Как приварить сталь к чугуну полуавтоматом

Обновлено: 28.04.2024

Возможна ли сварка чугуна полуавтоматом? И что нужно знать о технологических особенностях такого вида работ? Дальше об этом в нашей статье.

Сварочные работы по чугуну довольно сложны в технологическом плане. Сам материал очень плохо переносит воздействия высоких температур с последующим охлаждением. Для получения качественного шва нужно оборудование и специальные электроды.

В чем специфика сварки чугуна

Чугун чаще всего используют в изделиях, производимых путем литья. Но такой металл довольно хрупок и наиболее распространенные поломки это трещины. Их, как правило, заваривают, используя электросварку. В чем трудность проведения такого вида работы?

Расплавленный чугун очень текучий, что создает трудности при заваривании сквозных трещин и пробоин. Это же свойство часто приводит к сквозному прожиганию металла.
Чугун имеет относительно невысокую температуру плавления. Воздействие высокотемпературной электрической дуги приводит к его отбеливанию (изменение структуры), вследствие чего материал в месте сварки становиться более хрупким и трескается уже при остывании.
Кислород, который находиться в атмосфере вступает в контакт с углеродом, это провоцирует образование множества пор в теле сварного шва. Соединение от этого имеет намного меньший запас прочности.

Это — основные проблемы сварки чугунных деталей. Для их решения применяют несколько технологий, которые позволяют избежать быстрого разрушения соединения.

Способы сварки чугуна

Сразу стоит заметить: если Вам нужно сделать сварочный шов по чугуну — не нужно экспериментировать! Не надо варить такой металл стальными электродами — шов трескается в 100% случаев. То же касается и полуавтомата с использованием проволоки для варки стали!

В основном, для сварки чугунных деталей используется две основные технологии: горячая и холодная. Также может применяться и полугорячий метод варки такого металла.

Холодный способ варки

Такой метод позволяет варить чугун без предварительного нагрева деталей. Особенно он актуален, когда конструкции имеют довольно большие габариты.

Обязательное условие такого способа — это использование специальных электродов.

Обычно для этого выбирают расходники, в составе которых есть железо, медь и никель. Эти элементы не приводят к образованию сплавов с углеродом, от чего шов не получается слишком хрупким.

Горячий и полугорячий способы

Главное — это соблюдение температурных режимов. Чугун нельзя нагревать более чем на 600 градусов. Иначе начинается процесс, которого и пытаются избежать во время сварки — изменение структуры и отбеливание (образование белого вида чугуна).

Этот способ может быть нескольких видов в зависимости от того, до какого показателя происходит нагрев. Например, при полугорячем способе детали нагреваются в пределах от 350 до 400°, а теплый предусматривает подогрев в пределах 250 градусов.

После завершения сварки детали нужно медленно охлаждать (иногда до 5 суток!), чтобы шов не треснул от слишком быстрого снижения температуры.

Горячие способы сварки более трудоемки. Но позволяют при этом получить качественные соединения.

Как варить чугун полуавтоматом

В большинстве случаев использование полуавтоматической сварки позволяет получать сварные швы очень высокого качества. Все дело в устройстве такого аппарата. Швы ложатся точечно и каждая отдельная точка как бы вбивается в поверхность металла. При этом полуавтомат не разогревает слишком большие площади. Итак, как варить чугуны полуавтоматом?

Подготовительные работы

Независимо от используемого оборудования, будь то ручной инвертор или полуавтомат, чугун нужно подготовить к сварке.

Металл тщательно очищают от загрязнения, если есть следы масла — его удаляют растворителями.

Сами кромки нужно расширить по всей длине (для этого можно использовать болгарку или зубило). Однако нужно делать зачистку очень аккуратно, удаляя металл в несколько подходов послойно!

При заваривании трещин по ее края нужно засверлить точки, иначе растрескивание может получить продолжение в процессе сварки.

Также, при толщине детали больше чем 5 миллиметров, по краям нужно сделать фаску под углом в 45-60 градусов. Тонкие изделия варят с использованием графитовых подкладок, чтобы можно было избежать вытекания расплава и прожигания металла насквозь.

Выбор проволоки

Как было сказано выше, не стоит пытаться заварить чугун, используя стальные виды проволок для полуавтомата. С их применением этот процесс становиться нереальным без повреждений.

Сегодня существуют специальные виды сварочной проволоки для работы по чугуну.

Их подбирают в зависимости от выбранного способа сварки.

Проволока с маркировкой ПП АНЧ-1 — используется в процессе варки без подогрева (холодный метод).
При полугорячем подогреве до 350 градусов применяют сварочную проволоку марки ПП АНЧ-2.
И, конечно же, при горячем нагревании до 600 градусов применяют расходник с маркировкой ПП АНЧ-3.

Каждый из этих расходных материалов представляет собой порошковую проволоку (маркирование ПП), в составе которой есть уже необходимые элементы (медь, кремний, железо, никель и прочие). Благодаря чему можно сваривать чугун полуавтоматом.

Сварочный процесс

Проведя всю необходимую подготовку, приступают к сварке металла. Лучше всего использовать горячий метод. Для этого деталь нагревают до 600 градусов в печи, после нагрева нужно сразу же начинать сварку.

Нагревание нужно контролировать, чтобы не превышать допустимые показатели. Если все таки произошел перегрев, ни в коем случае нельзя допустить попадания воды на металл. Даже капля приведет к образованию трещин и окончательно испортит изделие.

Нужно особо уделить внимание настройке сварочного оборудования. На полуавтомате чугун варят на малом постоянном токе и с обратной полярностью.
Под детали укладывают графитовую подкладку (подформовку).
Держатель ведут под углом в 50-60 градусов к поверхности свариваемых деталей. Главное — это видеть конец проволоки и контролировать весь процесс.
Шов накладывают в несколько слоев за два три прохода.
Во время ведения первого шва не нужно делать колебательных и поперечных движений, как в случае со сталью.
Следующие проходы можно делать с использованием поперечных ведений кончика проволоки.
После окончания сварки нужно удалить шлак и обеспечить постепенное остывание детали. Для этого металл накрывают или засыпают негорючим материалом (асбест, древесный уголь).

Сварочный процесс полуавтоматом происходит намного быстрее, чем при ручном режиме. Стоит предварительно потренироваться в скорости ведения шва и подачи проволоки!

Также для защиты сварочной ванны от поступления кислорода можно использовать полуавтоматический режим сварки с использованием подачи аргона.

А что Вы можете добавить к данному материалу статьи? Поделитесь своим опытом в сварочных работах с использованием полуавтоматических аппаратов в блоке комментариев. Какими видами проволоки вы пользовались и какие настройки выставляли на полуавтомате?

Сварка чугуна полуавтоматом: особенности и правила

Сварка чугуна полуавтоматом — относительно простая разновидность работ. Но как и в любых других сварочных манипуляциях, тут есть свои важные особенности и правила. Необходимо учесть нюансы каждого способа, обратив внимание на рекомендации специалистов.

Способы

Сварка полуавтоматом чугуна возможна по различным схемам. В отличие от стали, однако, чугун сваривается очень плохо. Потому к такой работе нужно подходить максимально вдумчиво. Недопустима сварка чугуна при помощи стальных электродов.

Даже самые тщательные работы по такой схеме неизбежно приводят к растрескиванию шва.

В подавляющем большинстве чугун можно варить:

холодным;
горячим;
полугорячим методами.

Работа без заблаговременного подогрева деталей востребована, если приходится сваривать крупные конструкции. Но в этом случае придется применять электроды специального образца. Предпочтительны расходники, содержащие медь, железо и никель. Такие добавки не провоцируют повышения хрупкости шва. Однако все же обычной практикой является использование горячего и полугорячего методов.

Предварительный разогрев подразумевает использование либо печей, либо индуктивных нагревателей. Такие методы широко применяются в промышленных масштабах. Наиболее важным требованием является строгое исполнение теплового режима. Недопустим прогрев металла более чем до 600 градусов. При превышении этой планки неизбежно меняется структура чугуна, и он переходит в белый вид.

Полугорячий вариант — это нагрев до 350-400 градусов. Теплая сварка ограничивается прогревом до 250 градусов. Когда процесс закончен, металл охлаждают крайне медленно, иногда несколько суток, чтобы избежать растрескивания шва. Горячие методы отличаются повышенной трудоемкостью. Однако только они позволяют достичь качественных соединений.

В ряде случаев применяют сварку чугуна в защитной среде углекислого газа. Такая защита помогает существенно повысить производительность труда.

Кроме того, углекислотная изоляция от внешней среды полезна и при работах на особо ответственных участках. Для этой цели используют чугунные либо стальные (но со специальным покрытием) электроды. Для горячей сварки подходят только чугунные электроды с толстым защитным покрытием.

В холодном режиме можно применять электроды из:

чугуна;
стали со специальным внешним слоем;
стали с оплеткой из меди;
медно-жестяной смеси;
медно-никелевого состава;
железоникелевого состава.

Подготовка

Чугун перед сваркой требуется аккуратно вычистить. Недопустимы даже малейшие частицы грязи или пленок. Снимать следы масла помогает использование растворителей. Грубые дефекты убирают шлифовальной машинкой. Кромки расширяют по длине той же болгаркой.

Но зачищать металл требуется предельно тщательно. Его лучше снять послойно, потратить больше времени, нежели повредить изделие. Трещины заваривают, предварительно засверливая проблемные точки. В противном случае прямо в ходе сварки трещины будут расползаться.

Важно: на всех деталях, чья толщина больше 5 мм, на краях требуется сформировать фаску; угол ее формирования составляет 45-60 градусов.

Тонкие чугунные изделия надо варить, применяя подкладки из графита. Если их нет, расплав может вытечь и прожечь металл полностью. Сварочную проволоку подбирают сообразно применяемому варианту сварки. Для «холодной» методики нужна ПП АНЧ-1. Для полугорячего способа правильнее использовать ПП АНЧ-2, а для горячего — ПП АНЧ-3.

Описание процесса

Оптимальная технология горячей сварки чугуна полуавтоматом подразумевает сначала прогрев металла до 600 градусов, а затем немедленное начало работы. Степень разогрева надо внимательно проконтролировать. Если все же перегрев допущен, придется исключить малейшее попадание воды. Даже единственная капля может спровоцировать растрескивание и окончательную порчу изделия. Само сварочное оборудование должно быть тщательно настроено.

Полуавтомату задают слабый постоянный ток и обратную полярность. Чтобы четко сварить чугун полуавтоматическим способом, необходимо вести держатель под углом от 50 до 60 градусов.

Важно: все время работы следует контролировать визуально кончик проволоки и весь ход процесса. Швы формируют послойно, делая 2 или даже 3 прохода.

Нежелательны перемещения в поперечной плоскости или колебания во время создания первого шва – это приемлемо только при работе со сталью.

Второй и последующие проходы позволяют немного расслабиться и водить кончиком проволоки в поперечной плоскости. Когда сварка завершена, шлак аккуратно удаляют. Остывание металла будет идти равномернее, если его накрыть или обсыпать негорючими материалами.

Рекомендация: стоит заблаговременно потренировать навык быстрого выполнения шва и аккуратной подачи проволоки. Защищать сварочную ванну от проникновения кислорода помогает подача инертных газов, прежде всего аргона.

Полуавтоматы базового уровня отличаются однокорпусным исполнением. В общем модуле содержатся:

генератор сварочного тока;
двигатель, подающий проволоку;
редуктор;
пассивные части толкающего механизма;
газовая нагнетательная система;
блок управления.

Многие люди пытаются заварить с углекислотой различные чугунные изделия. Частая причина их неудач — несоблюдение технологии. Чтобы нейтрализовать частично угарный газ, нужно применять проволоку с небольшой концентрацией марганца. Рекомендуется подключать ток с обратной полярностью, иначе невозможно получить, действительно, стабильную дугу. Но прямая полярность вполне допустима, когда идет наплавка металла.

В углекислотной среде можно применять осцилляторы. Темп подачи проволоки выбирают такой, чтобы дуга оставалась стабильной при конкретном напряжении.

Особое внимание следует уделять размеру рабочего сегмента электродов. Очень большой вылет приводит к порче шва. Очень короткие электроды усложняют наблюдение за процессом, и часто предотвратить выгорание наконечника оказывается невозможно.

Полезные советы

В некоторых случаях полезнее использовать «дедовский» метод сварки чугуна. Этот вариант подразумевает использование «простого» электрода. Предварительно все неровности и шероховатости устраняют при помощи УШМ. Электрод нужно обмотать медной проволокой. «Минус» подают на деталь, а «плюс» – на электрод. Рекомендуемое напряжение — 80 А.

Перегревать чугун категорически нельзя – это даже более вредно, чем недостаточный подогрев. После окончания работы шов обстукивают молотком, зачищают и смотрят на полученный результат. Самые сложные участки можно проварить на 120-125 А. Сварка без меди нецелесообразна, потому что качество шва окажется слишком слабо.

Довольно часто звучит вопрос, как приварить к металлу чугун или, иными словами, как соединить его со сталью.

Тут также выделяются уже известные 3 ключевых метода — холодный, горячий и промежуточный режимы. Предпочтение надо отдавать второму типу, потому что он позволяет добиться максимально добротной связи свариваемых изделий. Однако надо понимать, что это наиболее долгий и трудоемкий процесс. Полугорячий метод подходит только для высоколегированных сплавов. А холодная методика рекомендована исключительно при наплавке, потому что в других случаях она не работает.

Соединить сталь с чугуном помогут электроды:

Как варить чугун, смотрите далее.

Сварка чугуна со сталью

Сварка чугуна со сталью – операция, которая сегодня пользуется высокой популярностью. Данная технология применяется во многих отраслях промышленности, включая машиностроение, производство станков, металлургию и т. д. Железоуглеродистые сплавы (чугун) широко используются для производства различных изделий и конструкций. Продукция из этого материала отличается доступной ценой и рядом положительных характеристик.

Проблемы и особенности сварки чугуна со сталью

Чугун представляет собой углеродистый сплав железа, в котором углерода содержится более 2,11–2,14 %. Этот материал может включать различные примеси: кремний (до 3 %), марганец (менее 1 %), серу, фосфор и легирующие добавки (хром, никель, ванадий, алюминий, магний и т. д.). Содержание специальных добавок и термическая обработка позволяют увеличить прочность и пластичность чугуна.

Железоуглеродистые сплавы могут эффективно сглаживать вибрации. Этот материал отличается устойчивостью к износу и обладает отличными литейными характеристиками. Широкое применение чугуна для производства разных деталей приводит к тому, что такие сплавы часто приходится сваривать с различными металлами.

Технология такого сваривания особенно широко используется на чугунно-литейных предприятиях. Кроме того, чугунные изделия получили применение на заводах, которые ориентированы на ремонт различных видов оборудования. Кроме того, такие операции позволяют устранить разные дефекты железоуглеродистых отливок.

Особенность чугуна заключается в том, что он по своему составу напоминает сталь, но его строение затрудняет процесс сваривания. Это обусловлено повышенным содержанием углерода, который может находится в сплаве в форме зерен разного размера.

При сваривании изделий из чугуна, в структуре которого содержаться крупные зерна углерода, очень трудно добиться надежного соединения. Большие сложности возникают и при сваривании железоуглеродистых сплавов со сталью, что обусловлено разнородностью этих материалов.

Проблематичность этого процесса обусловлена особенностями структуры чугуна. Его химический состав способствует текучести при достижении температур плавления. Из-за этого невозможно при сваривании создать однородный прочный шов. После продолжительного нагревания чугун может вытекать из сварочной ванны. Чугунные сплавы в сравнении со сталью имеют более низкую температуру плавления и меньшую пластичность. Такие особенности могут стать причиной растрескивания сплава в ходе остывания после сваривания.

Углерод, содержащийся в чугуне, в процессе нагревания при его сваривании со сталью вступает во взаимодействие с кислородом из окружающего воздуха. В результате формируется неоднородный сварной шов с многочисленными порами. Такое соединение отличается низкой устойчивостью к нагрузкам на изгиб.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Сварка чугуна со сталью, технология которой учитывает описанные выше особенности, обеспечивает формирование сварного шва нормального качества. Для устранения текучести чугуна в местах соединения металлов нужно подложить платину из графита. Это позволит предотвратить вытекание расплавленного металла в случае его прожигания.

Третью проблему сваривания деталей из стали и чугуна можно решить за счет выполнения такой операции в среде, содержащей инертные газы. К примеру, можно использовать CO₂. Этот газ будет вытеснять воздух из зоны сварки. При сварке чугуна со сталью аргоном может применяться смесь Ar (аргон) и CO₂ в соотношении 1:4.

В зависимости от температуры разогрева соединяемых деталей различают три способа сварки стали и чугуна:

Горячая сварка – основной метод, который считается самым «правильным». Перед началом сваривания детали нужно нагреть до температур от +600 °С до +650°C.
При полугорячем сваривании детали из чугуна разогревают до +300…+350 °C.
Технология холодной сварки не предполагает нагревания соединяемых изделий.

Нужно отметить, что при разных методах сваривания деталей из стали и чугуна используются различные электроды. Важно строго соблюдать технологические нормы и требования для каждого способа.

Технология сварки чугуна со сталью

Необходимо следить, чтобы в процессе сваривания различных металлов в наплавляемом материале не формировались интерметаллидные структуры, которые отличаются хрупкостью. Это очень важное условие для получения надежного соединения деталей из стали и чугуна. Для сварки таких материалов используется технология с применением буферного слоя.

При этом не нужно стремиться к использованию металлов, которые по прочности и устойчивости к коррозии в большей степени надежны, чем более «слабый» материал соединяемой пары (в нашем случае это чугун). В связи с этим, чтобы правильно выполнить сварку стали и чугуна, нужно изучить следующие рекомендации по прочностным характеристикам и устойчивости к коррозии:

Чтобы предотвратить водородное растрескивание соединяемого элемента со стальной кромкой, используются электроды с фтористо-кальциевым покрытием.
Для сварки деталей из разнородных металлов их кромки следует предварительно разогреть.

В процессе сварки чугуна со сталью полуавтоматом вольфрамовым электродом с неплавящимся проводником в инертной газовой среде присадочным материалом могут выступать очищенные и выпрямленные стержни из порошковой проволоки с подходящим химическим составом либо стальные полосы. При этом следует учитывать, что такое решение может привести к формированию интерметаллических соединений, отличающихся хрупкостью.

Сварка стальных и чугунных деталей производится путем установки сварочного тока обратной полярности. Это условие применимо к сварочным аппаратам, у которых напряжение обычного тока холостого хода составляет около 54 Вольт. Если используется оборудование для сварки с более высоким значением напряжения холостого тока, то сваривание этих металлов может выполняться в режиме переменного тока.

Рекомендуем статьи по металлообработке

В любом случае сварка чугуна со сталью полуавтоматом предполагает предварительный нагрев деталей до +600 °C. Это необходимо для предотвращения чрезмерного расширения материала в зоне сварки. Если сваривать разнородные металлы без такого нагрева, то в ходе сваривания и последующего остывания деталей могут произойти необратимые деформации. При соблюдении такого условия всего за один проход получается полностью герметичный шов между сталью и чугуном.

Если детали имеют большие габариты либо они включают легкоплавкие элементы, а также в других случаях, которые приводят к невозможности предварительного нагрева до требуемой температуры, то сварка должна производиться по другой методике. При этом сваривание выполняется валиками длиной до 0,25 см. Перед тем как нанести очередной валик, необходимо обеспечить остывание предыдущего.

Методика сварки валиками применяется в ситуациях, когда отсутствуют строгие требования по герметичности шва. Дело в том, что плотному свариванию валиков будет мешать сам процесс охлаждения. Кроме того, готовый шов получается очень хрупким, поэтому такую технологию нельзя применять, если существуют требования по дальнейшей обработке места сварки.

Долговечность швов, наложенных на чугунные детали, зависит от правильно подобранного типа электродов. Нужно учитывать, что из-за хрупкости чугуна конструкции из этого материала могут иметь много разных дефектов.

После завершения сварки соединение не должно быстро остывать. Особое внимание этому условию следует уделять при приваривании патрубков из стали к батареям из чугуна. Скорость остывания стальных сплавов гораздо выше, поэтому нужно уровнять время остывания свариваемых элементов. Для этого детали из стали засыпают материалом, который дольше сохраняет тепло (уголь, песок и т. д.).

Если метод сваривания чугуна со сталью выбран правильно, а сварщик имеет соответствующую квалификацию, то поврежденные чугунные детали несложно восстановить. Им можно вернуть необходимое состояние без ущерба для долговечности изделий.

Специалисты по сварке могут применять и другие технологии для работы с рассматриваемыми материалами. В этой статье мы приводим только проверенные методики. С их помощью выполнять сварку чугуна со сталью можно и в домашних условиях.

До того, как начать сваривать чугун со сталью инвертором, необходимо провести подготовительные мероприятия. Вначале место соединения чугунной детали следует зачистить болгаркой с лепестковым кругом или другой насадкой, которая может применяться для таких работ. Зачистка верхнего пласта производится до слоя металла, который еще не окислен.

Зачищенное место нужно обязательно обезжирить бензином или другим растворителем. Сварка чугуна со сталью инвертором для заделки трещин предполагает зачистку металла на всю глубину дефекта. Затем в этом месте следует засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Дуговая сварка чугунных и стальных изделий может выполняться с помощью шпилек из стали или послойно без применения опорных элементов. Размеры шпилек строго регламентированы. К примеру, их диаметр должен быть менее 40 % от толщины чугуна. При этом выступ шпильки над свариваемым изделием допускается до 4–6 мм. Рекомендованный промежуток между шпильками должен составлять более 6 диаметров. Число шпилек определяется размерами соединения, но не должно превышать 1/4 площади излома.

Сварка чугуна со сталью в домашних условиях требует соблюдения некоторых требований. Кромки деталей не должны иметь острых срезов в месте соединения (оптимальная форма кромок – сферическая). Для такой сварки используются специальные электроды. Нужно применять марки электродов с медью, хромом, никелем и других лигатур (соединений), которые обеспечивают возможность наплавления стали на чугун.

Что нужно учесть перед началом работ по сварке чугуна и стали:

полярность подключения должна быть обратной;
выбирайте минимально допустимую мощность сварочного аппарата для определенной толщины электрода;
непрерывный сварной шов не должен быть длиннее 3–5 см;
для предотвращения перегрева чугуна используют частые перерывы;
первый и последний слои в многослойных швах нужно проковать молотком (при минимальном усилии).

Необходимые материалы для сварки чугуна со сталью

Как было отмечено ранее, для сваривания чугунных и стальных изделий необходимо использовать особые марки электродов. Их покрытие должно содержать ферросилиций, который обеспечивает формирование однородного шва. Сварка чугуна со сталью электродом такой марки позволяет получать швы, поддающиеся механической обработке.

Производители выпускают в широком ассортименте электроды для сварки чугуна со сталью. Важно сделать правильный выбор, так как от этого зависит долговечность сварного соединения. Существует определенный перечень марок, которые используются на промышленных предприятиях. Чаще всего на производстве сварка чугуна со сталью выполняется электродами ОЗЧ-2, ЦЧ-4, МНЧ-2, ОЗЧ-4 и т. д. Если рассматривать продукцию российских компаний, то это могут быть изделия марки ЦЧ-4.

Основное назначение электродов ЦЧ-4 – сварка чугуна по холодной и горячей технологии. Кроме того, их используют для ремонтных наплавок, напаек и заваривания дефектов, полученных в результате литья. Электродами данной марки можно варить ковкий чугун высокой прочности, а также чугунные и стальные детали. Технология сварки ими предполагает нижнее положение сварного шва, который формируется токами обратной полярности. Электроды данной марки обеспечивают высококачественное сваривание стальных и чугунных изделий.

Марка электродов ОЗЧ-2 может применяться для решения тех же задач, что и изделия ЦЧ-4. Сварка ими выполняется при нижнем или вертикальном формировании шва. Для этого также используется постоянный ток обратной полярности. Электроды данной марки больше подходят для сваривания тонкостенных изделий.

Чтобы получить шов высокого качества, следует обязательно зачистить кромки деталей. На них не должно быть посторонних веществ, включая масляных пятен. Поскольку структура чугуна способствует впитыванию масел и различных технических жидкостей, то участок сваривания следует обработать до совершенно чистой поверхности.

Сварка чугуна со сталью аргоном или в среде других инертных газов, так же как сваривание неплавящимися электродами, может выполняться с помощью специальной проволоки, которая маркируется как ПП АНЧ-1, ПП АНЧ-2 и ПП АНЧ-3.

Каждая отдельная марка проволоки предназначается для определенной технологии сваривания (горячей, полугорячей или холодной сварки). Конструкционно проволока изготавливается в форме металлической трубки, в которой находится флюс. С ее помощью можно выполнять полноценные швы, прочность которых будет такой же, как и у свариваемых чугунных изделий.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Как самостоятельно варить чугун полуавтоматом

Сварка чугуна

Чугун применяется для производства коллекторов, шкивов и труб. Материал характеризуется хорошими литейными качествами, что помогает получать изделия разной конфигурации. Однако сплав имеет существенный недостаток – хрупкость. При ударах возникают повреждения, для устранения которых применяется сварка чугуна полуавтоматом. Существует несколько способов применения такого оборудования.

Проблема сварки чугуна полуавтоматом

Заваривать трещины в деталях из такого сплава сложно. В процессе работы сварщик сталкивается с такими трудностями:

Повышенная текучесть чугуна мешает формированию прочного шва. Чрезмерное разжижение сварочной ванны не позволяет тщательно оценивать качество соединения. При сварке тонких пластин возникают прожиги, капли расплава вытекают наружу. Предотвратить развитие такой ситуации помогает использование огнеупорных подложек. Научиться формированию швов в условиях повышенной текучести металла можно, регулярно тренируясь на ненужных заготовках из подобного сплава.
Другой сложностью считается низкая температура плавления. Электрическая дуга разогревает место сварки до экстремальных температур. Чугун быстро перегревается, из-за чего в процессе затвердевания образуются зазоры между кромками и присадочным материалом. Если чугун содержит кремниевые или магниевые присадки, в структуре сварного соединения появляются твердые включения, усложняющие шлифование шва. Избежать образования дефектов помогает медленный нагрев заготовки перед сваркой, постепенное охлаждение конструкции после выполнения работ.
Заваривать чугун сложно и из-за наличия множества пор, возникающих при выделении углерода. Даже тщательная обработка шва не улучшает его эстетические качества, не повышает устойчивость к механическим воздействиям. Для защиты соединения применяют омедненную сварочную проволоку. Процесс протекает в среде защитного газа. Используемый при этом присадочный материал должен содержать флюс.

Разновидности доступных методов сварки

Способ выбирают с учетом назначения соединяемых деталей. Методы отличаются скоростью формирования соединения, стоимостью работ.

Холодный способ сварки

Это наиболее простой метод соединения заготовок из сплава с большим содержанием углерода. Материал не прогревают перед началом работы, он должен иметь комнатную температуру. Холодный способ предназначен для сварки конструкций, подвергающихся минимальным нагрузкам. Он может использоваться для реставрации истертых поверхностей чугунных изделий.

Непрерывная подача присадочного материала помогает быстро формировать шов, выполнять объемные ремонтные работы за небольшой промежуток времени. Соединение, получаемое холодным способом, отличается средними эксплуатационными качествами.

Полугорячий метод

Перед тем как варить чугун полуавтоматом этим способом, заготовки нагревают до +350 °С. Для этого применяют жар от углей, создающий нужные условия. Подготовительные работы препятствуют изменению структуры чугуна при сварке. В таком случае под воздействием электрической дуги появляется меньшее количество трещин.

Технология используется при сборке конструкций, подвергающихся средним нагрузкам.

Горячий способ сварки

Этот метод используется при необходимости получения прочного сварного соединения. Перед началом работы заготовки нагревают до +600 °С. Для этого применяют установки, вырабатывающие индукционные токи. Кабели подсоединяют к детали, измерительное устройство контролирует температуру. После достижения нужных значений возбуждается электрическая дуга, с помощью которой формируют шов.

Снизить вероятность образования трещин помогает оставление конструкции в золе до полного охлаждения. Длительность периода остывания зависит от толщины заготовки.

Горячий метод помогает получить прочный надежный шов, однако он сопряжен с существенными временными и материальными затратами.

Особенности сваривания чугуна полуавтоматом

С помощью такого оборудования можно самостоятельно реставрировать металл. При этом выбирают любой режим сварки: сварку MIG (с использованием химически неактивного газа) или MAG (наплавку с применением углекислоты).

При применении этих технологий присадочный материал распределяется равномерно, проволока подается в сварочную ванну автоматически. Использование точечной сварки для работы с чугуном не рекомендовано. Из-за ограниченной площади контакта тщательный прогрев детали становится невозможным.

Подготовка чугуна к работам

Прочность соединения зависит от качества разделки кромок. Трещины перед сваркой вырезают на всю глубину. Углы выравнивают, шлифуют. Разделка должна превышать ширину дефекта на 1-2 см, глубину – на 1-2 мм. Замковые точки засверливают, что повышает надежность соединения. Разделку выполняют под углом 45°. Масляные пятна удаляют обезжиривающим составом или обжигают. Под тонкие заготовки подкладывают графитовую подставку. В таком случае металл не будет растекаться. Кромки очищают от стружки и пыли, уменьшающих прочность соединения.

Выбор присадочной проволоки

Для сварки в среде углекислого газа применяют плавящиеся электроды. Использовать обычную проволоку по стали нельзя. Это способствует появлению большого количества трещин в процессе охлаждения. Выбор проволоки для чугуна определяется режимом сварки:

при работе холодным методом используют плавящиеся электроды ПП АНЧ-1;
полугорячий метод подразумевает применение присадки ПП АНЧ-2;
при сварке с нагревом до +600 °C используют ПП АНЧ-3.

Символы «ПП» в маркировке свидетельствуют о наличии наполненной порошком сердцевины.

Материал содержит все нужные для сварки присадочные компоненты (кремний, железо, медь, никель). Они делают шов стабильным и прочным.

Необходимое оборудование

Полуавтоматическая сварка ведется с применением аппарата, непрерывно подающего присадочный материал в сварочную ванну. Также требуется защита рабочей области газом или флюсом. Простые полуавтоматы представлены единственным модулем, объединяющим редуктор, двигатель, подающий механизм, систему выпуска газа. При больших объемах работ применяют составное оборудование. Газовая горелка и средство подачи проволоки такого агрегата заключены в отдельные корпусы. С учетом устройства электрических цепей приборы делятся на:

Однофазные полуавтоматы. Характеризуются компактными размерами и удобством подсоединения к сети. Приборы работают от бытовых розеток 220 В.
Трехфазные агрегаты. Питаются от промышленной электрической сети 380 В.

При выборе аппарата учитывают тип подающего механизма, который бывает:

Толкающим, находящимся в пределах корпуса. Устройство выводит присадку в рукав. При использовании тонкой проволоки материал может застревать.
Тянущим, встроенным в рукоять горелки. Он втягивает присадку, равномерно подавая ее в сварочную ванну. Недостатком считается возможность чрезмерного истончения проволоки.
Комбинированным, сочетающим 2 типа механизмов. Узлы работают синхронно, обеспечивая стабильную подачу расходного материала.

Процесс сварки

Соединение чугунных заготовок выполняют так:

Подготавливают кромки деталей, при необходимости устанавливают подложку.
При использовании полугорячего или горячего способа прогревают детали до нужной температуры. При работе холодным методом этот этап пропускают.
Фиксируют заготовки в правильном положении. Начинают подачу газа, через 10 секунд зажигают электрическую дугу.
Медленно ведут горелку вдоль шва, удерживая инструмент под наклоном.
Повторно сваривают шов (в зависимости от толщины металла действие выполняют 2-5 раз). На этом этапе допускается поперечное ведение электрода.
Обрывают дугу, через 30 секунд перекрывают газ.
Очищают швы, оставляют их под асбестовым или угольным слоем для медленного остывания.
Выполняют заключительную обработку соединения.

Как варить ковкий и высокопрочный чугун

Работа с такими типами сплава ведется в среде углекислого газа с применением проволоки Нп-30ГХСА, Св-08Г2С или Св-08ГС. Предварительный нагрев заготовок не требуется. В процессе сварки соблюдают такие правила:

Для снижения объема присадки в шве сварку ведут, перекрывая 1/3 ширины валика. Дуга должна направляться в сторону расплава. Для сохранения структуры чугуна используют метод каскадного формирования соединения с применением отжигающих валиков.
Использование проволоки Нп-30ГХСА способствует появлению в соединении включений, повышающих прочность наплавленных слоев.
Первичную сварку особо прочного чугуна со сталью выполняют с подачей расходного материала марки Св-08Г2С. Последний слой наплавляют с помощью проволоки Нп-30ГХСА.

Исправление сварочных дефектов

Способ устранения зависит от типа недостатка:

Кратер, представляющий собой углубление в конечной точке, снижает прочность соединения. Его повторно заваривают, обрывая дугу на готовом участке шва.
Подрез – местное утончение металла устраняют путем наплавления нового слоя. При небольшой глубине дефекта обходятся механической чисткой.
Непровар возникает при неправильных прерывании и возобновлении сварочного процесса. Такие дефекты негативно сказываются на устойчивости соединения к ударам. Для устранения непровара повышают силу тока.
Наплыв образуется при попадании расплава на поверхность детали. Для предотвращения его возникновения увеличивают напряжение дуги, уменьшают расход присадки. Устраняют дефект механическим способом.
Прожог представляет собой сквозное отверстие, образующееся при вытекании расплава. Для устранения дефекта повторно очищаются и провариваются поврежденные участки.

Прочность готовой конструкции зависит от качества сварки. Поэтому после завершения работ тщательно осматривают шов.

Как сваривать чугун со сталью

Сварка чугуна со сталью применяется вынужденно, в основном для ремонта. При соблюдении технологии удается получить соединение с необходимой прочностью, позволяющее на какое-то время продлить эксплуатацию конструкции. При первой возможности поврежденные детали следует заменить.

Характеристики свариваемости металлов

Оба материала представляют собой сплав железа с углеродом. Различие состоит в количестве карбона:

С ростом содержания углерода свариваемость сплава ухудшается. Наиболее сложным в этом отношении является чугун.

Количество карбона в нем превышает порог растворимости, поэтому избыточный элемент выделяется в виде различных структур:

В сером чугуне – чешуек.
В ковком – дендритных образований, напоминающих снежинки.
В сверхпрочном – шариков.

Трудносвариваемость чугуна объясняется следующим:

Графитовые включения представляют собой концентраторы напряжения. Поэтому сплав плохо работает на растяжение. Нагрузки такого рода возникают при остывании шва, что приводит к появлению трещин.
Под действием высокой температуры дуги углерод выгорает. Вследствие этого в шве возникают поры.
Образуются окислы с более высокой температурой плавления, чем у основного материала.
Жидкий чугун обладает высокой текучестью.

Стали по свариваемости делят на 4 категории. Наиболее надежно соединяются низкоуглеродистые марки, наименее – высоколегированные.

В чем сложность сварки чугуна и стали

Главная проблема заключается в трудносвариваемости чугуна. Кроме того, влияние оказывают различия в следующих параметрах:

Температуре плавления. Для стали этот показатель составляет +1300…+1500°С, для чугуна – +1100…+1300°С. К моменту расплавления первого материала второй становится чрезмерно жидким. Поэтому приварить сталь к чугуну можно только в нижнем положении.
Коэффициенте теплопроводности. Он равен 16 Вт/м*С у нержавеющей стали, 54 – у низкоуглеродистой и 80 – у чугуна. Материалы остывают с разной скоростью, в результате чего могут появляться трещины.
Электропроводимости. Показатель зависит от характера распределения углерода. У стали он составляет 7-12% IACS, у чугуна – 2-3,45%. Разница влияет на положение дуги, искажает распределение плотности тока в ней.
Пластичности.

Коэффициенты температурного расширения у обоих материалов равны.

Из-за большого количества естественных препятствий следует уделить особое внимание устранению прочих негативных факторов. К ним относятся окисление наплавки, насыщение ее азотом (вызывает охрупчение материала) и водородом (является причиной пористости).

Какие технологии используются

Сварку материалов осуществляют несколькими способами. Выбор зависит от толщины заготовок, марки стали, имеющегося в наличии оборудования.

С плавящимися электродами

Такие расходники предназначены для ручной дуговой сварки. В процессе работы металл сердечника плавится и переносится в сварочную ванну.

С целью предотвращения контакта соединяемых материалов с азотом и кислородом атмосферного воздуха на стержни наносят обмазку. При сгорании она продуцирует облако газов, окружающее сварочную ванну. Для соединения чугуна и стали используют электрод с обмазкой основного типа. В отличие от других покрытий, содержащих органику, она не выделяет водород.

Холодная сварка

По способу предварительной подготовки деталей различают 3 вида сварки:

Первый метод позволяет получить самое надежное соединение. Предварительный нагрев уменьшает неравномерность распределения температур в массиве заготовки и этим снижает риск раскрытия трещин.

Более низкая температура (второй метод) допускается при большом количестве легирующих элементов в материале заготовок. Они повышают прочность и пластичность шва.

Холодная сварка наименее энергозатратна. Но соединение получается малонадежным. Данный метод допускается применять только в случае, если шов будет работать на сжатие.

При помощи аргонодуговой сварки

Данный способ предполагает использование тугоплавких электродов.

Их делают из следующих материалов:

Вольфрама.
Прессованного графита искусственного происхождения.
Электротехнического угля.

Неплавящийся расходник не имеет обмазки и не служит источником металла для сварочной ванны. Поэтому в рабочую зону подают:

Защитный газ. В большинстве случаев это аргон, иногда его смешивают с углекислотой.
Присадочный материал в виде проволоки или пластин. В первом варианте изделие может быть полым с содержанием внутри флюса.

Сварка чугуна со сталью электродом неплавящегося типа осуществляется одним из следующих способов:

Полуавтоматическим. Сварщик одной рукой удерживает горелку, второй – подает присадочный материал.
Автоматическим. Процесс сваривания обходится без участия человека.

Сопло для подачи защитного газа встроено в горелку. В него устанавливают тугоплавкий расходник.

Как выбирать электроды для стали и чугуна

Сплавы соединяют с помощью расходников следующих марок:

Это наиболее распространенные расходники. Есть и другие с аналогичными характеристиками, например ОЗЛ-25.

Методы избежания основных ошибок

Соединяя стальную деталь с чугунной, необходимо соблюдать следующие рекомендации:

Режим и материалы подбирают по наиболее трудносвариваемому сплаву, т.е. по чугуну.
При отсутствии повышенных требований к прочности соединения используют присадочный материал из чистого никеля.
Следует избегать перегрева заготовок. Размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Перегретый сплав при остывании потрескивает, в шве появляются трещины.
Не рекомендуется пытаться сварить сталь и чугун с наибольшим содержанием углерода. Он склонен к появлению трещин и потому считается несвариваемым. Необходимо прибегнуть к альтернативным вариантам соединения.
При ремонте конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам, сталь напрямую к чугуну не приваривается. Сначала на него наплавляют никелевый присадочный материал, формируя т.н. буферную зону.
Работы надо вести с умеренной скоростью. При быстрой сварке образуются горячие и холодные разломы.

Наиболее надежными швы получаются при следующих условиях:

Дуге придают уклон в сторону заваренного участка, стараясь не затрагивать основной металл.

Инструкция по сварке чугуна со сталью

Каждый способ имеет свои особенности. Неукоснительное соблюдение технологии обеспечит высокое качество соединения.

Метод холодной сварки

Из-за своей низкой надежности данный способ предъявляет повышенные требования к подготовке соединяемых деталей. Их подвергают тщательной зачистке, особое внимание уделяют участкам со ржавчиной, окалиной и масляными пятнами.

Поверхностный слой чугунного изделия отличается пористостью. Он хорошо впитывает масла и грязь, поэтому простой обработки обезжиривателем будет мало. Материал снимают абразивным инструментом до плотного металла.

Из-за существенного перепада температур между холодной деталью и горячим швом в нем возникают большие усадочные напряжения. Их снимают т.н. проковкой: свежую наплавку уплотняют ударами молотка с округлым бойком. Операция считается завершенной, когда глухой звук сменится звонким.

Сварка при помощи плавящихся электродов

Перед началом работы настраивают сварочный аппарат. Параметры зависят от его мощности, характеризуемой напряжением холостого хода:

Устанавливают минимальную силу тока из диапазона, допустимого для расходника данного диаметра. Чтобы чугун не вытекал из сварочной ванны в случае сквозного проплавления металла, под стык подкладывают графитовую пластину.

Соединение выполняют короткими участками длиной 3-5 см. Швы большой толщины варят в несколько подходов. После каждого осуществляют проковку наплавки.

По завершении процесса следует обеспечить плавное остывание стыка. Есть 3 способа:

Заготовки закутывают в минераловатный теплоизоляционный материал.
Соединение периодически подогревают паяльной лампой.
Кладут детали в печь, где осуществлялся их нагрев, и дают остыть вместе с ней.

Третий вариант применяют в случаях, когда сварка ведется по горячей технологии.

Если стальная деталь имеет вид трубы, в нее рекомендуется засыпать песок или керамическую крошку. Теплоемкий материал уравняет скорость остывания обеих заготовок.

Применение аргонодуговой технологии

Присадочный материал подбирают по размерам и условиям работы заготовок:

В большинстве случаев применяется порошковая проволока ПП АНЧ-3 с никелем и другими легирующими элементами. Она выпускается с покрытием, но его необходимо удалить. При нагреве заготовок до 300°С используется модификация ПП АНЧ-2.
При сварке тонкостенных заготовок в качестве присадочного материала используют чугунные пластины.
Если соединение будет испытывать только сжимающие нагрузки – сплав на основе никеля.

Расход аргона устанавливается на уровне 20-25 л/мин.

Сварка толстостенных элементов с легированными вставками

Соединение таких заготовок выполняют по следующим правилам:

Применяют холодную сварку.
Шов набирают короткими прихватками длиной 2,5 мм.
Каждую последующую выполняют после остывания предыдущей.

Несмотря на то что прихватки следуют одна за другой, данная технология не обеспечивает герметичности соединения. Это объясняется тем, что новый шов ложится на уже отвердевший, поэтому они не сливаются воедино.

Кроме того, соединение получается хрупким. По этой причине способ не подходит, если в дальнейшем предполагается механическая обработка шва.

Сравнение методов: какой лучше

Наибольшие прочность и надежность обеспечивает сварка тугоплавким электродом (аргонодуговой метод) с предварительным нагревом заготовок. Она используется при ремонте ответственных конструкций.

Если доступен только аппарат для ручной дуговой сварки, используют плавящиеся стержни. Заготовки также лучше нагреть. Холодная технология допускается только для устройства соединений, работающих на сжатие.

Читайте также: