17-01-2019 02:25

Как варить чугун электросваркой: технология выполнения работ и необходимые материалы

Чугун по своему составу представляет собой сплав железа и углерода, который может также включать примеси и некоторые легирующие добавки. Этот металл широко применяется в промышленности для изготовления различных несущих деталей и конструкций. В бытовых сооружениях из чугуна сделано большинство канализационных стояков и радиаторов отопления.

Большое содержание углерода усложняет соединение деталей из чугуна между собой и с другими металлами. Нарушение технологических требований зачастую приводит к перекалке, а значит, к увеличению хрупкости металла. Поэтому, прежде чем приступить к соединению чугунных конструкций, необходимо досконально изучить, как варить чугун электросваркой, а также необходимые материалы и технологию выполнения такой работы.

Виды чугуна

Что такое ТПО-мембраны: описание, характеристики и отзывыВам будет интересно:Что такое ТПО-мембраны: описание, характеристики и отзывы

В состав чугуна входит не только углерод (2-6 %) и железо, но и марганец (до 1 %), кремний (3 %), фосфор, сера, а также добавки для легирования – алюминий, ванадий, хром, магний, никель и некоторые другие компоненты. Именно легирующие вещества придают твердость, прочность и пластичность материалу, в зависимости от его применения.

Выполняется электросварка чугуна в зависимости от формы и количества углерода, который находится в металле в качестве графита или цементита. Именно по этим показателям и подразделяется чугун на следующие виды:

  • Белый чугун имеет светлый цвет поверхности излома, так как углерод в этом металле представляет форму цементита. Обработка такого материала затруднена, из-за его высокой твердости.
  • В сером чугуне углерод находится в виде графита. Поверхность излома металла серого оттенка. Такой чугун легко поддается металлической обработке и имеет хорошие свойства литья.
  • Термическая обработка белого чугуна превращает его в ковкий металл, который широко используется в машиностроении.
  • Чугун половинчатого вида содержит в своем составе углерод в форме цементита и графита. Такое соотношение придает металлу высокую устойчивость к износу.
  • Графит шаровидной формы придает чугуну высокую прочность. Высокопрочный чугун используется для изготовления качественных труб нефтепроводов и водопровода.
  • Особенности сварки чугуна

    Что такое брикет, из чего делают, плюсы и минусы топливаВам будет интересно:Что такое брикет, из чего делают, плюсы и минусы топлива

    Прежде чем ответить на вопрос, можно ли варить чугун электросваркой, необходимо разобраться в особенностях технологического процесса соединения металла. По своей структуре, а также многим физическим свойствам чугун относится к сплавам, которые ограниченно подвержены процессу сварки.

    Ткацкое производство: описание процесса, особенности, технологияВам будет интересно:Ткацкое производство: описание процесса, особенности, технология

    Во время электросварки чугуна в домашних условиях, нужно обращать внимание на следующие сложности этого процесса:

  • Формирование качественного шва осложняет жидкотекучий характер чугунного сплава.
  • Несоблюдение температурного режима сварки приводит к перекаливанию чугуна. Это вызывает выгорание углерода в сварочной ванне и, следовательно, увеличивает образование пор.
  • Также большая температура электрической дуги способствует отбеливанию чугуна в месте сварки. Этот эффект, из-за неоднородности структуры металла, приводит к растрескиванию шва.
  • В процессе сварки чугун способен окисляться, при этом создается тугоплавкий окисел, температура плавления которого на много больше, чем у исходного материала.
  • Чтобы избежать всех этих неприятностей при сварке чугуна, необходимо ответственно отнестись к правильному выбору режима работы.

    Подготовка чугуна к сварке

    Перед тем как варить чугун электросваркой, необходимо произвести подготовку кромок соединяемых поверхностей. Осуществлять предварительную очистку поверхности можно как ручным способом, так и электрическим инструментом с насадкой из металлического ворса.

    Очистка чугуна перед сваркой

    Далее нужно обязательно произвести разделку кромок до чистого металла, так как варить чугун электросваркой в домашних мастерских намного сложнее, чем сталь.

    Дефектные места чугуна разделывают по следующим правилам:

    • разделка выполняется строго по трещине;
    • трещины не сквозного характера насверливают сверлом, а затем вырубают их до основного материала;
    • в зависимости от толщины металла, сквозные трещины разделывают с двух или одной стороны;
    • на близко расположенные трещины рекомендуется наварить заплатку, которая должна закрывать дефект на 15-20 мм со всех сторон.

    Разделка кромок перед сваркой

    После очистки поверхности и разделки кромок требуется тщательно обезжирить место соединения ацетоном или растворителем.

    Основные методы сварки чугуна

    Можно варить чугун как электросваркой, так и в среде инертного газа. Второй способ используется в основном для соединения неоднородных металлов. Применяется сварка газом чаще всего для проведения ремонтных работ на канализационных трубах, а также восстановления деталей автомобилей.

    Можно варить чугун электросваркой как горячим способом, с предварительным подогревом заготовок, так и холодным методом, без подогрева места соединения. Сварка с подогревом технологически осуществляется более сложным способом, чем холодное соединение, поэтому ее применение в бытовых условиях является нецелесообразным.

    Газовая сварка

    Сварка чугуна в облаке защитного газа применяется для создания шва высокой прочности, что достигается при условии небольшого провара металла. На конечный результат работы особое значение оказывает практический опыт сварщика, а также выбор правильного режима создания сварочного шва.

    Сварка чугуна газовой горелкой

    Процесс газовой сварки рекомендуется производить двумя горелками. При этом одной горелкой обеспечивается предварительный нагрев места соединения, а второй расплавляется проволока и осуществляется непосредственно сварка чугунных деталей. Охлаждение сваренных деталей должно происходить медленно, поэтому часто применяется укрытие изделий слоем песка или асбестом.

    Горячая сварка чугуна

    Сварка чугунных изделий с предварительным подогревом кромок соединяемой поверхности осуществляется чаще всего на промышленных предприятиях. Нагрев заготовок может производиться в инертных печах, а также различными специальными горелками.

    Предварительный нагрев места сварки горелкой

    Прогрев места сварки до 600–650 ℃ устраняет возможность напряженности и перекалки металла в месте стыковки.

    Технология выполнения сварки следующая:

  • Производится предварительная подготовка места соединения.
  • Изделие располагается таким образом, чтобы была возможность вести сварку с нижним положением шва.
  • Сварочный аппарат настраивается на работу с прямой полярностью. Сила тока при сварке чугуна выставляется гораздо выше, чем варка стали.
  • Нагревается деталь до температуры 300–600 градусов.
  • Сварочная ванна в процессе создания шва должна быть заполнена расплавленным металлом. Рекомендуется жидкий расплав помешивать кончиком электрода.
  • После окончания сварки изделие лучше оставить в остывающей печи, или засыпать теплоизолирующим материалом. Медленное остывание чугуна является залогом качественного соединения.
  • Горячая сварка чугуна

    Конечно, сварка чугуна горячим методом считается трудоемкой работой, но именно такие условия позволяют получить шов без дефектов и с высоким качеством.

    Холодный способ сварки

    В случаях, когда к сварному шву не предъявляются высокие требования, можно варить чугун электросваркой в домашних условиях, как холодным способом, так и с незначительным подогревом.

    Технологические особенности холодной сварки следующие:

  • На сварочном аппарате выставляется минимальная мощность, которая допустима для определенной толщины электрода, чтобы исключить перегрев металла.
  • Сварка осуществляется на токе обратной полярности.
  • Сварочный шов нужно выполнять отрезками 30-50 мм.
  • Перегрев места соединения исключается с помощью перерывов или ведения шва в шахматном порядке.
  • При многослойной сварке каждый шов необходимо проковывать молотком.
  • Электросварка чугуна холодным способом

    Качество соединения чугуна полностью зависит от правильного выбора электродов.

    Электроды для сварки чугуна

    Можно варить чугун электросваркой как электродом по чугуну, так и изделиями, содержащими в своем составе никель или медь. С этими цветными металлами углерод не соединяется, поэтому в сварном шве не образуется белый чугун. Чаще всего сварка такими электродами выполняется в несколько этапов, с перерывом на остывание.

    Для электросварки чугунных изделий применяются следующие электроды по чугуну:

    • ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 – электроды на основе меди и железа, которые используются для сварки серого или ковкого чугуна;
    • ОЗЖН-1 – в состав этой марки входят железо и никель, очень эффективны для высокопрочного чугуна;
    • МНЧ-2 – эти изделия содержат медь, никель и железо, подходят для сварки всех видов чугуна.

    Никелевые электроды для сварки чугуна

    Основы техники безопасности при сварке

    Выполнение сварочных работ относится к категории повышенной опасности для здоровья сварщика. Поэтому, соблюдение техники безопасности при сварке чугуна является обязательным условием проведения работ.

    К основным положениям техники безопасности относятся:

    • все работы должны выполняться с использованием индивидуальных средств защиты (маска, перчатки, специальный костюм и обувь);
    • проведение сварочных работ необходимо осуществлять в хорошо проветриваемом помещении;
    • оборудование для сварки необходимо содержать в исправном состоянии;
    • электрическое оборудование должно быть надежно заземлено.

    Чугун относится к металлам, которые трудно поддаются технологии сварки. Поэтому, прежде чем приступить к процессу соединения чугунных изделий, необходимо внимательно изучить основные нюансы качественного выполнения таких работ.



    Источник