Сварка чугунного блока двигателя аргоном

Обновлено: 20.09.2024

Тот, кто пытался варить чугун, наверняка заметил, как сложно добиться высокого качества шва. В этом деле поможет сварка аргоном. Узнайте обо всех тонкостях.

Тот, кто пытался варить чугун, наверняка заметил, как сложно добиться высокого качества шва. Надежное соединение позволяют получить лишь несколько способов. Один из них — сварка чугуна аргоном. Чем она лучше других методов? Какие этапы включает процесс? Нужно ли готовить поверхность? Чего делать не стоит? Ответы на эти вопросы вы узнаете из данного материала.

Особенности чугуна

Рассматриваемый материал является сплавом железа с повышенным содержанием углерода в составе. Если, к примеру, у кованой или закаленной стали этот показатель составляет 0,3-0,5 %, то у чугуна он в десять раз больше (от 2 до 6%). Однако во внимание стоит принять ряд других особенностей материала. Среди них:

высокая скорость охлаждения, приводящая к появлению слоя «белого» чугуна, который не поддается какой-либо обработке;
образование пор в процессе сварки за счет выгорания углерода и образования смеси СО;
низкая пластичность материала — верная предпосылка к появлению трещин.

Увы, недостатки материала зачастую перекрывают все его достоинства, вызывая головную боль у сварщиков. При термообработке общеизвестными методами (ручная сварка и т. д.) и последующем застывании шва его хрупкость приводит к нарушению целостности заготовок. К тому же, чугун выступает трудносвариваемым металлом, поэтому альтернативный метод создания соединений просто необходим. Здесь то на помощь приходит дуговая сварка в среде защитного газа — аргона.

Подготовительный этап

Зону сварки материала необходимо подготавливать тщательнее, чем сталь. Категорически запрещено взаимодействие поверхности с маслом, поскольку оно внедрится глубоко и вероятность вывести его обратно снизится до нуля.

При наличии трещин они засверливаются по краям и расширяются на достаточную для проварки глубину. Участок, где будет произведена сварка чугуна аргоном, освобождается от окалины при помощи углошлифовальной машинки (болгарки), наждачной бумаги с крупным зерном или металлической щетки. Если все же присутствуют масляные пятна, их стоит вывести растворителем, либо воспользоваться пламенем горелки.

Последовательность действий

Сварка чугунных изделий аргоном — популярный способ, позволяющий свести риск растрескивания деталей после соединения. Работа выполняется при помощи вольфрамового электрода, что позволяет минимизировать количество шлаков в процессе. Аргоновая сварка чугуна особо востребована в авторемонте при обработке деталей, состоящих из рассматриваемого материала.

Помимо неплавящегося электрода из вольфрама, используются присадочные прутки из никеля. Реже их меняют на бронзовые, либо алюминиевые, обычно из-за низкой стоимости последних. Если же полученная при сварке деталь будет подвергаться термическому воздействию, использование бронзы или алюминия категорически запрещается!

Обязательные требования к процессу:

предварительная очистка поверхности;
прогревание заготовок для снижения риска появления трещин;
малые величины силы тока;
шов наносится короткими участками;
каждый шов простукивается молотком для снятия остаточных напряжений;
по окончании сварочного процесса полученная деталь остывает в естественных условиях, медленно и постепенно.

Присадочные материалы имеют длину 60-70 см и диаметр 6-15 мм. Почему сварка чугуна аргоном считается лучшим способом для обработки материала? Причина очевидна — газ защищает сварочную ванну от проникновения воздуха и шлак внутри нее не образуется (вопреки склонности чугуна к данному процессу).

Когда все необходимое подготовлено, приступают к работе. Далее — коротко о последовательности действий:

пользователь включает аппарат;
выполняется подача присадочного материала на поверхность (участок сварки) под углом 20-30 градусов;
расстояние между соплом горелки и свариваемой деталью должно составлять от 3 до 10 мм;
выполняют несколько коротких швов вместо одного длинного и непрерывного;
каждый новый шов простукивается молотком;
после формирования шва дают остыть детали в естественных условиях;
при необходимости удаляют налет (брызги сварочные) и обрабатывают соединение наждачной бумагой, УШМ, щеткой из металла.

Вольфрам обладает очень высокой температурой плавления, поэтому ему не грозит оплавление или длительное пребывание при экстремальных температурах.

Полезные советы

Даже точное следование приведенному выше плану не гарантирует, что вы получите ожидаемый эффект. Далее — несколько рекомендаций от опытных сварщиков:

при обработке материала в домашних условиях допускается любой способ предварительного нагрева детали;
максимальная длина коротких швов не должна превышать 30 мм;
удары молотком с целью снятия напряжений должны выполняться мягко и аккуратно, во избежание растрескивания детали.

Высокое качество получаемого соединения — основная причина популярности сварки аргоном чугунных изделий. При должном опыте процесс протекает быстро, а при покупке никелевых присадочных прутков вместо бронзовых или алюминиевых — качественно. Сложности, связанные с физическими и химическими характеристиками чугуна, сходят на нет, когда сварка производится в аргоновой среде. Однако и это достижимо лишь при выполнении ряда условий.

Мы упустили какие-то нюансы при сварке чугуна? В комментариях к статье вы можете поделиться своим мнением по данной теме.

Сварка чугуна в домашних условиях

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов: холодным и горячим методом.

Сварка чугуна требует другого технологического подхода. Это связано с химическими особенностями металла, что влияет на его обработку и, в частности, на сварку.

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов.

Особенности материала

Чугун по своему составу — соединение элементов железа и некоторого количества углерода. Но, в сравнение со сталью, последнего в нем свыше 2,14 %.

В зависимости от составов чугуны бывают белые и серые.

Белый чугун по своей сути полуфабрикат и используется для производства ковкого металла. Он очень хрупкий и изделия из него не производят.

Серый вид этого металла чаще всего применяют в промышленности и изготовлении различных вещей.

Также есть ковкие и высокопрочные чугуны.

В чем особенности этого материала в сварочных работах? Главное — это трудности с получением качественного шва, связанные со следующими проблемами.

Чугун в силу своей неоднородной структуры склонен к растрескиванию в месте сваривания. Это связано с воздействием на него высокой температуры дуги, что приводит к его отбеливанию и изменению состава в месте варки (высокая температура плюс быстрое остывание).
Вследствие высокотемпературного влияния электрической дуги происходит выгорание части углерода в составе металла, как следствие — в сварном шве образуются поры. Это не добавляет прочности такому соединению и качество значительно ухудшается.
При расплавлении чугун очень текуч, что не позволяет сформировать правильный шов. Чем выше процентный состав углерода, тем текучесть будет выше.
Также при сварке могут образовываться окиси в составе шва, которые тоже не упрочняют соединение. К тому же, окислы более тугоплавки.

Такие особенности значительно затрудняют сварочные работы по чугуну. Главная сложность — это непредсказуемость результата в итоге сварки. Чаще всего образовываются трещины на поверхности уже во время остывания металла.

Самым плохим чугуном для сварки является темно-серого или черного цвета (высокая вместимость графита). Такие виды лучше всего не варить в домашних условиях, в большинстве случаев это приведет к растрескиванию шва и самой детали.

Определить такие виды металла можно проведя рукой по излому. При большой вместимости графитов чугун «мажется».

Но, несмотря на трудности, сварное соединение все-таки возможно. Как проводиться сварка чугуна?

Способы сварки

Способ сваривания такого металла, как чугун, зависит от того, как его подготовить к процессу. Зависимо от этого различают «холодный» способ (без предварительного подогрева поверхности) и «горячий» (с предварительным нагревом детали).

Холодный способ сварки

Сваривание чугунных деталей холодным способом более простое, но нужно использовать специально предназначенные для этой сварки электроды.

Если пользоваться обычными (стальными) электродами без предварительного нагрева, то в сварном шве образуется металл в виде высокоуглеродистой стали с элементами, входящими в состав чугуна (серы, фосфора, марганца и прочих).

К тому же, такой шов нельзя зачищать, ввиду его высокой способности к растрескиванию. Слишком быстрое остывание приведет к образованию белого чугуна в месте рядом со швом. Металл станет твердым и очень хрупким.

Холодное сваривание проводят электродами небольшого диаметра и на малом токе.

Чаще всего такой способ целесообразно использовать при небольших объемах работ и невозможности сделать подогрев деталей.

Холодную сварку чугунных деталей можно проводить стальным электродом только в том случае, если швы не будут испытывать нагрузки на растяжение. Чаще всего используются медно-никелевые электроды, или же имеющие в своем составе медь и железо.

Горячий способ

Использование такого метода сваривания чугуна более целесообразно в домашних условиях. При подогреве сварочный шов более качественный, так как отсутствую процессы отбеливания металла и его закалки.

Горячий способ может быть местным или общим (частичный прогрев или полностью всей детали).

Для нагревания стоит использовать печь, где деталь будет равномерно прогреваться со всех сторон.

Также различают варианты прогрева в зависимости от температурного показателя

Горячий — от 500 до 600 градусов.
Полугорячий — от 300 до 400.
Теплый — от 150 до 200.

Вся технология заключается в нагревании детали до необходимых температур перед свариванием и медленном охлаждении после завершения процесса.

Нагрев не должен превышать показатель 600-650 градусов. Иначе это приведет к изменению в структуре чугуна. Также нужно соблюдать неспешное нагревание, выдерживая скорость в 150 градусов в час.

Охлаждение тоже происходит неспешно. Лучше всего — поместить деталь в печь, в которой происходило нагревание, где и будет происходить остывание вместе с ней.

Как варить чугун

В работе с чугуном, как и с другим металлом, можно выделить два основных пункта: подготовка деталей и собственно сама сварка.

Подготовительные работы

Требования к предварительной подготовке при сварочных работах по чугуну намного выше, чем в стали.

Во-первых, структура чугуна может привести к разрастанию повреждений.
Во-вторых, пористость способствует проникновению загрязнения глубже в металл. Настоящая головная боль по очистке чугуна от машинного масла, которое очень глубоко проникает в поверхность.

Очищают поверхности чугунных деталей с помощью щетки по металлу и наждачной бумагой, тщательно устраняя все загрязнения и ржавчину. Можно воспользоваться болгаркой со специальной насадкой с металлическим ворсом.

При наличии машинного масла его нужно удалить, используя растворитель.

Также потребуется зачистка всех неровностей, поверхности должны быть ровными и гладкими.

По краям свариваемых деталей или трещин нужно сделать фаску. Кромки при этом скашивают, пользуясь подходящим инструментом.

При этом стоит помнить о хрупкости металла. Если края скругляют зубилом, то это делают очень тонкими слоями, постепенно. Толщина стружки должна быть не более 1 миллиметра.

Вокруг будущего соединения, на ширину в 20-30 мм, все зачищают до блеска металла.

После подготовки переходят к свариванию. Как заварить чугун используя основные методы в домашней мастерской?

Сваривание без подогрева

Сварка чугуна электродом в домашних условиях холодным способом возможна только при правильном подборе материалов. Чем варить чугун? Сегодня существует много видов различных расходников для сваривания практически любых металлов.

Лучше всего использовать электроды, в составе которых есть медь или никель. С последним углерод не вступает в соединения, что не приводит к образованию белого чугуна в шве. При этом сам шов не будет иметь слишком высокую твердость и легко зачищается и поддается любой обработке.

Такими же свойствами обладает и медь.

Чаще всего распространены железно-никелевые, железно-медно-никелевые электроды. С производителей можно обратить внимание на расходники от компании ESAB.

Режим сварки (сила тока и полярность), обычно указывается на упаковке с самими электродами.

Варка происходит в несколько этапов. После наложения каждого шва, ему дает остыть, после чего возобновляют работу.

Главное — это не пережигать металл, а как бы наплавлять расплав на свариваемую поверхность.

Для более качественной сварки лучше использовать горячий способ.

Сварка с нагревом

Главной проблемой при сваривании чугунных деталей является перепад температуры. Слишком большой нагрев с последующим охлаждением приводят к растрескиванию. Чтобы свести этот фактор к нулю, используют предварительное прогревание деталей равномерно по поверхности металла.

Итак, как варить чугун электросваркой с предварительным нагреванием?

Поверхности заготовок или детали тщательно очищают от любого загрязнения.
Если нужно заварить сквозные пробоины или трещины, то для предотвращения вытекания расплава используют специальные формы. Их изготавливают из графитовых пластин.
Нагрев деталей в промышленных условиях производят в специальных индукционных нагревателях, дома для этой цели подойдет печь. Температуру нагрева определяют зависимо от массивности и толщины чугуна (от 300 до 600 градусов).
Используя нужные электроды, выставляют соответствующую силу тока (сварка чугуна происходит на большей мощности, чем при варке стали).
Нужно также настроить аппарат на постоянный ток при прямой полярности (кабель держателя ставят на минус, а массу — на плюс).
Во время ведения шва нужно, чтобы сварочная ванна была достаточно заполнена расплавом, при этом его как бы перемешивают кончиком электрода.
После завершения варки нужно обеспечить медленное остывание. Лучше всего сваренные детали засыпать теплоизолирующим материалом (древесным углем или сухим песком), также можно оставить чугун в остывающей печи, которую использовали для нагрева. Остывание зависит от массивности, слишком большие детали могут остывать до 5 суток (в промышленных объемах).

Горячий способ варки чугунных соединений более трудоемкий и ответственный, но его использование позволяет получить на выходе качественный шов без дефектов.

Сварка инвертором чугуна — довольно сложный процесс. Требуется тщательная подготовка самих деталей и внимательный подбор расходных материалов. Особенно важно, какими электродами осуществляется соединение при холодной сварке.

А что вы думаете по этому поводу? Есть ли у Вас опыт сваривания чугунных деталей электросваркой в домашних условиях? Какими приемами вы пользовались при этом? Ваш опыт важен для нас. Оставьте свои комментарии к этому материалу.

Сварка чугуна аргоном

Одним из популярнейших металлов в нашей стране является чугун. Он представляет собой сплав железа и углерода. Углерод в данном соединении бывает в виде цементита или графита. В зависимости от этого изменяются и сварные способности материала. Состав с цементитом не поддается сварке, а графитовые соединения прекрасно обрабатываются и свариваются. О том, как выполняется сварка чугуна аргоном и какие особенности технологии существуют, мы расскажем в нашей статье.

Особенности сварки чугуна аргоном

Существует несколько способов сварки чугуна аргоном, и все они связаны с определенными трудностями, которые обусловлены свойствами этого материала.

Различные методы соединения металлов позволяют сваривать аргоном чугун с некоторыми разновидностями стали и с другими деталями из чугуна. При этом необходимо учитывать ряд особенностей этого материала и сварочного процесса:

Перекалка. Сварка чугуна аргоном может стать причиной перекалки околошовной зоны, поскольку чугун плавится при низкой температуре и под воздействием сварочной дуги может перекалиться. В результате вы получите трещины на поверхности. В дальнейшем это место очень сложно обработать и отшлифовать. Трещины станут причиной повышения хрупкости всего изделия. Защита от перекалки чугуна необходима. Подогрев и постепенное остывание заготовки помогают избежать данных проблем.
Поры. Сварочные работы аргоном по чугуну становятся причиной выделения большого количества углерода. Это трудно заметить в процессе горения дуги, но во время кристаллизации сварочной ванны углерод вытесняется кислородом. В результате он выступает на поверхность, образуя поры. Чтобы защитить обрабатываемый участок чугуна от воздействия окружающей атмосферы, можно применять порошок-флюс. Кроме этого, в сварочный материал добавляют другие элементы, препятствующие выходу углерода. С помощью них можно сделать более прочную и вязкую сварочную ванну.
Текучесть. Это свойство особенно заметно при работе с тонкими пластинами чугуна. Вследствие высокой текучести материала появляются прожиги, металл может выходить с другой стороны. Для защиты от прожига можно использовать специальные графитовые прокладки. Выполняя на них сварочные действия, сварной шов формируется на подкладке и не продавливается. В результате сохраняется целостность конструкции, которая поддерживается в месте сварки аргоном и не распадается.

Сварка чугуна аргоном проходит по специальной технологии, предусматривающей подготовку металла для последующей обработки. Подготовка состоит из следующих этапов:

Распил трещин. Многие трещины в чугуне проникают достаточно глубоко. Выполняя сварочные работы аргоном по трещине на заготовке толщиной свыше 4 мм, вы просто заплавите верхнюю часть трещины, а внутри расколотая структура сохранится. В результате сопротивление на излом будет небольшое. Для более эффективной обработки подобных проблемных мест необходимо выполнять распил трещин тонким диском болгарки. Глубина запила зависит от толщины детали.
Просверливание краев. Иногда край трещины просто не увидеть визуально. В связи с этим желательно просверлить отверстия по краю трещины, не доходя 5 миллиметров до конца разлома. Такие предварительные действия позволяют при выполнении сварочных работ аргоном более эффективно заполнять металлом пространство, что препятствует последующему расколу.
Разделка кромок. Сварка чугуна аргоном часто сопряжена с перекалкой места соединения. В результате сварной шов становится хрупким. Чтобы этого не произошло, необходимо равномерно прогревать шов по длине, добавляя присадочный металл в место соединения. Грамотная разделка кромок позволит выполнить данную работу более качественно. Чтобы максимально заполнить металлом место соприкосновения толстых пластин во время сварки аргоном, необходимо предварительно сделать скосы кромки под 45°, притупив их у основания на 3-4 мм. Такой участок будет отличаться высокой устойчивостью к излому.
Подформовка. При сваривании аргоном тонких пластин чугуна может возникать протечка жидкого металла. Чтобы поддержать нагретый участок и предотвратить его деформацию, необходимо пользоваться подкладками из графита.

Выбор присадок для сварки чугуна аргоном

Присадка при сварке чугуна аргоном имеет очень большое значение. Наибольшую популярность в качестве присадочного материала получили чугунные стержни. Самым простым способом является использование чугунных электродов без наружного покрытия.

Сварка чугуна аргоном (ТИГ) выполняется при помощи присадок со следующей маркировкой:

«А» – при горячем сваривании.
«Б» – при горячем сваривании с локальным нагревом.
«НЧ-1» – при полугорячей сварке тонкостенных чугунных заготовок.
«НЧ-2» – при полугорячей сварке толстостенных чугунных деталей.
«БЧ» или «ХЧ» – при соединении с повышенными характеристиками износостойкости.

Толщина заготовки влияет на диаметр присадочного стержня. Диаметр присадки составляет приблизительно половину толщины чугуна.

Другим вариантом является использование никелевых присадок при выполнении сварочных работ. В таблице представлены основные типы прутков для сварки чугуна аргоном.

OK Tigrod 19. 82

Предел текучести 500 МПа

Предел прочности 800 Мпа

OK Tigrod 19. 85

Пруток из коррозионно- и жаростойкой проволоки на никелевой основе для сварки и наплавки никелевых сплавов, сварки высоко легированных коррозионно- и жаростойких сталей, а также для соединения разнородных металлов. Обычно сварку производят в чистом Ar.

Предел текучести 425 МПа

Предел прочности 700 Мпа

OK Tigrod 19. 92

Пруток на основе никеля, легированный титаном. Подходит для соединения изделий из никеля (мин. 99,6 %), работающих в агрессивной среде. Обычно сварку производят в чистом Ar или смеси Ar-He.

Предел текучести 300 МПа

Предел прочности 500 Мпа

Технология сварки чугуна аргоном

Соединение чугунных деталей при помощи аргона выполняется так же, как и сваривание других металлов. Технология достаточно однотипная. Выполняется настройка сварочного аппарата, чтобы подавался ток мощностью 40–80 ампер. Данный диапазон мощности позволяет соединять детали разной толщины. Опытным путем вы сможете понять, какая именно мощность подходит для той или иной детали. Главное, чтобы во время сваривания аргоном не было слышно характерного хруста, что свидетельствует о растрескивании шва.

Непосредственно сварной шов можно делать в двух направлениях: двигаясь горелкой впереди присадочного прутка или позади. Качество шва не зависит от направления. При соединении двух толстых заготовок предварительно понадобится сделать Х-образную кромку, а сам шов при сваривании проварить с обеих сторон.

При выполнении сварочных работ аргоном следует обращать внимание на несколько моментов:

Сварочный присадочный стержень допускается опускать в сварную ванну лишь после его нагрева.
Не выносите присадку из зоны сваривания до окончания сварочных работ. Хотя при формировании сварного шва после заполнения ванны расплавленным металлом присадочный элемент вам может помешать. Ведь в это время вам необходимо разровнять материал. Правда, для этого необходимы лишь доли секунды, за которые пруток не остынет.
Работа неплавящимся электродом в аргоне не должна прерываться. В случае приостановки процесса необходимо новый шов начинать с края сделанного ранее и уже затвердевшего.
Сварка чугуна аргоном выполняется довольно быстро и пламя горелки должно все время двигаться. Если задержаться дольше на одном месте, то чугун сильно нагреется и в этом месте будет испаряться углерод. В результате металл станет более прочным и твердым, что уменьшит его сварные возможности.
Работать аргоном лучше всего в нижнем положении. Эта позиция не позволит расплавленному металлу под действием собственной тяжести и давления аргона вытечь из сварной ванны.

Рекомендуем статьи по металлообработке

При сварке аргоном двух толстостенных чугунных болванок между ними может быть слишком большой зазор. В этом случае понадобится сделать несколько слоев наплавки. Для предотвращения появления пор в расплавленном металле желательно иногда перемешивать содержимое сварочной ванны. Своевременное помешивание выведет из металла растворенные в нем газы.

Простая технология сварки чугуна аргоном является довольно эффективным методом. Высокое качество работы будет обеспечиваться медленным охлаждением заготовки естественным путем.

Контроль качества сварки чугуна аргоном

Выполнив сварочные работы аргоном, следует подвергнуть изделие тщательному контролю, чтобы выявить возможные дефекты сварного шва. Визуально вы сможете увидеть крупные дефекты: трещины, подрезы, поры, непровары и пр. Но есть и недостатки, которые глазу не видны. В глубине металла могут быть трещины и другие нарушения структуры, которые можно обнаружить только с помощью специальных приборов.

Современная технология предполагает различные способы контроля качества сварных швов. Они зависят от технического оснащения, способностей к обнаружению различных дефектов и принципа их действия. Все виды контроля сварных швов делятся на неразрушающие и разрушающие. Конечно, методы, не нарушающие целостности детали, являются предпочтительными.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Внешний осмотр является начальным уровнем контроля сварных соединений. Он позволяет обнаружить все видимые дефекты и некоторые скрытые. Так, на частый обрыв дуги будет указывать разная высота и ширина шва, его неравномерность. Такие нарушения приводят к непровару.

Для того чтобы выполнить внешний осмотр, необходимо очистить швы от брызг металла, окалины и шлака. Допускается применение 10%-ного раствора азотной кислоты и промывка шва спиртом. Такая обработка помогает очистить поверхность и придать ей матовость. В результате на ней будут более заметными поры и мелкие трещины. Чтобы металл не разъедался, в дальнейшем азотную кислоту необходимо смыть спиртом.

С помощью такого визуального контроля можно увидеть любые трещины, поры, непровары, изменения геометрии шва, наплывы.

Значительно повышает эффективность визуального осмотра использование лупы с 10-кратным увеличением. Такой инструмент даже маленький дефект вынесет на поверхность. В лупу виден любой пережог металла, микротрещинки, малозаметные подрезы. С помощью нее можно следить за изменением состояния какой-либо трещины в процессе эксплуатации.

В основу этого вида контроля заложена капиллярная активность жидкостей. Они могут втягиваться и проникать в мельчайшие каналы на поверхности материала. Такими каналами могут стать поры и трещины сварного шва. Высокая смачиваемость жидкостей и маленький радиус капилляра значительно увеличивают глубину и скорость их проникновения в материал.

Метод капиллярного контроля применим для цветных и черных металлов, для ферромагнитных и неферромагнитных материалов, для керамики, пластмассы и стекла. Этот метод позволяет обнаружить визуально незаметные поверхностные дефекты, а при использовании керосина можно увидеть и сквозной дефект.

Для капиллярного контроля разработан ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования».

Качество сварки чугуна аргоном можно проконтролировать с помощью магнитного дефектоскопа. Принцип его действия основан на электромагнетизме. Вокруг изучаемой области создается магнитное поле. При наличии дефектов в этом месте нарушается прохождение электромагнитных линий. Это искажение фиксируется с помощью магнитопорошкового или магнитографического способа. Магнитопорошковый способ подразумевает нанесение на поверхность сварного соединения сухого или влажного ферромагнитного порошка. При наличии дефекта он скапливается в месте нарушения, сигнализируя об этом.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Технология сварки чугуна

В составе чугуна присутствуют всего два элемента – железо и углерод, поэтому его считают простым сплавом. Высокая прочность материала обеспечила его востребованность. Он находит применение практически во всех жизненных сферах – из него изготавливают радиаторы отопления, сантехнику, посуду, различные конструкции и детали. В статье поговорим о том, что представляет собой технология сварки чугуна, а также расскажем об особенностях данного вида сварочных работ.

Сложности сварки чугуна

Чугун представляет собой расплавленное железо, при остывании которого добавляется большое количество углерода. Поскольку его концентрация значительно превышает предельную растворимость, для вновь образовавшегося сплава характерна высокая твердость, но малая однородность. Материал имеет пористую структуру, крупные вкрапления углерода нарушают его кристаллическую решетку, в связи с чем отличительной чертой его межатомных связей является малый предел упругой деформации.

Крупные вкрапления графита затрудняют процесс сваривания чугуна – для зон нарушения кристаллической решетки характерно местное напряжение, приводящее к хрупкости детали. Особенности технологии сварки чугуна требуют тщательного выбора набора присадок, благодаря которым будет обеспечиваться:

хорошая смешиваемость шва с остальной толщей металла;
наименьшая разница в температурной усадке;
минимально возможная толщина шва;
повышенный показатель равнопрочности.

Сварка чугуна затрудняется еще и большим количеством его разновидностей. А отсутствие конструкторской документации на изделия не позволяет достоверно и точно определить состав сплава. Поэтому в основном для определения сорта чугуна изучают его цвет на изломе, после чего приступают к выбору наиболее подходящих электродов и режимов сварки.

Сварку чугуна в домашних условиях можно назвать лотереей, дающей массу возможностей экспериментировать, чтобы получить наилучший результат.

Работать с серым чугуном, имеющим мелкодисперсную структуру легче, чем с крупнозернистым темным металлом. Если чугунная деталь в течение длительного времени контактировала с маслом или подвергалась окислению, сварить ее не удастся.

Чугун считают материалом, возможности сваривания которого ограничены. Работа с ним требует учета следующих особенностей:

работы выполняются в основном в нижнем положении, поскольку в жидком состоянии металл обладает высокой текучестью;
в местах выгорания углерода образуются поры;
низкая пластичность и нарушение температурного режима приводят к возникновению внутреннего напряжения и растрескиванию швов;
в процессе плавления чугуна образуются окислы, температура плавления которых превышает температуру плавления самого металла.

Подготовка чугунных изделий к сварке

Технология сварки чугуна предполагает грамотный подход к подготовке материала, при котором будут учтены все свойства металла и сведена к минимуму вероятность дефектов по окончанию сварных работ. Процесс подготовки включает в себя:

Распил трещин. В чугуне они отличаются тонкой и глубокой структурой. При толщине обрабатываемого изделия более 4 мм шов, который накладывается сверху, минимально закроет верхнюю часть трещины, при этом внутри останется разрозненная структура. В таком случае у готового изделия будет низкое сопротивление на разрыв и излом. Работа с такими дефектами включает в себя распил трещины «болгаркой» с тонким диском. Чем толще обрабатываемая деталь, тем более глубоким должен быть запил.
Просверливание краев. Трещины могут заканчиваться дальше и глубже, чем это можно увидеть невооруженным глазом. В связи с этим прежде чем приступить к сварным работам, необходимо высверлить отверстия, отступив на 5 мм от видимых краев трещины. В таком случае внутреннее пространство будет лучше заполнено металлом, соответственно снизится вероятность дальнейшего раскола.
Разделка кромок. Сварочные работы с чугуном осложняются тем, что в месте соединения металл перекаливается, становясь хрупким. Для предотвращения подобного эффекта необходимо равномерно прогревать шов по всей длине, а в место соединения добавлять достаточное количество присадочного материала. Помочь может правильная работа с кромками. Соединение толстых пластин требует скосов краев под углом 45°, а также незначительного (3-4 мм) притупления у основания. Такая разделка позволяет лучше заполнить место соединения, создавая участок, устойчивый к появлению трещин.
Подформовка. При работе с тонкими чугунными элементами повышается риск протечки жидкого металла. Графитовая подкладка поможет поддерживать прогретый участок, обеспечивая сохранность первоначальной формы изделия.

Сварка чугуна электродом: технология, нюансы

Технология сварки чугуна позволяет пользоваться стальными низкоуглеродистыми электродами, среди преимуществ которых можно отметить их дешевизну и доступность. Их можно использовать для работы с элементами неответственных деталей и с изделиями, имеющими незначительные дефекты. Однако качественная сварка требует выполнения первого плакирующего слоя в разделке с помощью электродов марки ЦЧ-4.

Чаще всего используются обычные электроды марок АНО-4, УОНИИ 13/45 и др., но в этом случае не обойтись также без медной проволоки. Ее наматывают непосредственно на электрод (ее масса должна быть в 4-5 раз больше массы электрода) либо используют как присадочный пруток.

Сегодня многие производители выпускают специальные электроды, предназначенные для работы с чугуном. Они представляют собой железные, никелевые или медные стержни, поверх которых нанесен тонкий слой обмазки. Изготавливаются, в основном, в соответствии с техническими условиями предприятий-производителей.

Состав обмазки включает железный порошок. Эта группа представлена электродами по чугуну марок ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2, МНЧ-2. Выпускаемые электроды имеют диаметр от 2 до 20 мм, и длину – 300, 350 и 450 мм. Они формируют отличный сварочный шов. Использование большинства перечисленных марок позволяет сваривать детали внахлест, встык, соединять их под углом.

На величину сварочного тока (от 50 до 600 А) влияет диаметр электрода. Чаще всего выбирают ток в пределах 50–90 А на 1 мм диаметра электрода. Для сварки используют валики (до 50 мм), которые впоследствии охлаждаются до +50 °С. Технология сварки чугуна требует проковки швов молотком, весящим не более 1,2 кг и имеющим закругленный боек. Учтите, что первый и последний слои при многослойной сварке не проковываются, чтобы не вызвать появление трещин.

Качество сварки чугуна зависит в том числе и от равномерности наложения шва. Перед началом работ кромки пластин необходимо разделать. Корневой шов выполняют прерывистым способом, но без колебаний. При повторном проходе завариваются непройденные участки. Последующие слои накладывают в шахматном порядке, используя для этого валики. Обработанный участок равномерно прогревается и насыщается металлом с меньшим содержанием углерода.

При производстве особо ответственных изделий используют технологию шпилек. Она более эффективно обеспечивает равномерный прогрев по сравнению с перечисленными способами, однако требует большего количества времени для выполнения.

Для правильного размещения шпилек на пластинах можно посмотреть соответствующее видео. Технология сварки чугуна предполагает их вкручивание по краям кромок и на некотором отдалении от стыка.

В первую очередь обваривают ввинченные элементы, следя за тем, чтобы наплавка была минимальной. Работы выполняются в разброс. После обработки шпилек начинают сцеплять сами пластины. Эта технология сварки чугуна позволяет создать надежное соединение, для чего требуется постепенно накладывать валики, равномерно прогревать материал, а также использовать более податливый металл для сварных работ.

Технология сварки распространенного в промышленности серого чугуна требует обеспечения его медленного остывания. Для этого обработанное изделие засыпают золой или песком и оставляют до тех пор, пока его температура не сравняется с комнатной. Таким образом снимается напряжение в металле, предотвращается появление микротрещин.

Прежде чем приступить к варочным работам, линия соединения посыпается бурой или другими порошками-флюсами. Таким образом снижается соприкосновение воздуха с присутствующим в чугуне углеродом, уменьшаются поры. Помещение, в котором проводятся работы, должно быть оборудовано хорошей системой вентиляции, защищающей сварщиков от газового облака.

Полуавтоматическая технология сварки чугуна аргоном, особенно с использованием инвертора, позволяет получать высококачественные швы.

Изделие необходимо в обязательном порядке прогревать не менее чем до +300 °С. Присадочным материалом в основном выступают никелевые прутки, реже используют присадочную проволоку из сплава алюминия и бронзы, но только в том случае, если готовое изделие не предполагается нагревать при эксплуатации.

Автоматическая технология сварки чугуна с использованием специальных порошковых проволок является более производительной. Такие присадки содержат комплекс специальных модифицирующих элементов, вводимых в виде содержащей кремний лигатуры.

Различные виды работ предполагают использование определенных марок:

ПП-АНЧ-1 – предназначена для заваривания незначительных дефектов, не требует предварительного подогрева, впоследствии поверхности не требуют механической обработки;
ПП-АНЧ-2 – с ее помощью устраняют дефекты на изделиях большой толщины, предварительный прогрев не является обязательным;
ПП-АНЧ-3 – предназначена для заварки дефектов независимо от их размеров, требуется предварительный прогрев до высокой температуры (горячая сварка);
ПП-АНЧ-5 – с ее помощью выполняют ремонтную сварку изделий, изготовленных из высокопрочного чугуна, технология требует предварительного подогрева;
ППСВ-7 – помогает исправлять дефекты на отливках.

Технология газовой сварки чугуна

Технологию газовой сварки чугуна применяют при необходимости получения прочного сварного шва. В этом случае требуется небольшой провар поверхности основного металла. Такие сварочные работы предполагают использование нескольких режимов наложения шва, влияющих на итоговое качество соединения.

Качество сварного соединения зависит от ряда составляющих:

видов режимов подаваемого напряжения;
видов техники накладываемого сварного соединения;
показателя силы тока;
скорости прохождения.

Технология дуговой сварки чугуна, в результате которой получается прочное соединение без трещин, пор и других дефектов, требует соблюдения ряда условий во время выполнения работ:

напряжение дуги должно составлять 18–21 В;
сила тока должна быть в пределах 100–120 А;
скорость прохождения – не превышать 12 м/ч;
использования специальных сварных проволок 09Г2СА или ПАНЧ 11, диаметр которых составляет 1 мм.

Лазерная сварка чугуна и чугунных изделий

Технология лазерной сварки чугуна является современным способом соединения материалов, при котором используется направленный пучок лазерных лучей. Эта технология стала применяться в промышленности 20–25 лет назад, но ее перспективы не вызывают никаких сомнений.

Концентрация тепла на конце лазерного пучка позволяет выполнять узкие, глубокие сварные швы, при этом скорость процесса весьма высока. Исключительные свойства лазерной технологии сварки чугуна привели к ее быстрому распространению в промышленности.

Преимуществами данной технологии являются ее безопасность и высокое качество. Чтобы полученные швы не имели трещин, работы проводятся одним из двух способов:

Лазерной сваркой с индукционным нагревом, осуществляемым либо предварительно, либо непосредственно при работе. Благодаря нагреву повышается контроль над рабочим процессом, в том числе снижаются переходные напряжения; уменьшается возникновение трещин; снижается излишняя твердость наплавленного металла; повышается скорость сваривания.
Лазерной сваркой с присадкой. Таким способом можно эффективно соединять друг с другом не только чугунные изделия, но и чугун с различными типами сталей (конструкционными, цементованными, закаленными). При помощи этой технологии можно сваривать корпусы, элементы шестерен, оси и другие детали в автомобиле- и машиностроении.

Такая технология сварки чугуна обладает следующим преимуществами, выгодно отличающими ее от традиционных способов:

минимальным тепловым влиянием, небольшой ЗТВ и, следовательно, минимальным короблением;
высоким качеством, прочностью, равномерностью и повторяемостью сварных швов;
гибкостью в управлении лазерным пучком, осуществляемом при помощи волоконной оптики, вплоть до его доставки в сварочную зону;
возможностью сварки труднодоступных областей, до которых не добраться другими способами;
высокой скоростью наплавки и производительностью процесса;
простотой контроля и автоматизации процесса;
универсальностью – с помощью одного и того же лазерного инструмента можно выполнять резку, сверление и ряд других работ.

Эта технология сварки чугуна востребована в автомобиле- и машиностроении, она используется для соединения корпусов, элементов шестерен, осей и пр. С ее помощью развиваются новые дизайнерские направления, кроме того, она отличается эффективной стоимостью.

Читайте также: