Проволока для сварки чугуна

Обновлено: 19.04.2024

Что такое ПАНЧ-11, где применяется, кто и когда изобрел никелевый сплав для сварки чугуна

В Советские годы, в начале шестидесятых годов в институте электросварки имени Е.О. Патона (Борис Евгеньевич Патон - сын Евгения Оскаровича Патона - выдающийся украинский ученый в области сварки, металлургии и технологии металлов) был изобретен сплав ПАНЧ-11 на основе никеля, обладающий само защитными свойствами для сварки чугуна, это проволока малого диаметра 1,2 мм марка ПАНЧ-11 сплошного сечения.

Была поставлена задача, добиться сварки, наплавки чугуна без разогрева ремонтируемой детали. В любых доступных условиях. Как в ремонтных цехах, так и с выездом к ремонтируемой технике.

Данный вид сварки чугуна гарантирует высокую производительность и качество, дает колоссальную возможность восстанавливать самые разнообразные по сложности, размерам, форме чугунные детали. Важная особенность, после ремонта шов детали легко обрабатывается любым инструментом.

Евгений Оскарович Патон

Борис Евгеньевич Патон

Сварка проволокой ПАНЧ 11 выполняется на постоянном токе прямой полярности без дополнительной защиты газом или флюсом.

Так как в состав проволоки ПАНЧ-11 введены специальные элементы, предотвращающие окисление сварочной ванны и способствующие формированию хорошего плотного шва.

Дуга отличается стабильностью, процесс протекает практически без разбрызгивания, сварку чугуна можно вести во всех пространственных положениях, металл шва характеризуется высокими механическими свойствами.

Силу сварочного тока, напряжение, вылет электродной проволоки и скорость сварки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Чем толщина меньше, тем меньше величины всех других параметров сварки.

При сварке чугуна проволокой ПАНЧ-11 рекомендуются следующие режимы: диаметр проволоки 1,2 мм, сварочный ток – 80 - 180 А, напряжение дуги – 14 - 18 В, скорость подачи проволоки - ПО - 120 м/ч, скорость сварки – 4 - 5 м/ч. Благодаря малому диаметру проволоки 1,2 мм, сварку можно вести на малом токе, деталь сильно не нагревается.

Небольшой диаметр проволоки ПАНЧ-11 дает возможность использовать разделку кромок до 5 мм, что позволяет уменьшить тепловложение в деталь и сужает зону структурных превращений в основном металле.

При данном виде сварки металл шва имеет достаточно высокие механические характеристики: предел прочности - до 500 МН/м 2 , предел текучести - до 300 МН/м 2 , удлинение - до 25 %, твердость - НВ 160 - 180. На небольшом участке околошовной зоны наблюдается повышение твердости до НВ 280 - 310.

При испытании на растяжении образцы разрушаются, как правило, по чугуну. Глубина проплавления основного металла составляет 1,5-2 мм. Сплавление электродной проволоки с основным металлом детали хорошее, подрезы шва не образуются.

Важной особенностью проволоки можно назвать тот факт, что наплавленный металл великолепно подвергается обработке инструментом, даже без создания напряжения, отсутствует коробление детали, не создаются сколько-нибудь значимые внутренние напряжения. она отлично сваривает этот трудно свариваемый сплав. Не отбеливает его, не заставляет при нагреве резко переходить в жидкое состояние и противостоит трещинообразованию.

Сварка может выполняться в любом пространственном положении, однако предпочтение следует отдавать нижнему.

Заварка трещины производится короткими участками длиной 20-60 мм. Чем меньше толщина свариваемого металла и чем напряженнее стенка в месте сварки, тем короче должен быть завариваемый участок трещины.

После наложения шва на участок трещины, сварку прекращают и дают охладиться металлу до температуры 50-60 °С. Во время паузы, шов проковывают легкими ударами молотка. Порядок наложения швов на трещину такой же, как при ручной электродуговой сварке чугуна.

Как и при заварке трещины ручным электродуговым способом, поверхность вокруг нее должна быть зачищена до металлического блеска. При осмотре трещины очень важно точно определить ее размеры. На расстоянии 5-8 мм от видимого конца трещины в направлении ее развития просверливают отверстия диаметром 3-3,5 мм. Вдоль трещины делают неглубокую и узкую канавку (раза в два меньше, чем при разделке канавки под электродуговую сварку электродами ОЗЧ).

Снижение объема наплавленного металла обеспечивает важное условие - возможно меньший разогрев основного металла при сварке.

Повысить надежность сварки проволокой данного вида можно, вставив в разделенные кромки шва резьбовые шпильки, также можно применить способ отжигающих валиков. Налаживая второй и следующие валики, первые сварочные швы повторно нагреваются, поэтому их остывание происходит более замедленно. Из-за этого большая часть цементита распадается и образуется сплав, отличающийся большей мягкостью и меньшей степенью отбеливания.

Несмотря на то, что структура разных зон сплавки неодинакова, она в любом случае в разы лучше, нежели обычная сварка.

Положительным результатом обладает и объединение способа отжигающих валиков и шпилек.

Оборудование для сварки проволокой ПАНЧ 11 применяются серийные полуавтоматы А-547, А-547У, А-825, Варио-Стар 240 да и великое множество других, в комплекте с соответствующими выпрямителями. Указанные полуавтоматы комплектуются шланговыми держателями для проволоки диаметром 0,8 мм и 1,2 мм.

Несмотря на большие выше перечисленные преимущества, применение этого способа ограничено, из-за сравнительно высокой стоимости.

Купить проволоку сварочную для сварки чугуна ПАНЧ-11 в компании ПАРТАЛ выгодно.

Самозащитная св. проволока ПАНЧ 11 всегда соответствует качеству и марке.

Проволока для сварки чугуна полуавтоматом

Чугун относится к очень крепким металлам, но в то же время он обладает более высокой хрупкостью, чем остальные. Особенно это заметно во время повышения температуры, когда меняется структура металла. Благодаря этому возникают большие проблемы со свариванием, так как нужно очень четко придерживаться режимов и должна быть правильно подобрана проволока для сварки чугуна. Это касается не только точного соотношения состава, так как повышение углерода в металле шва сделает его еще более хрупким и это будет наиболее уязвимое место на всей конструкции.

Проволока для сварки чугуна

Несмотря на сложность процедуры, специалисты все же проводят сваривание данного металла и для этого есть ряд расходных материалов, специально созданных для работы в подобных условиях. Проволока для сварки чугуна полуавтоматом, как правило, содержит до 1% углерода, тогда как сам метал более 2,5%. Благодаря этому, во время нагревания расходный материал ведет себя нормальное и минимизирует уровень образования внутренних трещин и прочих дефектов. Исходя из большой ответственности подбора, качество продукции должно быть на высоком уровне, чтобы обеспечить требуемый результат. Проволока для сварки чугуна полуавтоматом должна соответствовать ГОСТ 26271-84. Поставка такой продукции зачастую осуществляется в бухтах.

Преимущества

Практически отсутствует длительная подготовительная работа, как это случается с другими проблемными металлами;
Процесс производительности сварки становится более эффективным, при использовании правильных расходных материалов;
После восстановления несущая способность сваренных деталей становится выше, если сварочный процесс проходил достаточно качественно;
Подходит как для ручной газовой сварки, так и для полуавтоматической аргонодуговой сварки;
Проволока расширяет возможности для ремонта чугунных изделий;
Состав сбалансирован для температурной обработки чугуна;
Если сравнивать со сваркой электродами, то материала здесь расходуется на четверть меньше.

Недостатки

Необходимо четкое следование режимам, так как при отклонения качество соединения резко падает и проявляются все негативные моменты, связанные с неподатливостью к свариванию чугуна;
Проволока требует дополнительной защиты инертными газами, так как не имеет защитного покрытия, что делает себестоимость ремонта более высокой;
Нужно следить за температурой прогрева и последовательностью данного процесса, так как из-за неравномерной температурной обработки появляются трещины, как внутренние, так и внешние, что может испортить заготовку.

Разновидности

Стальная проволока, которая дает относительно низкое качество соединения и не рекомендуется к использованию, если есть какая-либо другая альтернатива.

Медная проволока применяется для исправления дефектов, которые возникли во время литья и не предназначена для соединения разрывов и трещин.

Применение сварочной проволоки из сплава железа, меди и никеля применяется для стандартного сваривания, так как данное соотношение позволяет обеспечить надежное соединение.

Проволока из сплава железа и никеля

Также может применяться никелевая или железно-никелевая проволока, в которой содержание данного металла составляет, примерно 90%.

Медно-железная порошковая проволока, которая отлично подходит для работы с полуавтоматом.

Медно-железная порошковая проволока

Физико-химические свойства

Сварочная проволока для чугуна позволяет снизить теплопроводность в месте сваривания, что помогает избежать некоторых проблем из-за перепада температур. Снижение тепловложений благодаря воздействию проволоки не вызывает больших структурных превращений в металле. Предел прочности готового соединения может достигать до 500 Н/мм квадратный, если соблюдать все правила проведения. Твердость при этом составляет до 180 НВ, а коэффициент удлинения возрастает до 25%. Предел текучести материала – 300 Н/мм в квадрате.

Сварочная проволока для чугуна

Химические свойства зависят от того, из какого сплава сделан материал, но многое здесь определяется вкраплениями углерода, так как слишком большое его количество приведет к ухудшению качества и снижению прочности.

Порошковая проволока для сварки, наплавки чугуна - Марки: ПП-АНЧ-1, ПП-АНЧ-2, ПП-АНЧ-3

Сварка чугуна порошковой проволокой

Чугун, при всех своих достоинствах, относится к числу трудносвариваемых сплавов железа. Основная причина возможных неудач со сваркой чугуна - высокое содержание углерода.

Во время процесса сварки (или наплавки) имеющийся углерод мигрирует в металл сварного шва и/или в зону термического влияния, прилегающую к металлу шва. Твёрдость, а, следовательно, и хрупкость, существенно возрастают. Это становится причиной последующего растрескивания чугуна.

Вторая проблема – добиться приемлемой производительности процесса. Например, при газовой сварке вышеуказанных явлений практически не наблюдается. Из-за меньшей температуры диффузия углерода в поверхностные слои ниже, но зато падает производительность, что имеет значение при сварке массивных изделий.

Что же касается дуговой электросварки, то локальное повышение температуры, присущее такому виду неразъёмного соединения, вызывает неравномерное расширение разных участков свариваемых металлов. Это может создавать трещины на некотором расстоянии от готового сварного шва. Таким образом, при сварке чугуна возникает необходимость использовать особые расходные материалы, которые, не влияя на производительность, обеспечивали бы подачу нужного количества обогащённого графитом флюса в зону дугового разряда.

Что такое порошковая проволока

Как заварить чугун и как наплавить чугун?

Порошковая проволока является наилучшим вариантом решения данных проблем, связанных с низкой производительностью, оптимальными условиями прогрева заготовок и обеспечением должной производительности процессов.
Известны самозащитные порошковые проволоки, покрытые слоем флюса. При его выгорании от тепла дуги образуется защитный экран, который ограничивает температурный градиент на поверхности значениями в 500…700 °C. В результате улучшаются условия труда, и снижается опасность растрескивания чугуна.

Порошковая проволока в виде непрерывно подаваемого расходного материала была изобретена учёными Всесоюзного института электросварки им. Патона в середине прошлого века.

Она представляет собой полую стальную оболочку круглого поперечного сечения, внутри которой содержится шихта определённого химического состава.

Применение непрерывно подаваемого в зону сварки расходного материала обеспечивает следующие преимущества:

• Исключается необходимость в предварительном подогреве заготовок;

• В состав шихты можно вводить большее количество компонентов;

• Минимизируется выгорание стальной оболочки полой проволоки;

• Можно регулировать состав компонентов, находящихся во внутренней полости;

• Для сварки чугуна порошковой проволокой не требуется внешний защитный газ, предохраняющий сварной шов от атмосферных воздействий.

Основные составляющие порошковой проволоки были разработаны таким образом, чтобы получить характеристики, недостижимые при сварке сплошной проволокой. Поскольку вся защита обеспечивается защитным газом, компоненты сердцевины должны быть тщательно выбраны, чтобы увеличить производительность сварки в определенной области, например, для получения плавного переноса распылением. При этом фактическая скорость сварки примерно в два раза выше, чем при сварке чугуна электродами с внешним флюсовым покрытием.

Порошковая проволока, разработанная специалистами института Патона, несмотря на повышенную трудоёмкость её производства, может использоваться как для неразъёмного соединения чугунных деталей, так и для ремонтно-восстановительных операций.

Состав, характеристики и марки проволоки для сварки чугуна

Процессы сварки чугуна включают использование:

• Электрода в виде непрерывно подаваемой проволоки;

• Источника сварочного тока с постоянным напряжением;

• Прочих приспособлений (сварочных пистолетов и кабелей, устройств подачи), аналогичных тем, которые используются при сварке металлов активным газом.

Для плавления основного металла в области сварного шва применяется тепло, создаваемое электрической дугой.

Флюсовая смесь, которая находится в трубчатом электроде, при сгорании вступает в реакцию со сварочной дугой, образуя газ, который обеспечивает защиту сварочной ванны.

Благодаря проникающим свойствам состава порошковой проволоки и высокой скорости сварки/наплавки, применение описываемого процесса целесообразно для сварки на открытом воздухе или при сварке поверхностно загрязнённых металлов и сплавов.

Таким образом, данная технология является достойной альтернативой технологии ручной электросварки.

Внутреннее наполнение присадочной проволоки должно состоять из элементов, которые создают защитные газы, образующиеся при горении сварочной дуги.

Для сварки оптимальные значения составляют:

1. Углерод, % - 0,05…0,10.
2. Марганец, % - 1,30…1,75.
3. Кремний, % - 0,30…0,70.
4. Медь, % - 0,10… 0,40.
5. Никель, % - 0,20… 0,80 %.
6. Рутил, % - 2,0… 5,5 %.
7. Флюорит, % - 1,0…3,5 %.
8. Мрамор, % - 2,0…6,0 %.

Таким образом, в состав порошка входят все основные химические элементы, имеющиеся в обычной малоуглеродистой стали (включая никель и медь как неизбежные примеси). Они повышают пластичность готового сварного шва.

Наличие рутила (минерала, состоящего в основном из диоксида титана) способствует образованию так называемой «мягкой» дуги, при которой образование шлака легче контролировать, а дугу легче зажигать, в том числе, и повторно.

Присутствие флюорита (фторида кальция CaF ₂ или плавикового шпата) обеспечивает снижение в металле шва процентного содержания серы и кислорода. Таким образом, увеличиваются прочность и ударная вязкость сварного шва, а также повышается сопротивление горячему растрескиванию. Наличие флюорита улучшает условия проведения позиционной сварки при всех положениях.

Являясь природной смесью газообразующих соединений карбонатов кальция, магния и железа, мрамор улучшает экранирование зоны сварного шва, что исключает насыщение металла сварочной ванны кислородом и азотом атмосферного воздуха, возможное при температурах более 650…700 °C.

Порошковая проволока, предназначенная для наплавки и наварки поверхности чугунных изделий, обязательно содержит твёрдую фазу особо мелкозернистого карбида.

Её состав:

1. Хром, % - 8,6…20,2.
2. Бор, % - 1,2…4,1.
3. Ниобий, % - 0,5…2,4.
4. Углерод, % - 0,47…1,9.
5. Марганец, % - 1,86…2,9.
6. Кремний, % - 1,5…2,5 %.
7. Железо – остальное.

Применение порошковой проволоки

Разработаны следующие марки:

• ППЧ-1 (новое название – ПП АНЧ-1), используется для сварки и наплавки небольших чугунных деталей без их последующей механической доработки, отличается наибольшим процентом углерода и кремния;

• ППЧ-2 (в настоящее время – ПП АНЧ-2), рекомендуется для сварки и наплавки чугунных изделий с пластинчатым графитом при предварительном поверхностном подогреве до температур не выше 3500 °C . Применяется для сварки чугунных отливок больших габаритных размеров с возможной естественной усадкой сплава;

• ППЧ-3 (сейчас - ПП АНЧ-3), допускает предварительный подогрев чугунной заготовки до 500…600 °C. Пригодна для сварки массивных изделий из чугуна с различными стальными деталями.

В ГОСТ 30430-96 предусмотрены и другие марки порошковой проволоки, которые предназначены для сварки и наплавки чугуна.

В частности, для обработки отливок, которые произведены из высокопрочного чугуна ВЧ с шаровидной структурой углерода, используется порошковая проволока марки ПП-АНЧ-5.
Типовыми чугунными деталями, при сварке/наплавке которых используются рассматриваемые расходные материалы, являются станины многошпиндельных токарных автоматов, корпуса мощных компрессорных установок и т.п.

Рекомендуемые ГОСТ 30430-96 параметры технологического процесса сварки чугуна порошковой проволокой:

• Наружный диаметр проволоки, мм – 3;

• Сила сварочного тока, А – 250…550;

• Напряжение на дуге, В – 18…22;

• Скорость подачи расходного материала, мм/с – 80…250;

• Полярность тока – прямая.

При заварке дефектов площадью более 100 см 2 скорость подачи рекомендуется снижать до значений 10…30 мм/с.
Следует отметить, что, в связи со сравнительно небольшой сферой применения проволоки марок ПП АНЧ-1 и ПП АНЧ-3, ГОСТ 30430-96 не регламентирует их технические требования, поэтому данная продукция производится по ТУ предприятий – производителей.

Достоинства и ограничения порошковой проволоки

Процесс дуговой сварки порошковой проволокой находит своё применение в таких отраслях, как строительство, ремонт тяжёлого производственного оборудования, монтаж металлоконструкций, судостроение и т. д.

В отличие от большинства других сварочных процессов, сварка порошковой проволокой работает со всеми видами материалов, даже если они загрязнены (за исключением сварки поверхностей, не очищенных от масла или краски).

Важно, что при данном виде сварки возможно надёжное соединение поверхностей, покрытых прокатной окалиной и ржавчиной.

Основные преимущества данной технологии сварки и наплавки:

1. Более высокая производительность.
2. Нечувствительность к состоянию соединяемых поверхностей.
3. Процесс идеален для всех положений сварки и работ на открытом воздухе.
4. Простота применяемых приспособлений и оснастки, что делает технологию удобной для быстрого освоения.
5. Независимость конечного результата от квалификации сварщика.
6. Минимум дополнительного оборудования.

С технологической точки зрения сварка/наплавка порошковой проволокой придаёт сварным соединениям повышенную механическую прочность и надёжность, способствует меньшему количеству дефектов сварных швов.

Среди ограничений технологии необходимо отметить:

1. Невозможность полной автоматизации процесса, в связи с чем может снижаться точность формообразования сварного шва.
2. С предосторожностью следует применять данный процесс вблизи мест выделения токсичных паров: сварка должна производиться в хорошо вентилируемом помещении.
3. Стоимость порошковой проволоки выше, чем сплошной.
4. Для получения высококачественной поверхности сварного шва необходимо производить постоянное удаление образующегося шлака.

Для реализации процесса сварки/наплавки чугуна порошковыми проволоками марок ПП АНЧ-1, ПП АНЧ-2 и ПП АНЧ-3 необходимо оснащение рабочего места специальными подающими устройствами, отличающимися пониженными нагрузками на подающие ролики (при тех же параметрах захвата проволоки). Обычно с этой целью применяют не гладкие ролики, а инструменты с насечкой или накаткой профиля.

При полуавтоматической сварке изделий из чугуна использование порошковой проволоки оптимального химического состава гарантирует высокую производительность при любом расположении сварного шва, хорошее качество поверхности, отсутствие разбрызгивания металла, стабильность энергосиловых характеристик обработки.

Рассмотренная технология работоспособна и в полевых условиях, обеспечивая, в частности, равномерность процесса заварки дефектов на нетранспортабельных чугунных конструкциях.

Сварка чугуна. Факторы, затрудняющие сварку чугуна. Приемы, применяемые при сваривании чугуна. ПАНЧ-11 – никелевая проволока для сварки чугуна

ПАНЧ-11 – проволока для сварки чугуна

Чугун относится к группе плохо свариваемых металлов. Сварка и наплавка чугуна производится только в целях ремонта, устранения трещин и дефектов отливок. От других сплавов на основе железа чугун отличает очень высоким содержанием углерода. Углерод в нем присутствует в таких количествах, что не растворяется полностью, а образует графитовые или цементитовые включения в кристаллической структуре. Кроме углерода в сплаве содержатся и другие примеси – сера, фосфор, марганец, кремний.

Чугун характеризуется высокой твердостью и хрупкостью. Хрупкость – это свойство материала разрушаться без заметных остаточных деформаций. При сильном механическом напряжении изделие просто лопается, практически не изменяя свою форму.

Факторы, затрудняющие сварку чугуна

Сварка чугуна осложняется несколькими факторами.

При высокой температуре кремний, входящий в состав сплава ПАНЧ 11, образует тугоплавкие окислы, которые создают каверны в сварочном валике;
Выгорание кремния приводит к отбеливанию чугуна с образованием зон, сильно отличающихся по своим механическим качествам от остального материала. Это вызывает образование трещин в околошовном пространстве.
Углерод вступает в реакцию с кислородом с образование угарного газа, который создает поры в сварочном шве;
При нагреве и остывании зоны сварки в чугуне образуются сильное термическое напряжение, которое приводит к образованию трещин и отслаиванию сварочного шва.
Жидкий сплав обладает высокой текучестью, что затрудняет контроль сварочной ванны и сварку в разных пространственных положениях шва.

Зная, что такое чугун, и изучив его поведение в разных условиях, можно разработать эффективные методы сварки.

Приемы, применяемые при сваривании чугуна

Хрупкость чугуна, из-за которой в околошовной зоне появляются трещины, преодолевается предварительным нагревом. Перед тем как сварить чугун, его нагревают до высокой температуры – от 300 до 600 о С, а после обработки не дают остывать слишком быстро. Это позволяет избежать сильных термических напряжений.

Применяют и другие приемы:

тщательная зачистка металла в зоне шва;
выравнивание и раскрытие краев трещин;
засверловка концов трещин, устраняющая концентрацию напряжений;
установка по краям шва анкерных штифтов из низкоуглеродистой стали;
сварка в среде защитных газов.

Поиски, как и чем сваривать чугун, – постоянная тема прикладной науки. Используются методы сварки покрытыми штучными электродами, которые изготавливаются из сплавов меди, никеля и других металлов, неплавкие электроды, пламя газовой горелки и присадочная проволока. Выбор конкретного способа определяется целями сварки, условиями работы и уровнем требований к качеству шва.

Сварочная проволока ПАНЧ 11

В Институте электросварки имени Патона в середине прошлого столетия была разработана присадочная проволока под названием ПАНЧ-11. Эта проволока предназначена для полуавтоматической дуговой сварки. Сварка чугуна сварочной проволокой ПАНЧ-11 решает множество проблем, связанных с ремонтом чугунных изделий.

Что такое ПАНЧ-11? Это проволока толщиной 1,2 мм, изготовленная на основе никеля с добавками марганца, меди. В состав проволоки ПАНЧ-11 входят флюсы, делающие ненужным использование защитных газов. При ее применении не требуется предварительный прогрев изделия. Сварочный шов, полученный с помощью этой проволоки, по своим механическим качествам мало отличаются от основного материала. При сваривании, наблюдается некоторое повышение твердости металла возле шва. Под нагрузкой на растяжение, разрушение образца, как правило, происходит по телу изделия, а не по сварке.

Сварочный шов, получаемый при использовании этой проволоки, можно обрабатывать резанием, как и чугун. Электрическая дуга демонстрирует стабильность, сварочная ванна легко контролируется, разбрызгивание минимально. Сварочная проволока ПАНЧ-11 позволяет сваривать чугун при любых положениях шва, хотя нижнее положение по-прежнему остается предпочтительным.

Где купить ПАНЧ 11

Купить ПАНЧ-11 в Самаре можно в компании ПАРТАЛ, специализирующейся на производстве и поставке прецизионных сплавов и изделий из них. Сварочная проволока ПАНЧ-11 – один из видов нашей продукции. Мы поставляем сварочную проволоку для чугуна предприятиям, организациям и частным лицам, которые нуждаются в обеспечении качественной сварки изделий этого сплава.

У нас может быть заказана доставка проволоки ПАНЧ-11 в любую точку РФ, Казахстана, Белоруссии. Мы обеспечиваем отправку товаров транспортными компаниями или по железной дороге.

Мы всегда выполняем взятые на себя обязательства и выдерживаем заявленные сроки поставок. Понимая, что от качества нашей проволоки зависит качество технологических процессов и конечной продукции наших партнеров, мы тщательно следим за соответствием нашего товара всем параметрам, предусмотренным ГОСТом.

Как варить чугун полуавтоматом

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.

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?

Читайте также: