Лопается шов при сварке чугуна

Обновлено: 28.04.2024

Сегодня привезли электроды . Spec может быть сначала нерж электродами проварить , а повех эсаб , или всеже лучше как Вы советовали ?
Проковка нержи тоже нужна ?
Пытался проковывать раньше - незнаю чесно как правильно нужно , и по скольку см варить для проковки - или же полный шов наложить , потом проковать (хотя так наверное не хорошо делать)?
ПС. завтра собираюсь занятся плитой .

Может быть сначала нерж электродами проварить , а повех эсаб , или всеже лучше как Вы советовали ?
Наржавейка аустенитного класса (Х18Н10Т) имеет высокий коэффициент термического расширения. Валик, наплавленный этим электродом сильно тянет. Надо иметь это в виду. Так что Ок 96.58 на чугун, там с КТР все в порядке.

Проковка нержи тоже нужна ?
проковка полезна даже при сварке простых сталей.

Пытался проковывать раньше - незнаю чесно как правильно нужно
Проводится молотком закругленным концом (не тем, что гвозди забивают). На поверхности должны оставаться неглубокие выбоины.

по скольку см варить для проковки - или же полный шов наложить , потом проковать.
Валики наплавляются обратноступенчатым способом от краев к центру по 3-5 см. проковывается каждый валик.

Заварил плиту - получилось нормально . Spec спасибо за рекомендованые электроды и технологию !
Весь шов проваривал ОК 92.58 , нержавейкой не стал .
Ушло 2 кг почти .
Сначала подогнал в размер (при ударе немного выгнулась оказалось ) , потом прихватил , сделал разделку зачистным кругом , прогрел .
Варил по 3-4 см примерно , пробывал подлиньше - рвет .

Проковка .
На фото видны границы шва .

Прикрепленные изображения

Нормально. А закладные стержни вставлял?

Нет не стал - прикинул - смысла особого не будет.
Прихватив ее с боков , поработал слегка кувалдой специально - гнется но не лопается .

Нет не стал - прикинул - смысла особого не будет.
Прихватив ее с боков , поработал слегка кувалдой специально - гнется но не лопается .

Это правильно, что сделал пробу кувалдой. Чугуны, даже одной марки часто сильно различаются. Ну вот, приобщился к нормальным материалам. А то часто читаешь на форумах советы "экспертов": "Возьмите электрод, намотайте медный провод. ". Колхозная мастерская 40-х годов.

Ну такой ремонт чугуна обычно не представляет большой сложности, гораздо сложнее варить /восстанавливать на чугуне герметичность.

Да , после этих электродов , НЧ и др. в руки не возьму больше . .
Приятные электроды пусть и дорогие получаются , зато не липнут , не тухнут , не плюются . Шлак интересный - как будто пена заливает шов .

Ну такой ремонт чугуна обычно не представляет большой сложности, гораздо сложнее варить /восстанавливать на чугуне герметичность.

Помоему здесь то посложней будет .Нужно все подогнать , выставить и следить чтоб не увело .
У плиты размер между центрами крайних отверстий 1070мм - нужно выдержать довольно точно .
Я перед сваркой сделал на 1080 и начал варить с внутренней стороны .
Когда проварил почти полностью размер получился 1067 .
После проварки обратной стороны размер получился 1073 - в допуске , почтипопал в точку .

ремонт чугуна обычно не представляет большой сложности

К сварке чугуна надо относиться с осторожностью и уважением. Сколько раз приходилось видеть последствия сварки чугунных деталей, даже хорошими электродами, выполненной без предварительного продумывания последовательности действий. А эта деталь не из простых. Одна толщина чего стоит. И масса. И главное было - не пропустить возможно возникшую трещину (надрыв) и вовремя не переварить ее.

Хорошо, вырывать не буду. Во-первых ремонтируют не чугун а деталь, изготовленную из чугуна. А каждая деталь несет свои нагрузки при эксплуатации, имеет свою конфигурацию, да и устраняемый дефект тоже разный. Вы можете гарантировать, что прочность в месте сварки будет не меньше той, что была до поломки. Я -нет.
Во вторых не понятно, что понимать по выражением "такой ремонт"?
В третьих - про герметичность сварных швов на чугунных деталях. Варят их так-же, как и детали, не требующие герметичности. При сварке дуговым способом достичь герметичности швов весьма проблематично. Приходится дополнительно герметизировать.
А зацепило меня именно то, что "вырвано из текста". Я много варил чугунные детали и считаю, что это не простое дело. И предостеречь хочу всех, кто читает наши "опусы", чтобы к сварке чугунных деталей, даже простых на первый взгляд, подходили серьезно.

Я много варил чугунные детали и считаю, что это не простое дело. И предостеречь хочу всех, кто читает наши "опусы", чтобы к сварке чугунных деталей, даже простых на первый взгляд, подходили серьезно.

Полностью поддерживаю, для меня это самый сложный метал, никогда не уверен в успехе. Хоть и приходилось его тоже много варить.

ремонтируют не чугун а деталь, изготовленную из чугуна

Ну зачем передергивать, все и так поняли о чем речь. Принцип ручной дуговой сварки покрытым электродом тоже не меняется от того, что его называют электросваркой. Это называется "сленг"
А сварить две детали из чугуна, обеспечив неразъемное сварное соединение проще, чем обеспечить еще и герметичность соединения, потому как невооруженным взглядом дефекты могут быть и не видны, которые практически всегда присутствуют при сварке чугуна.Причем механически соединение может быть обеспечено, а герметичности может и не быть. При этом. если Вы заметили я не сравниваю сварку чугуна с другими металлами, хотя есть и другие сложные металлы и сплавы

Технология сварки чугуна покрытым электродом с помощью инвертора в домашних условиях

Существует две группы чугунных сплавов: белые и серые сплавы. Первые сварке не поддаются, работать со вторыми можно. Следует учитывать, что повышенное содержание углерода не всегда позволяет получить качественное соединение. Поэтому, если возможно, рекомендуется усилить стыки при помощи шпилек, болтов или хомутов.

Какие электроды выбрать

Для сварки чугуна в России выпускают специальные покрытые электроды:

Электроды, произведённые в России по лицензии:

Имеются импортные аналоги. Компания UTP также даёт подробные рекомендации по использованию своих материалов:

UTP GNX-HD – обеспечивают стабильную дугу даже при малом токе, небольшое образование брызг, плавный перенос основного металла, швы не склонны к образованию разломов и трещин, хорошо подвергаются механической обработке. Варить нужно на короткой дуге, не перегревая заготовки. При работе с чугунными сплавами, склонными к подкалке, рекомендуется вести сварку маленькими валиками с последующей проковкой. Сварку в вертикальном и потолочном положениях лучше вести на переменном токе;
UTP 85 FN – применяют для сварки и наплавки любых (кроме белых) марок чугуна, особенно с шаровыми графитовыми вкраплениями (пример: ВЧ 42-12 — ВЧ 60-2 ) и для соединения этих материалов со сталями и литыми заготовками. Имеет отличные характеристики: во время сварки поддерживается ровная и плавная дуга, высокая скорость производства работ. В результате получается красивый мелкочешуйчатый валик;
UTP 86 FN – ферро-никелевый электрод с биметаллическим сердечником для сварки чугунных сплавов без подогрева. Используют для соединения и наплавок ряда типов (марок) чугуна: пластинчатого серого GG 10 — GG 40 (СЧ 10 — СЧ 40), высокопрочного (с шаровым графитом) GGG 40 — GGG 70 (ВЧ 42-12 — ВЧ 70-2), ковкого GTS 35 — GTS 65, а также для сварки этих сплавов с иными или сталей с литыми сталями;
UTP 8 – для сварки «холодным» методом. Применяемость: серые, ковкие, сверхпрочные чугуны. Литые стальные сплавы. Соединение со сталью, медью и медными сплавами. Лучше всего применять для работы за один проход, нанесения (или наплавке) коренного шва при многослойных способах. Также можно заваривать трещины на старых промасленных чугунных деталях при восстановительных и ремонтных работах.

Ряд сварщиков предпочитает использовать для сварки (и наплавок) чугунов обычные электроды по нержавейке, например:

Но часто также используют УОНИ 13/55. Это самый бюджетный вариант. Иногда стержень предварительно обматывают медной проволокой.

Примерная стоимость электродов УОНИ 13/55 на Яндекс.маркет

В каждом конкретном случае требуется подбирать электроды в зависимости от марки чугуна. Если узнать состав сплава невозможно, то необходимо заварить образец, провести испытания с учётом условий эксплуатации.

Подготовка материалов к сварке

Электроды требуется тщательно просушить. Если в условиях производства для этого используют специальные печи, то в домашней обстановке можно оставить электроды в обычной духовке на несколько (3-4) часов, выставив максимальную температуру.

Чаще всего из чугуна делают литые детали – элементы автомобилей, станков. Лопнувшие элементы нужно предварительно обработать:

Промыть от грязи, масла.
Просушить.
Разделать кромки с помощью болгарки так, чтобы очистить поверхности от графита.
Острые кромки притупить зачистным кругом для предотвращения возникновения напряжений по время сварки.

Перед началом рекомендуется обезжирить поверхности ацетоном.

Настройки сварочного аппарата

При настройке аппарата рекомендуется учитывать информацию, указанную производителем электродов на коробках. В таблице на пачке всегда указывается род сварочного тока (переменный или постоянный), положение шва (нижнее, верхнее), величина силы тока.

Обратная полярность – минус – крепится на деталь, прямая – на электрод.

Процесс сварки

Для соединения двух чугунных деталей их нужно сложить на верстаке или сварочном столе, желательно зафиксировать при помощи струбцин, зажимов, специальных приспособлений для уменьшения вероятности появления деформаций. Если же требуется заварить трещину, крепить элементы необязательно. Существует два способа сварки чугуна при помощи покрытого электрода и инвертора.

Горячий способ с предварительным подогревом

Полностью соблюсти технологию сварки в домашних условиях сложно из-за необходимости прогрева деталей до высоких температур. Принцип метода описан в ГОСТ 30430-96:

Собирают изделие на прихватки.
Свариваемые элементы нагревают до 400-600 градусов.
Производят сварку, тщательно перемешивая расплавленный металл. Важно не прерывать процесс до того, как графит не сгорел в сварочной ванне. В конце нужно вывести электрод за пределы стыка и прервать сварку на основном металле.
После этого деталь снова нагревают и дают ей медленно остыть.

Для контроля над температурным режимом используют термокарандаши, плавящиеся при определённых температурах (ставят метки на чугуне) или переносные пирометры. Чтобы изделие медленно остыло, его помещают в песок.

При необходимости сварки чугуна в домашних условиях можно нагревать детали при помощи газового резака или горелки.

Холодный способ без подогрева

Универсальный способ подойдёт для применения в полевых условиях – в гараже или на даче. Но для осуществления сварки необходимо использовать соответствующие электроды. Суть процесса:

После подготовки детали размещают на верстаке, если нужно – закрепляют.
Нужно сделать несколько прихваток, дать материалу остыть. Проверить размеры изделия.
Варить следует небольшими участками, избегая перегрева. Шлак после остывания нужно удалять, обрабатывать корщёткой до металлического блеска.

При появлении дефектов – трещин, свищей, пор – нужно удалить их с применением зачистного круга. Произвести сварку вновь.

Ошибки, которые часто допускают при сварке чугуна. Советы

Разные чугуны свариваются по-разному. Некоторые сплавы соединить невозможно. Типичные ошибки:

Слишком большой ток – при сварке металл сильно кипит, после кристаллизации слышны щелчки, появляются трещины на поверхности шва.
Высокая скорость сварки – образуются горячие и холодные разломы из-за того, что металл слишком быстро остывает. Часто ошибку допускают при использовании «холодного» способа. Рекомендуется варить небольшими швами с разных сторон, переворачивая деталь.
Мало тока – шов плохо формируется, кромки недостаточно проплавляются.

Даже если видимых дефектов не замечено, это не значит, что деталь сварена надёжно. Ответственные соединения нужно проверять: на изгиб, растяжение.

Для получения качественного стыка также используют резьбовые гужоны – стальные стержни с резьбой. Их вкручивают в стыки свариваемых деталей так, чтобы они удерживали обе части. После этого торчащие головки срезают. Важно подготовить детали под сварку заранее, до установки гужонов, затем поставить прихватки и обварить изделие. Гужоны рекомендуется вкрутить таким образом, чтобы будущий сварочный шов как следует соединил их с чугуном.

При заварке трещин применяют метод рассверливания концов разлома. Это предотвращает появление его снова. Нужно отступить от краёв на 5-10 мм, сделать отверстия диаметром 5-6 мм.

Сложность сварки чугуна в домашних условиях заключается в том, что в сплаве повышенное содержание углерода (более 2,14%). После сварки шов получается более пластичным, чем околошовная зона. Из-за этого образуются трещины, разломы. Соблюдение технологии может помочь добиться надёжного соединения. Если «холодным» способом не удаётся получить приемлемый результат, рекомендуется попробовать «горячий» метод.

Как правильно варить чугун разными видами сварки

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, с содержанием последнего больше 2%. Из-за низкой по сравнению со сталью температуры плавления (1200 – 1250 оС) он быстро переходит из расплавленного состояния в твёрдое. При этом в шве образуются поры по причине интенсивного выделения газов из сварочной ванны, продолжающегося и на стадии кристаллизации. Чтобы правильно определить, как варить чугун, необходимо учитывать следующие особенности:

ускоренное охлаждение ведет к образованию отбеленной прослойки (цементита) в зоне около шва и создает трудности его дальнейшей механической обработки;
его высокая при неравномерном нагреве или охлаждении вызывает появление трещин в процессе сварочных работ;
высокая текучесть чугуна в жидком состоянии вызывает необходимость использования подформовки;
сильное образование газов в жидкой ванне вызывает пористость сварных швов.

Как заварить чугун

Соединение чугунных деталей выполняют газовой, термитной, литейной, электрошлаковой, дуговой сваркой, а также пайкой. Сварочные работы выполняют без подогрева (холодная сварка металла), с местным или с общим подогревом изделия.

Горячая сварка

Заформовка детали

Технология процесса включает в себя механическую обработку под сварку, формовку свариваемых деталей, предварительный подогрев, собственно сварочные работы и последующее медленное охлаждение.

Подготовка дефектного места под сварку заключается в его тщательной очистке и в разделке свариваемых кромок.

Устранение сквозных трещин или заварка дефектов на краю деталей выполнятся с применением графитовые форм, предотвращающих вытекание расплавленного металла из сварочной ванны. Формы делают из графитовых пластинок, соединяемых формовочной массой, в состав которой входит кварцевый песок, замешанный на жидком стекле.

Дуговая сварка чугунным электродом выполняется с применением литых стержней диаметром 8 — 12 мм, на которые наносятся специальные графитизирующие покрытия. В состав покрытия входит ферросилиций, термит, графит, мрамор, алюминий (порошок), жидкое стекло и титановая руда. Чугунные отливки и детали нагревают до 300 — 700 оС. Сварочные работы выполняется чугунными электродами либо порошковой проволокой с присадкой керамического стержня. Подогрев выполняется в специальных печах требуется для того, чтобы по окончании сварки охлаждение всего изделия происходило равномерно и не образовывались трещины.

Горячая сварка чугуна выполняется при большой силе сварочного тока без перерывов до конца заварки дефекта. Например, для сварки электродом диаметра 8 мм требуется ток в 600 А, при диаметре 12 мм — ток в 1000 А. Работы производят при постоянном токе обратной полярности.

Дуговая сварка чугуна угольным электродом выполняется угольным или графитовым стержнями. В качестве присадочного материала используются прутки чугуна, а для раскисления и защиты ванны применяют флюс, состоящий из растертой в порошок и прокаленной при 400 оС технической безводной буры. Возможно применение смеси, состоящей из 23% технической буры, 50% азотнокислого натрия и 27% соды. Сварка угольными электродами диаметром 8 — 20 мм проводится при постоянном токе прямой полярности величиной 280 — 600 А с применением преобразователей ПСМ — 1000, выпрямителей ВАМ — 1601, трансформаторов ТДФ — 1601.

В процессе сварочных работ требуется непрерывное поддерживание значительного объёма жидкого металла в сварочной ванне и его тщательное перемешивание. Чтобы заваренные детали медленно охлаждались, их следует засыпать мелким древесным углём либо сухим песком.

Холодный метод проведения сварочных работ

Этот вид сварки чугуна применяется чаще. Подготовка дефектных мест заключается в зачистке, фрезеровании, сверлении и других слесарных работах до получения чистой поверхности металла. Дефекты, расположенные друг от друга дальше 20 мм, высверливают ли вырубают порознь, при более близком расположении — вырубают дефектный участок полностью.

Постановка шпилек для упрочнения шва

На практике применяют несколько вариантов холодной сварки: медно-железными, медно-никелевыми, никелевыми, железо-никелевыми, стальными и другими электродами.

Применяя медно-никелевые и медно-стальные электроды, можно получить наплавленный металл, хорошо поддающийся обработке. Наплавку образуют однослойной или многослойной укладкой валиков.

Сварка стальными электродами выполняется следующим образом. С целью образования прочного слоя наплавленного металла в чугунное изделие вставляют шпильки, которые затем обваривают. Таким способом пользуются при ремонте громоздких и тяжелых чугунных деталей. При таком методе металл шва содержит повышенное количество углерода, что повышает его твердость и способствует образованию холодных и кристаллизационных трещин. Для снижения этой твердости применяют два способа:

1. Содержание углерода снижают за счет уменьшения глубины проплавления основного металла либо процесс соединения металла выполняют по слою окислительного флюса, с содержанием до 30% окалины, выполняющего функцию окислителя углерода.

2. Получают структуру металла шва и его химический состав, близкие к структуре серого чугуна, что достигается путем нанесения на стальной стержень толстого слоя графитизирующего покрытия, в состав которого входит 30% графита и 30% ферросилиция. Стальные электроды широко применяют при ремонте небольших неответственных чугунных изделий, не требующих после сварки никакой обработки.

Зона холодной сварки

Медно-железные электроды применяются при заварке отдельных дефектов либо небольших несплошностей, из-за которых возникают течи на отливках ответственного назначения, работающих под давлением. Наплавленный металл от этих электродов отлично обрабатывается. Сварное соединение представляет из себя механическую смесь железоуглеродистого сплава и меди, соединенных с основным металлом общими стальными кристаллами, а также путем частичного внедрения меди в микропоры чугуна.

Медно-никелевые электроды применяют в основном при заварке литейных дефектов на рабочих поверхностях, на которых недопустимо местное повышение твёрдости.

Железно-никелевые электроды используются при заварке отдельных небольших дефектов на ответственных поверхностях отливок из серого или высокопрочного чугуна.

Никелевые электроды марки применяются при исправлении небольших дефектов в ответственных изделиях.

Многослойное строение пи проведении сварочных работ

Дуговая сварка с применением электродов из аустенитного чугуна, покрытых токоподводящим слоем и предназначенных для заварки литьевых дефектов и ремонтной сварки. Сварочные работы ведут постоянным током прямой полярности. Токопроводящий слой электродов обладает хорошей электропроводностью, поэтому дуга горит между металлическим стержнем и изделием, а также между изделием и покрытием попеременно.

Газовая сварка чугуна применяется редко и ограничивается ремонтными работами (заварка литейных раковин, наплавка изношенных поверхностей, устранение внешних дефектов). Лучший результат дает сварка с использованием ацетилено-кислородной смеси, поэтому другие горючие смеси для сварки чугуна практически не применяются. Сварку выполняют с предварительным подогревом, общим и местным.

Для общего нагрева пользуются муфельными печами, индукционными нагревателям, горнами, способными выполнить нагрев небольших деталей до 300 — 400°С, и крупных до 600 — 700°С. Для местного подогрева применяют газовые горелки или паяльные ламп. Из-за большой текучести чугуна сварку выполняют исключительно для нижних положений шва. Сварочная ванна защищается флюсами, подаваемыми вручную.

Выбор оборудования для аргонно дуговой сварки зависит от того, как тип сваривания был выбран.

Качественно нарезать металл вам поможет газовая сварка. Подробнее о процессе читайте в этой статье.

Механизированные способы сварки и чем можно заварить чугун

Электросварка чугуна (электрошлаковая сварка) обеспечивает удовлетворительные свойства шва сварного соединения. При этом способе в качестве электродов применяют литые чугунные пластины. При правильном подборе электродов и применении фторидных неокислительных и обессеривающих флюсов, а также замедленном остывании шва и околошовной зоны, характерном только для электрошлаковой сварки, возможно получить сварные швы без трещин, отбеленных участков, пор и других дефектов, определяющих качество сварного соединения.

Можно ли заварить чугун в среде защитных газов?

Очень широко применяется метод дуговой сварки в углекислом газе, так как позволяет получить небольшой провар основного металла. Показатели сварных соединений и состав металла шва зависят от техники и режима сварки, размеров изделий, состава электродной проволоки. Пользуясь различными режимами и приемами сварки, можно получить наплавленный металл с необходимой структурой. Наилучшие результаты получаются при использовании проволоки 09Г2СА диаметром 1 мм со значением силы тока не больше 100 — 120 А, напряжения дуги 18 — 21 В, скорости сварки до 12 м/ч. Этим способом можно соединить сантехнические трубы из серого чугуна, отремонтировать автомобильные и тракторные детали, не требующие дальнейшей механической обработки, сварить высокопрочный и чугун со сталью.

Можно ли варить чугун полуавтоматом?

В авто мастерских клиенту без проблем могут заварить чугунный блок полуавтоматом. Сварка чугуна полуавтоматом в домашних условиях, выполняется с использованием порошковой проволоки и дает довольно хорошие результаты.

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.

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.

Проблема со сваркой чугуна

Всем привет ! Есть маленькая проблемка со сваркой чугуна. Волосковая трещина картера . Для пробы взял корпус бортовой передачи, там такой же материал и толщина стенок. На есабовский электрод 48.00 ОК одел медную трубку 8мм. Варил в два прохода , вроде получилось . Хотелось бы узнать , что сделал НЕПРАВИЛЬНО ?

Всем привет ! Есть маленькая проблемка со сваркой чугуна. Волосковая трещина картера . Для пробы взял корпус бортовой передачи, там такой же материал и толщина стенок. На есабовский электрод 48.00 ОК одел медную трубку 8мм. Варил в два прохода , вроде получилось . Хотелось бы узнать , что сделал НЕПРАВИЛЬНО ?

Для уменьшения нагрева чугун варят на малых токах участками 15-30 мм с проковкой шва. Концы трещин засверливают сверлом Ф5-6 мм. По фото можно предположить, что засверловка Ф3, это мало, будет непровар. Разделка трещины широковата. Я такого типа трещины обычно разделываю засверловкой почти на всю толщину стенки или болгаркой кругом толщиной 4-5 мм. А электрод с медью - это позавчерашний день. Есть хорошие электроды, ESAB ОК 92.58, ОК 92.60. И желательно подогреть свариваемый участок до 200-300 С.
А так - пойдет. Трещина "легкая", расположена с краю детали, Возникшие сварочные напряжения не опасны. Удачи!

Спасибо , поеду за электродами. На картере болгаркой не подобраться. Читал что разделку надо делать под 45. Как сверлом разделать? Тремя диаметрами? Или под углом засверливать? Можно изнутри варить, но там почти "потолок" получаеться, а везде пишут что для чугуна только нижнее положение.

Спасибо , поеду за электродами. На картере болгаркой не подобраться. Читал что разделку надо делать под 45. Как сверлом разделать? Тремя диаметрами? Или под углом засверливать? Можно изнутри варить, но там почти "потолок" получаеться, а везде пишут что для чугуна только нижнее положение.

Так на фотках пробный вариант? Для уточнения технологии желательно фотографию реальной детали, крупно трещину, толщину стенки в зоне дефекта, снята ли деталь с агрегата или нет. Про разделку сверлением чуть позже. Нижнее положение всегда предпочтительнее, но варить чугун можно и в других пространственных положениях, если применять материал на никелевой основе (Ni, Ni-Fe)Но в потолок не желательно. Вот медными электродами желательно варить в нижнем положении, медь жидкотекуча.

На первой фотке картер, он к трактору прикручен , тяжёлый зараза. А дорогой, слов нет. Трещина идет , как говорил наш прапорщик: -противопульным зигзухом. И самое главное не известно куда она пойдет дальше. Завтра попробую сфоткать получше.

Нашел конец трещины , засверлил 5мм. Что бы было видно , трещину накернил. Как разделку делать? Болгаркой не подлезть.

traktorist, давайте немного уточним "что Вам ребуется?"
Востановить герметичность или получить герметичность с механической прочностью новой детали? Если первое то в принципе ничего сложного не вижу-глубокой разделки не нужно, шлифмашинкой срезаете верхний слой чугуна (примерно 0.5 мм) этот слой- загазованный чугун при отливке и именно он не дает нормальному сплавлению присадки с основным металлом, потом подогрев,варите вдоль трещины, накладываете "замковые" швы. Все пожалуй. Швы короткие, укутывать азбестом для медленного остывания не нужно.
Если хотите мех прочность то ремонт намного сложнее, вернее сама сварка не сложная. Просто подготовка более трудоемкая

это если нужно только герметизировать трещину, механическая прочность весьма слабая. Зеленым показаны замковые швы, их нужно положить в первую очередь, желтым швы для герметизации и какой то мех прочности.

здесь более сложный ремонт, но и мех. прочность заметно выше.
А вообще то в в старых совецких книгах по сварке читал что при самом высоком качестве сварных швов прочность их не превышает 40% основного металла(касается чугуна)

Черт, что не получается изображение прикрепить
для увеличения картинки щелкните на ней левой кнопкой мышки

Герметичность ненужна. Основная задача стоит не дать трещине ползти дальше. По моим прикидкам этой трещине года три - четыре. Образовалась скорее всего из за вибрации.
А подогревать чем ? Газом? Пропан или ацителен ? Греть изнутри ?

Чесно говоря, я бы не заморачивался с подогревом. Швы короткие, особо металл картера не нагреется. Такая сварка называется "холодная сварка чугуна". Счас в нет залезу, дам ссылки почитать для расширения кругозора.

Нашел конец трещины , засверлил 5мм. Что бы было видно , трещину накернил. Как разделку делать? Болгаркой не подлезть.

Прилагаю эскизы разделки трещины.
1. Сверлишь отверстия Ф5-6 мм практически насквозь. Когда сверло будет на выходе - чувствуется. Перемычка между отверстиями 1-2 мм.
2. фланец разделываешь болгаркой. Горизонтальный рез - по трещине. Второй рез наклонный сверху. при сварке расплавленный металл ложится "на полочку". ширина разделки минимально достаточная, чтобы проварить корень.
3. С двух сторон зачищаешь зону сварки (15-20 мм от разделки).

Подогрев. Конечно, можно и без него обойтись, но лучше подогреть. 250-300С. Горючий газ горелки значения не имеет. Чугун промаслен, при 250-300 С масло выгорает. К тому же подогретую детали легче проварить при малых токах сварки. Это полугорячий способ (нагрев части детали). Если варить без подогрева, то последующие участки можно варить, когда рука «терпит» температуру детали в зоне предыдущего шва.

Сварка. Режимы обычно даются на упаковках электродов. Схема сварки – на эскизе.

Проковка. Проковку проводят в процессе остывания металла при температурах 450 °С и выше либо от 150 °С и ниже.. Удары наносят вручную молотком массой 0,6-1,2 кг с закругленным бойком с небольшим усилием до изменения рисунка шва. При многослойной сварке проковывают каждый слой, за исключением первого, в котором от удара могут возникнуть. Этот прием весьма эффективен для снятия напряжений при заварке трещин и замыкающих швов в жестких контурах деталей и узлов из конструкционных сталей и чугуна.
Проковка сварного соединения способствует также повышению усталостной прочности конструкции.

Основной принцип сварщиков, который высказал Патон – отец. «Самая лучшая сварка – когда нет сварки». Но совсем без сварки не обойтись, поэтому надо стремиться к необходимому и достаточному минимуму. И еще. С точки зрения напряжений очень неблагоприятны пересекающиеся швы, по возможности их следует избегать.
Разделка.bmp 273.58К 576 скачиваний

Читайте также: