются несколько способов:

  1. Холодная сварка чугуна с помощью проволоки ПП АНЧ-1. Подходит лишь для коротких ремонтных швов, заделки трещин, работ на тонком чугуне. Никакой подготовки, просто проводим кончиком проволоки по месту сварки. Дуга схватывается мгновенно, остается удержать ее в течение тех нескольких секунд, пока вы не пройдете по шву.
  2. Полугорячая сварка применяется на более сложных участках. Например – установка заплатки на канализационной трубе. Нагрев производится до 350 градусов. Можно использовать паяльную лампу.Внимание! Применяется проволока ПП АНЧ-2. Не забываем о плавном охлаждении по окончании работ!
  3. Горячий режим используется для получения особо прочных швов, имеющих высокие характеристики на изгиб и излом. Пример – сварка чугунного выпускного коллектора или рычага подвески. Любой другой способ не подходит. Проволока ПП АНЧ-3. Нагрев возможен в печи или с помощью газовой горелки. Температура достигает 600 градусов. При этом графитизация происходит естественным путем.

Интересно, что при таком способе (инвертор и подогрев) качество шва не отличается от стального.

Сварка чугуна аргоном — особый случай

Многие начинающие сварщики, по совету якобы опытных товарищей, пробуют сварку полуавтоматом в аргоновой среде. При работе только по чугуну, такой способ не оправдал себя. Шов получается, как и на воздухе с подогревом. Зато возрастают затраты.

А вот сварка чугуна со сталью, возможна лишь в нейтральной среде. Разумеется, в атмосферном составе шов получится. Но он не будет лишен типичных недостатков – микротрещины и неравномерная закалка. А если подать к полуавтомату инертный газ аргон – химический состав чугуна в сварочной ванне не изменится.

При использовании аргона не имеет значения, каким способом произведена сварка. Встык, внахлест, заплатка – с инертным газом качество одинаково хорошее.

Поэтому, если аргон доступен – смело варите любые сочетания. Если газ приходится «доставать» специально – приберегите его для соединения стали и чугуна.

Применение различных электродов при сварке инвертором

В начале 90-х, при дефиците специальных электродов, чугун варили любыми средствами. Именно на старых трансформаторах, профессиональные сварщики отрабатывали способы сварки неподходящими способами. Тот старый опыт не забыли и молодые любители.

Например — сварка чугуна нержавеющим электродом. Это нетипичный способ, в учебниках о нем не пишут. Однако при использовании простого сварочного инвертора и возможности качественного подогрева – им можно воспользоваться.

Качество шва регулируется силой тока. Его надо установить по минимуму, и пробуя повышать на 5-10%, поймать устойчивую дугу.

Сегодня доступны специальные электроды:

  • Ремонтные послойные наплавки, устранение дефектов при неудачной сварке – для этого применяются ЦЧ-4. Фактически, это электроды для начинающего мастера. Хорошо подходят для комбинированных соединений. Например, со сталью.Подходят для промышленных работ с качественным прогревом в муфельной печи, и для быстрого «прихвата» на холодную, в домашних условиях.
  • В заводских условиях, для устранения раковин и других литьевых дефектов, применяются специальные стержни ОЗЧ-2. Работать ими следует без подогрева. Особенность сплава – можно работать на вертикальных швах.
  • При ремонте автомобилей вы можете столкнуться с особо прочным серым чугуном. Для него подходят электроды ОЗЧ-4. Будь то шов, или напайка – качество поверхности не отличить от материала заготовки. Поддается механической обработке.
  • При восстановлении тонкослойных деталей, важно не допустить сквозного прогорания и протекания чугуна сквозь зону сварки. Горячая сварка тут недопустима, используемый наконечник – ОЗЧ-6.
  • Так же для холодных работ применяется модель МНЧ-2. Этот электрод позволяет очень качественно нарастить металл в раковине или законопатить дыру без заплатки.
  • Если работа совсем сложная – покупайте ОЗЖН. Они достаточно дорогие, зато легко «берут» самые прочные сорта чугуна. Первичная прихватка выполняется ОЗЖН-1, а толстостенная наварка – ОЗЖН-2.
  • Неплавкие электроды – удел мастеров. Если вы освоите метод – затраты на сварку превратятся лишь в покупку флюсов и прочих очистителей. Популярный способ – сварка в аргоновой среде, с улавливающей ванночкой и дополнительной проволокой для укрепления шва. Подойдут никелевые электроды. Они прекрасно растворяются в расплаве, замещая пузырящийся углерод.

Не следует экономить на покупке электродов для чугуна. Ассортимент в хозяйственных магазинах хороший, можно найти недорогого производителя. А вот потери при неудачном ремонте чугунного изделия напротив, могут составить немалую сумму.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях – подготовка материала к сварке

Использование правильных электродов, или проволоки в полуавтомате – это важно. Однако неподготовленная поверхность может сделать невозможной даже сварку в аргоновой среде с использованием лучшего флюса.

Популярное:  Выбор сварочного инвертора – непростая задача, но разрешимая

Особенно опасен так называемый промасленный чугун. Ремонтировать такой металл не берутся даже профессионалы. Масло можно обжечь паяльной лампой, затем произвести очистку обычными методами:

  1. Прежде всего, необходимо «разделать» место сварки – трещину, раковину, стык. Разделка производится под углом 45°. Можно применять наждачный круг или просто стальное зубило (мы помним, что чугун хрупкий, а стало быть, его можно банально скалывать).
  2. Поверхностные трещины надо засверлить по краям, и вырубить до чистого металла. Если трещина слишком тонкая – ее надо «протравить». Протирая место ремонта с помощью слабого раствора соляной или азотной кислоты, вы легко обнаружите нитевидные трещины.
  3. Металл тщательно очищают от любых загрязнений – особенно жирных. Краска удаляется ветошью, моющими средствами и поверхность зачищается наждачной бумагой. Можно обезжиривать поверхности с помощью бензина, только надо дождаться, пока жидкость полностью испарится.

. Как варить чугун в домашних условиях.

Сложные повреждения большого размера армируются шпильками или заклепками. Стальные штифты забиваются в стенки дефекта, и сварка происходит с использованием объема стальных вставок. Наплавка производится по спирали, от шпильки до края трещины.

Финальная обработка

После восстановления дефекта, его можно проковать классическим способом. Надо только убедиться в том, что перед вами так называемый ковкий чугун.

Сначала ремонтная зона (или вся заготовка) прогревается до 700-800° С. Затем, продолжая нагрев с помощью паяльной лампы или горелки, чугун в месте сварки проковывается.

Наносятся короткие, но уверенные удары по шву. Молоток должен быть со сточенной ударной частью, в форме шара. Тогда вы сможете отформовать шов.


Общее правило:
Проковка выполняется послойно. Чем тоньше слой – тем красивее получится шов.

Если вы попытаетесь обработать слой толщиной 2 см и более – внешняя сторона получится идеальной, а внутри будет множество микротрещин.

Нестандартные способы

При определенной сноровке чугун можно варить газовой горелкой. Применяется только ацетилен – температуры пропана недостаточно. Как только в зоне сварки образуется ванна – туда надо подсыпать флюс.

Расплав следует постоянно помешивать с помощью специальной проволоки или чугунных прутиков. Они являются присадкой, заполняющей шов.

Вывод:
При кажущейся сложности, сварка чугуна в домашних условиях вполне реальна. Для этого используется стандартное оборудование. Главное – не экономьте на расходных материалах.

Сварка чугуна в домашних условиях несколькими способами Ссылка на основную публикацию

Источник: http://obinstrumente.ru/elektroinstrument/svarochnye-apparaty/svarka-chuguna.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: