Сварка чугуна электродами мнч 2

Обновлено: 19.05.2024

Сварка чугунных изделий является одним из самых непростых процессов в этой области. Это объясняется особыми качествами этого материала. Облегчить труд и получить надежное крепкое соединение помогут специально изготовленные для этого электроды для сварки чугуна.

Работа с чугуном

Чугун - это вид металла, в котором имеется железо, углерод и небольшое количество других элементов. Такое сочетание определяет его характеристики и особенности. В частности, технология получения чугуна приводит к появлению в нем такого качества, как повышенная хрупкость. Поэтому его не используют для изготовления изделий, работающих под высокими нагрузками.

Однако, чугун имеет широкое распространение в черной металлургии и машиностроении. Его преимущества заключаются в том, что он легче стали, хотя и менее прочный. Чугун относится к чистым материалам в области экологии, проявляет стойкость к кислотно-щелочным средам, не теряет свои качества при длительном использовании. Имеются некоторые различия между серым и белым чугуном. Белому чугуну свойственна хрупкость, а серому - небольшая пластичность.

Трудоемкость сваривания чугунных изделий объясняется тем, что в этом металле повышено образование трещин и пор, при накаливании приобретается текучесть. Для получения качественное соединение изделий, изготовленных из чугуна, требуется некоторый опыт. Снизить образование дефектов также помогут сварочные электроды для чугуна, разработанные специально для этой цели.

Чтобы разобраться, какими электродами варить чугун, следует знать, что существуют разнообразные марки электродов для сварки чугуна. Из их числа необходимо сделать грамотный выбор для осуществления конкретной работы. Имеется ограничение - чугун, длительное время находившийся в неблагоприятных условиях, подвергавшийся воздействию кислой среды, масла и влажности, обработке не подлежит, то есть чугун является металлом, имеющим ограничение по сварке.

При соединении деталей из чугуна могут произойти некоторые неприятности:

при нарушении температурного режима в месте образования шва возможно появление дефектов;
низкая текучесть чугуна при слишком высокой температуре может привести к увеличению внутренних напряжений в месте соединения;
при плавлении металла возможно образование тугоплавких окислов, имеющих температуру плавления более высокую, чем у чугунных деталей;
выгорание углерода может привести к образованию в сварном шве пор;
при остывании после окончания сварочного процесса на сварном шве могут появиться трещины, что объясняется наличием в металле графита.

Поскольку чугун является жидкотекучим материалом, сварку следует проводить в нижнем горизонтальном положении. Грамотно выбранные электроды по чугуну помогут решить эти проблемы.

Подготовка к сварке

Электроды для чугуна могут применяться профессионалами и домашними мастерами. В любом случае необходима предварительная подготовка изделий к этому процессу. Она заключается в очистке соединяемых поверхностей от загрязнений, ржавчины, пятен жира и краски. Также необходимо убрать оксидную пленку.

Свариваемые кромки необходимо подвергнуть шлифовке. При наличии на поверхностях трещин, неровностей, сколов существует опасность того, что в процессе сварочного процесса расплавленная масса начнет вытекать из этих трещин и других дефектов.

Наиболее значимой частью предварительной подготовки, когда используются чугунные электроды, является прогревание заготовок перед началом сварки. Чугун начинает плавиться при достаточно низкой температуре, достигающей 1200-1250 градусов. Из этого следует, что и предварительный нагрев изделий не должен превышать 500-700 градусов. Прогревать следует не только место будущего соединения, но и небольшую зону вокруг него. Такие действия позволят максимально снизить вероятность растрескивания чугуна.

Если сварка производится в промышленных условиях, то для предварительного прогревания используются особые тигли. Когда работы проводятся в домашних условиях, то можно применить газовую горелку, а работы производить в гараже.

Технология сварки

Существуют различные способы соединения чугунных изделий, при каждом из которых применяется своя марка электродов по чугуну. В промышленности наиболее часто применяется горячая сварка. При ее использовании необходим предварительный разогрев чугунных деталей до температуры 650 градусов. Этого трудно добиться в бытовых условиях, поскольку для таких действий потребуется специальное оборудование.

Сварочные электроды по чугуну при работе в обычных условиях используются в полугорячем виде сварочного процесса. Нагрев при этом не превышает 450 градусов. При холодном виде сварки предварительного нагрева не происходит вовсе. В этом случае применяются электроды для холодной сварки чугуна.

Существует большое количество различных методов осуществления чугунных соединений способом холодной сварки, но среди них можно выделить три основных:

сварка стальными электродами;
соединение электродами из цветных металлов и особых сплавов;
сварка электродами из чугуна.

Однако, следует учитывать, что соединения, выполненные методом холодной сварки особым качеством не отличаются.

Маркировка

Электроды по чугуну имеют характерную маркировку. Конкретно, в ней указываются основные составляющие химического состава, например, «М» - медь, «Н» - никель. Третья буква обозначает металл, для которого эти электроды предназначены. То есть буква «Ч» означает чугун. Следующая за буквами цифра соответствует номеру марки в данной серии. Маркировка осуществляется в зависимости от требований ГОСТа 7293-85.

Виды электродов

Марки электродов для чугуна могут различаться в зависимости от вида внутреннего стержня. Им может быть проволока - медная или состоящая из сплавов, например, железа с никелем, меди с железом, железа с медью и никелем. Особым вариантом является чугунный пруток.

Медно-железные электроды, представителями которых являются ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6, представляют собой медные стержни с обмазкой, в состав которой входит порошок из железа. Никелевые и железно-никелевые содержат никеля до 90 процентов, а иногда и больше. Представителями этих марок являются ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЖН-1. Электроды марки МНЧ-2 - это расходные элементы с содержанием железа, меди и никеля.

Стальные электроды находят применение для сваривания старого чугуна, который уже подвергался высокому температурному воздействию. Для ковкого вида чугуна больше подойдут ферроникелевый вид электродов. Такие марки, как МЧН-2 и ОЗЧ-4 можно отнести к универсальным типам, поскольку ими можно сваривать все имеющиеся виды чугуна.

Электродами МНЧ-2 имеется возможность сваривать изделия, работающие при высокой влажности. Их преимуществом является обеспечение защиты от коррозии. Более узкую область применения имеют электроды ОЗЧ-2. Их используют не для всех видов чугунов, а только для серых и ковких.

Особое внимание заслуживает марка ЦЧ-4, стержнем которой является стальная проволока Св-08. ЦЧ-4 электроды и как варить чугун с их помощью имеет пространный ответ. Этот вид электродов применим, как для горячей сварки, так и для холодного вида соединений, при наплавочных работах для ремонта чугунных изделий, заварки дефектов различных видов чугуна. Также они могут применяться для соединения деталей из чугуна и стали. Технические характеристики ЦЧ-4 позволяют получать качественный и долговечный шов.

Заслуживают особое внимание и Кастолин электроды по чугуну. Они могут использоваться для соединения чугунных изделий совсем без подогрева или с минимальным подогревом, то есть методом холодной сварки. Электроды этого вида могут иметь стержень исключительно из одного никеля, или с примесями в виде железа и меди. Покрытие на основе графита сводит к минимуму возможность перемешивания с основным материалом, и, как следствие, образование трещин.

Действия после окончания сварки

После удачного соединения деталей из чугуна необходимо проведение их правильного охлаждения. Сваренные чугунные части следует засыпать мелким древесным углем или песком. Это будет способствовать их медленному остыванию. Чем оно будет длительнее, тем будет меньше образовываться трещин в полученном шве.

После того, как будет окончена работа и осуществится остывание, следует на место шва нанести специальный состав, увеличивающий срок службы.

Интересное видео

Наплавка и сварка чугунных изделий электродами МНЧ-2

При осуществлении холодной электродуговой сварки покрытыми электродами все металлургические процессы в сварочной ванне завершаются в течение секунд. Кристаллизация наплавленного металла протекает в условиях очень быстрого охлаждения. В связи с этим в процессе холодной сварки чугуна стальными и чугунными электродами наплавленный металл, как правило, имеет высокую твердость, исключающую возможность обработки резцом. В зоне термического влияния образуются трещины, ослабляющие сварное соединение. В практической работе часть трудностей, связанная с получением твердой и непрочной наплавки, преодолевается применением различных электродов из цветных и других специальных сплавов (медно-никелевых, железо-никелевых, медно-стальных и др.). Однако, применяя электроды на медно-никелевой основе, необходимо помнить, что медь и никель являются дефицитными материалами, использование которых увеличивает стоимость детали и снижает экономические показатели. При сварке электродами на медно-никелевой основе к наплавленному металлу предъявляются условия главным образом хорошей обрабатываемости и плотности. Широкое распространение получили электроды на медно-никелевой основе – МНЧ-2. Они предназначены для холодной сварки и наплавки чугуна при исправлении несквозных дефектов небольших и средних размеров на обрабатываемых или обработанных поверхностях отливок и деталей, могут быть также использованы при восстановлении чугунных деталей, бывших в эксплуатации. Наплавленный электродами МНЧ-2 металл твердостью НВ 140-160 легко поддается обработке резанием. В зоне сплавления образуется узкая полоска повышенной твердости. Однако это не снижает показателей обрабатываемости сварного соединения. Сварное соединение обладает высокими прочностными показателями. Наплавку однослойную или многослойную осуществляют укладкой валиков. Медь и никель, не образующие соединений с углеродом, обеспечивают хорошую обрабатываемость сплава и в сочетании с покрытием электрода специального состава – необходимую плотность в слоях металла и технологичность процесса наплавки. Зажигание дуги легкое (с одного касания), горение дуги стабильное, почти без разбрызгивания, шлаки легкие – подвижные, отделяемость шлаковой корки хорошая. Манипулирование электродами не затруднено. Шов имеет форму, близкую к полусфере, без образования подрезов. Наплавленный металл плотный, проплавление основного металла минимальное. Рациональная область использования (условно) определяется дефектами с максимальной глубиной после разделки 15-20 мм и площадью (по наплавленному металлу) за 30 см2 без наполнителя и до 50 см2 – с наполнителем. Применение электродов МНЧ-2 различных диаметров: диаметром 3 мм, если требуется обеспечить минимальный разогрев основного металла и минимальные размеры зоны оплавления, что необходимо при заварке дефектов небольших размеров на механически обработанных поверхностях деталей, а также укладке первого слоя при многослойной наплавке: диаметром 4-5 мм для заварки дефектов небольших и средних размеров, для первых (изолирующих слоев) при многослойной наплавке с применением в качестве наполнителя стальных или специальных (на железо-никелевой основе марки ОЗЖН-1) электродов. Подготовку дефектов выполняют в зависимости от характера дефекта и наличия подручных средств вырубкой, сверлением, фрезерованием до чистого основного металла. Ужимы, раковины, имеющие отлогие края, разделывают с приданием стенкам более крутого скоса. Заварку дефектов электродами МНЧ-2 выполняют наплавкой в один или несколько слоев, при этом необходимо соблюдать определенную последовательность операций. Весь объем разделки заплавляют электродами МНЧ-2 отдельными параллельными валиками. Каждый валик очищают от шлака, зачищают металлической щеткой и проковывают. При укладке последующего валика предыдущий перекрывают на 1/3 ширины. Наплавленный металл должен возвышаться над отметкой обработки на 3-4 мм.

Ремонтная сварка чугуна электродами по чугуну. Вопросы к консультационной службе СпецЭлектрод.

В современном машиностроении, станкостроении, металлургической промышленности и т.п. до настоящего времени чугун является одним из основных конструкционных материалов. Простая и дешевая технология изготовления чугунных изделий, хорошие литейные свойства чугуна, его высокая износоустойчивость к концентраторам напряжений, способность гасить вибрацию благодаря своей структуре, хорошая обрабатываемость способствует его широкому применению в народном хозяйстве. Вместе с тем чугун не лишен отрицательных свойств - низкая прочность серого чугуна и практически полное отсутствие пластичности, обусловленное наличием в металлургической матрице структурно свободного графита.

Сварка спецэлектродами прочно заняла место в чугунно-литейном производстве, главным образом при ремонте вышедшего из строя оборудования и устранения дефектов чугунных отливок.

Качество сварных швов и наплавленных поверхностей во многом определяет работоспособность конструкций из чугуна и, в свою очередь, зависит от свойств сварочных материалов.

Многообразие дефектов по характеру и размерам, марок чугуна, конфигурации и массы чугунных изделий, их толщины и условий эксплуатации, а также требований к сварным соединениям вызывает необходимость выбора в каждом конкретном случае сварочных электродов по чугуну различных марок и технологии сварки чугунных изделий.

Ниже приведены ответы на вопросы, поступающие в консультационную службу Спецэлектрод, касающиеся выбора электродов по чугуну и способов сварки чугуна спецэлектродами.

Вопрос: Какие сварочные электроды для сварки чугуна и электроды по чугуну выпускаются "Спецэлектродом"?

Ответ: В настоящее время "Спецэлектрод" выпускает целую гамму электродов для сварки чугуна на базе никеля и его сплавов, а также на основе меди и железа.

Электроды по чугуну ЦЧ-4 предназначены для холодной и горячей сварки, ремонтной наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого, высокопрочного и ковкого чугуна, а также сварки таких чугунов со сталью. Этими электродами можно осуществлять наплавку одного-двух слоев на изношенные чугунные детали под последующую наплавку специальными электродами сварочными. Сварка производится в нижнем положении шва постоянным током обратной полярности. В случаях обеспечения высокого напряжения (более 70 В) холостого хода сварочного трансформатора и малой длине сварочных кабелей - сварка переменным током.

Электроды по чугуну ОЗЧ-2 - предназначены для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого и ковкого чугуна. Сварку производят в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности. Электроды для сварки чугуна ОЗЧ-6 предназначены для холодной сварки деталей из серого и ковкого чугуна, предпочтительно при ремонте тонкостенных конструкций. Сварка производится в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности. кстати обе марки разработаны специоалистами СпецЭлектрод.

Электроды по чугуну МНЧ-2 предназначены для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого, высокопрочного и ковкого чугуна. Обеспечивают получение наплавленного металла с высокой плотностью и технологичностью при обработке резанием, когда к изделию предъявляют повышенные требования по чистоте поверхности после механической обработки, а также коррозионностойкого в жидкостных агрессивных средах и горячих газах. Сварку производят в нижнем, вертикальном и ограниченно потолочном положениях шва постоянным током обратной полярности.

Электроды для сварки чугуна - ОЗЖН-1 и электроды по чугуну ОЗЖН-2 предназначены для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого и высокопрочного чугуна. Применяются для многослойной заварки крупных дефектов или наплавки больших объемов металла совместно с электродами по чугуну марок ОЗЧ-3 или МНЧ-2, в следующей последовательности: электродами марки ОЗЧ-3 или МНЧ-2 выполняется первый и последний слои, промежуточные слои выполняются спецэлектродами марок ОЗЖН-1 или ОЗЖН-2. Сварку выполняют в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности. Это тоже разработка СпецЭлектрод.

Электроды по чугуну ОЗЧ-4 предназначены для холодной сварки и наплавки деталей из серого и высокопрочного чугуна. Применяют для сварки и наплавки последних слоев поверхностей, когда к наплавленному слою предъявляются повышенные требования к износостойкости в условиях трения металла о металл, достаточной сопротивляемости ударам, высокой технологичности при обработке резанием. Сварку производят в нижнем и вертикальном положениях шва постоянным током обратной полярности.

Вопрос: Какими электродами для сварки чугуна можно заварить лопнувшую чугунную станину станка и другое подобное оборудование?

Ответ: Прежде всего, надо определить, в каких условиях это оборудование будет работать в дальнейшем. При значительных вибрационных и силовых нагрузках на станину сварку производят электродами по чугуну ЦЧ-4 с предварительным подогревом изделия до 600-650°С. кромки в месте излома или трещины следует разделать клейсместером или каким-либо другим инструментом. Разделка может быть односторонней при небольшой толщине изделия и двусторонней Х-образной при большой толщине. Сварку спецэлектродами производят, не давая изделию остыть до полной заварки излома или трещины. Охлаждение надо обеспечить медленное, желательно вместе с печью, в которой подогревалась деталь, если позволяют ее размеры, или укутав изделие теплоизоляционными материалами.

При незначительных нагрузках на станину можно применить электроды по чугуну марок МНЧ-2 или ОЗЧ-З. Сварку в этом случае производят "по-холодному", по разделанным и тщательно зачищенным кромкам небольшими валиками длиной 20-30 мм с охлаждением на воздухе каждого валика до температуры не выше 60°С и проковкой наложенного валика легкими ударами молотка.

Вопрос: Какими спецэлектродами можно произвести сварку чугунных водопроводных труб и заварить сколы и трещины радиаторов отопления?

Ответ: Следует отметить, что очень плохо сваривается чугун, долгое время находившийся под воздействием водяного пара или высоких температур. Для ремонта приходится принимать специальные меры. Иногда сварка вообще невозможна из-за сильного окисления внутренних поверхностей труб и радиаторов.

Новые и мало работавшие чугунные водопроводные трубы можно сваривать сварочными электродами МНЧ-2. Перед сваркой проводят обработку кромок труб (кос кромок под угол не менее 30°) резцом, фрезой или абразивным инструментом. Сварка должна выполняться при положительной температуре окружающего воздуха. При толщине стенки трубы до 5 мм выполняют сварку за один проход, небольшими валиками длиной 20-30 мм с охлаждением на воздухе каждого валика до температуры не выше 60°С. валики располагают по трубе диаметрально противоположно. Многослойную сварку труб с толщиной стенки более 5 мм выполняют небольшими валиками с охлаждением на воздухе каждого валика.

Трещины и сколы на новых радиаторах отопления сваривают электродами по чугуну марки ОЗЧ-6. Место сварки зачищают от краски и ржавчины до чистого металла. Сварку производят короткими валиками длиной 30-50 мм в нижнем положении с охлаждением каждого валика на воздухе до температуры не выше 100°С и проковкой наложенного валика легкими ударами молотка.

Вопрос: Чем и как заварить трещину в чугунном корпусе редуктора?

Ответ: Корпуса редукторов изготавливаются из серого литьевого чугуна, и из-за особенностей структуры такого чугуна корпус долгое время работающего редуктора начинает "слезиться", т.е. структура чугуна пропитывается маслом, которым редуктор заполняется.

Трещину или скол в новом или мало работавшем редукторе можно заварить электродами для сварки чугуна ОЗЧ-6 или электроды по чугуну ОЗЧ-2. Перед сваркой кромки трещины или скола обрабатывают режущим или абразивным инструментом до чистого металла на всю длину трещины. Сварку электродом производят в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности короткими валиками длиной не более 30-50 мм с50°С и проковкой каждого валика легкими ударами молотка. Диаметр электродов подбирают так, чтобы закончить сварку трещины за один проход.

Вопрос: Треснул выпускной чугунных коллектор автомобиля. Возможна ли заварка трещины? Ответ: Выпускной коллектор автомобиля работает в условиях высоких температур и сильного загрязнения внутренней поверхности выхлопными газами. Через несколько лет эксплуатации автомобиля структура чугуна, из которого сделан коллектор, насыщается выхлопными газами, иногда до такой степени, что сварка становится невозможной.

В случае недолгой эксплуатации сварку можно производить электродами марки ОЗЛ-25Б. Перед сваркой тщательно осматривают поверхность коллектора, т.к. чаще всего растрескивание происходит сразу в нескольких местах. Затем зачищают поверхность вокруг выявленных трещин от нагара и грязи и проводят разделку кромок трещин фрезой или абразивным инструментом. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности короткими валиками длиной 20-30 мм с проковкой каждого валика легкими ударами молотка и охлаждением наложенного валика до комнатной температуры. Важно не перегреть сварной шов, т.к. перегрев вызывает немедленное растрескивание в околошовной зоне. Сварку выполняют за один проход.

Вопрос: Чем и как сварить чугун со сталью? Что рекомендует СпеЭлектрод?

Ответ: СпецЭлектрод рекомендует для сварки чугуна со сталью использовать электроды для сварки чугуна ЦЧ-4. Сварку производят -по очищенным от загрязнений кромкам на постоянном токе обратной полярности. Если сварочный трансформатор имеет напряжение холостого хода не более 70 В, возможна сварка переменным током. Если нет возможности провести подогрев свариваемых деталей до температуры 600-650°С перед сваркой и выполнить медленное охлаждение их после сварки, сварку ведут на холодном металле короткими валиками длиной 25-35 мм с поваликовым охлаждением на воздухе до температуры не выше 60°С. Эти марки для чугуна целесообразно применять и когда после сварки шов не подвергают обработке резанием.

Для загрязненного чугуна и для получения обрабатываемого резанием шва применяют электроды по чугуну ОЗЛ-25Б. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности во всех пространственных положениях короткими валиками длиной 20-30 мм с охлаждением каждого валика до температуры ниже 60°С на воздухе.

Вопрос: Каким образом можно восстановить изношенную поверхность детали из ковкого чугуна?

Ответ: В таких случаях целесообразно применение сварочных электродов для сварки чугуна марок ЦЧ-4 и ОЗЧ-4. Первые один-два слоя выполняют спецэлектродами ЦЧ-4, а последний -электродами ОЗЧ-4. Сварку электродами ЦЧ-4 производят валиками длиной до 100 мм с поваликовым охлаждением на воздухе до температуры не выше 60°С на постоянном токе обратной полярности. Электродами ОЗЧ-4 при наложении последнего слоя валики не должны быть длиннее 50 мм, охлаждение каждого валика на воздухе до температуры 50°С.

Все рассмотренные примеры сварки чугуна покрытыми электродами по чугуну позволяют производить мелкий и крупный ремонт оборудования по холодному металлу. Применение таких электродов для сварки чугуна обеспечивает достижение приемлемых компромиссных решений между технико-экономическими возможностями производства и требованиями, предъявляемыми к качеству восстановления

Вопрос: Умельцы сваривают чугун электродами, предназначенными для сварки сталей. Зачем использовать дорогостоящие марки для сварки чугуна?

Сварка чугуна марками для сталей – взамен электродов по чугуну наиболее доступный способ сварки. Однако в большинстве случаев он дает очень низкое качество сварного соединения и, как правило, сиюминутную выгоду. Почему столь доступный метод не приветствуется специалистами, очевидно из приведенных ниже фактов.

При сварке стальными электродами вследствие проплавленного чугуна содержание углерода в металле шва очень велико (1,1-1,8%). Это способствует образованию в шве трещин. Быстрое охлаждение, имеющее место при холодной сварке, приводит к значительному повышению твердости наплавленного металла и металла зоны термического влияния, где чугун приобретает структуру белого чугуна, характеризующегося высокой твердостью и хрупкостью. Места сварки, выполненные стальными марками вместо электродов по чугуну, не поддаются обработке режущим инструментом. В металле шва зачастую появляются поры из-за повышенного содержания газов в чугуне. Образование трещин и пор значительно снижает прочность и плотность сварного соединения.

Для улучшения качества сварного соединения чугуна применяют электроды малого диаметра и пониженную силу тока, чтобы уменьшить тепловое воздействие дуги на чугун. Сварку чугуна ведут короткими участками, вразброс, стараясь как можно меньше проплавлять чугун. С целью усиления связи наплавленного металла с чугуном при сварке деталей, требующих достаточной прочности сварных соединений, применяют стальные шпильки (ввертыши). Шпильки ввертывают в тело свариваемой чугунной детали. Выступающую часть шпилек обваривают по периметру, а затем сваривают со всей массой наплавленного металла.

В отличие от сварки электродами по чугуну прочность металла, наплавленного стальными марками, примерно в два раза выше прочности чугуна. Поэтому толщина наплавленного металла должна составлять примерно 50% от толщины стенки детали в месте сварки. Излишнее количество наплавленного металла нежелательно, так как при этом увеличиваются усадочные напряжения и появляется опасность образования трещин.

Наилучшие результаты сварки чугуна получают при использовании марки УОНИ-13/55, вместо электродов для сварки чугуна. Но чрезмерный нагрев детали при сварке приводит к образованию трещин в зоне термического влияния. Поэтому при сварке не следует допускать нагрев свариваемой детали выше 40-500С на расстоянии 100 мм от шва.

Процесс сварки чугуна начинается с обварки шпилек кольцевыми швами. Обварка должна вестись вразброс с целью избежания сильного местного перегрева детали. После обварки всех шпилек накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность завариваемого участка не будет покрыта слоем наплавленного металла. Крайние ряды шпилек обваривают лишь после того, как весь участок будет полностью заварен. Для обварки шпилек и нанесения облицовочного слоя следует применять электроды малого диаметра (2-2,5 мм), для окончательной заварки трещины можно использовать диаметр от 3 до 4 мм.

Если оценить необходимые трудозатраты по подготовке к сварке и низкую вероятность получения качественного соединения, станет очевидным тот факт, что следует выбирать более дорогие, но более эффективные сварочные электроды по чугуну, например, ОЗЧ-4, МНЧ-2, электроды для сварки чугуна ОЗЖН-1 производства Спецэлектрод.

Вопрос: Объясните, пожалуйста, сущность проковки чугунного металла шва. Каковы возможность и полезность этого технологического приема?

Сварочные напряжения, возникающие в чугунной конструкции в результате нагрева, могут быть сняты почти полностью, если в шве и зоне термического влияния создать дополнительные пластические деформации. Этого можно достичь проковкой швов. Проковку проводят в процессе остывания металла при температурах 4500С и выше, либо 1500С и ниже. В интервале температур 400-2000С в связи с пониженной пластичностью чугуна при его поковке возможно образование надрывов. Специальный нагрев сварного соединения чугуна для выполнения проковки, как правило, не требуется. Удары наносят вручную молотком массой 0,6-1,2 кг с закругленным бойком или пневматическим молотком с небольшим усилием до изменения рисунка шва. При многослойной сварке чугуна проковывают каждый слой, за исключением первого, в котором от удара могут возникнуть трещины, и облицовочного. 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.

Сварка чугуна электродами: особенности технологии и условия

Сваривать чугунные детали электросваркой можно как на специальном оборудовании, так и в домашних условиях. Предлагаем изучить правила подготовки деталей к свариванию, выбор метода и технику выполнения сварного шва с использованием обычного MMA-инвертора.

Чугун: особенности материала и работы с ним

Чугун — это расплав железа, к которому в процессе остывания был добавлен в больших количествах углерод. Из-за концентраций углерода выше предельной растворимости образованный сплав отличается высокой твёрдостью, но малой однородностью. По структуре своей чугун пористый, его кристаллическая решётка нарушена крупными вкраплениями углерода, из-за чего межатомные связи характеризуются малым пределом упругой деформации.

Из-за того что структура металла разбавлена крупными вкраплениями графита, чугун плохо поддаётся свариванию: в местах нарушения кристаллической решётки образуются местные напряжения и изделие становится особо хрупким. Для сваривания чугуна необходим тщательно подобранный набор присадок, обеспечивающий:

хорошую смешиваемость шва с остальной толщей металла;
как можно меньшую разницу в температурной усадке;
минимальную из возможных толщину шва;
высокий показатель равнопрочности.

Варить чугун электродом сложно ещё и по той причине, что разновидностей этого металла много. В то же время на большинство изделий не имеется конструкторской документации, и достоверно определить состав сплава не представляется возможным. Поэтому сорт чугуна определяют на глаз по цвету излома и затем подбирают электроды и режимы сварки, максимально близкие к оптимальным. В домашних условиях сварка чугуна почти всегда лотерея и широкое поле для экспериментов для достижения наилучшего результата.

Какой инвертор использовать

Детали чугунного литья обычно имеют внушительную толщину, и прогреть их вглубь без ощутимого расширения зоны прогрева — достаточно трудная задача. Оптимальный вариант — варить короткими прихватками в импульсном режиме, давая детали время на остывание.

В подобном режиме будет эффективно работать далеко не каждый инвертор. Наиболее пригодны для этих целей современные аппараты с улучшенным розжигом и форсажем дуги, мощной системой охлаждения. Токи при сварке чугуна повышенные из-за дополнительной проводимости обмотки и обмазки электродов. Потолок токового диапазона должен быть около 200–250 А при продолжительности включения на максимальной нагрузке не менее 50%.

Вообще чем более совершенная схема управления сварочным током используется, тем лучше. При сварке чугуна требуется быстрый розжиг, равномерное горение и быстрое прерывание дуги без образования высокотемпературного очага. При этом специальных режимов для чугуна ни один из бытовых и даже профессиональных автоматов не имеет.

Профессиональное оборудование от FoxWeld или KEMPPI справится с задачей без проблем. Из бюджетных вариантов можно рекомендовать инверторы таких производителей как Aurora и Tesla стоимостью от 10 000 рублей. Более дешёвые («Ресанта», «Сварог») инверторы тоже могут использоваться с переменным успехом, но для сварки ответственных деталей они малоприменимы.

Правила подготовки детали

Для чугунных деталей качество сваривания определяется ещё на этапе обработки и подготовки сварочного шва. В отличие от других материалов, здесь может иметь значение даже наличие жировой плёнки. Для удобства разделим подготовку на три вида в зависимости от характера соединений.

Трещины в чугунном литье нужно перед сваркой просверлить по краям, чтобы избежать дальнейшего растрескивания при температурной усадке. После этого по трещине делается пропил болгаркой. Распускать шов нужно на ширину около 3 мм, сохраняя на дне целик, равный по толщине стержню электрода или немного больше.

Детали, треснувшие на две половины, обычно можно сложить очень плотно и эту возможность нужно использовать при сварке. Единственное, что необходимо сделать — обеспечить неподвижность струбцинами или болтовым соединением и также распустить шов.

Третий вариант — две независимые детали, которые перед сваркой проходят подгонку. На торцах нужно убрать напильником или наждачным бруском риски от режущего инструмента и снять фаску со стороны сварки по аналогии с роспуском шва. При подгонке деталей их нужно резать очень аккуратно, не допуская перегрева.

Непосредственно перед сваркой соединяемые кромки нужно обезжирить. Оптимально, если под рукой имеется ацетиленовая или пропановая горелка: ей сварочный шов прокаливают, выжигая графит, с нагревом чугунной детали до тёмно-красного цвета.

Использование специальных электродов

Разновидностей электродов для сварки чугуна разных сортов невероятно много. Мы рассмотрим только наиболее пригодные для использования в домашних условиях.

Самыми ходовыми марками электродов для сваривания чугуна можно назвать ESAB (ОК) 92.60, 92.58 и 92.18. Первые две имеют умеренное содержание никеля, у которого ТКР сопоставим с чугуном. Марка 92.18 имеет высокое содержание никеля и требует отковки горячего шва для уплотнения кристаллической решётки и повышения пластичности шва. Эти электроды хорошо использовать для сварки серого и ковкого чугуна.

Несколько иной принцип сварки, иначе называемый высокотемпературной пайкой, используется при работе с медь-никельсодержащими электродами, такими как МНЧ-2. Такой припой состоит из веществ, не вступающих в реакцию с графитом, и поэтому вероятность образования «отбелов» на границе сварочного шва существенно ниже. Электроды с добавлением меди подходят для большинства сортов чугуна.

Для сваривания деталей без преднагрева применимы марки ОЗЖН-1 и UTP 86 FN. Это электроды на железно-никелевой основе с легирующими присадками, в основном их используют для сварки серого чугуна. Толщину электродов любого типа для работы в домашних условиях следует выбрать 3 мм, для особенно массивных деталей — не более 4 мм, иначе инвертор просто не выдаст нужного тока для полноценного прогрева.

Применение присадочной проволоки

В некоторых случаях в процессе ручной дуговой сварки чугуна могут вноситься специальные присадки, придающие материалу шва специальные свойства. В основу этих присадок входят всё те же никель и медь, иногда железо, нержавеющие сплавы и олово. Для использования проволоки потребуется маска-хамелеон, надёжная фиксация детали и немного практики.

Наиболее популярной присадочной проволокой считается ПАНЧ-11, которую используют в полуавтоматической сварке чугунных изделий. Проволоку вносят небольшими порциями при каждом розжиге дуги, причём контакт электрода с поверхностью происходит именно через припой. Так достигается хорошая смешиваемость и смягчается воздействие высоких температур.

Также очень полезными при сварке чугуна оказываются присадки на основе монель-металла. Это достаточно редкий и дорогой сплав, но он обладает требуемыми ТКР, твёрдостью и пластичностью, сопоставимыми с показателями самого чугуна. Монель вносится малыми дозами через мгновение после зажигания дуги. Горение при этом более длительное, что на качестве шва практически не отражается.

Режимы сварки, токи, техника работы

Чугун варят постоянным током преимущественно обратной полярности, хотя для некоторых марок электродов (МНЧ-2) может требоваться переключение минуса на держатель. Из-за высокой текучести чугуна его всегда нужно варить только в нижнем положении шва.

В домашних условиях можно использовать два вида сварки: с частичным подогревом и без него. Для каждой марки электродов это определяется индивидуально. Разогрев детали проводят задолго до начала сварочных работ, используя паяльную бензиновую или газовую лампу, либо же ацетиленовые горелки. Прогрев чугунной детали должен продолжаться и в процессе сварки, поэтому работу выполняют два человека.

Чугун сваривают короткими швами (по 2–4 см) с отступом в 2–3 длины шва. Каждый «стежок» выполняется многочисленными прихватками с длительностью горения дуги от 0,5 до 1,5 секунды, в зависимости от толщины металла и марки электродов.

Область наложения шва разогревают в течение 2–3 минут, затем сварщик накладывает металл в корень разделанного шва, а помощник аккуратно подогревает место сварки. Когда «стежок» завершён, его засыпают сухим песком или накрывают асбестовой тканью и убирают пламя.

Медленное остывание имеет критически важное значение при сварке чугуна. Без него металл может сразу же покрыться паутинкой трещин, расходящихся от сварочной ванны, и изделие будет безнадёжно испорчено. Теплоизолирующая выстилка может укладываться и с обратной стороны шва заранее, но даже в таком случае каждый сварочный кратер должен сразу же защищаться от прямого контакта с воздухом. Небольшие детали рекомендуется на час отправлять в раскалённую духовку.

При сварке в первую очередь заполняется корень шва, полную заплавку проводят после полного остывания детали по точно такой же технологии с плавным отпуском. Если требуется герметичность соединения, между «стежками» выполняют ещё несколько промежуточных, а затем заплавляют шов полностью. Однако гораздо лучше в целях обеспечения герметичности воспользоваться полимерными или эпоксидными герметиками.

Читайте также: