Холодная сварка горячая сварка

Обновлено: 16.05.2024

Холодная сварка представляет собой способ соединения деталей без нагрева какими-либо внешними источниками при комнатной температуре. Она применяется в случаях, когда физически или экономически нецелесообразно выполнять сварку с предварительным нагревом ввиду больших габаритов изделия, возникновения значительных внутренних напряжений или опасности коробления, например, газовую сварку своими руками. Выполняется холодная сварка по металлу при помощи специальных устройств, способных вызывать одновременную направленную деформацию заранее очищенных поверхностей в сочетании с нарастающим напряженным состоянием, способствующем образованию монолитного высокопрочного соединения. Таким способом можно соединять кадмий, серебро, цинк, алюминий, железо, медь, никель, свинец. Большим преимуществом холодного метода является соединение разнородных металлов, образующих интерметаллиды или чувствительных к нагреву.

Соединяемые детали сваривают внахлест путем вдавливания в металл пуансонов с одной или двух сторон. Соединения могут выполняться в виде непрерывного шва или отдельных точек. Наличие зоны обжатия около вдавливаемого пуансона способствует уменьшению коробления детали и повышению напряженного состояния в зоне сварки, что влечет за собой образование периферийного провара за площадью отпечатка пуансона. Недостатком являются возникающие технические затруднения, связанные с устранением протекания металла между прижимом и пуансоном и созданием двух больших давлений на малой площади поверхности. Этим способом можно сваривать малопластичные материалы.

Роликовая сварка

Роликовая (шовная) сварка представляет собой еще один способ соединения деталей, характеризующийся непрерывностью монолитного соединения. Заготовки располагаются между роликами и обжимаются ими при полном погружении рабочих выступов в металл. После этого ролики начинают вращать. Изделие перемещается, а рабочие выступы, последовательно внедряясь в металл, вызывают его интенсивную деформацию. В итоге образуется непрерывный монолитный шов.

Недостатки роликовой сварки

Недостатком является свободное затекание металла вдоль оси шва, что затрудняет образование достаточного напряженного состояния материала в зоне соединения. При необходимости его повышения увеличивают диаметр роликов. Роликовую сварку можно выполнять на металлорежущих станках, например фрезерных, а в случае необходимости сварки тонких пластичных металлов — на ручных настольных станках.

Рациональность в применении

Наиболее рационально применять холодную сварку по металлу при массовом производстве одинаковых деталей и в электротехнике, где с ее помощью можно соединять медные детали с алюминиевыми, с обеспечиванием надежного электрического контакта в разъемных соединениях.

Сварка цветных металлов сильно отличается от сваривания стали. Подробнее можно прочитать в этой статье.

Клей-паста — для сваривания металла

В последние годы появился еще один вид холодного метода сваривания. Этим термином называют особый клей-шпаклевку с добавлением стального порошка, обладающий сверхвысокой адгезией к большинству материалов, используемых в ремонте и строительстве (металл, пластик, стекло, дерево, керамика и т. д.).

Такой холодный метод соединения стали характеризуется высокой устойчивостью к воздействию различных агрессивных сред. Холодной технологией сваривания очень просто пользоваться, поэтому она находит применение при ремонте бензобаков, глушителей, радиаторов, головок блока цилиндров, аккумуляторов в автомобиле, а также для ремонта мебели, аквариумов, сантехники, зеркал, инструментов и т. д. Очень удобна при ремонте труб водоснабжения. Обладая свойством увеличиваться в объеме при затвердении, она выступает в качестве пробки при ликвидации вытекания жидкостей из любых агрегатов. После высыхания образуется соединение, по прочности сравнимое с горячей сваркой, что позволяет выполнять последующую токарную обработку, сверление, нарезку резьбы и окрашивание. Отломанную или потерянную деталь можно легко восстановить, вылепив ее руками.

Одной из популярных марок такого клея является холодная сварка для металла mastix, предназначенный для быстрого и надежного склеивания, герметизации соединений и восстановления утраченных фрагментов любых металлических изделий, работающих в температурном диапазоне от -60 ºС до +150 ºС.

Холодная сварка для металла инструкция

Соединяемые поверхности или место ремонта очистить от грязи и ржавчины крупнозернистой наждачной бумагой, по возможности обезжирить (ацетоном и т. п.) и просушить.
Отрезать необходимую по объёму часть состава и тщательно смешать оба компонента пальцами до образования равномерной массы.
Нанести полученную смесь на ремонтируемую поверхность. Для склеивания деталей нанести массу на обе склеиваемые поверхности, прижать и зафиксировать на 40 — 45 мин. При использовании на замасленных или влажных поверхностях смесь следует пригладить возвратно-поступательными движениями до ощущения её прилипания к поверхности(прочность соединения при этом снижается на 20 — 25 % для замасленных поверхностей).

Чтобы разгладить поверхность или придать ей необходимую форму, можно использовать плоские предметы, смоченные водой.
ВНИМАНИЕ!

Клей для металла mastix

Период жизнеспособности пластилина составляет 25 — 30 минут при +20 °С. В условиях, обеспечивающих отвод выделяющегося тепла время жизнеспособности увеличивается, при нагреве – уменьшается.

Состав схватывается в течении 40 — 45 минут при +20°С. На этот период необходимо обеспечить взаимную фиксацию соединяемых деталей.

По истечении 2 — 2,5 часов соединение можно подвергать любым механическим обработкам и нагрузкам.

Меры безопасности

Ни в коем случае не допускать попадания компонентов стержня на кожу и в глаза. При попадании в глаза следует промыть их водой и сразу обратиться к врачу. Для исключения попадания на кожу следует использовать защитные перчатки. Запрещено использовать на поверхностях, непосредственно контактирующих с продуктами питания.

Цена холодной сварки для металла достаточно низкая, но судя по отзывам, данная технология с лихвой позволяет окупить потраченные вложения.

Какую температуру выдерживает холодная сварка в зависимости от марки и особенностей применения?

Холодная сварка применяется во многих случаях при ремонте металлических и неметаллических изделий и деталей. Многие из ремонтируемых с помощью холодной сварки металлических деталей работают при повышенной температуре. Поэтому одной из важных характеристик любой марки является ее максимальная рабочая температура.

Общие условия использования

Характеристики марок холодной сварки, приведенные в их документации, будут выполняться только в том случае, когда соблюдается технология нанесения холодной сварки и основные условия ее применения, которые обычно приведены в инструкции по использованию.

В частности, для соединения двух деталей необходимо:

зачистить поверхности соединяемых деталей;
обезжирить поверхности с помощью ацетона или другого растворителя;
отрезать от двухкомпонентного бруска необходимый для использования кусок;
размять сварку до получения пластичной массы;
нанести состав на поверхностии соединить их;
оставить соединение неподвижным до полного затвердения;
после полного отвердевания обработать шов наждачной бумагой и окрасить.

При применении холодной сварки надо учитывать, что подготовленная масса начинает быстро отвердевать, поэтому работу с составом необходимо производить очень быстро. Если требуется произвести ремонт в большом объеме, то сварку лучше готовить небольшими частями, так как, в противном случае, она затвердеет и не будет годна к работе.

Для улучшения свойств холодной сварки в ее состав вводят наполнитель. Тип такого наполнителя зависит от того материала, на сварку которого рассчитана данная марка. Например, для сварки стали в качестве наполнителя используется железный порошок, а для сварки алюминия – пудра из алюминия. Поэтому для качественного соединения деталей необходимо подбирать соответствующую марку.

Недостатки

К недостаткам холодной сварки необходимо отнести:

малая прочность на разрыв, что не позволяет использовать эту сварку в ответственных соединениях;
неэстетичный вид шва, что требует его последующей обработки;
невозможность применения в капитальных работах.

Типы холодной сварки по температуре применения

По температуре применения марки холодной сварки можно разделить на два типа – общего назначения и термостойкие.

При ремонте автомобиля часто требуется восстановить структуру металла. Это могут быть трещины, скол, износ из-за трения, раковины. Если восстанавливать металл с помощью обычной сварки, то это потребует демонтажа деталей, наличия сварочного аппарата, соответствующих условий, опыта сварщика. Во многих случаях задачи ремонта решаются с помощью холодной сварки.

Средства холодной сварки общего назначения хотя и являются более универсальными, но они не учитывают температурного режима работы деталей.

В автомобиле существует большое количество систем, работающих при повышенных температурах. Такие температуры присутствуют не только в глушителях и выхлопных коллекторах, но в двигателе, в масляной и охлаждающей системах, системе торможения, а также в некоторых электрических частях автомобиля.

Примерная стоимость холодной термостойкой сварки на Яндекс.маркет

Для рабочих температур свыше + 200 °С в автомобилях рекомендуется применять составы высокотемпературной холодной сварки.

Стойкость к действию температуры

В процессе применения холодной сварки для различных случаев ремонта требуется знание допустимой рабочей температуры этого средства.

Обычные марки сварки имеют максимальную температуру порядка +(260…275) °С. Для специальных случаев промышленность выпускает термостойкую сварку, допустимая температура которой достигает + 900°С и даже +1316 °С.

В таблице приведены максимальные температуры для некоторых видов и особенности их характеристик.

Марка	Температура, °С	Особенности
Permatex (США)	+146	Стойкая к агрессивной среде
ABRO (США)	+260	Универсальная
Hi-gear (США)	+260	Универсальная
Титан (Россия)	+160	Высокие характеристики
Момент (Россия)	+140	Стойкость к касательной нагрузке
Термо (Россия)	+900	Термостойкая
Алмаз (Россия)	+1316	Термостойкая

Для увеличения рабочей температуры в состав добавляются различные добавки.

Например, термостойкая сварка «Термо» в своем составе содержит металлосиликатную композицию с повышенной вязкостью. С помощью марки такого состава, армированного стекловолокном, можно устранять дефекты (трещины, сколы) на деталях из стали, чугуна, титана и других жаропрочных сплавов, а также на керамике и теплоизоляционных материалах. Такая сварка может быть использована для ремонта без демонтажа прогоревших глушителей и систем выпуска газа автомобиля. Кроме высокой термостойкости, сварка «Термо» может выдерживать вибрации и механические нагрузки.

Советы как правильно обрабатывать стыки уложенного линолеума. Горячая и холодная сварка - инструменты, виды клеев .

Согласитесь, в наше время, несмотря на огромный выбор напольных покрытий, линолеум был и остается весьма популярным материалом. Я бы даже сказала, это самый и доступный материал для пола. Но тут, правда, есть одна проблема. Линолеум продается, как правило, в рулонах, и если кусок нужной длины можно отрезать, то с шириной возникают проблемы - ширина линолеума частенько меньше, чем ширина комнаты.

Что делать? К примеру, можно было бы положить два полотна параллельно, недостающее расстояние. Но тогда возникает : со временем стыки между полотнами отклеятся, начнут топорщиться, туда обязательно попадет вода (полы-то надо регулярно мыть!). Вода начнет линолеум изнутри, укорачивая его и без того не очень долгую жизнь.

Выход один: правильно обработать стыки. То есть сварить их . Причем сварить по всем правилам.

Теперь рассмотрим оба процесса.

Наша справка:

Специалисты делят линолеум на два типа: бытовой и коммерческий. Мы уже рассказывали, чем они отличаются. Но вкратце напомним, что бытовой линолеум мягче, чем коммерческий, и менее стойкий к истиранию, его делают исключительно из ПВХ. А вот более прочный коммерческий линолеум бывает и из ПВХ, и натуральный - из смолы, льняного масла, мела и джута.

Ширина рулона коммерческого и бытового ПВХ-покрытия в среднем - от 2-2,5 метров (реже встречается ширина 3-4 метра). Ширина натурального линолеума - в среднем 2 метра. Что, повторяем, как правило, меньше ширины и уж тем более длины комнаты.

Как варить? Есть два варианта - горячая и холодная сварка. Выбор зависит от двух моментов.

Во-первых, от типа линолеума. Если это коммерческое покрытие, то сварка может быть и горячая, и холодная. А если покрытие бытовое - то только холодная, иначе расплавятся не только швы, но и прилегающая к ним поверхность пола.

Во-вторых, выбор зависит от сложности шва. Например, если вы хотите сделать аппликацию на линолеуме, то значит, шов будет фигурный, сложный. Такой шов и проще, и аккуратней, и быстрей сделать холодной сваркой.

Вари шов, пока горячо

Итак, мы определились, что горячей сваркой (при температуре 350-400°С) варят только коммерческий линолеум. Можно, конечно, применить и холодную сварку, но, как правило, коммерческий линолеум стелют там, где много и часто ходят. Поэтому он и сварен должен быть прочнее, чем бытовой, то есть все-таки горячим методом. Но сразу оговоримся: горячая сварка - дело специалиста. Мастер будет работать специальным инструментом, у него же имеется специальный шнур для сварки коммерческого линолеума. А дело хозяина - лишь проконтролировать процесс. Что контролировать?

Отвечаем: сварку нужно проводить только после того, как линолеум уже хорошо приклеен к полу (в идеале работы проводятся только на следующий день после приклеивания).

Идем дальше. Как будет выглядеть процесс?

1. По всей длине стыка тщательно уложенных полотен линолеума (щель между ними должна быть минимальной) механическим рубанком или стамеской мастера прорезают канавку (паз) для шнура, которым и будут сваривать. Для каждого вида линолеума есть свой шнур. Средняя цена шнура - 67 центов за погонный метр для линолеума из ПВХ и 1,5 доллара - для натурального покрытия. Если вы покупаете линолеум на фирме, а не с рук, то продавцы выберут вам и необходимый шнур.
2. Мастера тщательно вычищают места стыков специальным пылесосом.
3. В сварочный пистолет-фен заправляют шнур, включают пистолет в сеть. Наконечником пистолета на секунду вжимают шнур в паз - шнур намертво вплавляется в стык. И так - по всей длине стыка.
4. Пока шов не остыл, специальным дугообразным ножом или плоской стамеской мастер срезает выступающую над поверхностью часть вплавленного шнура. Делать это нужно в два приема - иначе шов получится вогнутым.

Все - теперь шов получился прочный и герметичный.

Казалось бы, как все легко и просто! Однако специалисты не советуют проводить операцию самостоятельно. Во-первых, высокотемпературная сварка - довольно опасная работа. Во-вторых, напомним, без спецоборудования тут не обойтись. Покупать его бессмысленно: в следующий раз оно вам вряд ли пригодится. Да и дорого: один пистолет обойдется в 500-700$.

Конечно, можно взять оборудование в аренду. Но я, например, нашла только одну фирму, где его дают напрокат. Все фирмы предпочитают укладывать сами, не отдавая (как справедливо заметил один менеджер). Кроме того, чтобы попользовался пистолетом, придется оставить в залог 500$ и паспортные данные. Плюс сама плата за аренду обойдется в 35$ в сутки.

Сколько это стоит?

Итак, вы купили коммерческий линолеум. Откуда вызвать швов? Конечно, из фирмы, занимающейся именно сваркой швов.

Прейскурант следующий:
- от 100 погонных метров - 1,5 $/м;
- от 50 до 100 погонных метров - 2 $/м;
- до 50 погонных метров - 3 $/м.

Но эти расценки годятся только в том случае, если швы прямые, как линейка. А если вы, предположим, решили сделать аппликацию, то цены могут увеличиться и в 10 раз - все зависит от сложности аппликации. Например, мастерам из одной фирмы (пожелавшей остаться неизвестной) три раза пришлось переделывать аппликацию. Работали они на объекте косметической фирмы . Причем переделывать им пришлось изображение торгового знака фирмы - силуэта женской головы. Во сколько обошелся заказ , исполнители не говорят - коммерческая тайна.

Но если не нужны особые изыски и вы задумали постелить коммерческий линолеум без особых затей, то однозначно выбирайте горячую сварку. Тем более если нужно обработать длинные стыки.

Холодно и просто

А вот для бытового линолеума горячая сварка не подойдет. От высокой температуры линолеум тут же расплавится, и не только по шву. Для сварки бытового линолеума или для обработки сложных или коротких швов на коммерческом покрытии вполне годится холодная сварка.

Кстати, когда я рассказала историю о мучениях с изображением фирменного знака специалистам концерна (Tarkett Sommer), они очень удивились:

- Странно. А почему они клеем не воспользовались?

- Каким еще клеем? - тоже удивилась я.

Оказывается, решить проблему можно было довольно просто. Есть специальный клей для сварки швов линолеума. Он-то и называется холодной сваркой швов. Основное достоинство - идеально подходит для домашних условий и не требует участия мастеров. Кроме того, он отлично подойдет, если вы случайно повредили ПВХ-покрытие: клей заклеит порез так, что и следов не останется.

Клей бывает двух типов: А и С. Первый тип (А) подходит для сварки швов линолеума. Второй тип (С) - для заделки швов на линолеуме, который уже лежит какое-то время в квартире, и швы, вполне возможно, немного разошлись.

Разница между А-клеем и С-клеем - в консистенции, то есть в его густоте. С-клей (для старого линолеума) делают гораздо гуще: им приходится заполнять стыки, иной раз шириной несколько миллиметров. Он заливается между старыми полотнами, заполняя образовавшуюся щель, и скрепляет их намертво. А-клей по-другому: скрепляет плотно уложенные новые куски, фактически расплавляя ( ) края линолеума.

- А сколько времени будет держаться клей? Какой срок годности? - поинтересовалась я.

- Гарантируем: столько же, сколько будет лежать у вас дома линолеум. Особенно если пол ровный и линолеум к нему приклеен. Но предупреждаем: если есть так называемые воздушные подушки (то есть неприклеенные места), швы могут и разойтись.

Мнение эксперта

Валентина Князева, профессор кафедры архитектурного материаловедения МАРХИ:

- По всем техническим нормам клей для холодной сварки линолеума вполне пригоден для использования в домашних условиях. Хотя, по данным исследовательского центра МАРХИ, клей содержит более 40% хлора. Но по-другому и не может быть, иначе он не расплавит ПВХ-покрытие. Кстати, на Западе сегодня вообще стараются не применять дома линолеум и, следовательно, не сваривают швы. Но поскольку для сплавления швов ПВХ-покрытия ничего другого не изобрели, придется пока пользоваться этим.

Ну и хорошо. Правда, имейте в виду: натуральный линолеум холодная сварка может и . Теперь давайте разберемся, как надо работать с холодной сваркой.

Холодная сварка А-клеем

1. Сначала нужно (обязательно) надеть перчатки.
2. Пылесосом тщательно очищаем шов от пыли. Если в стык попала вода, надо насухо вытереть.
3. Наклеиваем на края полотнищ (по стыку) широкий односторонний скотч (он защитит ту часть линолеума, которую не нужно плавить).
4. Аккуратно прорезаем лезвием скотч над местом стыка полотен линолеума.
5. Теперь можно аккуратно наносить клей. На наконечнике тюбика есть - это направляющая, по которой катится клей. Под наконечником надо держать ватный тампон, чтобы излишки клея капали на него, а не на линолеум. Высота полоски клея (то есть выступающая над поверхностью часть) должна быть примерно 4 мм.
6. Через 5-10 минут можно удалять скотч. Через полчаса, когда клей окончательно высохнет, по шву можно будет ходить и даже бегать.
7. Если клей случайно вылился на линолеум, не нужно вытирать излишки сразу. Подождите, пока клей высохнет, а потом удалите острым ножом.

Холодная сварка С-клеем

Так выглядит шов на линолеуме
после холодной сварки С-клеем

Скотч не понадобится: клей густой, расползаться не будет. Все остальное происходит примерно по той же схеме.

1. Надеваем перчатки.
2. Очищаем место стыка от пыли и остатков старого клея (на который был наклеен линолеум).
3. Наносим клей и ждем, пока высохнет.

Внимание: во время холодной сварки советуем открыть в комнате окно, так как клеи содержат летучие растворители, вредные для здоровья!

Осталась еще одна неясность. Как лучше стелить линолеум и, соответственно, сваривать его - вдоль или поперек? Так вот, специалисты сказали, что здесь все зависит от того, как падает свет. А в целом на прочность швов это никак не влияет. И еще учтите: чем короче шов, тем надежней.

Кстати, в представительстве фирмы мне презентовали тюбик клея и несколько образцов ПВХ-линолеума. Для пробы. Там хорошо знают нашу привычку все проверять . Я проверила, и что же?

Действительно, куски линолеума сварились очень прочно. Мы всей редакцией пытались расчленить их всеми имеющимися подручными средствами - ничего не вышло! И шва действительно практически не видно. Мало того, нас так увлек занимательный процесс холодной сварки, что буквально очередь выстроилась, мои коллеги непременно хотели . Но я призвала их к порядку, самой еще пригодится: буду с племянником игрушечную сантехнику из линолеума клеить.

Зря смеетесь - на одной строительной выставке представители фирмы соорудили небольшую ванночку из линолеума и налили туда воды. Так эта ванночка простояла с водой всю выставку и ни капли не потеряла.

Холодная сварка

Линолеум – одно из самых дешевых, доступных, качественных и функциональных покрытий, дизайн которого весьма разнообразен и позволяет создавать сложные интерьеры. Благодаря этим преимуществам, линолеум продолжает пользоваться высоким спросом, несмотря на разнообразие напольных покрытий.

Приобретая линолеум, практически каждый сталкивался со следующей ситуацией: ширина рулона меньше ширины комнаты. Поэтому приходится застилать пол в несколько полос. В таком случае самой важной задачей является правильное, надежное скрепление стыков – иначе линолеум со временем «отойдет» от пола, в щель будет проникать влага, разрушая линолеум изнутри. Для предотвращения подобной ситуации и была разработана технология, которая получила название холодная сварка.

Холодная или горячая?

Существуют два способа сварки стыка – горячая и холодная сварка. Каждый из методов имеет свои преимущества, но специалисты гораздо чаще прибегают к холодной сварке. Чем это вызвано?

Во-первых, горячая сварка может быть использована только при укладке коммерческого линолеума, иначе Вы рискуете оплавить не только края напольного покрытия, но и сам пол, что приведет к серьезному косметическому дефекту.

Во-вторых, холодная сварка позволяет работать со сложными фигурными швами (они бывают в том случае, если Вы, к примеру, собираетесь сделать аппликацию на линолеуме).

В-третьих, холодная сварка позволяет добиваться более аккуратных швов, прилагая минимальные усилия.

Как работает холодная сварка?

Данная технология предполагает использование специального клея, который расплавляет края линолеума, после чего прочно «сваривает» их. Нужный эффект плавления достигается за счет добавления в состав клея хлора, воздействующего на ПВХ (именно поэтому холодная сварка не даст впечатляющих результатов, если Вы работаете с натуральным линолеумом). Поскольку хлор – агрессивное вещество, при использовании клея необходимо соблюдать технику безопасности.

Преимущества метода холодной сварки заключаются в том, что напольное покрытие может быть настелено быстро и просто (при этом не обязательно прибегать к услугам профессионалов, хотя с их помощью работа будет выполнена более качественно), и шов будет служить столько же, сколько и сам линолеум. Но специалисты предупреждают: холодная сварка не будет такой надежной, если линолеум уложен с образованием воздушных подушек (то есть не проклеенных мест). И главное достоинство такого способа обработки шва, как холодная сварка, заключается в высокой эстетичности конечного результата – шов заметен только при ближайшем рассмотрении.

Холодная сварка – типы клея

Существуют два типа клея, позволяющих накрепко сварить шов линолеума. Это клей «А» и клей «С».

С использованием этого типа клея выполняется холодная сварка свежеуложенного линолеума. Он имеет не слишком густую консистенцию (традиционную для клея), в короткие сроки «плавит» края покрытия, после чего скрепляет их. С помощью этого же клея могут быть устранены свежие разрезы на линолеуме – после использования данного вещества разрез буквально исчезнет.

С помощью данного типа клея выполняется холодная сварка линолеума, настеленного какое-то время назад. Клей имеет очень густую консистенцию. Это вызвано тем, что он собой заполняет шов (как правило, шов расходится, если линолеум был уложен какое-то время назад без надлежащей обработки стыков), после чего накрепко схватывается. Холодная сварка «С»-клеем дает менее эстетичный результат, чем при работе с «А»-клеем, но не менее надежный и долговечный.

Холодная сварка – технология

Холодная сварка «А»-клеем имеет более сложную технологию, чем работа с «С»-клеем. Кратко опишем ее:

Особенности и проблемы сварки чугуна: как избежать трещин при остывании шва и добиться прочности соединения

Сварка чугунных сплавов делается несколькими методами. Каждый из них выбирается как баланс между стоимостью и сложностью работ и прочностью, которая требуется от шва. Это вызвано физическими особенностями чугунных материалов, которые резко отличаются от подавляющей части остальных сплавов и металлов.

Особенности сварки чугуна

Чугун – это железный сплав с большим содержанием углерода. Углерод придает стальным сплавам твердость, при содержании его свыше 2,14% получаемый сплав уже является чугуном. Поскольку углерод не является металлом, он не может образовать с железом кристаллических решеток и присутствует в виде вкраплений графита различных форм или входит с железом в химическую связь. Из-за графита чугун имеет пористую структуру, насыщается газами и впитывает масло.

При сварке чугуна проблемы начинаются сразу после образования шва. При остывании, особенно быстром, легко возникают трещины, вызванные закалкой и сильными напряжениями в металле. Образуется карбид железа (цементит), чугун “отбеливается”, получает высокую твердость и хрупкость. Поэтому после сварки необходимо поддерживать температуру 200-300°C, постепенно снижая ее, чтобы избежать образования цементита.

Помогает также введение никеля в материал шва. Он смешивается с железом в любых соотношениях. При этом не образуется карбидов и повышения твердости, что позволяет избежать трещин. Можно использовать для этих целей медь, но она не обеспечивает такой однородности шва, как никель.

Сравнительно невысокая температура плавления чугуна (от 1200 до 1250 градусов) приводит к его высокой текучести и ограничивает положения сварки – особенно сложно варить потолочные швы. Кроме того, повышено газообразование, которое продолжается даже при остывании шва.

Так называемый “горелый” чугун (бывший длительное время под действием высоких температур) сваривать невозможно из-за появления окислов кремния и углерода. Вообще чугунные детали предпочтительно менять и при использовании не допускать их разрушения.

Основные трудности при сварке чугуна:

образование трещин при остывании шва;
сильное повышение твердости в области шва;
выделение газов создает пористость шва;
текучесть ванны усложняет технологию.

Подготовка чугуна к сварке

Перед сваркой, особенно ответственных деталей, необходимо произвести подготовку металла. Для этого выполняется перечень работ:

очистка от грязи и масла для всех видов сварки;
разделка кромок для всех видов сварки;
установка шпилек для холодной сварки (при повышенных требованиях к прочности);
прогрев деталей для горячей сварки;
формовка ванны для горячей сварки.

Особенно тщательно следует удалять масло, применяя растворители или отжиг горелкой.

При разделке кромок необходимо выпилить все трещины. Если будут устанавливаться шпильки, то разделку кромок следует выполнить под углом. В кромках засверливают отверстия, нарезают резьбу и завинчивают стальные шпильки, по крайней мере, на два-три “калибра” (отношение длины к диаметру). Внешние концы шпилек должны допускать их проварку между собой.

Подготовительный нагрев деталей при горячей сварке производят постепенно, на 100-150 градусов в час. Так же медленно выполняют и охлаждение, подогревая детали с уменьшением температуры.

Варианты сварки чугуна и их краткие характеристики

В зависимости от требований к прочности и характера повреждений чугунных деталей применяют один из нескольких способов сварки.

Горячая сварка

Горячую сварку применяют в тех случаях, когда необходимо получить высокую обрабатываемость шва и близость его состава и структуры к остальной массе чугуна. Свариваемые части подготавливают, как описано выше, и прогревают до температуры 700°C. При необходимости перед нагревом устраивают форму из материалов, применяемых в литейном деле. Это требуется для сквозных и краевых (отколотых) повреждений. Шлифованные поверхности и резьбы следует защитить глиной.

Горячую сварку применяют для изделий большой массы в тех случаях, когда требуется повышенная прочность. Тепло для ванны получают либо от электрической дуги, либо от газовой горелки. Горячая сварка отличается от других видов самым большим объемом ванны (до 0.5-1 дм. куб.). Это требует устанавливать заготовки только в нижнее положение.

Присадочный материал для горячей сварки – чугунные электроды увеличенного диаметра (от 8 мм и более) или порошковая проволока.

Полугорячая сварка

Полугорячая сварка чугуна производится аналогично описанной выше горячей, но температура предварительного подогрева здесь ниже, около 300-350°C. Это способствует понижению скорости остывания металла после сварки.

При полугорячей сварке меньше степень “отбеливания” чугуна по сравнению с горячим способом, что способствует и меньшей опасности возникновения трещин. Кроме того, требуется меньше энергии на подогрев деталей.

Полугорячую сварку делают малоуглеродистыми стальными электродами с легирующими добавками или автогеном, добавляя для присадки чугунный пруток.

Холодная сварка

Наиболее часто для небольших повреждений применяется холодная сварка. Слово “холодная” здесь означает то, что предварительный подогрев свариваемых частей не производится. Это значительно упрощает процесс, хотя и не позволяет получить качества шва, достижимого при горячем способе. Но для мелких дефектов на ненагруженных деталях – корпусах механизмов, крышках и т. д. – данный способ вполне оправдан.

Для деталей, несущих нагрузку, можно применить усиление шпильками из стали, которые завариваются с внешней стороны и затем закрываются верхним швом. При холодной сварке стремятся как можно меньше нагревать металл и применяют стальные электроды небольшой толщины (3-5 мм). Для снижения нагрева применяют постоянный ток, а электрод подключают к плюсу аппарата (обратная полярность). Материал электродов должен содержать как можно меньше углерода. Но и без этого в шве образуется тонкий слой белого чугуна. Избавиться от него не помогает даже продолжительный отжиг.

Хорошие результаты дает применение никеля или монель-металла (никель 70%, медь 20%) в сварочных электродах, но этот способ дорог. Его следует применять в тех случаях, когда требуется последующее точение, шлифование или фрезерование детали. Но необходимо учесть, что механическая прочность “никелированного” чугуна снижается.

Основные способы сварки чугуна

Серый чугун можно варить несколькими способами. Чаще всего это дуговая сварка стальными или специальными электродами. Эти способы относятся к холодному методу сварки.

Ручная дуговая сварка плавящимися электродами

Самые мелкие повреждения чугунных деталей можно заварить обычными стальными электродами 3 мм с тонкой обмазкой. Перед сваркой очищают швы и выпиливают или вырубают трещины. Сварка ведется небольшим током 80-120 ампер.

Повреждения	Электроды	Дополнительно
Мелкие	Стальные	Поковка шва молотком
Средние	Медные
Крупные	Медные и никелевые	Усиление шпильками

Если требуется повысить качество шва при дуговом способе, то вместо трансформатора берется инвертор, так как он позволяет работать на постоянном токе. Это дает кое-какие дополнительные возможности, указанные в таблице ниже.

Полярность	Деталь	Электрод	Особенности
Прямая	Плюс	Минус	Увеличение нагрева детали. Небольшой расход электродов
Обратная	Минус	Плюс	Умеренный нагрев детали. Большой расход электродов

Причина такой разницы в физике процесса: положительный электрод сильно бомбардируется тяжелыми отрицательными ионами, что дает дополнительную энергию в общем балансе выделения тепла. Разница в температуре может достигать 700°C. В общем, за возможность избегать перегрева чугуна при электродуговой сварке приходится платить некоторую цену: тратить лишние электроды.

Применение трансформатора лишает сварщика возможности прогревать электроды разными способами, так как при переменном токе этой разницы нет – тепла выделяется поровну на каждом конце дуги. Кроме того, снижается стабильность дуги – на переменном токе она горит не все время.

Для уменьшения перегрева шва применяют движение электрода зигзагом или по кругу, как удобнее сварщику. Тепло при этом распределяется равномернее. Также полезно делить большие швы на меньшие участки, а в промежутках между выполнением участков давать остыть металлу до 80-50°C.

Чтобы повысить качество шва на чугуне, применяют электроды с добавлением меди, никеля или монель-металла (сплав меди с никелем). Наиболее простой и дешевый вариант: стальную проволоку Св-08 (Св-08А) обматывают медной проволокой и окунают в раствор силиката натрия (жидкое стекло). После высыхания обмазки можно варить.

Газовая сварка

Газ или электричество для сварки – это лишь способ нагрева, подвода энергии к сварочной ванне. Но из-за разницы в физике и химии этих процессов могут появиться технологические отличия. При сварке чугуна газом можно использовать ацетилен или пропан-бутановую смесь, но оба варианта с кислородом. Вместо электрода используется присадочная проволока из никеля или чугунный пруток. Чтобы избежать окисления, можно использовать обмазку присадочного материала флюсами (на основе буры), но часто бывает достаточно использовать прогрев металла восстановительной частью факела горелки.

Горелкой следует постепенно прогревать место вокруг сварки. Определить подходящую температуру в области шва (200-350°C) поможет только опыт сварщика. Добившись ее, производят сварку участка. Затем постепенно отводят горелку, избегая резкого остывания. Разумеется, газа тут расходуется заметно больше, чем при сварке стали, но это при газосварке чугуна неизбежно, иначе пойдут трещины.

Аргонодуговая

Аргонодуговая сварка чугуна возможна, но это слишком дорогой вариант, не дающий никаких особенных преимуществ перед другими видами сварки. Чугун не нуждается в такой тщательной защите от окисления, как, например, алюминий. Если все же приходится варить чугун аргоном, то здесь следует соблюдать те же правила:

избегать перегрева металла;
постепенно прогревать место шва;
постепенно охлаждать после сварки.

Все это приводит к большому расходу аргона. Поэтому для подогрева лучше использовать другие методы. Обычно это та же ацетиленовая горелка, что лишает смысла вообще варить аргоном. При сварке аргоном обычно используют неплавящиеся электроды или полуавтомат. В последнем случае его потребуется зарядить нужным типом проволоки, например, никелевой.

Иные варианты

Из прочих вариантов можно дополнить раздел о горячей сварке. Этот способ требует самого большого расхода энергии и подготовки форм для сварочной ванны большого объема. После очистки места для шва вокруг этого места (и при необходимости) снизу делают перегородки из огнеупорной глины. Для форм также используют графитовые пластины. Снаружи форма защищается коробкой из листового железа: это гарантирует, что ванна не разольется. Для предварительного нагрева и медленного охлаждения деталей используют печи (в старые времена для больших деталей использовали костер).

При холодной сварке больших деталей металл разделывается под углом 90 градусов, а в разделочные фаски вворачивают шпильки небольшой длины из малоуглеродистой стали. Верхние концы шпилек обеих половин шва обваривают между собой также сталью с малым содержанием углерода. Они придают шву значительную прочность. Сверху шов заваривают медным или медно-никелевым сплавом.

Читайте также: