Сварка чугуна электродом по нержавейке какая полярность

Обновлено: 20.09.2024

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

Особенности сварки чугуна

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

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

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

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

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

Основные трудности при сварке чугуна:

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

Подготовка чугуна к сварке

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

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

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

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

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

Варианты сварки чугуна и их краткие характеристики

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

Горячая сварка

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

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

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

Полугорячая сварка

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

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

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

Холодная сварка

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

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

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

Основные способы сварки чугуна

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

Ручная дуговая сварка плавящимися электродами

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

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

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

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

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

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

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

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

Газовая сварка

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

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

Аргонодуговая

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

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

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

Иные варианты

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

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

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.

Как варить чугун в домашних условиях обычным электродом — простые и надежные способы

Несмотря на специфичность процесса, сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором вполне реальна. Этим способом исправляют литейные дефекты, ремонтируют изношенные или разрушенные части машин, соединяют чугунные со стальными деталями.

Особенности сварки чугуна.

Данный материал представляет собой соединение железа(F), углерода (C) и примесей: кремния (Si), марганца (Mn), фосфора (P), серы (S) и др.

В обозначении маркировки: первые цифры – предел прочности при растяжении в кг/мм2, а вторые – при сером чугуне, предел прочности при изгибе, при ковком и высокопрочном, относительное удлинение в %.

Отжигом при высокой температуре – 1000º C, за счет графитизации, белый превращается в ковкий чугун.
Для повышения износостойкости добавляется хром (Cr), никель (Ni), вольфрам (W) и др. Такой металл называется легированным.

Для легированных марок – буквы указывают легирующие элементы, а цифры, их среднее процентное содержание. Например: ЧН19Х3 – чугун, содержащий 19% никеля и 3% хрома. Если присутствует шаровая форма графита в конце маркировки ставится буква Ш.

Из-за повышенной хрупкости и твердости, процесс усложняется. Но сварка чугуна электродом в домашних мастерских возможна при определенных условиях. Соблюдая технологию и, обладая некоторыми навыками, можно добиться качественного результата, при этом структура шва будет сильно различаться от структуры основного материала.

Возникающие затруднения

Сложность сварки чугуна электродом в домашних условиях состоит в том, что шов может получиться низкого качества из-за:

Во время сварки происходит интенсивная закалка металла. Поскольку чугун с низкой пластичностью, это приводит к его хрупкости. В результате в процессе усадки шва, образуются трещины.
При выгорании углерода активно выделяется окись углерода, которая не всегда полностью выводится из металла. Это приводит к тому, что на месте заварки образуются поры.
В зоне сварки при неправильном охлаждении металл может отбеливаться. На поверхности появляется слой белого хрупкого чугуна, который не подлежит обработке.
Из-за окисления кремния, при работе образуются тугоплавкие оксиды, которые трудно прожечь. В этом случае возникают непровары, снижающие надежность шва.

Предварительная подготовка изделий

В домашних условиях сварку чугуна начинают с правильной подготовки узлов и деталей к сварочному процессу:

зачистить и разделать свариваемые кромки;
фрезеровать или высверлить дефектные участки по краям с вырубкой до чистого металла;
очистить, обезжирить, высушить рабочие поверхности.

Для предотвращения перекалки материала свариваемые кромки зубилом или наждачным кругом разделывают под углом 45º. Это способствует равномерному нагреванию рабочей поверхности.

Обезжиривают бензином, ацетоном или другими органическими растворителями, а сильно загрязненные места обжигают пламенем горелки.
Трещины необходимо обработать – на всю глубину трещины для достаточной проварки металла. Длина разделки должна быть на 5-6мм длиннее дефектного участка с обеих сторон. Концы трещин засверлить или их вырезать и закруглить.

Для тонкостенных деталей укладываются графитовые подкладки для предупреждения вытекания расплавленного металла. Это поддерживает нагретую зону и сохраняет форму детали.

Сварочные аппараты

Назначение прибора – путем понижения напряжения электрического тока сети, увеличение его силы до величины, необходимой для сварки. Процесс осуществляется с помощью сварочных аппаратов: трансформаторов, выпрямителей, инверторов.

В зависимости от процесса аппараты для сварки бывают:

Сварка чугуна обычным электродом лучше всего осуществляется инвертором, который имеет преимущество перед аппаратами другого типа:

стабильность тока при колебаниях напряжения в сети;
плавная регулировка режима работы,
при продолжительной работе на максимальном режиме – автоматическое отключение;
защита от перегрева, изменения сетевых параметров тока;
микропроцессорное управление и программирование технологических процессов сварки;
стабилизация и поддержание параметров дуги на одном уровне при внешнем воздействии;
сварка покрытыми электродами любых марок на постоянном и переменном токе;
качественное формирование шва; даже с ограниченной свариваемостью.

Бытовой инвертор – компактный и легкий прибор. Однако, он не приспособлен для продолжительной работы и имеет небольшую производительность.

Технология сварки инвертором

После подготовки изделия, как сварить чугун обычным электродом, чтобы шов получился без изъянов. Прежде всего, надо правильно выбрать тип электрода и технологию выполнения работ.

В основном сварку чугунов проводят тремя методами:

горячий – перед сваркой детали нагревают до 600º-650º;
полугорячий – нагрев до 300º-350º;
холодный – без подогрева изделий.

Горячий способ – трудоемкий и сложный процесс. Применяется на производстве для работы с крупными и сложными заготовками.

Вначале вся поверхность детали хорошо прогревается во избежание перепада температур. На производстве чугунные изделия нагревают с помощью горна, индукционной печи или в яме, выложенной огнеупорным кирпичом.

Чугун начинает плавиться при температуре 750º, поэтому нагрев не должен превышать 600º-700º. Нагревание проводится со скоростью 150º в час. Чугун становится как пластилин и с ним легко работать.

После окончания сварки, заготовку необходимо медленно охладить. Для этого детали засыпают песком, укрывают асбестовым покрывалом или нагревают, постепенно понижая температуру.

При таком способе трещин и пор практически не образуется, швы получаются без дефектов.

Полугорячий метод аналогичен горячему, но предварительный нагрев понижает скорость остывания после сварки. Отбеливание металла в меньшей степени, а значит уменьшается риск возникновения трещин.

Как варить чугун электросваркой в домашних условиях холодным способом

Для небольших повреждений, мелких дефектов ненагруженных деталей, когда к качеству соединения не предъявляются особые требования, данная технология вполне подходящая.

При холодном способе нельзя повышать температуру в зоне сварки. Для этого шов накладывают небольшими частями длиной 30-50мм. с перерывами для охлаждения до 50º-60º. Таким образом, риск появления трещин минимальный.

Чтобы не допустить перегрева, процесс проводят при постоянном токе, а электрод подключают к плюсу инвертора (обратная полярность).
С этой же целью при работе сварщик двигает электродом не по прямой, а зигзагами или по кругу.

Необходимо контролировать скорость движения электрода. При слишком большой скорости могут образовываться непровары. При недостаточной – возможен перегрев и прожог свариваемого металла, особенно тонкого.

Многослойная сварка по технологии отжигающих валиков

Данный способ применяют для заварки трещин в тонкостенных деталях – толщина до 8мм. Валики накладываются в определенной последовательности, при которой каждый последующий воздействует термически на предыдущий, уменьшая его твердость.

Вдоль трещины под углом 45º производят V-образную разделку кромок. Сначала на одну, затем на другую кромку вразброс наваривают подготовительные, а на них отжигающие валики участками длиной по 40-50мм.

При переходе к другому участку, дают охладиться зоне заварки до 50º-60º и проковывают легкими ударами молотка, сбивая окалину. Благодаря этому, подготовительные валики больше прогреваются и после медленнее остывают. В закаленной части шва происходит частичный отпуск и нормализация.

Когда валики наложены по обе стороны трещины, наваривают заключительный соединительный слой такими же отдельными участками. Края последнего слоя должны отстоять на 3-4мм от ближайших границ проплавления.

Метод сварки с применением шпилек

Зона сплавления – самое уязвимое место соединения из-за отслаивания металла шва. Чтобы ее разгрузить при охлаждении и усадке, используют стальные шпильки (завертыши).

При толщине заготовки 6мм, кромки трещины срезают под углом 45º.

Шпильки плотно вкручивают в приготовленные резьбовые отверстия в шахматном порядке. Выступающая часть завертыша наваривается по контуру. Затем сваривается со всей массой шва способом наложения отжигающих валиков.

При нагрузке на соединение, ее большая часть передается на металл со шпильками, а не на сварной шов, что делает его более долговечным.

Работа инвертором в импульсном режиме

В домашних условиях сварка чугуна электродом с помощью инвертора импульсами используется для сварки тонких деталей, соединения между собой разнородных металлов.

Суть технологии в том, что на основной сварочный ток накладываются дополнительные импульсы тока большой силы в течение короткого промежутка времени. Соотношение длительности и величины импульсов и пауз между ними регулируется автоматически настройкой аппарата.

улучшается качество и прочность соединения;
контроль дуги и управление процессом;
снижается доля прожигания металла;
повышается эффективность сварки;
шов образуется ровными каплями расплава и будет выглядеть аккуратно.

Импульс обеспечивает расплав электродного металла и тепловую инерцию ванны. Во время паузы металл в сварочной ванне остужается и частично кристаллизуется. Чередование импульс/пауза облегчает работу сварщика, позволяя обойтись без сложных действий электродом.

Метод не рекомендуется применять для деталей, работающих при тряске, вибрации, ударах.

Подбор электродов

Из-за своего физико-химического состава, чугун имеет свои качества, которые учитываются при выборе электродов.

Электрод состоит из внутреннего стержня и внешней обмазки. Должна быть полная совместимость материалов, например, чугунный электрод не может варить медь. Покрытие при нагревании выделяет газ, который защищает от окисления жидкий металл в ванне.

Сила тока указана для заварки в нижнем положении. Для сварки, например вертикальных труб, этот показатель уменьшают на 15-25А.

Медно-никелевые электроды (медь 30%, никель 65%) применяются, когда соединению не требуется большой прочности. Плотность шва удовлетворительная, но хорошо обрабатывается резкой.

Можно ли варить чугун простыми стальными электродами?

Да, но шов получится невысокого качества, т.к. сталь плохо сцепляется с чугуном.

При заварке медными электродами сварной шов – плотный, но недостаточно прочный.

Когда к конструкции предъявляются повышенные требования, используют марки УОНИ 13/55, МР-3С и подобные, для углеродистых и низколегированных сталей. Бренд ESAB – ОК 61.30, ОК – 63.35 и российские аналоги ЦЛ-11, ОЗЛ-8 и др.
используются для сварки нержавейки.

Хранить электроды в сухом месте. Если они отсырели, необходимо их просушить при 250º – можно в духовом шкафу.

Ассортимент расходников большой и, чтобы выбрать правильно, надо читать сведения, указанные на упаковке.

Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна

Любой процесс имеет свои положительные и отрицательные стороны. Главное, чтобы в данной технологии преобладали преимущества.

Техника безопасности

Перед тем как варить чугун электросваркой в домашних условиях, необходимо принять меры по безопасности:

около рабочего места обязательно – огнетушитель;
инвентарь должен быть в исправности;
руки защищаются перчатками для сварных работ (крагами);
сварку проводить в маске или со щитком;
работать в защитной спецодежде;
обеспечить достаточную освещенность рабочего места и приток свежего воздуха;
начинающему мастеру лучше пригласить помощника на случай непредвиденной ситуации.

Надо серьезно относиться к правилам безопасности труда, чтобы не навредить себе и окружающим.

Можно вполне успешно осуществить сварку в домашних условиях. Для этого надо выбрать подходящие электроды, правильно настроить инвертор, следовать технологии. Желательно потренироваться в наложении шва на каком-либо аналогичном материале, прежде чем начинать работу с деталью.

Как правильно выбрать электроды по нержавейки от А до Я

Если Вам нужно выбрать электроды для сварки нержавейки дома или на производстве, то в нашей статье вы найдете рекомендации как их правильно выбирать и применять. Особенности сварки нержавейки, отдельные методы и приемы для получения идеального шва.

Электроды по нержавейке в чем особенности

Для сварки нержавеющей стали (правильное название — коррозионностойкий стали) используют специальные штучный электроды по нержавейки. Эти электроды изготавливаются для применения на постоянном и/или переменном токе. Более распространены электроды для постоянного тока так как процесс сварки протекает более плавно, а качество шва выше.

Особенности процесса заключается в том что нержавейка обладает низким коэффициентом теплопроводность то есть её легко перегреть и металл начинает растекаться. Также она обладает высоким коэффициентом линейного расширения. Это значит что в процессе сварки металл сильно расширяется, а после когда шов кристаллизуется металл усаживается и зачастую появляется такой дефект как «утяжина» — непровар.

Ещё одним вредным последствиям высокого коэффициента линейного расширение является, то что конструкции сильно деформируются под действием сварочных напряжений.

Потому при выборе электродов нужно стараться соблюдать следующие условия:

Использовать диаметр от 1,5 — 2,6 мм;
Использовать электроды с составом стержни схожим основным металлом ;
Для снижения риска получения непровара нужно обеспечивать более широкий зазор — больше диаметра электрода.

Потому сварку таких стали лучше всего вести как можно быстрее, используя минимальное значение силы тока. Это можно выполнить, используя электроды меньшего диаметра. Эти меры помогут снизить перегрев металла, а также избежать сильных сварочных деформаций.

Почему важно использовать специальные электроды для сварки нержавейки

Это связано с тем, что подавляющее большинство этих сталей являются высоколегированными сталями. Сварка которых затрудняется множественными факторами такими как:

Высокое содержание углерода в шве.
Высокие требования к защите сварочной ванны и дуги от воздуха, что в противном случае ведёт к большому количеству дефектов.
Низкая теплопроводность которые зачастую приводит к перегреву металла процессе сварки и образованию дефектов виде прожогов.

Если взять скажем электроды к примеру для черных стали ( нелегированных ) и попытаться произвести сварку, то сварной шов получится, но будет иметь множество недопустимых дефектов грубо говоря мы получим брак.

Ко всему ещё металл шва будет подвержен коррозии так как металл электродов не имел необходимых легирующих элементов.

Также они применяемые для нержавеющих сталей должны быть специально предназначенными для сварки именно этой группы стали и должны быть близкими по химическому составу. Если не соблюсти это условие, то сварочный шов будет выдерживать меньшее напряжение чем основной металл и будет являться самым слабым участком детали.

Также немаловажным фактором является то, что зона сварки, кромки деталей должны быть очень хорошо зачищены, а желательно и обезжирены. Как уже говорилось при сборке нужно соблюдать чуть увеличенный зазор.

Какими электродами варить нержавейку на переменном и постоянном токе

Для сварки коррозионностойких сталей на переменном токе в большей степени используются электроды содержащий в своей обмазке рутил. Это могут быть электроды чисто с рутиловым покрытием, рутилово-целлюлозным, рутилово-карбонатным и прочими. Рутил которые входят в состав обмазки обеспечивает легкое зажигание и стабильное горение сварочной дуги.

При сварки на переменном токе, нет такого понятия как полярность (прямая, обратная ) которые присуще только сварки на постоянном токе.

Даже при наличии дополнительных компонентов составе обмазки, сварка на переменном токе менее качественна и имеет ряд ограничений по сравнению с постоянным током, а потому применяется реже.

Электроды по нержавейки для переменного тока

Рассмотрим несколько основных марок применяемые для сварки по нержавейке на переменном токе. Их также можно использовать и для сварки на постоянном токе.

ЦТ 50

Эта марка применяется для сварки нержавейки, крайне распространённой и в промышленности, и в быту 08х18н10т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и прочие. Они используются, когда нет особых требований к коррозионной стойкости соединения. Выпускаются диаметрами от 3 мм до 5 мм. Покрытие у них — рутилово-основное. Ими выполняется работа как правило на переменном токе, но можно и на постоянном с обратной полярностью, во всех пространственных положениях за исключением вертикального положения сверху вниз.

ОЗЛ 14

Эти электроды так же как и их предшественники используются по нержавеющей стали аустенитного класса (все по тем же 12Х18Н10Т, 12Х18Н9). Также они рассчитаны на условия, которых не требуется жёстких параметров по межкристаллитной коррозии. Сварка имя возможного всех пространственных положениях, на переменам / постоянном токе. Выпускаются они диаметром 3 и 4 миллиметра. Покрытие у них рутиловое.

Важно — при использовании электродов с рутилом покрытием возможна сильная зашлаковка сварочного шва. Это на заметку начинающим сварщикам так как очень сложно отличить сварочной ванне расплавленный металл от шлака.

ОЗЛ-310

Эти электроды используются для сварки и наплавки жаропрочных хрома никелевых сплавов также высоколегированные стали Х45Х25Н20С2 и сварка жаростойких ферритно-перлитных сталей. Покрытия— рутил— карбонатное. Диаметрами они выпускаются 3— 4 миллиметра и применяются для сварки на переменном токе (можно использовать на постоянным). Они обладают отличными сварочными и технологическими свойствами потому как содержит 20-22 процента никеля. Варить можно во всех пространственных положениях за исключением вертикального сверху вниз.

Электроды для сварки на постоянном токе

Теперь рассмотрим электроды применяемые при сварке нержавейки на постоянном токе. На постоянном токе сваркой идет более стабильно. Они содержат в обмазке минимальное количество элементов для ионизации. Их зажигать чуть сложнее чем применяемые на переменном токе.

Процесс сварки на постоянном токе выполняется с подключением аппарата на обратную полярность. Обратная полярность— это такое подключение аппарата, когда плюс подключается к держаку, а масса подключается к детали.

Рассмотрим несколько основных марок, таких как, а ОК 61-35 и 61-30 производитель Esab, электроды ЭА 400/10У, ЦТ-15, ЦЛ-11 и др. Далее более подробно остановимся на некоторых из перечисленных здесь.

Популярные электроды для сварки нержавейки (стали 12х18н10т)

Чаще всего в быту приходится использовать электроды для сварки нержавеющей стали марки— 12х18н10т называемой «медицинская сталь». Это хромоникелевая сталь аустенитного класса (она является высоколегированной, так содержание легирующих элементов превышает 10 %). Рассмотрим самый часто применяемые электроды для сварки этой стали.

ОК 61-35

Эти электроды применяется для сварки стали 12х18н10т в основном для ответственных швов к которым высокие требования по стойкости сварного шва и изделия целом к межкристаллитной коррозии. Применяются для изделия которые работают в зоне температур от — 196 до 400 градусов, что позволяет их использовать даже для криогенных установок. У них основное покрытие. Они имеют имеет достаточно высокую стоимость.

ЭА 400 10у

Так же, как и предыдущие электроды, применяются для сварки высоколегированный стали 12х18н10т, но когда температура эксплуатации изделия не превышает 350 градусов. В отличие от предыдущей марки ЭА 400/10у используется в тех случаях, когда не предъявляются высокие требования к межкристаллитной коррозии. Варить ими можно во всех пространственных положениях, коме сверху вниз. Покрытие – основное. Их стоимость значительно ниже, и они часто используются в бытовых целях. Выпускаются диаметрами от 2 до 5 мм.

ЭА 395/9

Используется эта марка для сварки нержавеющей стали аустенитного класса, а также для их сварки с углеродистыми. Покрытие у них основное, используются на постоянном токе. Шов получаемый этими электродами очень высокого качества, ровный с мелкой чешуйчатостью. Выпускаются диаметрами от 3 до 4 мм.

ЦЛ 11

Эти электроды применяются, когда стоит задача заварить шов с высокими требованиями по устойчивости к межкристаллитной коррозии. Эти электроды имеют основное покрытие и сварка ими возможно во всех пространственных положениях. Изделия, которые свариваются этими электродами могут эксплуатироваться при температуре до 400 градусов. Как и у предыдущие марки диаметр их бывает от 2 до 5 мм.

ЦТ 15

Эти электроды используется для сварки всё той же хромоникелевой нержавеющей стали 12х18н10т. Также Х16Н13Б и подобным сталям работающим при температуре 560-650 градусов и подвергающемся высокому давлению. Используется в условиях, когда предъявляются жёсткие требования по межкристаллитной коррозии. Чаще всего они используются в промышленности, так как в домашних условиях как правило нету столь высоких температур. Покрытие у них основное, сварка возможна во всех пространственных положениях.

Электроды для нержавейки – распространенные маркировки

Рассмотрим в этом разделе марки который также часто применяются как на производстве, так и в домашних условиях для нержавейки на основе хрома.

УОНИ-13/НЖ

Эти электроды применяются для сварки хромистых стали таких как 12х13 и подобным, с содержанием хрома 13 процентов. Покрытие у них основное.

ОЗЛ 8

Эти электроды используют для коррозионностойких сталей таких как: 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т и подобных в тех случаях когда нет жёстких требований по межкристаллитной коррозионной стойкости. Покрытие их основное, варить ими нержавейку можно во всех положениях *коме сверху вниз) на постоянном токе.

Эти электроды применяют для сварки жаростойких нержавеющих сталей содержанием хрома и никеля, таких как 10Х23Н18, 20Х23Н13 и аналогичных работающих до 1000 градусов. Покрытие у них основное. По сварке ими есть ряд ограничений, таких как ширина валика которые не должна быть более 3 диаметров электрода, а также обязательная прокалка перед сваркой при температуре 350—370 градусов.

Эти электроды чаще всего применяются для сварки двухслойных стали (так называемый биметалл). Свариваются ими легированный стали марок 08Х13, 12Х18Н9Т и подобным. Сварочный шов будет соответствовать высоким требованиям у межкристаллитной коррозии. Покрытие этих электродов основное. Выпускаются диаметрами от 3 до 5 мм.

ОЗЛ-22

Эти сварочные электроды применяются для нержавейки из низкоуглеродистых хромоникелевых сталей. Покрытие этих электродов специальное. Варить ими можно не во всех пространственных положениях, а лишь в: нижним, вертикальным, и ограничена в потолочном. Диаметр этих электродов выпускаются 3 и 4 миллиметра.

Что лучше переменный или постоянный ток

Ответ на этот вопрос достаточно простой— это постоянный ток. У источников переменного тока есть определенный ряд преимуществ таких как невысокий потери электроэнергии, но качество сварочного шва на переменном токе ниже. Это связано с тем, что при сварке на переменном токе дуга имеет нулевое напряжение за период 3 раза. Фактически она обрывается на долю секунды и снова разжигается.

Чтобы стабилизировать горение дуги в электронное покрытие добавляют специальные компоненты, улучшающие ионизацию. Также на переменном токе происходит смена полярности за секунду 120 раз при промышленной частоте в 60 Гц, что в свою очередь сказывается на нестабильности сварочного процесса.

Расскажем немножко о полярности. При использовании обратной полярности максимальный нагрев идёт на электрод что в свою очередь снижает количество тепла вводимая деталь, а это уменьшает деформацию.

При использовании прямой полярности соответственно ситуация обратная, максимальное тепло выводится в деталь что может обеспечивать более глубокое проплавление металла и применяется для сварки детали с большими толщинами. Также применяется для сварки тиг чтобы не ввести дополнительный перегрев вольфрамовую электрода.

При сварке на переменном токе полярность пол периода прямая, а после меняется на обратную что в свою очередь негативно сказывается на качестве сварки.

Какие электроды берут для сварки нержавейки с черным металлом (переходные электроды)

Рассмотрим так называемые переходные электроды, это электроды, которыми сваривают черный металл с нержавейкой. Отсюда и название «переходные» — переход от одной стали другой. Применяются они как в промышленности, так и в быту к примеру при приварке в бане бака.

Рассмотрим основные электроды, которые чаще всего используются.

ОЗЛ 6

Эти электроды предназначены для сварки углеродистых, а также низколегированных сталей перлитного класса (к примеру сталь 20, 09Г2С) со сталями аустенитного класса. Также они применяются для сварки жаростойких хрома никелевых стали (к примеру 20Х23Н18) которые могут работать при температурах до 1000 градусов. Покрытие этих электродов основное, сварка возможна в Нижнем, вертикальном и потолочном положениях. Электроды выпускаются диаметрами от 2 до 5 мм. Перед сваркой обязательная прокалка при температуре 300— 335 градусов в течение одного часа.

Ок 67.60

Эти электроды производства Esab ОК имеют кисло-рутиловое покрытие. В результате чего дуга очень хорошо загорается (это связано с наличием рутила в обмазке). Используются они для сварки хромоникелевых сталей с чёрными низколегированными низкоуглеродистыми. Варить электродами можно во всех пространственных положениях кроме сверху вниз. Электроды необходимо прокаливать перед сваркой при температуре до 370 градусов 2 часа.

Какими электродами варить нержавейку 1 мм

Сварка нержавейки процесс непростой, а особенно когда идет речь о малых толщинах. Нержавейку легко перегреть и прожечь, потому что у неё низкий коэффициент теплопроводности. Также тонкий металл очень сильно подвержен деформациям которые возникают процессе сварки.

Для сварки такой тонкой нержавейки необходимо будет использовать электроды с рутилово-кислым покрытием. Одной из марок, которые можно использовать является ОК 63.20. Данные электроды подойдут если температура эксплуатации детали до 350 градусов Цельсия.

Ещё одна марка, которую можно рассмотреть это ОК 63.34. Эти электроды близки по свойствам в предыдущей марке ими можно выполнять сварку сверху вниз. Использование данного способа снижает температуру, соответственно и риск прожечь тонкий металл.

Также стоит рассмотреть такую марку электродов как ОК 61.20 от ESAB. Они имеют рутила кислое покрытия и предназначены для сварки тонкостенных деталей при условии, что эксплуатация до 400 градусов.

Общие принципы выбора электродов

Выбор сварочных электродов необходимо производить по материалу детали (основной материал из которого изготовлены детали). Самый простой способ — это забить в интернете (но лучше конечно смотреть в ГОСТе или марочнике сталей) механические характеристики нужного нам материала. Нас интересуют такие характеристики как предел текучести — σ_т и временное сопротивление σ_в.

Получаем значения и идем снов в интернет, гост или каталог электродов и сравниваем значения. Значения основного металла должны быть равны или немного меньше значением для электродов. Ну и конечно, как уже говорилось состав металла в электродах должен соответствовать или быть близким основному металлу.

Советы и рекомендации по сварке нержавейки

Завершении дадим несколько рекомендаций и советов по сварке нержавейки.

Чтобы избежать перегрева и как следствие прожогов сварку нужно вести достаточно быстро не задерживаюсь подолгу на одном месте не перегревая металл. Можно использовать способ сварки с отрывом, это когда зажигается дуга, проваривается небольшой участок шва 2-3 см и дуга обрывается. После дуга снова зажигается и проваривается еще 2-3 см. Он особенно хорош когда нужно варить металл малой толщины.

Сварочный ток выставлять на минимальные значения все для того же – чтобы не перегревать металл.

Также имеет большое значение подготовка кромок и зазор. Зазор как правило делают увеличенный чтобы снизить риск непровара.

Зачистка кромок должна производиться наиболее тщательно по сравнению со сваркой чёрных сталей, так как попадания загрязнений в сварочную ванну будет приводить к образованию пор.

Чтобы получать красивую облицовку сварочного шва из нержавейки нужно немало потренироваться, так как сварка этого материала достаточно специфична из за того что металл сильно течёт. Потому если стоит задача получить красивая сварное соединение лучше использовать способ сварки— ТИГ. О данном способе более подробно читайте в нашей статье — Tig сварка — что за способ, где он применим: описание, параметры, режимы.

Читайте также: