Электроды по чугуну технология сварки в домашних условиях, марки

Сварка чугуна с чугунными деталями и сталью технология, электроды и присадочная проволока

Чугуном называют сплав железа с углеродом. В отличие от стали, чугун более пористый, хрупкий, твердый, теплопроводность и коэффициент температурного расширения чугуна меньше. На этих свойствах основано его применение. Чугун повсеместно применяется при изготовлении литых изделий, которые должны обладать достаточной прочностью, термостойкостью и постоянством формы и размеров. Это различные шкивы, ролики, коррозионностойкие трубы, коллектора.

Из-за хрупкости чугуна нередки случаи откалывания выступающих элементов деталей или просто раскалывание изделий. При ремонте таких повреждений с успехом могут быть использованы сварочные работы.

Свойства чугунных сплавов

Содержание углерода в чугуне превышает 2,14%. Это как раз пограничное состояние перехода углерода в форму аустенита, то есть в состояние, когда при концентрации меньше, чем указана выше, он растворен в железе. Такое явление используется при изготовлении сталей.

В чугуне же углерод находится в виде мельчайших нерастворенных частиц, которые обуславливают его твердость и износостойкость, а также невосприимчивость к воздействию агрессивных сред.

Существует несколько разновидностей чугуна в зависимости от химического состава – белый, серый, высокопрочный и ковкий.

Белый практически не поддается обработке режущими инструментами в силу своей твердости и хрупкости. Из него отливают уже готовые чугунные детали, которые не нужно обрабатывать.

Серый чугун очень хорошо переносит статические нагрузки, износостоек, но плохо работает на растяжение и сопротивляется ударам. Такой чугун сваривается лучше всех остальных.

Высокопрочный чугун, как следует из названия, используется в нагруженных конструкциях.

Ковкий чугун допускает создание упрочненного наружного слоя на поверхности деталей, позволяющего чугуну такого типа воспринимать значительные изгибающие нагрузки.

Трудности сваривания

Особенности строения чугуна определяют ряд проблем, возникающих при сварке этого материала.

Из-за химического состава чугуна, при плавлении он становится очень текучим. Это препятствует созданию однородного шва, так как металл при длительном нагревании стремится вытечь из сварочной ванны.

Ввиду малой пластичности чугуна и низкой по сравнению со сталью температурой плавления, возможны растрескивания материала при быстром остывании после воздействия электрической дуги.

Наличие большого количества углерода, который выделяется при нагревании и взаимодействует с кислородом, содержащимся в воздухе, способствует образованию больших пор в зоне сварки, отчего шов получается неоднородным и имеет малую сопротивляемость при нагрузке на изгиб.

Зная эти особенности, можно организовать работу по сварке с таким расчетом, чтобы получить сварочный шов удовлетворительного качества. Чтобы устранить последствия текучести материала, под стык свариваемых деталей подкладывают графитовые пластины, которые препятствуют вытеканию расплавленного чугуна при случайном прожигании.

После окончания сварки стыка, материалу нельзя давать быстро остыть. Особенно актуально это требование при сварке чугуна и стали, когда, например, к чугунным радиаторам приваривают стальные патрубки. Сталь остывает быстрее и поэтому, чтобы уравнять скорость остывания двух соединяемых деталей, стальную засыпают углем или песком, чтобы она дольше сохраняла тепло.

Третья проблема может быть решена применением сварки в среде инертных газов. Можно варить чугун электросваркой с использованием, например, углекислого газа, который вытесняет воздух из сварочной ванны. Допускается использовать смесь углекислого газа с аргоном в пропорции ¼.

Три способа

Соединение деталей из чугуна может производиться, в зависимости от назначения тремя способами:

  • холодным;
  • полугорячим;
  • горячим.

Холодный способ применяется при сварке неответственных соединений, наварки металла на изношенные или истертые поверхности чугуна. Сварка производится при температуре окружающей среды, при этом скорость сварки должна быть достаточно высокой, чтобы не допускать перегрева стыка и последствий при его быстром остывании. Такой способ доступен для использования в быту, без применения дополнительного оборудования.

Полугорячий способ применяется при сварке деталей, которые впоследствии должны испытывать механические нагрузки. Суть способа в том, что деталь предварительно подогревается до температуры 300-350 °C, а это возможно только в специализированных печах. Это позволяет чугуну легче «адаптироваться» к высокой температуре дуги. В результате снижается количество трещин в околошовной зоне.

В случае горячего способа заготовки для сварки подогревают до температуры около 600 °C. Для такого нагрева используют аппараты, создающие индукционные токи. Температура контролируется при помощи приборов.

При достижении необходимого значения температуры производится сварка деталей, после чего их оставляют для остывания, засыпав горячей золой. Процесс остывания может длиться несколько часов. Продолжительность зависит от марки и толщины свариваемого материала.

Технические приемы

В быту наиболее популярна сварка чугуна полуавтоматом, как наиболее доступный и простой вид соединения. При этом тонкие детали необходимо сваривать, обязательно подложив под них графитовые пластины.

Для сварки можно использовать практически любые полуавтоматы, позволяющие использовать сварочный ток, необходимый для плавления чугуна, но не допускающий проплавлений и вытеканий.

Читайте также:  Замена антифриза Дэу Нексия; Про авто и мото

Величина сварочного тока колеблется в пределах 90-110 Ампер. Скорость, с которой подается сварочная проволока, настраивается экспериментально. Как правило, она сходна со скоростью подачи при сварке сталей.

Подготовка деталей

Перед началом работ обязательно нужно подготовить поверхности соединяемых кромок. Для этого их очищают от грязи и пыли, обезжиривают. Для обеспечения большей глубины проваривания, с кромок снимается фаска. Края фаски необходимо закруглить.

Если возникла необходимость заварить трещину, ее нужно «разделать» по всей длине, чтобы увеличить площадь соприкосновения детали со сварочным материалом. Это можно сделать шлифмашиной с отрезным абразивным кругом для работ по металлу. Перед сваркой концы трещины необходимо засверлить, чтобы при нагреве она не разошлась еще на большую длину.

Как делать шов

Чтобы минимизировать вредные последствия, которые можно нанести высокотемпературной дугой чугунным деталям, сварку длинных швов недопустимо производить за один проход. Время сварки на отдельном коротком участке стыка не должно быть продолжительным.

Начинать сварку надо с середины стыка и произвести короткий шов, за тем отступив на некоторое расстояние от него, сделать еще два шва с обеих сторон первого. Если стык достаточной длины, необходимо таким же образом сделать еще несколько коротких швов. Затем провариваются участки между наложенными швами.

Первый шов при сварке деталей большой толщины накладывается посередине стыка, практически без осуществления поперечных движений электродом. Далее, по краям первого шва накладываются второй и третий.

Если толщина детали еще позволяет наложение швов, накладывается четвертый шов посередине, сверху второго и третьего, а позже, после остывания, накладываются пятый и шестой швы справа и слева от четвертого. Указанная последовательность швов применяется и далее, если необходимо произвести еще швы при достаточно большой толщине соединяемых заготовок.

Применяемые материалы

Когда необходимо соединить заготовки способом электросварки, применяются специальные электроды для сварки чугуна, в обмазке которых должен обязательно присутствовать ферросилиций.

Этот материал позволяет добиться однородности шва при сварке серого чугуна. При достаточной квалификации сварщика удается получить шов, который можно будет механически обработать, придавая ему более привлекательный вид.

Наиболее распространены следующие марки электродов:

  • ЦЧ-4 – используются чаще других. Благодаря особым компонентам, способным вступать в реакцию с углеродом, при которой возникают карбиды, не растворяемые в железе, покрытие этих электродов позволяет получить качественный шов;
  • ЦЧ-3А – электроды из стальной проволоки с нанесенным на нее фтористокальциевым покрытием. Благодаря этому покрытию получается прочный сварочный шов без трещин;
  • ЭМЧС – электроды, производимые из стальной низкоуглеродистой проволоки с трехслойным покрытием из легирующего, газозащитного и шлакоформирующего слоя. Такие электроды применяют для сваривания чугунных деталей небольшой толщины (до 10 миллиметров).

При сваривании чугуна в среде инертных газов или неплавящимися электродами допускается применение проволоки для сварки чугуна, марки которой обозначаются ПП АНЧ-1, ПП АНЧ-2, ПП АНЧ-3.

Каждый вид проволоки предназначен для одного из способов сварки – холодного, полугорячего или горячего. Проволока выполнена в виде полой металлической трубки, внутри которой находится флюс. Такая проволока позволяет производить полноценные швы, не уступающие по прочности чугуну, из которого состоят соединяемые детали.

При правильно выбранном способе сварки и достаточной квалификации сварщика, поврежденные чугунные изделия можно восстановить, практически без ущерба их прежнему состоянию, и эксплуатация их возможна в течение длительного времени.

Какие электроды нужны для сварки чугуна?

Обычно в бытовых условиях сварить между собой изделия, произведенные из стали, не представляет собой никакой сложности, но технология работы с чугуном подразумевает определенные особенности, которыми владеет далеко не каждый сварщик, даже имеющий опыт. Прежде всего необходимо отметить, что нужно будет подобрать правильные электроды для качественной сварки чугуна.

Обязательно следует принимать во внимание ключевые особенности данного материала. Для этого необходимо учитывать, что чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором содержание последнего не превышает 2,14%. Именно данный момент сильно сказывается на получении качественного сварного соединения. Сварка чугуна будет довольно проблематичной вследствие ряда причин:

  • В данном материале при проведении сварочных работ будут регулярно образовываться поры и трещины;
  • Если будет производиться подобная обработка, то станут возникать разного рода каленые структуры, убирать которые с поверхности изделия будет довольно проблематично;
  • Когда будет производиться сварка тонкого чугуна электродами, вследствие серьезного перегрева материала может возникать его рассыпание.

Чугун может быть двух основных разновидностей:

  • Белый, который вообще не способен реагировать на проведение сварочных работ вследствие своей твердости и хрупкости. Его можно только шлифовать.
  • Серый представляет собой довольно мягкое изделие, по сути, будет производиться обработка ковкого чугуна. Его можно с легкостью обрабатывать, в том числе и подвергать сварочным работам.

Как осуществляется сварка чугуна электродом?

Чтобы получить качественное соединение, необходимо правильно подобрать электроды для сварки чугуна, которые должны будут функционировать при использовании соответствующего оборудования. При этом следует принимать во внимание, что в районе образования сварного соединения этот металл будет становиться довольно хрупким. Этот факт связан с тем, что при проведении сварных работ электросварка становится причиной возникновения определенных перегрузок, что в итоге приводит к увеличению хрупкости данной стали, так как углерод будет подвергаться дополнительной кристаллизации.

Читайте также:  Чудо-печь на солярке - цена и отзывы владельцев

Какими электродами можно пользоваться при сварке чугуна?

Для того чтобы сварное соединение заготовок, изготовленных из чугуна, получилось наиболее качественным, следует использовать следующие марки электродов, предназначенных именно для сварки чугуна:

  • ОЗЧ-2 – эта продукция оснащена специальным стержнем, изготовленным из меди, которая дополнительно покрывается веществом, содержащим в себе большое количество графита;
  • МНЧ-2 – данные изделия в качестве стержня имеют специальный сплав, содержащий в себе никель, железо, марганец и медь. Данная продукция позволяет получить соединение максимально высокого качества, однако эти электроды отличаются высокой ценой.

Сварка чугуна по холодной методике потребует соблюдения определенной технологии, которая будет заключаться в образовании сварного соединения определенной ширины. В процессе выполнения работ также придется следить за тем, чтобы соединяемые между собой заготовки не достигли определенной температуры. В противном случае в районе формирования сварного шва металл станет довольно хрупким.

Если будут возникать определенные дефекты при формировании сварного соединения, то нужно будет воспользоваться специальной подложкой, выполненной из графита. Она позволяет не допустить вытекания металла из формируемого сварного соединения.

Технология получения соединения элементов из чугуна

Сварка чугуна электродом в домашних условиях может потребоваться в самых разных случаях. В частности, у многих людей до сих пор установлены чугунные ванны, которые отличаются хрупкостью. Если такая конструкция расколется, то ее сразу выбрасывать совершенно необязательно. При правильном применении сварочного метода изделию можно возвратить первоначальный вид. Сварка чугуна возможна при использовании определенных технологий:

  • Нержавеющим электродом, однако данные работы должны осуществляться в среде инертного газа. Подобный метод применяется в случае, если необходимо произвести ремонтные работы, связанные с канализационными трубами или автомобильными элементами. Также данная методика может использоваться, когда требуется соединить между собой металлы разной природы.
  • Горячая технология сварки чугунной стали применяется исключительно в промышленных условиях. Перед непосредственным соединением заготовок, изготовленных из чугуна, их тщательно прогревают таким образом, чтобы они достигли одинаковой температуры. Только при соблюдении данного момента будет получено соединение наивысшего качества. Стоит отметить, что подобная технология может применяться исключительно теми сварщиками, которые осведомлены относительно способа проведения данных работ, к тому же они в обязательном порядке должны соблюдать все необходимые требования безопасности.
  • Холодная технология сваривания чугунных стальных элементов применяется в бытовых условиях, когда к качеству соединения предъявляются минимальные требования.

Сварка чугуна с использованием газа

Данная методика может применяться как в бытовых, так и в промышленных условиях, особенно в случае, если к образуемому сварному соединению предъявляются определенные требования, связанные с прочностью. Эта технология прекрасно показывает себя, когда требуется проварить основной металл заготовок на незначительную глубину. В зависимости от используемого оборудования, режимов наложения сварного шва на соединяемые элементы довольно-таки много. Однако придется учитывать определенные моменты, которые так или иначе будут оказывать влияние на качество шва:

  • Напряжение, которое подается на электрод.
  • Квалификация сварщика, то есть как он будет накладывать расплавляемый электрод на основной металл.
  • Сила тока, идущая внутри основного металла электрода.
  • Скорость проведения электрода по соединяемым элементам.

Оптимальными будут следующие показатели: самым лучшим будет напряжение порядка 25-30 В при силе тока более 150 А. Скорость прохождения электрода не должна превышать 12 метров в час. В данном случае лучше всего использовать сварную проволоку, диаметр которой не должен быть больше 1 мм.

Как осуществляют холодную сварку чугуна?

Как было уже сказано выше, данная технология используется в бытовых условиях. Основной особенностью этого метода является отсутствие необходимости в привлечении какого бы то ни было специализированного оборудования. Холодная сварка подразумевает использование одного из следующих электродов:

  • Медные с содержанием железа до 50%;
  • Медные с добавлением не больше 15% никеля;
  • Железно-никелевые;
  • Стальные;
  • Чугунные.

Для получения наиболее качественного соединения лучше всего пользоваться именно чугунными электродами. Благодаря им можно наложить последовательно один за другим валики сварного соединения. Если планируется использовать электроды, изготовленные из качественной стали, то для получения наиболее прочного и долговечного соединения следует дополнительно устанавливать металлические шпильки.

Как правило, электроды с содержанием железа и никеля применяются для того, чтобы произвести определенные ремонтные работы с чугуном, но для соединения заготовок из этого материала их использовать не рекомендуется. Они прекрасно подходят для заваривания трещин или сколов на чугуне, однако соединять чугунные элементы ими нежелательно. Это связано с тем, что они имеют слишком высокую температуру плавления, а этот фактор может серьезно нарушить кристаллическую решетку этого металла. В свою очередь, это сделает соединение чересчур хрупким — оно будет рассыпаться даже от незначительного физического воздействия.

При правильном подходе можно получить качественный сварной шов из чугуна, главное здесь – выбрать правильные электроды и оборудование.

Проведение сварки чугуна электродом в домашних условиях

С помощью инвертора или аппарата на постоянном токе можно успешно провести сварку чугуна электродом в домашних условиях. Нужно правильно подобрать инструменты и проводить процедуру без перегрева отдельных участков материала. Перед началом манипуляций с основным изделием следует потренироваться на черновом железе.

Чугунные изделия широко применяются в промышленности и быту. Для частного использования из них изготавливают сантехнику, элементы ограждений, запчасти к автомобилям. Активная эксплуатация сплава приводит к необходимости проведения сварочных действий.

Читайте также:  Как закрепить дюбель в стене 1

Особенности чугуна

Работа с чугуном имеет некоторые тонкости. Для качественной сварки потребуются правильные электроды. Нужно знать особенности металла.

Чугун — это сплав железа и углерода, последнего содержится не более 2,14%. Он включает также определенные добавки и примеси. При электросварке углерод способен кристаллизоваться, поэтому данный вид стали при обработке становится хрупким. Это влияет на качество сварного соединения.

Проблемы при сварке чугуна электродом возникают по следующим причинам:

  • материал склонен к появлению трещин и пор;
  • образуются каленые структуры, удалить которые с поверхности непросто;
  • тонкий металл при перегреве может рассыпаться;
  • быстро затупляется режущий железо инструмент;
  • белый сорт, твердый, хрупкий, не реагирует на обработку, его можно лишь шлифовать;
  • мягкий (ковкий) металл хорошо поддается обработке.

Для сварки применяют серый чугун. Он вязкий, пластичный, помимо 3,2—3,5% углерода имеет в составе серу, кремний, марганец, фосфор.

При обработке железа важно знать некоторые технологические особенности:

  • непрерывный шов должен иметь длину не более 5 см;
  • при варке инвертором нельзя нагревать материал до температуры выше 80°C, исключить перегрев помогут периодические перерывы в процессе сварки;
  • соблюдение обратной полярности.

Подготовительный этап перед проведением сварки

Для получения качественного соединения необходимо основательно подготовиться к проведению сварочных работ. Нужно внимательно выполнить следующие предварительные действия:

  • болгаркой с лепестковым кругом очистить элементы от загрязнений и пыли;
  • обезжирить конструкцию растворителем;
  • при манипуляциях с тонким металлом оборудовать место работы подкладками для отведения тепла;
  • перед варкой толстого материала напильником или болгаркой произвести разделку кромок;
  • трещины засверлить по краям и разделать по длине или вырезать трещины и закруглить концы;
  • перед горячей сваркой изделие нужно нагреть с помощью печи, газовой горелки или паяльника.

Для работы подойдут проводящие ток стержни, содержащие медь или никель (ОЗЖН-1, ОЗЧ-2,3, 4,6, МНЧ-2 и другие).

Технологический процесс варки чугуна в домашних условиях

Для правильной сварки чугуна электродом в домашних условиях следует соблюдать требования к подготовке изделий и ведению сварного шва:

  • При работе с толстым материалом выполняется разделка кромок под углом 45°. Это делается с помощью болгарки или точильного станка.
  • Графитовое основание размещают под материалом толщиной 3 мм и менее. Это предотвратит вытекание расплавленного металла с обратной стороны.
  • Очищают поверхности от грязи, разогревают его паяльником или иным методом.
  • При достижении необходимой температуры начинают варить чугун. Ставятся прихватки, фиксирующие конструкцию (кроме заварки швов и раковин). Их число должно быть больше на 20%, чем при работе с малоуглеродистой сталью.
  • Шов делают быстро, избегая колебаний электродом. Для соединений более 10 см он ведется с разных сторон в несколько заходов. Благодаря этому все части изделия прогреваются равномерно.
  • Толстые пластины требуют многопроходных швов. Второй и последующие слои делаются при колебании электродом. Так границы шва расширяются, чугун прочнее связывается.
  • Каждый проход завершается отделением шлака. Это предупреждает непровары, позволяет перекрыть поры нижнего шва.
  • Закончив работу, материал присыпают песком или углем и дают остыть.

Иногда качественную сцепку шва производят при помощи металлических шпилек с резьбой. Они вкручиваются в кромки изделия и должны иметь диаметр до 40% от толщины рабочего материала. Их требуемое количество вставляют в обрабатываемую поверхность в шахматном порядке. Такое расположение исключает перегрев изделия. Они усиливают сварное соединение, снижают содержание в нем углерода.

Вокруг каждой шпильки металл наплавляют послойно. Затем заваривается пространство между нетронутыми креплениями. Выполняют один соединительный шов или несколько.

Способы сварки

Сваривание чугунных сталей производится одним из трех способов:

  • Горячим. Перед соединением детали прогревают до 600—650°C. Для домашних условий данный метод не подходит. Он требует наличия специального нагревательного аппарата, знания нюансов взаимодействия с нагретым металлом.
  • Полугорячим. Аналогичен предыдущему способу, но температура нагрева составляет 300—350°C.
  • Холодным. Рабочие поверхности не нагревают. Данный метод применяют в домашних условиях.

В быту применяется методика сваривания чугунных сталей с использованием газа. При этом получают более прочный соединительный стык. Технология подходит для проваривания металла на незначительную глубину.

На качество шва влияют некоторые моменты:

  • подаваемое на проводящий ток стержень напряжение;
  • опыт сварщика, т. е. его умение накладывать на железо расплавляемый электрод;
  • сила тока, идущего через проводник;
  • скорость прохождения электрода по свариваемым элементам.

Для работы идеально подойдет напряжение 25—30 В при силе тока не менее 150 А. За час проводной стержень должен проходить не более 12 метров. Для этого необходима сварная проволока толщиной до 1 мм.

Сваривание чугунных сталей может производиться нержавеющим электродом. Ее осуществляют в среде инертного газа. Метод применяют при ремонте канализационных труб или автомобильных элементов. Его используют для соединения металлов разной природы.

Соблюдение мер безопасности

Сварка чугуна электродом в бытовых условиях требует соблюдения следующих норм безопасности:

  • помещение для проведения работ должно иметь освещение и вентиляцию;
  • необходимо использовать заземление;
  • чугун нельзя быстро охлаждать, поэтому его поверхность нужно защитить от влаги;
  • исполнитель обязательно использует СИЗ (средства индивидуальной защиты).

Заварить чугунное изделие в домашних условиях несложно при знании основ работы, соблюдении всех технологических нюансов процесса.

Видео по теме: Мастер-класс по сварке чугуна электродами

Ссылка на основную публикацию
Электрическая регулировка сидений Автокресла
Электропривод на сидения своими руками - схема, фото, видео Установить электропривод передней спинки сидения на автомобиль ВАЗ с передним приводом...
Штрафы водителям, не пропустившим пешеходов — особенности, размеры, наказание
Непропуск пешехода «Должен ли я был пропускать пешехода?» — с таким вопросом в редакцию обратился житель Бреста, приславший неоднозначную видеозапись....
Штрафы ГИБДД за превышение скорости в 2020 году — что важно знать
Дорожный знак 6 Чего греха таить, некоторые водители, приобретая некий (подчас, непродолжительный) опыт управления транспортным средством, позволяют себе весьма пренебрежительно...
Электрическая схема ВАЗ 2108, 2109, 21099 с низкой панелью приборов
Электрооборудование 2108 Полная схема — Энциклопедия журнала За рулем Схема электрооборудования автомобилей ВАЗ–2108, ВАЗ-21083, ВАЗ–2109, ВАЗ-21093 и ВАЗ-21099 исполнения «стандарт»...
Adblock detector