Как варить чугун электросваркой в домашних условиях

Особенности материала

Чугун — это сплав углерода с железом, в котором содержание углерода составляет 2,14%. Что негативно сказывается на качестве связи.

Процесс трудоемок из-за:

• образование трещин и пор;
• при обработке внешний вид затвердевших структур и быстрое помутнение инструмента;
• тонкий материал крошится из-за перегрева.

По составу чугун делится на серый и белый:

1. Белые нельзя сваривать из-за их хрупкости и твердости. Подается с помолом;
2. Серые (высокопрочные, податливые) просты в обращении и имеют ограниченную свариваемость.

Технология сварки чугуна электродами

Есть 2 метода сварки чугуна: горячий и холодный.

Полугорячее также называют горячим.

При горячем соединении деталь нагревается до температуры 600-700 ° С, производится пайка, а чугунное изделие медленно охлаждается в печи. При полугорячем соединении температура поддерживается на уровне 300-400 ° С.

Для термосваривания и полутермической сварки требуется дополнительное оборудование. В бытовых условиях используется холодное соединение.

Разделка кромок

Сварка чугуна электродом в домашних условиях требует снятия фаски. Обезжиривать и чистить детали не нужно.

Снятие фаски выполняется:

• файл;
• эмери;
• болгарка.

Градиент: острые края не допускаются. Резкость снимается подходящим инструментом.

Как правильно сварить чугунные детали на холодную

При подключении не перегревайте близлежащую зону пайки (не более 80 ° С). Делайте частые перерывы в проходах. Используйте многопроходную сварку.

1. сначала выполнить торцевое фрезерование по краям скосов;
2. затем постепенное заполнение шва;
3. забивайте валик горячим молотком после каждого прохода.

Используйте ролики длиной 40 мм случайным образом, чтобы уменьшить нагрев детали.

Как сварить чугун электросваркой в ​​домашних условиях. Что вам нужно:

• источник тока (инвертор);
• электроды 3 мм;
• щетка для очистки швов;
• молоток для ковки и удаления шлака;
• фреза для конуса или фаски;
• козырек и перчатки.

Сам процесс:

1. во-первых, острые края и тупые края;
2. затем поверхность по краям скосов;
3. дальнейшее постепенное заполнение шва.

Каждый рулет молотком молотком. Не торопитесь, дайте детали остыть (нагревайте зону возле сварного шва не более 80 ° С).

После заполнения сварного шва переверните деталь и обрежьте края на обратной стороне. Припаяйте, как описано выше. Соблюдение температурного режима и выполнение ковки каждого ролика. По окончании процесса при желании отшлифуйте сварочную поверхность.

Видео:

Холодная сварка используется для ремонта аккумуляторов, тисков, блоков цилиндров и других конструкций из серого чугуна.

Марки электродов для сварки чугуна

В этой статье вы можете узнать о заводских электродах и самодельных электродах для соединения разных видов чугуна.

Приведенная ниже таблица поможет настроить ток на приборе для разных диаметров электродов марки:

• ЦЧ-4;
• ОЗЧ-2;
• ОЗЖН-1;
• МНЧ-2.

Текущие значения указаны для нижнего положения электрода. Для вертикального положения ток снижается на 15-20 А, за исключением ЦЧ-2.

В целях экономии домашние мастера привыкли сваривать чугун обычным электродом медной проволокой. Видео ниже:

Также медная проволока поможет при сварке чугуна со сталью.

Некоторые умельцы спрашивают, как варить чугун полуавтоматом? На форумах по металлообработке опытные сварщики рекомендуют использовать проволоку ПАНЧ 11. Соединение производится точками 2-5 см с ковкой, без газовой защиты на прямой полярности. Сила тока 90-110 Ампер в зависимости от толщины металла.

Работа инвертором в импульсном режиме

В домашних условиях сварка чугуна электродом с помощью инверторного импульса применяется для сварки тонких деталей, соединяющих между собой разнородные металлы.

Суть технологии заключается в том, что на основной сварочный ток на короткое время накладываются дополнительные импульсы сильного тока. Соотношение между длительностью и величиной импульсов и паузами между ними автоматически регулируется настройкой устройства.

В котором:

• улучшилось качество и прочность связи;
• управление дугой и управление технологическим процессом;
• снижается скорость горения металла;
• более высокая эффективность сварки;
• шов будет состоять из равномерных капель расплава и будет выглядеть аккуратно.

Импульс подает расплавленный металл на электрод и тепловую инерцию ванны. Во время паузы металл в сварочной ванне охлаждается и частично кристаллизуется. Чередование импульсов и пауз облегчает работу сварщика, позволяя обойтись без сложных операций с электродами.

Этот метод не рекомендуется использовать на деталях, подверженных ударам, вибрации или ударам.

Особенности различных методов сварки

Технологические методы подготовки изделий и деталей из чугуна и способ сварки выбираются с учетом характера и размеров дефекта, а также химического состава сплава. Но в любом случае следует избегать перегрева металла, а для предотвращения образования цементита после сварки / наплавки необходимо поддерживать температуру около 300 ° С с постепенным понижением. Добавление в припой меди или никеля из присадочного материала предотвращает образование карбида и увеличивает прочность.

Ручная электродуговая сварка (ММА)

Этот метод используется в мелкосерийном производстве и в ремонтных целях. Сварка стержневыми электродами тонкостенных изделий выполняется короткими валиками, слабым переменным или постоянным током обратной полярности и электродами минимально допустимого диаметра. В процессе работы необходимо периодически удалять шлак, образующийся на поверхности сварочной ванны.

Чаще всего сварку стержневыми электродами выполняют электродами с чугунными стержнями. Для исправления мелких дефектов на отливках и крупных деталях можно использовать электроды из низкоуглеродистой стали с основным покрытием, а в остальных случаях лучше использовать заполняющий материал со специальным покрытием или со специальным составом металла. Сварка чугуна электродом штучным электродом производится в нижнем положении.

Специфика работы с полуавтоматом

Сварка МИГ применяется для сварки крупногабаритного лома на литые заготовки, ремонта тонкостенных деталей из чугуна, устранения мелких дефектов, выявленных в результате механической обработки. Способ позволяет выполнять работы с высокой производительностью, а также качественно устранять дефекты литья и сваривать чугунные детали порошковой проволокой со стальной оболочкой, специальной кремний-бронзовой или никелевой проволокой.

Чтобы добиться проплавления определенной толщины, сварка чугуна полуавтоматом проводится строго с соблюдением параметров тока и напряжения. Особенно важно обеспечить плавную и стабильную подачу проволоки. Кромки изделий толщиной более 5 мм срезаются под углом 45-60 °, а сварной шов формируется за несколько проходов. Работу лучше всего выполнять в атмосфере аргона (80%) и углекислого газа (20%), а скорость подачи проволоки может составлять 100… 550 м / ч. Для сварки тонких изделий из чугуна используются специальные графитовые пластины, которые концентрируют расплавленный металл в зоне сварки.

Аргонодуговая технология

Дуговая сварка в атмосфере аргона (TIG) — это распространенный метод, который благодаря использованию неплавящегося электрода и химической природы защитного газа сводит к минимуму образование шлака и появление трещин в термически измененном состоянии. Величина сварочного тока в зависимости от толщины заготовки устанавливается в пределах 40-80 ампер. Диаметр заполняющих материалов должен составлять половину толщины свариваемых деталей.

Сварка чугуна аргоном неплавящимся вольфрамовым электродом выполняется непрерывно и считается предпочтительной при обработке деталей из чугуна, поскольку вольфрамовый стержень погружается в сварочное тело только после того, как металл нагреется, а аргон эффективно предотвращает воздух не попадает в зону образования сварочной ванны и сводит к минимуму образование шлака.

Чтобы обеспечить надежное соединение, лучше всего выполнять сварку TIG в нижнем положении, а затем остывать естественным путем. Также он отлично подходит для холодного метода.

Использование инвертора для получения высококачественного шва

На данный момент сварка чугуна инвертором — наиболее эффективный и перспективный метод. Инверторные сварочные аппараты построены на инновационных схемах, имеют расширенный диапазон рабочих параметров, отличаются плавной регулировкой сварочного тока и оснащены множеством опций, обеспечивающих упрощенное зажигание и повышенную стабильность дуги. Эти источники позволяют:

• легко подобрать оптимальный режим работы на постоянный ток (DC) и переменный ток (AC;
• выполнять горячую и холодную сварку чугуна в различных пространственных положениях;
• сварка чугуна со сталью и цветными сплавами.

Виды электродов

Ремонт с использованием специальных углеродных, вольфрамовых и графитовых электродов — хорошая альтернатива более дорогим никелевым, медным или алюминиевым сварочным проводам. С использованием этих материалов часто проводится восстановление поверхности и устранение дефектов на отливках. Обычно для сварки и соответствующей обработки чугунов используются следующие присадочные материалы (прутки и электроды):

• для ковких — марки ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 или МНЧ-2;
• для серых — марок ОЗЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2 и МНЧ-2;
• для высокопрочных — МНЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЖН.

Выбор пломбировочных материалов и технологии работы зависит от характера дефекта, марки чугуна, толщины и веса изделия и условий дальнейших операций. Важно учесть все требования к сварному стыку. Его качество напрямую зависит от того, каким электродом сваривается чугун.

• Чугун — лучший вариант для расплавленного металла. Его можно использовать для горячих и холодных работ, а также для ремонта трещин, пор, сколов. Подходит для работы со сварочными инверторами, которые, помимо прочего, имеют возможность наплавки.
• Сталь с графитовым покрытием — наименее предпочтительный вариант. После наложения шов получается неоднородным, с высоким содержанием цементита в составе. При сварке чугуна со сталью чрезвычайно важно избегать науглероживания металла, но поскольку этот процесс плохо контролируется, этот метод используется в тех случаях, когда обработанные изделия не требуют дальнейшей обработки и параметры прочности для них не ожидаются.
• Не темно. Применяется для ручной и полуавтоматической сварки в защитных газах или в сочетании с применением флюсов.

В чем суть и особенность горячей сварки чугуна?

Быстрое охлаждение сварных участков приводит к высокой твердости металла в термически измененной области и его склонности к охрупчиванию. В результате предварительный нагрев детали снижает скорость охлаждения, придает металлу необходимые пластические свойства и предотвращает появление трещин.

Специалисты разделяют полугорячую и горячую пайку. Полугорячее состояние ограничивается нагревом заготовки до 300-400 ° С. На небольших участках весь объем сварного шва сохраняется в расплавленном состоянии, а на больших участках — только часть наплавленного металла.

Перед термосваркой детали / детали нагревают до температуры в диапазоне 600-700 ° С. Это можно сделать:

• в индукционной или муфельной печи;
• паяльная или газовая горелка;
• кузнец или газовая кузница.

Такой нагрев позволяет равномерно нагревать поверхностные слои, а при термической сварке весь металл свариваемой ямы находится в расплавленном состоянии. Таким образом, образуется монолитный сварной шов с высокой однородностью и трещиностойкостью.

Газовая сварка выполняется чугунными прутками марок А и В, а электродуговая сварка — углеродными, медными и никелевыми электродами, чугунными присадочными прутками и электродами с покрытием. Любой вид тока и его величина подбирается с учетом вида и диаметра пломбировочного материала. Использование графитовых прокладок позволит сформировать ровный качественный сварной шов. При этом термическая сварка чугуна применяется для изделий массой до 2,5 тонн.

Возможность выполнения работ в огнеопасных средах и другие нюансы холодной сварки

Холодный метод предполагает сварку без предварительного нагрева и может выполняться со штифтами или без них. Сварка «ламинатом» позволяет получить прочное соединение даже на толстостенных деталях. Но перед работой следует сделать скос 80… 90 градусов, тщательно очистить и обезжирить. Для деталей меньше 2 мм снимать фаски с краев не нужно. Сварка чугуна без шпильки применяется только для тонкостенных изделий, не подлежащих последующей обработке и операциям с ударными нагрузками.

Чтобы исключить перегрев свариваемых и ремонтируемых металлических изделий, необходимо тщательно контролировать температуру поверхности. А холодная сварка чугуна выполняется электродами из малоуглеродистых сталей без покрытия, с основным или рутиловым покрытием и специальными электродами. Первая группа присадочных материалов обеспечивает низкую прочность сцепления и образует валик с неоднородной структурой металла. Применяется для заделки дефектов, пайки чугуна и стали. Вторая группа шире и включает никелевые, железоникелевые и железо-медные присадочные материалы. Они обеспечивают более высокие показатели качества и надежности сварных соединений. Медно-никелевый сплав используется для пайки дефектов на поверхности, полученных при литье, предотвращается очаговое повышение твердости.

Поскольку метод не предполагает использования паяльной лампы и другого открытого источника огня для нагрева заготовки, его использование целесообразно при выполнении сварочных работ в легковоспламеняющихся средах и вблизи потенциально пожароопасных объектов. При наличии последнего в зоне сварки обязательно использовать защитный экран.

Аппараты и расходные материалы

Для проведения сварочных работ нужно использовать специальное оборудование. Специалисты рекомендуют использовать устройства, вырабатывающие постоянный ток (инверторы). Сварочное оборудование с трансформаторами имеет низкий КПД и ухудшает конечный результат.

Для работы инвертора потребуются расходные материалы в виде электродов. Их диаметр должен быть не менее 3 мм. Сварка чугуна электродами позволяет выполнить шов лучше, чем при работе полуавтоматом. Лучшими расходными материалами для этого сплава являются ОЗЧ-2 и МНЧ-2.

Чугун можно варить на аргоне. Для этого используется медный провод. Процесс работы с этим оборудованием такой же, как с инвертором. Сварку аргоном можно использовать для сварки листового металла толщиной до 4 мм.

Как варить чугун электродами

Поскольку чугун — хрупкий металл, его нельзя перегревать в процессе сварки. Также важно не слишком быстро остывать свариваемые детали, что может привести к появлению трещин и короблению.

При сварке чугуна электродами необходимо соблюдать следующие правила:

• Поменяйте полярность инвертора. Положительная клемма должна быть подключена к электроду, а отрицательная клемма — к свариваемому чугуну.
• Установите минимальный сварочный ток, разрешенный только для электрода определенного диаметра.
• При сварке чугуна электродами не следует слишком сильно перегревать металл. Поэтому длина сплошного шва не должна превышать 3 см.
• Дайте изделию все время остыть, чтобы избежать перегрева металла.

Как видите, технология сварки чугуна довольно сложна. Вам нужно знать, что и как это делать, в какой именно последовательности. Крайне важно, чтобы первый и последний швы забивались без излишнего усилия.

Можно ли использовать для нагрева и сварки чугуна электрическую дугу?

Еще 20 лет назад газовая сварка широко применялась для сварки деталей и изделий из чугуна. Но создание сварочных аппаратов с расширенным диапазоном рабочих параметров, обеспечивающих высокую стабильность дуги, позволило эффективно использовать для этих целей электродуговую сварку.

Электросварка — сложный микрометаллургический процесс, подчиняющийся общим металлургическим законам. Он прокручивается очень быстро и ограничен небольшим объемом. В термически измененной зоне отмечается определенная неоднородность свойств чугуна. Поэтому для получения необходимых физико-механических свойств наплавленного металла необходимо правильно выбрать тип электрода и технологию выполнения работ. В этом случае выбираются вид и сила тока, а также другие настройки сварочного аппарата с учетом:

• металлоконструкции — мелкодисперсные швы серого цвета без осложнений, крупнозернистый материал темных оттенков труднее обрабатывать;
• тип используемого пломбировочного материала. Здесь следует учитывать рекомендации производителей;
• ориентация сварного шва (вертикальное, наклонное или нисходящее положение).

Особенно эффективна техника «отжигательные ролики». Суть в том, чтобы не дать остыть завершенному шагу и, снимая напряжение, применить следующий, закалить предыдущий.

исключить выгорание металла можно, приблизительно рассчитав постоянный сварочный ток по формуле:

I = ɣ * s,

где это находится:

• I — сила тока,
• s — сечение электрода,
• ɣ — поправочный коэффициент, соответствующий сечению присадочного материала, приведен в таблице ниже.

S, мм	1-2	3-4	5-6
, А / мм	25-30	35-40	45-60

Существует несколько способов электросварки чугунов:

• холодно. Сварка чугуна осуществляется стальными электродами, комбинированными и чугунными прутками и без предварительного нагрева. Используется для сварки и реконструктивных покрытий. Его можно выполнить при помощи шпилек;
• пряный. Осуществляется с нагревом отливок или деталей до 600-700 ° С и с контролируемым охлаждением. Обеспечивает хорошие шовные свойства, отсутствие трещин и хрупких структур;
• полугорячий. Сварка чугуна предполагает нагрев деталей до 350-400 ° С с последующим медленным охлаждением. Идеально подходит для высоколегированных марок.

Многослойная сварка по технологии отжигающих валиков

Этим методом заваривают трещины в тонкостенных деталях — толщиной до 8 мм. Валики применяются в определенной последовательности, при которой каждый последующий термически воздействует на предыдущий, снижая его твердость.

Вдоль прорези под углом 45º делается V-образный паз, сначала на одной, затем на другой кромке беспорядочно привариваются подготовительные и на них отжиговые валки отрезками длиной 40-50 мм.

При переходе в другую зону зоне сварного шва дают остыть до 50–60 градусов и ковку наносят легкими ударами молотка, сбивая лестницу. За счет этого подготовительные ролики больше нагреваются, а затем медленнее остывают. В закаленной части шва происходит частичный отпуск и нормализация.

Когда валики накладываются на обе стороны трещины, последний слой шва сваривается на тех же отдельных участках. Края последнего слоя должны находиться на расстоянии 3-4 мм от ближайших границ проплавления.

Использование специальных электродов

Разновидностей электродов для сварки чугуна разных марок великое множество. Мы рассмотрим только самые подходящие для домашнего использования.

Наиболее популярные марки чугунных сварочных электродов — ЭСАБ (ОК) 92.60, 92.58 и 92.18. Первые два имеют умеренное содержание никеля, которое имеет TCR, сравнимый с таковым у чугуна. Марка 92.18 имеет высокое содержание никеля и требует горячей штамповки для герметизации кристаллической решетки и повышения пластичности сварного шва. Эти электроды отлично подходят для сварки серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом.

Несколько иной принцип сварки, иначе называемый высокотемпературной пайкой, используется при работе с медно-никелевыми электродами, такими как МНЧ-2. Этот сварной шов состоит из веществ, которые не вступают в реакцию с графитом, поэтому вероятность «дрожания» на краю сварного шва значительно ниже. Медные электроды подходят для большинства чугунов.

Для сварки деталей без предварительного нагрева применимы марки ОЗЖН-1 и УТП 86 ФН. Это электроды на основе железо-никеля с легирующими добавками, в основном они используются для сварки серых чугунов. Толщина электродов любого типа для домашних работ должна составлять 3 мм, для особо массивных деталей — не более 4 мм, иначе инвертор просто не будет вырабатывать ток, необходимый для полного нагрева.

Когда чугун подвергается сварке?

Существует несколько ситуаций, в которых требуется применение сварки чугунных изделий в горячем или холодном состоянии:

• соединение деталей металлических конструкций, сборка чугунных элементов разного качества или в сочетании со стальными элементами;
• исправление производственных дефектов на поверхностных слоях отливок и заготовок;
• ремонт бывших в употреблении изделий с целью устранения трещин и дефектов;
• восстановление поверхности.

Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна

У каждого процесса есть свои положительные и отрицательные стороны. Главное, чтобы в этой технологии преобладали достоинства.

Как видите, преимуществ больше, поэтому ручная инверторная сварка популярна у домашних умельцев, в небольших автономных мастерских. Еще больше подробностей о сварке чугуна можно узнать на сайте mrmetall.ru.

Технология сварки чугуна электродом

Используются разные варианты в зависимости от типа дефектов и возможностей. Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется многослойным способом. Фаски снимаются с кромок толстостенных деталей болгаркой под углом 45⁰. При заделке трещин ее углубляют тонким диском и в торцах просверливают отверстия. Такая подготовка обеспечит лучшее заполнение дефекта расплавленным металлом.

Затем с помощью специального электрода расплавляется первый слой на участках 3 — 5 см. Сварка начинается с концов соединения, чтобы получилась ванна. Если есть возможность, дефект на обратной стороне детали лечится таким же образом. Последующие слои, еще теплые, забивают молотком с закругленным бойком.

Поскольку специальные электроды дороги, их иногда заменяют обычными. Однако их использование возможно только для сращивания слоев, следующих за первым. Сварка чугуна электродами по стали дешевле, но надежность такого соединения невысока. Поэтому не рекомендуется использовать его в критических случаях.

Чугунные электроды используются для устранения дефектов изделий после литья. Для повышения качества применяется полугорячий метод. Для работы можно использовать приборы переменного и постоянного тока. Его значение рассчитывается исходя из размера диаметра электрода. На каждый миллиметр добавьте 50-60 А.

Сварка чугуна в среде инертного газа неплавящимся электродом требует много времени и денег, а качество немного улучшается. Поэтому домашними мастерами данная технология применяется редко.

Разделка кромок

Сварка чугуна электродом в домашних условиях требует снятия фаски. Обезжиривать и чистить детали не нужно.

Снятие фаски выполняется:

• файл;
• эмери;
• болгарка.

Градиент: острые края не допускаются. Резкость снимается подходящим инструментом.

Основные марки изделий для выполнения наплавочных работ

Ниже приведен список брендов, которые хорошо приняты любителями и профессионалами.

МНЧ-2

Универсальный продукт, который помогает создавать дефекты литья под давлением. Допускается обработка в нижнем, полупотолочном, вертикальном положениях. Стороне должен быть предъявлен отрицательный заряд”.

МНЧ-2 помогает запаивать недостатки литья под давлением.

ОЗЧ-4

допускается работа с высокопрочным серым чугуном с шаровидным графитом, но сварку можно производить только в вертикальном положении. Стороне должен быть предъявлен отрицательный заряд”.

Электроды марки ОЗЧ-4.

ЦЧ-4

Электрод используется двумя способами сварки. Обработка выполняется только в нижнем положении. Применяется ток, описанный выше. Переменная разрешена, если работа выполняется при более высоком напряжении.

ЦЧ-4 предназначены для термической сварки переменным током.

ОЗЧ-2

Этим продуктом обрабатываются все виды сплавов, кроме высокопрочных. Допускается ток, который должен подводиться к сплаву «минусовой» зарядкой. Деталь обрабатывается в нижнем или вертикальном положении. Кусочки не нагреваются.

Электроды ОЗЧ-2 обрабатывают практически все виды сплавов.

ОЗЖН-1

Электрод работает не только с ковким чугуном. К заготовке должен быть приложен отрицательный заряд. Сварка больших объемов выполняется в нижнем или вертикальном положении.

ОЗЖН-1 применяются для холодной сварки, наплавки и сварки дефектов.

Важность подготовительного этапа

предотвратить растрескивание и обеспечить хорошее качество швов можно, если перед сваркой чугуна тщательно подготовить и обезжирить рабочую поверхность. Подготовка рабочей зоны, как правило, включает:

• тщательная очистка и обрезка свариваемых кромок под углом 45… 90 ° зубилом или абразивным кругом;
• фрезерование, сверление дефектных участков по краям с перфорацией голого металла;
• приготовление паяльной лампой жирных участков;
• обезжиривание бензином и другими растворителями (при необходимости). На тонкостенных изделиях зону сварки можно очищать слабонасыщенным раствором кислот HNO3 и HCl;
• постепенный нагрев заготовок со скоростью 100-130 градусов / час (до термосваривания);
• нанесение графитовых покрытий. Они предотвращают вытекание расплавленного металла и, таким образом, способствуют формированию тела сварного шва.

Выбор электродов для сварки чугуна

При холодной сварке часто используются дешевые электроды ОЧЗ с индексом от 2 до 6. Основа — медные стержни со специальным покрытием. Марка МНЧ-2 применяется для металлических поверхностей; для производства прутков используется сплав, в который добавлены никель, марганец, железо и медь. Эти электроды редки и дороги. Самыми дешевыми являются ЦЧ-4 и ОЗЖН-1.

В зависимости от марки электродов и диаметра подбирается сила тока:

Марка	Ток, А Ø 3 мм	Ток, А Ø 4 мм	Ток, А Ø 5 мм	Ток, А Ø 6 мм
ЦЧ-4	63 — 80	90–120	130 — 150	―
ОЗЧ-2	90 — 110	120–140	160–190	220 — 250
ОЗЖН-1	100–120	130 — 150	160 — 180	―
МНЧ-2	90 — 110	120–140	160–190	210 — 230

Из-за отсутствия заводских электродов изготавливают самодельные электроды из медных стержней необходимого диаметра. Для футеровки берется гипс, сколотый от стальных электродов. Его измельчают, добавляют такой же объем железных опилок и смешивают с жидким стеклом до густоты сметаны.

Палочки для еды очищают, обезжиривают и вертикально погружают в смесь. После неспешной экстракции должен образоваться слой толщиной 1,5 — 2 мм, чтобы слить излишки. Вертикально установленные электроды сначала сушат без нагрева, а затем в печи при 250 ° C.

Чугун можно сваривать обычным электродом, намотав на него медную проволоку диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Намотку начинают с рабочего конца, плотно укладывая витки на футеровку без зазоров между ними. Вес проволоки должен в 4-5 раз превышать вес стального сердечника.

Независимо от типа чугунных электродов необходимо соблюдать следующие условия:

• сварка проводится швами длиной 3-5 см с перерывами;
• прерывистый режим позволяет избежать недопустимого нагрева помещений выше 80⁰С;
• полярность подключения обратная.

Правила подготовки детали

Для деталей из чугуна качество сварного шва также определяется при обработке и подготовке сварного шва. В отличие от других материалов здесь также может иметь значение наличие жирной пленки. Для удобства разделим препарат на три вида в зависимости от характера соединений.

Трещины в чугуне необходимо просверлить по краям перед сваркой, чтобы избежать дальнейшего растрескивания из-за термической усадки. Далее по трещине болгаркой делается надрез. Необходимо развести шов до ширины примерно 3 мм, оставив столб такой же толщины внизу стержня электрода или чуть больше.

Детали, разделенные пополам, обычно можно очень плотно сложить, и их следует использовать при пайке. Единственное, что нужно сделать, это обеспечить неподвижность при помощи струбцин или болтового соединения, а также развязать шов.

Третий вариант — две независимые детали, которые регулируются перед сваркой. На концах необходимо убрать опасности от режущего инструмента напильником или наждачным бруском и снять фаску со стороны сварного шва по аналогии с разрывом шва. При сборке деталей их нужно обрезать очень аккуратно, не допуская перегрева.

Соединяемые кромки необходимо обезжирить непосредственно перед сваркой. Оптимально, если под рукой есть ацетиленовая или пропановая горелка: ею прокаливают сварной шов, выжигая графит, с нагревом чугунной детали до темно-красного цвета.

Возникающие затруднения

Сложность сварки чугуна электродом в домашних условиях заключается в том, что шов может быть некачественным из-за:

1. Во время сварки металл интенсивно затвердевает. Поскольку чугун имеет низкую пластичность, это приводит к его хрупкости. В результате при сужении шва образуются трещины.
2. При горении углерода активно выделяется оксид углерода, который не всегда полностью удаляется из металла. Это приводит к образованию пор в месте сварки.
3. В зоне сварки при неправильном охлаждении металл может побелеть. На поверхности появляется слой хрупкого белого чугуна, который не поддается механической обработке.
4. Из-за окисления кремния в процессе эксплуатации образуются тугоплавкие оксиды, которые трудно сжечь. В этом случае возникает непровар, что снижает надежность шва.

Чтобы не допустить брака, необходимо строго придерживаться технологии. О некоторых тонкостях сварочного процесса вы можете прочитать на сайте mrmetall.ru.

Применение присадочной проволоки

В некоторых случаях в процессе ручной дуговой сварки чугуна могут вводиться специальные добавки, придающие материалу стыка особые свойства. В основе этих добавок тот же никель и медь, иногда железо, нержавеющие сплавы и олово. Использование нити требует маски-хамелеона, надежной посадки и некоторой практики.

Самая популярная присадочная проволока — ПАНЧ-11, которая применяется при полуавтоматической сварке чугунных изделий. Проволока вводится небольшими порциями при каждом зажигании дуги, и контакт электрода с поверхностью происходит посредством сварки. Таким образом достигается хорошая смешиваемость и смягчается воздействие высоких температур.

Добавки на основе монеля также очень полезны при сварке чугуна. Это довольно редкий и дорогой сплав, но он имеет требуемые TCR, твердость и пластичность, сопоставимые с таковыми у того же чугуна. Монель наносят небольшими дозами сразу после зажигания дуги. При этом прожигание более длительное, что практически не сказывается на качестве шва.

Некоторые технические моменты сварочного процесса для чугуна и других металлов

Как было сказано выше, хрупкость чугунов серьезно затрудняет их сварку и нанесение покрытий. Однако их можно приваривать к стали, цветным металлам и сплавам. Чтобы определиться, как сваривать чугун и металл разного состава, важно помнить некоторые нюансы:

• во избежание перегрева и термических нагрузок рекомендуется проводить работы с малотоковой нагрузкой;
• чрезмерное газообразование в жидкой ванне, нарушение температурного режима провоцируют пористость швов;
• принудительное охлаждение чревато образованием цементита в термически измененной зоне и усложнением последующей обработки;
• из-за большей текучести расплавленных металлических масс требуется реформирование металла.

Технология электрической сварки чугуна и стали

Эти сплавы хоть и имеют очень похожий состав, но отличаются значением температурного коэффициента, параметрами прочности, пластичности и вязкости. Кроме того, увеличение массовой доли углерода в чугуне приводит к его графитизации. Поэтому перед сваркой чугуна и стали необходимо учесть, что металл сварочной ванны должен быть надежно защищен от взаимодействия с окружающим воздухом, а для обеспечения стабильной дуги работа ведется на постоянном токе полярности инверсия.

Использование электросварки для работ с чугуном и металлом иного состава

Перед любыми сварочными работами необходимо выяснить совместимость чугуна и других свариваемых металлов. На практике невозможно объединить в сплавленном виде материалы, которые не могут взаимодействовать друг с другом. Примером совместимости некоторых из них является пара сталь / чугун. Металлургическое несоответствие наблюдается при соединении разнородных сплавов с разной кристаллической решеткой, разной теплопроводностью, разными температурами плавления. Добавки очень помогают при плавлении металлов. Сварочная лента и прутки на никелевой основе — специальный материал для сварки чугунных деталей с другими сплавами.

Можно ли сваривать чугун и цветные металлы электросваркой?

С помощью специальных присадочных материалов можно также приваривать элементы из чугуна к деталям из цветных металлов, а также к сплавам меди, никеля, титана и алюминия. Имейте в виду, что с ним:

• медь хорошо сваривается ручной электродуговой сваркой (MMA) металлическими электродами с покрытием или аргоновой сваркой (TIG) с вольфрамовым стержнем / электродом;
• алюминий, хотя он представляет некоторые трудности для сварщиков из-за оксидной пленки Al2O3 и быстрого затвердевания, обычно сваривается TIG-сваркой или полуавтоматической сваркой в ​​среде защитных газов (MIG);
• титан сваривается неплавящимся электродом и, чтобы избежать контакта сварочной ванны с воздухом, защищен облаком газообразного аргона и смесей на его основе.

Какой инвертор использовать

Детали из чугуна обычно имеют внушительную толщину и глубоко нагреть их без заметного расширения зоны нагрева довольно сложно. Лучше всего готовить короткими закусками в импульсном режиме, давая частям время остыть.

Не все инверторы будут эффективно работать в этом режиме. Наиболее подходящими для этих целей являются современные устройства с улучшенным зажиганием и дожиганием дуги, мощной системой охлаждения. Токи при сварке чугуна увеличиваются за счет дополнительной проводимости обмотки и покрытия электродов. Верхний предел диапазона тока должен составлять примерно 200–250 А с временем включения при максимальной нагрузке не менее 50%.

В целом, чем более совершенная схема управления сварочным током, тем лучше. При сварке чугуна требуется быстрое зажигание, равномерное горение и быстрое гашение дуги без образования высокотемпературного пожара. При этом ни в одной отечественной и даже профессиональной машине нет специальных режимов для чугуна.

Профессиональное оборудование FoxWeld или KEMPPI без проблем справится с поставленной задачей. Из бюджетных вариантов можно порекомендовать инверторы таких производителей, как Aurora и Tesla, которые стоят от 10 000 рублей. С переменным успехом можно использовать даже более дешевые инверторы («Ресанта», «Сварог»), но для сварки ответственных деталей они мало пригодны.

Резка

Существует 2 вида резки чугуна: термическая и механическая. Рассмотрим несколько способов:

• резка болгаркой — простой метод;
• при необходимости использовать труборезы для резки труб;
• сабельная пила;
• резка электродом;
• кислородное топливо;
• плазменная резка.

Вариантов много, в домашних условиях часто используют болгарку.

Метод сварки с применением шпилек

Зона плавления является наиболее уязвимым местом соединения из-за отслаивания металла шва. Для его разгрузки при охлаждении и усадке используются стальные штифты (катаные).

При толщине заготовки 6 мм края паза обрезаются под углом 45º.

Штифты плотно ввинчиваются в подготовленные резьбовые отверстия в шахматном порядке. Выступающая часть гнутого корпуса приваривается по контуру. Затем его сваривают всей массой шва с помощью отжиговых роликов.

Когда нагрузка прилагается к соединению, большая часть ее передается на металл со штифтами, а не на сварной валик, что делает его более прочным.

Сварочный процесс

Ознакомившись с этапом предварительной подготовки к сварке чугуна в домашних условиях, нужно уделить должное внимание описанию основных технологических моментов:

• 
  соблюдайте обратную полярность при подключении;
• установить мощность на минимум для заданной толщины электрода;
• сплошной шов может быть длиной до 50 мм;
• необходимо делать частые перерывы во избежание перегрева стали;
• первый и последний слой при многослойной варке нужно забивать с легким усилием.

Итак, основные моменты рассмотрены, осталось понять, как варить чугун инвертором. Есть два пути.