ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Холодная сварка чугуна


Холодная сварка чугуна: сложности, виды, рекомендации

При нагреве чугуна углерод выгорает, и металл становится хрупким, разрушается. Соединить детали, исправить дефекты лучше холодной сваркой чугуна. Высокоуглеродистый сплав не перегревается, графит между кристаллами сохраняется. Соединение холодным способом выполняется медными электродами и подходит для швов с небольшими нагрузками.

Холодной сваркой называют совершенно разные по технологии процессы: соединения медными  электродами и заделка дефектов специальным клеевым составом. Каждый метод имеет свои преимущества, недостатки.

Холодная сварка чугуна (Фото: Instagram / budmetpro)

Сложности

В чугунных сплавах высокое содержание углерода. Часть графита находится в кристаллах, остальной располагается между зернами. При его выгорании связи нарушаются, металл может рассыпаться при ударе. Это свойство чугуна создает препятствие для традиционных способов соединения заготовок.

Второе препятствие — низкая теплопроводность металла, которая приводит к образованию трещин по границе нагрева. Набрав тепло, материал медленно остывает, долго остается горячим. Применяют специальные чугунные электроды марок ОЗЧ, МНЧ. При этом возникают сложности:

  • различные оксиды в составе чугуна окисляются при температуре ниже, чем сам чугун, образуется непровар;
  • в околошовной зоне образуется твердый и хрупкий цементит;
  • температура плавления электрода больше, чем основного металла, соединение материалов происходит плохо;
  • чугун характеризуется высокой жидкотекучестью и удержать его в сварочной ванне сложно;
  • при сварке углерод сгорает, газы образуют поры и воздушные раковины в шве.

Перед соединением с помощью графитового и чугунного электрода, высокоуглеродистые материалы традиционно нагревают, применяя ступенчатую технологию поднятия температуры и выдержку до полного прогрева. Различают 2 процесса сварки:

  • высокотемпературная — горячая, с нагревом 600 – 650⁰;
  • полугорячая — 350⁰.

Для крупных деталей процесс выдержки в печи длится 20–24 часа. После заварки дефектов и соединения заготовок, делается длительный отпуск. Процесс занимает много времени, более 2 суток.

Виды сваривания

Термин «холодная» означает, что подогрев деталей в печи перед электродной сваркой не производится и сварка чугуна проходит по специальной технологии, имеющей свои особенности. Шов ложится на холодный металл.

Способов холодной сварки на практике два:

  • специальными медными электродами;
  • полимерными клеящими составами.

Оба способа имеют один недостаток. Применять их можно для создания швов с малой нагрузкой. Прочные соединения, выдерживающие вибрации, удары, изгибы, делаются только горячим способом.

Сваривание электродами (Фото: Instagram / mdfkl.belarus)

Электродами

Для холодной сварки применяют электроды с медным стержнем. Пластичный металл легко образует соединение с чугуном. Шов получается мягче, чем сами соединяемые детали, он выдерживает статические нагрузки на изгиб.

На производстве при сваривании деталей более 20 мм толщиной применяются комбинированные электроды из стали и меди. Они имеют разные варианты:

  • медный стержень покрыть стальной фольгой;
  • трубка из цветного металла заполнена стальным порошком.

Заварка широких швов, наплавка, производятся пучком электродов. Для холодной сварки используют связки из стальных и медных электродов с обмазкой.

Во всех электродах для холодной сварки используется медь. Цветной металл проникает между кристаллами чугуна и создает с ним прочное соединения без напряжений переходной зоны. Условием создания плотного материала шва является проковка. Сразу после отведения электрода в сторону, горячий сплав следует уплотнить, проковав его молотком. Попавшие внутрь газы выйдут. Слои металла плотно улягутся, образуя однородный сплав.

Технологический процесс сложный. Требует точного соблюдения всех пунктов, от подготовки до проковки.

Полимерные составы

Холодной сваркой называется термостойкая полимерная паста на основе эпоксидной смолы. Она содержит чугунный порошок и применяется в основном для заделки раковин. Готовят двухкомпонентный состав непосредственно перед применением. Плотно заполняют клеем пустоту в металле или разделанный шов.

Полимерные средства по сварке отличаются допустимой температурой нагрева и твердостью после застывания. После механической обработки детали клей отличается более светлым тоном. Переход размытый, четкой границы нет.

Холодную сварку применяют для ремонта небольших дефектов чугунных деталей автомобилей. В машиностроении используют для исправления литейных дефектов крупных отливок, восстановления направляющих станин, стоек.

Нанесение полимерного состава (Фото: Instagram / vyhlop)

Производители

Большинство видов электродов для холодной сварки чугуна выпускается в РФ:

  • МНЧ-2;
  • ОЗЖН-1;
  • ОЗЧ-6;
  • ЦЧ-4.

Их используют при ремонте машин, подварке радиаторов отопления, на крупных литейных и машиностроительных предприятиях. Популярные производители:

  • Фрунзе-электрод;
  • Aspik;
  • СпецЭлектрод.

Из зарубежных компаний расходные материалы для сварки холодyого чугуна выпускают немецкие компании:

  • CAPILLA;
  • UTR SchweiBmaterial.

Другие фирмы ограничиваются выпуском электродов и проволоки для горячей сварки чугуна.

Подготовка к свариванию

Швы толщиной до 10 мм следует разделать V-образно, выложив на рабочую плиту прихватить через 100–150 мм.

При соединении толстых деталей, в зону разделки вставляются шпильки. Их размер и количество определяются шириной разделки, типом соединения. Под шпильки сверлятся отверстия, в них нарезается резьба.

При наличии в заготовках дефектов, в виде отбела чугуна, раковин, трещин, сначала исправляются они дополнительным отжигом и подваркой или заливкой. Затем разделываются кромки под сварку.

Подготовка инструментов (Фото: Instagram / dvizhok_125)

Как правильно использовать?

Марка электродов подбирается по эксплуатационным условиям детали. Для заделки отверстия в радиаторе отопления достаточно выбрать низкотемпературный электрод, выдерживающий 236⁰. Он хорошо соединяется с чугуном за счет меди, имеет высокую твердость, благодаря содержанию высокоуглеродистой стали, переносят нагрузки на удар и изгиб.

Жаростойкими электродами, выдерживающими до 1300⁰C, подваривают детали, работающие при высоких температурах и малых механических нагрузках. В домашних условиях удобнее всего варить стержнем с диаметром 3–4 мм, ток постоянный — 120–150 А.

Советы и рекомендации

Чугун имеет высокую жидкотекучесть и удержать его в ванне трудно. Специалисты рекомендуют располагать детали на плите таким образом, чтобы разделка располагалась горизонтально, внизу.

Сделав прихватки, следует накладывать короткие швы длиной до 25 мм сразу их проковывать легкими ударами молотка. Располагаться они должны на расстоянии 150–200 мм. Если соединение короткое, следует ждать охлаждения заготовок. Проверить готовность материала к свариванию можно рукой. Она будет чувствовать приятное, не обжигающее тепло.

Любители ремонтировать самостоятельно могут использовать холодную сварку дома, ремонтируя автомобиль, бытовую технику. Небольшие швы на мелких деталях не перегреют чугун и будут хорошо держать.

Холодная газовая сварка чугуна | Сварка и сварщик

Холодная газовая сварка чугуна используется если при нагревании и охлаждении детали свободно сжимаются и расширяются, не вызывая больших остаточных напряжений, в этом случае мощность пламени горелки должна быть максимально возможной. Технологический процесс газовой сварки без предварительного нагрева почти аналогичен процессу горячей газовой сварки, однако имеет и свои особенности. Перед заваркой дефекта необходимо подогревать пламенем горелки участки, прилегающие к дефекту. После окончания заполнения дефекта горелку в течение 2-3 мин медленно отводят, направляя пламя на участки, прилегающие к дефекту. Деталь или часть детали, на которой находится заваренный участок, для медленного охлаждения засыпают песком или покрывают асбестом.

Способ холодной газовой сварки чугуна отличается от обычных способов тем, что основной металл не доводится до температуры плавления, а нагревается только до температуры 820-860°С, т. е. до температуры "смачиваемости". Этот способ основан на применении специальных чугунных прутков и флюсов. Капли расплавленного присадочного металла под действием сварочного пламени легко растекаются по поверхности свариваемого металла, обеспечивая плотное соединение свариваемых деталей. Низкотемпературную газовую сварку чугуна используют при заварке литейных дефектов деталей из серого чугуна, а также при заварке чугунных деталей в готовых изделиях в случаях их поломки, появления трещин и других дефектов. В качестве присадки для заварки тонкостенных отливок применяются чугунные прутки НЧ-2, а для толстостенных - чугунные прутки УНЧ-2. Для низкотемпературной пайки-сварки чугуна применяют специальные флюсы ФСЧ-2 и МАФ-1. Применяемые флюсы химически очищают нагретую свариваемую поверхность от оксидов, жиров и других загрязнений, увеличивают прочность сцепления наплавленного металла с основным, увеличивают жидкотекучесть расплавленного металла и защищают нагретую поверхность и расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. Состав флюсов для низкотемпературной пайки-сварки чугуна приведен в таблице.

Состав Марка флюса
ФСЧ-2 МАФ-1
Бура плавленая 23 33
Сода кальцинированная - 12
Азотно-кислый натрий 50 -
Селитра натриевая - 27
Углекислый литий 0,5 -
Углекислый натрий 26,5 -
Фтористый натрий - 12,5
Фторцирконий калия - 8,5
Оксид кобальта - 7

Разделку дефектного участка под холодную газовую сварку чугуна выполняют фрезерованием, сверлением или строганием. Место сварки предварительно зачищают до металлического блеска. Профиль разделки кромок сквозных и несквозных дефектов представлен на рисунке 1. Угол разделки составляет 70-90°. Неглубокие поры и шлаковые включения вырубают зубилом или удаляют шлифовальным кругом. Перед сваркой изделие подогревают горелкой до температуры 300-400°С. Изделия сложной формы нагревают в печи.

а - разделка несквозного дефекта, б - сквозного дефекта с применением подкладки из огнеупорного материала

Рисунок 1 - Профиль разделки дефекта под холодную газовую сварку чугуна

Схема устранения сквозных дефектов (трещин) показана на рисунке 2. При устранении засверленных дефектов (пористость, раковины) присадочный металл наносят по винтовой восходящей линии. На нагретую наплавляемую поверхность равномерно наносят слой флюса. Место сварки нагревают горелкой до температуры 820-860°С, пламя должно быть строго нормальным. При этой температуре паста-флюс плавится, покрывая тонкой пленкой место сварки. Присадочный пруток также покрывают флюсом. Расплавляясь, присадочный металл стекает на завариваемую поверхность и растекается по ней. Сварку ведут левым способом. Расстояние между ядром пламени и концом прутка должно составлять 2-3 мм, угол между осью горелки и плоскостью детали - 20-30°.

Рисунок 2 - Схема устранения сквозных трещин (а) и засверленных дефектов (б)

После газовой сварки изделие медленно охлаждают под слоем асбеста или в песке. Так как при данном способе основной металл не доводят до расплавления, то отсутствуют участки отбеленного чугуна и металл шва получается плотным, мягким и хорошо обрабатывается механическими способами.

При холодной газовой сварке чугуна вместо ацетилена можно применять газы-заменители. При применении в качестве горючего газа пропан-бутана мощность сварочного пламени выбирают из расчета пропан-бутана 60-70 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Пламя берется нормальное. При толщине металла до 6 мм сварку выполняют за один проход, при толщине 9-12 мм - в два прохода. При использовании в качестве флюса ФСЧ-2 рабочая температура составляет 900-950°С. При такой температуре не исключено появление структур закалки в зоне термического влияния, поэтому указанный флюс имеет ограниченное применение. Его используют в тех случаях, когда допускается повышенная твердость наплавленного металла. Флюс МАФ-1 позволяет вести процесс холодной газовой сварки чугуна при рабочей температуре 750-800°С.

В некоторых случаях целесообразно применять холодную газовую сварку чугуна чугуна латунными припоями. Этот метод используют при ремонтной сварке. Преимущество холодной сварки чугуна латунью по сравнению со сваркой плавлением заключается в том, что нагрев чугуна до температуры плавления латуни (850-900°С) существенно не изменяет структуры металла, что исключает опасность отбела чугуна и не вызывает значительных термических напряжений. Кромки детали толщиной до 25 мм скашивают под углом 45°, а при большей толщине рекомендуется ступенчатая разделка; при холодной газовой сварке чугуна латунью лучше, когда поверхности соединяемых кромок шероховаты.

Углерод с поверхности соединяемых кромок выжигают на глубину 0,12-0,15 мм двумя способами:

  • соединяемые кромки детали покрывают пастой из железных опилок и борной кислоты и нагревают пламенем горелки до 750-900°С;
  • кромки детали нагревают пламенем горелки, отрегулированным с избытком кислорода до той же температуры.

Наибольшее применение нашел второй способ. Техника холодной газовой сварки чугуна состоит в следующем. Кромки нагревают до красного цвета, посыпают флюсом и облуживают участками. Сварочное пламя должно быть нормальным или с небольшим избытком кислорода. Деталь должна находиться в наклонном положении, пайку-сварку выполняют снизу вверх. Положение горелки и присадочного металла такое же, как при правом способе. Мощность сварочного пламени выбирается из расчета 60-75 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины.

Для холодной газовой сварки чугуна разработаны специальные флюсы ФПСН-1 и ФПСН-2, которые нейтрализуют действие свободного графита, частицы которого выступают на свариваемой поверхности и мешают ее смачиванию. В качестве припоя используется кремнистая проволока ЛОК 59-1-03, содержал в среднем до 0,3% Si. Для пайки-сварки изделий, к механическим свойствам которых предъявляются повышенные требования, применяют припой ЛОМНА 49-25-10-4-0,4, содержащий меди (Сu), олова (Sn), марганца (Mn), никеля (Ni) и до 0,6% алюминия (Аl). При холодной газовой сварке этим припоем металл паяльно-сварного шва имеет цвет чугуна, твердость НВ 180-200 и временное сопротивление разрыву 280-340 МН/м2.

Для холодной газовой сварки чугуна используют поверхностно-активный флюс марки ФПСН-2. Он содержит 45% борной кислоты, 22,5% углекислого лития, 22,5% соды кальцинированной и 10% солевой лигатуры. Его применяют в виде порошка или пасты. Флюс плавится при температуре 600-650°С. Холодную газовую сварку чугуна выполняют обычной сварочной горелкой, работающей на ацетилене или газах-заменителях. Вначале слегка окисленным пламенем нагревают место наплавки до 450-500°С, а затем в разделку вводят флюс. Пайку-сварку начинают в момент плавления флюса, направляя пламя на прилегающие к разделке участки. Расплавленный флюс прутком припоя равномерно распределяют по всей поверхности завариваемого места, затем пламя направляют на конец прутка, расплавляют его и заполняют разделку металлом припоя. Наплавленный металл сразу же после сварки проковывают ручным медным молотком.

Холодная сварка чугуна: способы, электроды, особенности

Холодная сварка чугуна: способы, электроды, особенности

Есть достаточно много способов сварки чугуна, например, с помощью стальных электродов, с постановкой шпилек и без, сварка специальными чугунными электродами.

Не меньшее распространение получила и так называемая «холодная сварка чугуна», с использованием медных электродов и специальных клеевых составов. Каждый из данных способов соединения имеет свои особенности.

Сложности при сварке чугунных изделий

В чугуне содержится большой процент углерода, из-за чего данный металл имеет рыхлую структуру и нередко рассыпается при небольшом механическом воздействии. К тому же, чугун имеет очень низкую теплопроводность. Все это вводит свои определённые ограничения при сварке чугуна и изделий из него. Для сварки применяются особые чугунные электроды — ОЗЧ, ЦЧ и МНЧ.

Но даже в таком случае при сваривании чугунных изделий возникают определённого рода сложности:

  • Нередко при сварке образуется непровар металла. Связано это с тем, что оксиды, содержащиеся в чугуне, подвергаются воздействию со стороны гораздо меньших температур, чем сам чугун;
  • Сварочный шов выходит очень твёрдым, но в тоже время хрупким;
  • Из-за того, что электрод плавится при гораздо большей температуре, чем сам чугун, сварка происходит плохо;
  • Жидкий чугун имеет высокую текучесть, поэтому при сварке электродами раскалённый металл очень сложно удерживать в сварочной ванне;
  • При сварке чугуна, происходит моментальное выгорание углерода, в результате чего на сварочном шве образуются крупные поры и воздушные раковины.

Как было сказано выше, варят чугун графитовыми и чугунными электродами, при температурах в 350 и 600 градусов.

Существует так называемая горячая сварка чугуна и полугорячая.

Что представляет собой холодная сварка чугуна

Ещё одной технологией соединения чугунных изделий, является холодная сварка. Разница лишь в том, что при холодной сварке чугуна не происходит подогрев заготовок в печи. В результате этого, сварочный шов ложится прямо на холодный, но подготовленный должным образом металл.

На практике существует несколько способов холодной сварки чугуна, а именно:

  • Сварка специальными медными электродами. Такие электроды можно сделать самостоятельно, если использовать обычные электроды, накрутив на них слой тонкой медной проволоки. Подробно про изготовление электродов для сварки чугуна вы можете прочитать на сайте mmasvarka.ru.
  • С помощью полимерных клеящих составов.

Единственное ограничение для двух вышеприведённых способов холодной сварки чугуна, это создание сварочного шва, на который не будут приходиться слишком большие нагрузки. Если нужно наоборот, получить прочное соединение, которое способно будет выдержать удары, вибрации, и даже небольшие изгибы, то, в таком случае, используется только горячий способ сварки чугуна.

Можно соединять чугун и при помощи термостойких паст, в основе которых лежит эпоксидная смола. Данным способом заделывают имеющиеся пустоты в чугуне или разделанный, специальным образом, шов. После полного схватывания, ремонтное место можно подвергать всевозможной обработке, шлифовке, резке и т. д.

Поделиться в соцсетях

Холодная сварка чугуна - Сварка различных материалов

Холодная сварка чугуна

В производственных условиях не всегда можно применить подогрев свариваемых деталей по целому ряду причин (большой габарит, возможность коробления изделия и т. д.). В таких случаях используют холодный способ сварки, при котором не исключается возможность появления трещин в результате неравномерного нагрева, наличия участков твердого отбеленного чугуна в шве и околошовной зоне, разной структуры металла шва и основного. Для уменьшения действия отрицательных факторов при холодной сварке чугуна применяют ряд специальных мер, способствующих получению сварного соединения хорошего качества. Для предотвращения образования трещин в металле шва, околошовной зоне и основном металле используют электроды, снижающие отбел металла, а также осуществляют ряд технологических мер, способствующих улучшению свойств металла околошовной зоны.

К технологическим мерам относится уменьшение напряжений, возникающих в результате усадки металла шва, и предупреждение чрезмерного перегрева металла при сварке. Снижение напряжений достигается уменьшением объема металла, наплавляемого за один прием, и проковки металла в горячем состоянии непосредственно после сварки. Чрезмерного перегрева металла можно избежать, применив электроды небольшого диаметра, выполняя сварку на небольших токах и вразброс.

Холодная сварка чугуна может выполняться несколькими методами.

Сварка с применением шпилек. Для восстановления ответственных изделий различных габаритов, работающих при значительных нагрузках и не требующих обработки после сварки в месте сварки, в изделие ввертывают шпильки из малоуглеродистой стали, а сварку производят электродами типа Э42, Э42А, Э.50, Э50А на постоянном или переменном токе. Чугун и сталь имеют разную усадку, что приводит к плохому их соединению. Кроме того, наплавленная на чугун сталь обогащается углеродом, становится хрупкой и при остывании в ней образуются трещины. Для устранения этих недостатков и применяют шпильки.

При толщине изделий свыше 6 мм свариваемые кромки разделывают под углом 45°. На подготовленных кромках в шахматном порядке просверливают отверстия, в них нарезают резьбу и ввертывают шпильки (рис. 68). Диаметр шпильки равен 0,2 толщины свариваемой кромки (шпильки диаметром менее 3 мм не ставят), расстояние между шпильками равняется 4—6 иХ диаметра, расстояние от кромки до шпильки—1,5— 2 диаметра шпильки, глубина ввертывания шпильки равна двум диаметрам шпильки, высота шпильки над поверхностью изделия составляет 0,5—1 диаметра шпильки. При толщине свариваемого металла выше Ю мм рекомендуется между шпильками устанавливать анкеры толщиной 6—12 мм из низкоуглеродистой стали (рис. 69). Их .располагают под углом 45° и 90° к сварному шву после заварки участков между шпильками. Приваривать анкеры можно не на всю толщину.

Рис. 68. Подготовка чугунных деталей под сварку со шпильками

Сварка соединений со шпильками начинается с обварки шпилек кольцевыми швами, последующего заполнения участков между обваренными шпильками и только после этого приступают к .заплавке всей разделки. Сварку рекомендуется выполнять участками длиной не более 100—150 мм, стремясь к минимальному количеству наплавленного металла. Для сварки изделий толщиной до 5 мм применяют электроды диаметром 3—4 мм, толщиной 5—10, диаметром 4—5 мм. Сварочный ток для электродов диаметром 3 мм рекомендуется 90—100 А, диаметром 4 и 5 мм — соответственно 130—160 и 180—200 А.

Сварка специальными стальными электродами. Применяют электроды из проволоки Св-08 или Св-08А со специальными покрытиями. Важную роль в покрытии играет ферросилиций, который помогает получить серый чугун. Этот способ используется для изделий несложной формы, работающих при незначительных нагрузках.

Рис. 69. Сварка чугунных деталей с помощью шпилек и анкеров

Сварка чугунными электродами. При холодной сварке применяют чугунные электроды с покрытием, в которое входят графитизирующие элементы, и электроды из аустенитного никелевого чугуна с покрытием из 55% карборунда, 23,7% углекислого бария и 21,3% жидкого стекла. Чугунные электроды изготавливают из круглых литых прутков.

На поверхности прутков не должно быть пор, раковин и других дефектов. Чугунными электродами выполняют сварку только в нижнем положении на постоянном и переменном токе. Для снижения .скорости охлаждения металла и его твердости сварку электродами с графитизирующим покрытием рекомендуется выполнять с возвратно-поступательным движением электрода. Однако полная графитизация металла в этом слу-чае не достигается. Сварка электродами из никелевых чугунов применяется, если требуется последующая механическая обработка. Сварка выполняется в несколько слоев с возвратно-поступательным движением электрода. Каждый слой подвергается легкой проковке. Металл сварного шва, наплавленный электродами из никелевого чугуна, имеет низкую стойкость против обра-зования трещин.

Сварка электродами из цветных металлов и сплавов.

Пля сварки чугуна нашли большое распространение электроды из меди и ее сплавов. Медь позволяет уменьшить общую твердость металла шва и отбел прибегающей зоны. Медные электроды применяют для сварки малогабаритных изделий, работающих при незначительных статических нагрузках. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности и переменном токе. Предпочтение следует отдавать постоянному току. Медный электрод изготавливают из медного стержня диаметром 3—6 мм, на который наворачивается лента или проволока из низкоуглеродистой стали. После этого на стержень наносится меловое покрытие. Вместо ленты или проволоки используют специальное покрытие.

При сварке электродами из монель-металла (25— 30% меди и 60—70% никеля) обеспечивается сравнительно хорошая обрабатываемость наплавленного металла и пониженная стойкость против образования трещин. Электроды состоят из медно-никелевых стержней диаметром 3—6 мм и специального покрытия. Сварка производится на постоянном токе обратной полярности участками длиной 60—70 мм. Толщина отдельного валика должна быть не менее 3 мм, что исключает вырывание отдельных участков наплавки в процессе механической обработки. В ходе сварки наплавляемые валики подвергают легкой проковке. Сварку электродами из монель-металла применяют и в комбинации с другими электродами, что позволяет получить сварные соединения, удовлетворительные по механической прочности и обрабатываемости.

Сварка комбинированными электродами. В качестве комбинированных применяются железомедные и аусте-нигно-медные электроды. Большое распространение получили железомедные электроды марки ОЗЧ-1, стержень которых выполнен из меди М2 или МЗ, а. в покрытие типа УОНИ-13 вводится до 50% железного порошка. Сварка производится на постоянном токе обратной полярности в нижнем, вертикальном и ьолупо-юлочном положениях предельно короткой дугой участками длиной 30—60 мм. Каждый участок проковывался сразу же после обрыва дуги, а сварка возобнов-б0яое-я пОсле остывания наплавленного участка до 50— Рекомендуется применять следующий сварочный ток: для электродов диаметром 3, 4 и 5 мм — соответственно 90—110, 120—140 и 160—190 А.

В качестве железомедных электродов используют стержни из низкоуглеродистой стали, на которые электролитическим омеднением наносится слой меди толщиной 0,7—0,9 мм; пучок из низкоуглеродистого электродного стержня с любым покрытием и одного или двух медных стержней, связанный в четырех-пяти местах медной или стальной проволокой; стержень из низкоуглеродистой стали, плотно вставленный в медную трубку, на которую наносится покрытие типа УОНИ-13 с 50% железного порошка.

Образование трещин при сварке железомедными электродами всех видов снижается проковкой наплавленного металла в горячем состоянии, а чрезмерный местный перегрев детали уменьшается сваркой короткими участками вразброс. Железомедные электроды при соблюдении необходимых технологических приемов позволяют получить удовлетворительные результаты даже при сварке изделий сложной конфигурации. Общим их недостатком является неоднородная структура и высокая твердость наплавленного металла.

Аустенитно-медные электроды (АНЧ-1) состоят из стального стержня марки Св-04Х18Н9, медной оболочки и покрытия фтористо-кальциевого типа. По сравнению с железомедными электродами они обеспечивают лучшие обрабатываемость мест сварки, стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин и пор.

Существует значительное число способов холодной сварки чугуна. Ручная сварка электродами из цветных металлов на медной основе получила широкое распространение для заварки трещин с обеспечением хороших прочностных показателей свариваемых деталей. Сварку ведут электродами ОЗЧ-2 и СТЧ-3 на постоянном токе прямой полярности в нижнем или наклонном положениях небольшими участками длиной 30—80 мм с очисткой и проковкой каждого валика. Зазоры между кромками при заварке трещин рекомендуется заплав-лять стальными электродами. Возобновляют сварку после охлаждения места сварки до 50—70 °С. Длина дуги у электродов ОЗЧ-2 должна быть предельно короткой. Применяют электроды диаметром 4—7 мм, силу тока соответственно 140—300 А. Сварку электродами со стержнем из сплава на основе никеля используют для устранения мелких дефектов и прежде всего, когда требуется обеспечить обрабатываемость сварного соединения, а также его цвет, аналогичный цвету основного металла. Для сварки используют электроды:

ОЗЧ-З, ОЗЧ-4, ОЗЖН-1, МНЧ-2 и СТЧ-2. Сварку электродами ОЗЧ-З и МНЧ-2 на постоянном токе обратной полярности производят короткими швами длиной 30—50 мм с проковкой каждого шва и перерывами для охлаждения. При сварке электродами ОЗЧ-З диаметром 2,5—5 мм сварочный ток 60—150 А, а электродами МНЧ-2 диаметром 3—5 мм 90—190 А. При заварке крупных дефектов или наплавке больших объемов металла используют также электроды ОЗЖН-1. Электродами ОЗЧ-З наплавляют первый и последний слой, а промежуточные слои наплавляют поочередно электродами ОЗЖН-1 и ОЗЧ-З. Техника и режимы сварки электродами ОЗЧ-1 и ОЗЖН-1 и электродами ОЗЧ-З аналогична. Эти электроды рекомендуются для наплавки последнего слоя при заполнении разделки электродами ОЗЧ-З. Назначение электродов СТЧ-2 и МНЧ-2 и техника сварки ими аналогичны. Сварку ведут электродами диаметром 3—6 мм, сварочный ток соответственно 85—240 А. Некоторые дефекты, расположенные по краям, а также «бобышки» и платики можно наплавлять полужидкой ванной с принудительным формированием. Используют силу тока в 1,5 раза больше по сравнению с током при послойной сварке. Мелкие дефекты на обрабатываемых поверхностях заваривают электродами с карбидообразующими элементами в покрытии. Наибольшее распространение получили электроды ЦЧ-4. Сварку ведут на минимальном токе электродами диаметром более 4 мм из расчета 23 А на 1 мм диаметра электрода. Ток постоянный, полярность обратная. Кромки рекомендуется облицовывать не более чем в 2 слоя с последующим заполнением объема стальными электродами типа Э42 и Э42А.

Когда не требуется механическая обработка сварных соединений и не оговаривается их прочность, рекомендуется сварка стальными электродами, применяемыми для сварки низкоуглеродистых сталей. Сварку производят отдельными участками на минимальном режиме с перерывами для охлаждения основного металла. Для получения равнопрочного с основным металлом соединения непосредственно по месту работы детали без ее демонтажа в завариваемое место устанавливают стальные шпильки в шахматном порядке. При толщине детали до 20 мм разделка кромок необязательна. При большей толшине угол разделки 90—120°.

Сварку можно производить также электродами ЦЧ-4 или электродами со стержнем на основе никеля. Сварку выполняют участками 40—50 мм с перерывами для охлаждения и минимальной глубиной проплавления.

Сварка без предварительного нагрева изделий из высокопрочного и ковкого чугуна имеет свои особенности — высокопрочный чугун обладает повышенной склонностью к отбеливанию и большой прокаливаемо-стью, а ковкий чугун имеет повышенную графитиза-цию, что затрудняет смачиваемость поверхности при сварке. Сварку можно выполнять до и после термической обработки. До термической обработки изделия сваривают электродами УОНИ-13/45 и УОНИ-13/55, а после термической обработки — электродами со стержнем на основе никеля.

Газовую холодную сварку применяют, когда при нагревании и охлаждении детали могут свободно расширяться и сжиматься, не вызывая значительных остаточных напряжений. Технология холодной и горячей сварки в основном одинакова. Мощность пламени должна быть максимально возможной. Прилегающие к сварному шву участки необходимо прогреть до начала сварки. После окончания сварки горелку медленно отводят в течение 2—3 мин, направляя пламя на участки, прилегающие к сварному шву. Для обеспечения медленного охлаждения заваренный участок или всю деталь засыпают песком или закрывают асбестом.

Читать далее:
Горячая сварка чугуна
Сварка свинца
Сварка никеля и его сплавов
Сварка титана и его сплавов
Сварка меди и ее сплавов
Сварка высоколегированных сталей различных групп
Общие вопросы ручной дуговой сварки покрытыми и вольфрамовыми электродами
Общие вопросы сварки высоколегированных сталей
Cварка среднелегированных сталей
Cварка низколегированных сталей


Сварка чугуна: специфика, технологии, оборудование

Сплавы железа с углеродом применяются в различных направлениях промышленности. Он дополняется легирующими добавками, сторонними примесями, которые изменяют его характеристики. Однако во время соединения деталей из этого сплава, у начинающего сварщика могут возникнуть проблемы. Сварка чугуна имеет некоторые нюансы, с которыми необходимо ознакомиться до начала работ.

Сварка чугуна электродом

Особенности сварки разных видов чугуна

Прежде чем проводить сварку сплава железа с углеродом, нужно разобраться с разновидностями этого соединения:

  1. Белый сплав – отличается от других тем, что на разрезе этого материала виднеется белый, светло-серый оттенок. Для сваривания не подходит. Хрупкое соединение, которое имеет высокий показатель твердости. Не используется во время механической обработки.
  2. Серый – на изломе виднеется серебристый цвет. Подходит для обработки режущими инструментами. Используется во время сваривания, имеет высокий показатель износоустойчивости.
  3. Ковкий – изготавливается из белого после длительной термической обработки около 1000 градусов.
  4. Высокопрочный – получается после добавления в состав легирующих добавок. Применяется для изготовления труб, деталей, которые подвергаются высоким нагрузкам.

Свариваемость чугуна зависит от его состава. Сварщикам нужно знать специфику работы с этим материалом, чтобы сделать прочное соединение:

  1. Если температурный режим был выбран неправильно, произойдет перекалка сплава возле шва. Из-за этого со временем появятся трещины, целостность соединения будет нарушена.
  2. Из-за высокой скорости охлаждения, на сваренной поверхности появляется тонкий слой белого чугуна. Его невозможно обрабатывать.
  3. Из-за активного образования газов во время термической обработке, внутри швов могут появляться поры, которые негативно сказываются на прочности готовой детали.
  4. Нужно учитывать высокий показатель текучести этого материала. В местах длительного нагревания, расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.
  5. Непроваренные участки появляются из-за быстрого окисления кремния, которые содержится в составе сплава.

Чтобы получить надежное соединение, требуется точно подбирать время нагрева, охлаждения.

Способы сварки чугуна

Существует несколько технологий сварки чугуна, каждая из которых проводится с помощью разного оборудования. Об основных методах нужно поговорить подробнее.

Холодный способ сварки

Способ, при котором предварительно не нагреваются рабочие поверхности. Наиболее часто применяется в домашних условиях используя специальные электроды. Важно учитывать ряд особенностей этой технологии, чтобы получить прочный шов без поров, трещин.

Горячий способ

Эффективный метод сварки чугунных деталей. Сложный, однако, с помощью этой технологии можно получить наиболее прочное соединение, без трещин. Перед началом сваривания детали нагреваются 600 градусов. Нагреваются заготовки с помощью промышленных печей или специальных горелок. Важно учитывать моменты, когда нужно приступать к работе, как правильно охлаждать готовую деталь.

Предварительное нагревания является обязательным процессом перед началом сваривания. Благодаря ему не появляется внутренних напряжений в соединении, перекалки, проплавления.

Газовый метод

Детали перед соединением нагреваются газовой горелкой, чтобы снять внутренние напряжения. Одновременно с этим на поверхности шва не образуется слоя белого чугуна. Для скрепления заготовок используется присадочный материал, в качестве которого используются стержни из сплава железа, углерода.

Какие электроды используют для сварки чугуна?

Чтобы заварить чугун, можно использовать разные электроды. Учитывая их особенности можно сделать прочный шов без порчи материала. О каждом из видов электродов нужно поговорить подробнее.

Сварка обычными электродами

Чтобы сэкономить на проведении работ, сварщики иногда используют обычные стальные электроды. Однако стальные прутки не используется для создания швов, которые будут подвергаться повышенным нагрузкам. Сваривать детали необходимо вразброс, чтобы не перегреть материал.

Обычные электроды для сварки

Сварка чугунными электродами

Сварка чугунных деталей стержнями из аналогичного сплава подходит для холодной технологии. Чтобы улучшить качество соединения, требуется предварительно нагреть сплав. Для сваривания применяется переменный, постоянный ток.

Сварка неплавящимися электродами

Работа с неплавящимися стержнями представляет собой сваривание деталей с использование защитной среды (в рабочую зону подается аргон), с применением флюсов. Помимо газа, защитных составов на основе флюсов, используются присадочные материалы. Это могут быть стержни из чугуна, алюминия, меди. Сварщик должен учитывать ряд правил:

  1. Предварительно очищать рабочие поверхности от грязи.
  2. Детали закрепить несколькими точками.
  3. Подавать присадку под углом в 30 градусов.
  4. Постепенно охлаждать заготовки после проведения работ.

Основной способ соединения заготовок, для получения швов высокой прочности.

Электроды по чугуну своими руками

Если нет возможности купить специальные стержни для сварочного аппарата, можно попробовать сделать их самостоятельно. Пошаговая инструкция:

  1. Купить медную проволоку не более 5 мм по диаметру. Зашкурить ее мелкой наждачкой, обезжирить.
  2. Очистить обычные электроды от покрытия. Получившийся порошок перемешать с железным порошком. Пропорции – 1:1. Добавить силикатный клея, тщательно смешать компоненты.
  3. Медную проволоку обмазать клейкой смесью. Ее слой не должен превышать 2 мм.
  4. Высушить самодельные электроды на свежем воздухе.
  5. Закалить стержни в духовке при температуре 250 градусов.

С готовыми расходниками работать так же, как с покупными стержнями.

Как заварить чугун?

Сварщики, которые не знают, как варить чугун, должны ознакомиться с рабочим процессом в теории, прежде чем приступать к практике. Учитывая правила, особенности, можно сделать качественный шов в домашних условиях.

Подготовительные работы

Прежде чем начинать соединять металлические детали, необходимо подготовить их. Для этого выполняется несколько действий:

  1. Завариваемые трещины зачищаются, расшиваются с помощью болгарки по всей длине.
  2. Грязь, налет, ржавчина очищается. Поверхности обезжириваются.
  3. Кромки толстых деталей обрезаются под углом 45 градусов.

Когда подготовка закончена, можно приступать к следующим этапам технологического процесса.

Оборудование

Для проведения сварочных работ по чугуну, необходимо подготовить оборудование, дополнительные инструменты. К ним относятся:

  1. Инверторный сварочный аппарат.
  2. Газовую горелку для нагрева рабочих поверхностей.
  3. Металлическую щетку.
  4. Тиски для зажима заготовок.
  5. Электроды (зависимо от выбранной технологии, вида сплава).

Если сваривание деталей будет проводиться неплавящимся вольфрамовым стержнем, дополнительно понадобится баллон с аргоном.

Инверторный сварочный аппарат
Настройки аппарата

От правильности настройки сварочного аппарата будет зависеть качество проведения работ. Для этого нужно включить обратную полярность, установить минимальное мощность для работы с чугунными электродами малого диаметра. Каждый миллиметр требует добавления 60 А.

Этапы сваривания

Пошаговая инструкция изготовления шва:

  1. После подготовки деталей, расшивки трещин, срезания кромок, нужно наплавить первый слой расходного материала отрезками по 5 см.
  2. Далее навариваются следующие слои, которые должны проковываться круглым бойком молотка, пока они горячие.

Повреждения желательно обваривать с двух сторон. Перед началом сварки чугуна, детали требуется прихватить друг с другом отдельными точками по всей длине соединения.

Возможные ошибки

Существует несколько ошибок, которые могут испортить целостность соединения:

  1. Длительное время нагревания одного места. Из-за этого сплав растечется.
  2. Быстрое охлаждение, резкое нагревание.
  3. Несоблюдение температурного режима приводит к образованию пор. Это приводит к образованию трещин на поверхности шва.

Нельзя забывать про точность настройки оборудования.

Меры безопасности

Работа со сварочным оборудованием требует соблюдения мер безопасности. К ним относятся:

  1. Работать используя резиновые перчатки, защитную маску, экипировку.
  2. Стоять на резиновом коврике.
  3. Очищать рабочее место от маслянистых подтеков, горючих жидкостей.

Рекомендуется проводить работы в хорошо проветриваемых помещениях. Сварка чугуна является сложным технологическим процессом. Учитывая их, сварщик без труда сможет соединить детали из этого сплава.

Как сварить чугун электросваркой: оборудование, технологии

Для надёжного соединения металлических деталей применяют сварочные аппараты. С помощью этого оборудования можно сделать прочный шов, который выдержит нагрузку в десятки тонн. Сварочное оборудование применяется как на предприятиях, так и в домашних условиях. Начинающие сварщики часто сталкиваются с потребностью в сварке чугунных деталей, но это не так просто. Важно знать, как сварить чугун электросваркой, исходя из особенностей этого сплава.

Сварка чугуна

Особенности сварки чугуна

Способы сварки чугуна отличаются от тех, которые применяются для других металлов и сплавов. Связано это с особенностями материала. Чугун содержит в своём составе до 6% углерода, из-за чего считается хрупким металлом. Из-за этого его свариваемость ухудшается. Негативными факторами для сварки этого материала являются сторонние компоненты, содержащиеся в его составе. К ним относится марганец, фосфор и сера.

При проведении сварочных работ стоит учитывать некоторые особенности:

  1. Плохой показатель свариваемости из-за необычной структуры материала.
  2. Готовые соединения не будут обладать высокой прочностью из-за большого количества трещин, образующихся при сварке.
  3. Расплавленный чугун подвержен окислению.
  4. Большое количество углерода в составе способствует образованию пор во время сварочных работ.

Промышленные марки чугуна практически не поддаются воздействию сварочного оборудования.

Аппараты и расходные материалы

Чтобы проводить сварочные работы, требуется использовать специальное оборудование. Специалисты рекомендуют использовать аппараты, вырабатывающие постоянный ток (инверторы). Сварочное оборудование, в котором используются трансформаторы, обладает низким КПД и ухудшает конечный результат.

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

Чугун можно варит аргоном. Для этого применяется омедненная проволока. Процесс работы с этим оборудованием аналогичен использованию инвертора. С помощью аргоновой сварки можно сваривать пластины толщиной до 4 мм.

Способы сварки

Существует две технологии сварки чугуна — горячая и холодная. Сварщик сам выбирает какую применить в зависимости от обрабатываемых деталей.

Холодный способ сварки

Холодный способ соединения чугунных деталей подразумевает под собой использование специальных расходных материалов. Нельзя использовать обычные стальные электроды. В противном случае получится некачественный шов, который будет состоять преимущественно из вредных компонентов чугуна. При попытках зачистить готовый шов он может треснуть.

Чтобы сделать качественное соединение используются электроды малого диаметра. Работают с ними на малом токе. Холодный способ применяется в тех случаях, когда нужно провести небольшое количество работы без изначального нагревания заготовок.

Горячий способ

Чаще всего, применяется в домашних условиях. При повышении температуры нагрева сварочного шва его качество улучшается. Перед тем как обрабатывать детали электросваркой нужно решить, как будет разогреваться заготовка — частично или целиком.

Особенность технологии горячего способа сварки заключается в том, чтобы перед использованием сварочного аппарата заготовку разогревают, а после окончания работ дать ей самостоятельно остыть. Максимальная температура разогрева деталей — 650 градусов по Цельсию. В противном случае будет разрушена структура материала.

Как варить чугун

Чтобы сделать качественный шов, требуется знать, как варить чугун электросваркой в домашних условиях. Технологический процесс можно разделить на два этапа — подготовительный и рабочий.

Подготовительные работы

Перед тем как запускать сварочный аппарат, требуется провести подготовку поверхности. Этапы подготовки:

  1. Грязь и ржавчину очистить с помощью металлической щётки или наждачной бумаги. Если загрязнения серьёзные или на поверхности чугуна присутствуют окалины, можно использовать болгарку с шлифовальным диском.
  2. Дополнительно поверхность обезжиривается с помощью растворителя.
  3. На краях, которые будут свариваться, требуется сделать фаску.

Последним этапом подготовки является зачистка поверхности деталей до металлического блеска. Сделать это нужно вокруг тех мест, которые будут свариваться.

Подготовка поверхности

Сваривание без подогрева

В первую очередь, необходимо купить расходные материалы. Оптимальным вариантом будут электроды, в состав которых входит медь или никель. Готовый шов будет легко обрабатываться. Режим использования сварочного оборудования указывается на упаковке с расходным материалом. Сваривать чугун без изначального подогрева заготовки требуется поэтапно. Сначала наносится начальный шов, которому дают остынуть. Сверху наносят второй. Важно не перегревать материал.

Сварка с нагревом

Основная проблема растрескивания чугуна в том, что материал без предварительного нагрева резко разогревается и остывает. Из-за этого образуются трещины. Зная, как заваривать чугун горячим методом, можно добиться надёжного соединения деталей.

Этапы проведения сварочных работ:

  1. Рабочая поверхность зачищается от ржавчины, грязи, краски.
  2. Сквозные дыры завариваются с помощью специальных форм.
  3. Детали предварительно разогреваются в индукционных печах до 600 градусов.
  4. Включается сварочный аппарат. Сварщик должен его настроить на работу при постоянном токе и прямой полярности.

Когда шок готов, заготовку требуется поместить в разогретую печь и выключить её. Они должны остыть вместе.

Меры безопасности

При работе со сварочным оборудованием, требуется соблюдать правила безопасности:

  1. Не работать с неисправными аппаратами.
  2. При работе сварочным оборудованием стоять на резиновом коврике.
  3. При наличии трещин и пор в заготовке не закреплять её над собой.
  4. Сварочный процесс является вредным для здоровья. Сварщику нужно использовать специальную маску, перчатки и спецодежду.

Нельзя прикасаться к только что сделанному шву.

Соединять детали из чугуна с помощью сварочного оборудования сложнее чем из других материалов. По этой причине требуется знать технологию создания швов, использовать подходящее оборудование и расходники.

 

Холодная сварка чугуна с MIG ......

Денни
(SW PA)

Привет, ребята,
Пару лет назад у меня было несколько ремонтов чугуна, требующих сварки.Треснувшие впускной и выпускной коллекторы, дровяные печи и некоторые декоративные чугунные детали. После 6 месяцев исследований и получения нескольких сломанных литых коллекторов в моторном цехе моих братьев я экспериментировал со старым процессом под названием «Холодная сварка чугуна с MIG». В зависимости от толщины сила тока варьировалась от 80 до 120 А, трещины были скошены, края трещин просверлены, металлическая проволока намотана на чистую, оголенную, а иногда и легкую шлифовку тонким шлифовальным кругом.

Я использую .030 / 309L (.01 содержание углерода), защитный газ C2 (98AR / 2CO2) @ 18 куб.футов в час, прихватывая в центре, чтобы начать, и сразу же со слегка закругленным концом на моем отбойном молотке. Идея состоит в том, чтобы сваривать очень короткие валики, не превышающие 1/2 дюйма, немедленно очищать и позволять остыть до комнатной температуры. Я изменяю расположение каждого валика с немедленным очищением. При этом вы можете снять перчатку после приложите руку к сварному шву, и он будет чуть теплее. Этот процесс устраняет расширение и сжатие отливки, которые являются основной причиной постоянного растрескивания.

Этот процесс требует практики, и вы должны изучить параметры с силой тока, а я использую технику «вытягивания». Пока у меня 100% успех. Вот несколько фотографий одного из нескольких выпускных коллекторов Rolls Royce, которые я сделал, который был сломан и ранее был сварен SMAW, который заржавел.

Denny

спасибо за отличный пост,

jody

.

Как сваривать чугун: простые шаги и советы

Сварка чугуна может быть сложной задачей из-за свойств материалов. К сожалению, это часто необходимо из-за растрескивания, связанного с удлинением металла. Не путайте чугун со сталью, поскольку методы для одного типа чугуна не всегда применимы к чугуну. К счастью, сварка чугуна может быть успешно выполнена при наличии некоторой практики и опыта.

Сварка чугуна требует меньшего нагрева и небольших валиков (1 дюйм) за раз, чтобы избежать растрескивания

Три важных момента при сварке:

  1. Подготовка - снятие фаски или сверление до и после трещин, очистка поверхности
  2. Количество тепла - всегда низкое и медленное
  3. Выбор правильного стержня - чем больше никеля, тем лучше

Основы сплава чугуна

Чугунное литье относится к семейству углеродистых сплавов с примерно 2.Содержание углерода от 4% до 4,5%. Это сплав кремния, углерода и железа (железа). Твердость углерода делает его одним из наиболее часто используемых материалов в строительном бизнесе. Процент углерода, смешанного с железом, - это то, что делает чугун желательным сплавом, поскольку он поддается механической обработке, гасит вибрации, имеет низкую усадку и высокую текучесть.

Углерод в чугуне также делает металл хрупким и склонным к растрескиванию при нагрузке. Например, у стали удлинение до растрескивания составляет 20%, а у чугуна - 1%.

Что делает чугун одним из самых сложных для сварки материалов, так это то, что он имеет довольно необычное поведение. При сварке чугуны не растягиваются и не деформируются при нагревании. Скорее, металл может треснуть под воздействием тепла и последующего охлаждения, что затрудняет весь процесс сварки.

Чугун потрескается при напряжении или удлинении от 1% до 2%

Точка плавления чугуна

Чугун имеет температуру плавления от 1100 ° до 1300 ° по Цельсию (2112 ° - 2372 ° по Фаренгейту) из-за высокого содержания углерода.Сталь имеет более высокую температуру плавления - 1450 ° C (2642 ° F). Поскольку чугун имеет более низкую температуру плавления, его легче использовать при работе с формами, трубопроводной арматурой, коллекторами, корпусами клапанов, насосами, трансмиссиями, водяными рубашками, гильзами, головками и блоками двигателей.

Типы чугуна

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных типов сплавов чугуна. Каждый из этих сплавов обладает особыми свойствами, поэтому для достижения наилучших результатов могут потребоваться различные сварочные инструменты и методы.

  1. Высоколегированный (изготовленный путем добавления сплавов к пластичному, белому или серому чугуну)
  2. Пластичный
  3. Ковкий
  4. Белый
  5. Серый (наиболее распространен и используется примерно в 90% случаев.Изготовлен из кокса, известняка, стального лома, лома чугуна и чугуна). Название происходит от серого цвета любых трещин или изломов.
Название "серое железо" происходит от цвета трещин в железе

Общий состав серого чугуна:

  • Кремний 2% - 2,4%
  • Углерод 3% - 3,25%
  • Марганец 0,6% - 0,7%
  • Фосфор не более 0,2%
  • Сера не более 0,2%
  • Остаток железа

Чугун не может быть согнутым или выкованным в определенную форму, иначе металл треснет.Он поддается механической обработке и отличается износостойкостью.

Идентификация чугуна

Чугун можно идентифицировать по следующим признакам:

  • Сварные швы не видны.
  • Видно. Линия литья из двух половин формы.
  • Сколы по металлу с помощью молотка и зубила. Если металл сколы мелкими осколками, то это чугун. Если вы видите одну сплошную стружку, значит, металл стальной.
  • Испытание искры дает слабые красные искры, за которыми следуют желтые звезды.Сталь в конце образует небольшие искры.

Методы сварки чугуна: дуговая, TIG или MIG

Хотя можно использовать все три метода, для домашней сварки мы рекомендуем дугу.

MIG: MIG требует газовой смеси аргона (80% аргона, 20% диоксида углерода) и никелевой проволоки.

TIG: Как и MIG, используйте никелевую проволоку. Смотрите это видео для получения подробных инструкций.

ARC: ARC прост в изготовлении и подходит для базового ремонта. Используйте высококачественные никелевые стержни с содержанием 99%.Можно использовать композицию с содержанием никеля 55%, что дешевле. Если можете, используйте 99%.

Подготовка к сварке чугуна

При соединении двух деталей создайте скос под 45 °. Оставьте 1/3 толщины материала внизу
  1. Очистите металлическую поверхность с помощью химикатов или щетки. Тщательно удалите краску, ржавчину, жир и масло.
  2. Удаление литейной корки с обеих сторон сварного шва (примерно 25/32 ″ или 20 мм).
  3. Удалите все дефекты, такие как пористость, усталый металл, трещины и раковины.
  4. Просверлите отверстия диаметром 1/8 дюйма примерно на 1/8 дюйма от каждого конца ремонтируемой трещины. Отверстия не позволят трещине расшириться за пределы трюмов во время ремонта.
  5. «U» или «V» заделать трещину с помощью электрода для строжки или шлифовального станка. Паз должен быть 90 °. При сваривании деталей трещина должна быть под углом 45 °. Оставьте 1/3 дюйма толщины ниже буквы «V». Электродная строжка - самый эффективный метод.
  6. Кромки или острые углы следует закруглить, особенно если вы собираетесь обработать поверхность или заполнить ее после сварки.Цель состоит в том, чтобы предотвратить чрезмерное плавление основного материала в процессе сварки.
  7. При шлифовании области сварного шва удалите весь углерод (графит) с поверхности, чтобы он не попал в сварочную ванну.
Перед сваркой Просверлите отверстие на каждом конце трещины, чтобы избежать дополнительного повреждения основного металла

Методы сварки

Есть три метода сварки чугуна. Какой из них вы выберете, зависит от задачи.

  1. «Холодная» электродуговая сварка : используется на больших деталях, где свариваемый элемент не может быть полностью предварительно нагрет, что делает этот подход наиболее распространенным.
  2. Горячая сварка (электрическая дуга, кислородно-ацетиленовая сварка, пайка) - используется для деталей, которые можно предварительно нагреть с помощью сварочной горелки, например, для небольших деталей. После сварки детали нуждаются в медленном остывании до комнатной температуры. Охлаждение может помочь, если после сварки детали зарываются в золу, песок или кизельгур.
  3. P olymer repair : используется, когда металл окислен, что делает «горячую» сварку невозможной. В данном случае такой товар, как
.

Трюк Mig для чугуна холодной сварки

Кевин Сварщик
(Орегон)

Для ремонта отливок из серого чугуна с трещинами. Вырежьте трещину или скосите детали, если они разделены, как при подготовке к холодной сварке стержнем никелевого типа (NICL или NIFE). Теперь, используя стержневой электрод PURE NICKLE (NICL), выполните дуговую сварку корневого прохода, используя правильную технику: короткие, перекрывающиеся прихватки с большим количеством зачистки сразу после каждой закрепки с помощью молотка с тупым концом.Дайте остыть, перемещаясь между прихватками к разным частям ремонта. Если отливка начинает нагреваться, дайте ей остыть. Тепло - это нормально, но если слишком жарко, чтобы держать вас за руку, определенно дайте ему остыть. Это все стандартная процедура, холодная сварка чугунных изделий. Получите хороший корневой проход с помощью удилища типа PURE NICKLE (или 97%, как бы оно ни называлось) на весь ремонт.

А вот и хитрость: завершите закрывающий проход с помощью сварочного аппарата MIG со стальной проволокой. Используйте ту же технику, что и для никелевых стержней: короткие, накладывающиеся друг на друга бусины, большое количество упрочнения сразу после каждого нового слоя для снятия напряжения.Начинайте каждый стальной валик на корневом проходе никеля и заканчивайте на предыдущем проходе стального покрытия. Ограничьте подвод тепла, оставив при необходимости время для охлаждения. Если у вас есть стержни из чистого никеля, удерживайте их тонкими плоскогубцами и вставляйте в стальной кожух, проходя сварку. Есть ли у вас старые барахло (чистые никель) стержни, с которых падает флюс? Приберегите их на время, подобное этому, и отбейте флюс молотком и протяните оголенную проволоку в стальной защитный проход, когда вы укладываете ее с помощью Mig.Любой добавленный пятак - это бонус и помогает.
Готовый осадок будет твердым и не поддающимся механической обработке, как и удилище NIFE.

Вы только что сэкономили примерно половину стоимости использования дорогостоящего никелевого стержня для всего ремонта. Кроме того, это может идти быстрее. Вы не скалываете и не вычищаете шлак, а только упрочняете его.

Для небольших, легких и дешевых отливок из металлолома, например, сломанной ручки сковороды, дешевых фарфоровых садовых скамеек или декоративных отливок из чугуна? Я даже использовал сам по себе MIG со стальной проволокой с довольно хорошими результатами.Протрите его или скосите сломанные края и слегка закрепите все это. Затем завершите сварку несколькими быстрыми прихватками внахлест. Каждое закрепляющее напряжение снимает предыдущее. Покровный проход содержит все меньше и меньше углерода, чем отливка из основного чугуна из-за наличия всех слоев. Быстрые кнопки не собирают много углерода. Они плавятся с железом, но плохо с ним смешиваются. Может неплохо работать ...

.

Рекомендации по сварке чугуна

Сваривать чугун сложно, но возможно. В большинстве случаев сварка чугуна включает ремонт отливок, а не соединение отливок с другими элементами. Ремонт может производиться в литейном цехе, где производятся отливки, или может производиться для ремонта дефектов отливки, обнаруженных после механической обработки детали. Неправильно обработанные чугунные детали могут потребовать ремонтной сварки, например, если отверстия просверлены в неправильном месте. Часто сломанные чугунные детали ремонтируют сваркой. Сломанные чугунные детали - обычное дело, учитывая хрупкую природу большинства чугунов.

Несмотря на то, что существует множество типов чугуна, наиболее распространенным является серый чугун, и данное руководство предназначено для этого типа материала.

Несколько фактов о чугуне помогают понять проблемы сварки. В чугуне обычно содержится 2-4% углерода, что примерно в 10 раз больше, чем в большинстве сталей. Высокое содержание углерода заставляет углерод образовывать чешуйки графита.Этот графит придает серому чугуну характерный вид при разрушении.

При отливке расплавленный чугун выливают в форму и дают ему медленно остыть. Когда этому высокоуглеродистому материалу дают медленно остыть, можно изготавливать отливки без трещин. Помните об этом при сварке чугуна: во время и после сварки отливке нужно дать медленно остыть, или ее следует поддерживать в достаточно холодном состоянии, чтобы скорость охлаждения не имела значения.

Критическая температура в большинстве чугунов составляет около 1450 градусов по Фаренгейту.При этой температуре возникают условия, которые могут привести к растрескиванию. Хотя дуга нагревает отливку до температур выше этого уровня, важно, чтобы отливка не выдерживалась при этой температуре в течение длительного времени.

Выбор электрода
Если деталь должна обрабатываться после сварки, потребуется электрод никелевого типа. Для однопроходных сварных швов с высоким разбавлением используйте стержневой электрод Tech-Rod® 99. Tech-Rod® 55 предпочтительнее для многопроходных сварных швов. Иногда корневые проходы вводятся с помощью Tech-Rod 99, а затем заполняются с помощью Tech-Rod 55.Для сварных швов, где механическая обработка не требуется, и где ожидается, что сварной шов будет ржаветь, как чугун, можно использовать стержневой электрод Lincoln Ferroweld®.

Нагревать или не нагревать
В общем, предпочтительно сваривать чугун с предварительным нагревом - и большим его количеством. Но еще один способ успешно сваривать чугун - сохранять его прохладным - не холодным, а прохладным. Ниже будут описаны оба метода. Однако, как только вы выберете метод, придерживайтесь его. Держите его горячим или прохладным, но не меняйте лошадей посреди ручья.

Методы сварки с предварительным нагревом
Предварительный нагрев чугунной детали перед сваркой замедлит скорость охлаждения сварного шва и области вокруг сварного шва. По возможности всегда предпочтительно нагревать всю отливку. Типичная температура предварительного нагрева составляет 500-1200 градусов по Фаренгейту. Не нагревайте выше 1400 градусов по Фаренгейту, поскольку это приведет к достижению критического диапазона температур. Разогрейте деталь медленно и равномерно.

Сваривайте на слабом токе, чтобы минимизировать примеси и остаточные напряжения.В некоторых случаях может потребоваться ограничить сварные швы небольшими сегментами длиной примерно 1 дюйм, чтобы предотвратить накопление остаточных напряжений, которые могут привести к растрескиванию. В этом отношении также может быть полезна очистка сварных швов.

После сварки дайте детали медленно остыть. Обернуть отливку изолирующим одеялом или погрузить ее в сухой песок, чтобы снизить скорость охлаждения и снизить склонность к растрескиванию.

Сварка без предварительного нагрева
Размер отливки или другие обстоятельства могут потребовать ремонта без предварительного нагрева.В этом случае деталь нужно хранить в прохладном, но не холодном состоянии.

Полезно поднять температуру литья до 100 градусов по Фаренгейту. Если деталь находится на двигателе, можно дать ему поработать несколько минут, чтобы достичь этой температуры. Никогда не нагревайте отливку настолько сильно, чтобы на нее нельзя было положить руку.

Выполняйте короткие сварные швы длиной примерно 1 дюйм. При использовании этой техники важно упрочнение после сварки. Дайте сварному шву и отливке остыть. Не увеличивайте скорость охлаждения водой или сжатым воздухом.Во время остывания предыдущего сварного шва можно провести сварку в другом участке отливки. Все кратеры должны быть заполнены. По возможности, бусинки должны располагаться в одном направлении, и предпочтительно, чтобы концы параллельных бусинок не совпадали друг с другом.

Герметичные трещины
Из-за природы чугуна крошечные трещины имеют тенденцию появляться рядом со сварным швом даже при соблюдении надлежащих процедур. Если отливка должна быть водонепроницаемой, это может быть проблемой.Однако утечку обычно можно устранить с помощью какого-либо герметика, или они могут закрываться ржавчиной очень скоро после возврата в эксплуатацию.

Метод установки шпилек
Один из методов, используемых для ремонта крупных разрывов в крупных отливках, заключается в просверливании и нарезке отверстий на поверхностях, которые были скошены для приема металла ремонтного шва. Вкрутите стальные шпильки в резьбовые отверстия, оставив от 3/16 дюйма (5 мм) до ¼ дюйма (6 мм) шпильки над поверхностью. Используя методы, описанные выше, приварите шпильки на месте и покройте всю поверхность разрыва наплавленным слоем.После того, как будет сделан хороший наплавленный шов, две стороны трещины можно сварить вместе.


Посмотреть еще Практические руководства по сварке чугуна

Посмотреть Электроды для чугуна

.

MIG Сварка чугуна

Некоторые мысли, которые я почерпнул из книг и Интернета, пытаясь выяснить, как отремонтировать эту отливку:

Энди Пью успешно сварил чугун с использованием присадки из нержавеющей стали. провод. Он отправил электронное письмо с объяснением металлургии:

С интересом прочитал вашу статью про миг-ремонт чугуна, и пройдя через похожий ход мыслей, но придя к другому заключение, я думал, что поделюсь им с вами.

Основная проблема при сварке чугуна в том, что он, как всем известно, хрупкий. Под воздействием растягивающих усилий он треснет. По мере сжатия сварного шва он будет иметь тенденцию к растрескиванию железа из-за дифференциального теплового сжатия. Традиционный способ избежать этого - избегать "дифференциального" бита и для предварительного нагрева всего до температуры плавления присадочного стержня используется по мере возможности. Этот подход обычно используется для чугуна. наполнитель.

Есть еще одна проблема с чугуном, прошедшим химико-металлургическую зрелость. Что делает его чугунным, а не стальным, так это очень высокое содержание углерода. Он имеет тенденцию проникать в присадочный стержень, вызывая неудачный металлургический превращения при охлаждении. Попытка использовать низкоуглеродистую сталь для сварки чугуна оставит вам сварной шов из быстро закаленной высокоуглеродистой стали. Ты почти обязательно получится мартенсит, хрупкий и неизменно твердый.

Фазовое превращение, при котором аустенит превращается в мартенсит (или перлит, феррит или бейнит, в зависимости от содержания углерода и скорости охлаждения) суть проблемы. Это происходит примерно при 720 градусах. Также сопровождается за счет изменения объема, что может вызвать большее растрескивание под дифференциальным напряжением вопросы. И аустенитно-ферритный (горячий-холодный низкоуглеродистый), и аустенитно-мартенситный (горячее-холодное высокоуглеродистое) превращения приводят к увеличению объема, поэтому должны немного снизить остаточные напряжения, а в условиях медленное охлаждение это, вероятно, правда.Однако это внезапное расширение при охлаждении сварочной ванны будет иметь тенденцию к растрескиванию уже затвердевшего и преобразованного сварить за ним.

Ни одна из этих металлургических операций не происходит в никеле, поэтому никелевые стержни идут вразрез с проблема, как и пайка. Я не уверен, что делают никелевые стержни железом, но припой должен «смачивать» поверхность, чтобы правильно приклеиться точно так же, как припой. Возможно, поэтому ваша пайка для тонких листов работал хорошо, и твоя пайка чугуна хуже, возможно, большее сечение толщина привела к тому, что материал не стал достаточно горячим для пайки брать.

Однако есть еще один распространенный присадочный пруток для сварки MIG, который не проходят фазовое превращение аустенита, и это нержавеющая сталь. Пока нержавеющая сталь аустенитная (легко проверяется магнитом, аустенитная немагнитен), то фазового перехода при охлаждении не произойдет, поэтому вы может позволить себе большое количество растворенного углерода, не опасаясь образования хрупкого, необрабатываемый, сварной.

Вооруженный этими теоретическими знаниями, я атаковал сломанную направляющую механическую ножовку мне подарили.Использование нержавеющей проволоки короткими очередями (чтобы избежать слишком большого тепловложения, создающего термические напряжения в другом месте) Я успешно отремонтировал руку, и она еще не показала никаких признаков поломки, после 10 лет нерегулярного использования.

С тех пор я пробовал нержавеющую проволоку на чугуне и слышал звон при охлаждении. Я считаю, что пайка мягче и лучше переносит термические нагрузки. Хотя все сделано правильно, нержавеющая сталь, скорее всего, будет прочнее.Все остальные использует никель, хотя это не вариант MIG.

.

Рекомендации по сварке чугуна

Сваривать чугун сложно, но возможно. В большинстве случаев сварка чугуна включает ремонт отливок, а не соединение отливок с другими элементами. Ремонт может производиться в литейном цехе, где производятся отливки, или может производиться для ремонта дефектов отливки, обнаруженных после механической обработки детали. Неправильно обработанные чугунные детали могут потребовать ремонтной сварки, например, если отверстия просверлены в неправильном месте. Часто сломанные чугунные детали ремонтируют сваркой. Сломанные чугунные детали - обычное дело, учитывая хрупкую природу большинства чугунов.

Несмотря на то, что существует множество типов чугуна, наиболее распространенным является серый чугун, и данные рекомендации относятся к этому типу материала.

Несколько фактов о чугуне помогают понять проблемы сварки. В чугуне обычно содержится 2-4% углерода, что примерно в 10 раз больше, чем в большинстве сталей. Высокое содержание углерода заставляет углерод образовывать чешуйки графита.Этот графит придает серому чугуну характерный вид при разрушении.

При отливке расплавленный чугун выливают в форму и дают ему медленно остыть. Когда этому высокоуглеродистому материалу дают медленно остыть, можно изготавливать отливки без трещин. Помните об этом при сварке чугуна: во время и после сварки отливке нужно дать медленно остыть, или ее следует поддерживать в достаточно холодном состоянии, чтобы скорость охлаждения не имела значения.

Критическая температура в большинстве чугунов составляет около 1450 градусов по Фаренгейту.При этой температуре возникают условия, которые могут привести к растрескиванию. Хотя дуга нагревает отливку до температур выше этого уровня, важно, чтобы отливка не выдерживалась при этой температуре в течение длительного времени.

Выбор электрода
Если деталь будет обрабатываться после сварки, потребуется электрод никелевого типа. Для однопроходных сварных швов с высоким разбавлением используйте стержневой электрод Lincoln Softweld® 99Ni. Softweld 55 Ni предпочтительнее для многопроходных сварных швов.Иногда корневые проходы выполняются Softweld 99 Ni, а затем заполняются Softweld 55 Ni. Для сварных швов, где механическая обработка не требуется, и где ожидается, что сварной шов будет ржаветь, как чугун, можно использовать стержневой электрод Lincoln Ferroweld®.

Нагревать или не нагревать
Как правило, предпочтительно сваривать чугун с предварительным нагревом - и большим его количеством. Но еще один способ успешно сваривать чугун - сохранять его прохладным - не холодным, а прохладным. Ниже будут описаны оба метода.Однако, как только вы выберете метод, придерживайтесь его. Держите его горячим или прохладным, но не меняйте лошадей посреди ручья.

Методы сварки с предварительным нагревом
Предварительный нагрев чугунной детали перед сваркой замедлит скорость охлаждения сварного шва и области вокруг сварного шва. По возможности всегда предпочтительно нагревать всю отливку. Типичная температура предварительного нагрева составляет 500-1200 градусов по Фаренгейту. Не нагревайте выше 1400 градусов по Фаренгейту, поскольку это приведет к достижению критического диапазона температур.Разогрейте деталь медленно и равномерно.

Сваривайте с помощью слабого тока, чтобы минимизировать примеси и остаточные напряжения. В некоторых случаях может потребоваться ограничить сварные швы небольшими сегментами длиной примерно 1 дюйм, чтобы предотвратить накопление остаточных напряжений, которые могут привести к растрескиванию. В этом отношении также может быть полезна очистка сварных швов.

После сварки дайте детали медленно остыть. Обернуть отливку изолирующим одеялом или погрузить ее в сухой песок, чтобы снизить скорость охлаждения и снизить склонность к растрескиванию.

Методы сварки без предварительного нагрева
Размер отливки или другие обстоятельства могут потребовать ремонта без предварительного нагрева. В этом случае деталь нужно хранить в прохладном, но не холодном состоянии.

Полезно поднять температуру литья до 100 градусов по Фаренгейту. Если деталь находится на двигателе, можно дать ему поработать несколько минут, чтобы достичь этой температуры. Никогда не нагревайте отливку настолько сильно, чтобы на нее нельзя было положить руку.

Выполняйте короткие сварные швы длиной примерно 1 дюйм.При использовании этой техники важно упрочнение после сварки. Дайте сварному шву и отливке остыть. Не увеличивайте скорость охлаждения водой или сжатым воздухом. Во время остывания предыдущего сварного шва можно провести сварку в другом участке отливки. Все кратеры должны быть заполнены. По возможности, бусинки должны располагаться в одном направлении, и предпочтительно, чтобы концы параллельных бусинок не совпадали друг с другом.

Герметизация трещин
Из-за природы чугуна крошечные трещины имеют тенденцию появляться рядом со сварным швом даже при соблюдении надлежащих процедур.Если отливка должна быть водонепроницаемой, это может быть проблемой. Однако утечку обычно можно устранить с помощью какого-либо герметика, или они могут закрываться ржавчиной очень скоро после возврата в эксплуатацию.

Метод установки шипов
Один из методов, используемых для ремонта крупных разрывов в крупных отливках, - это просверливание и нарезание отверстий на поверхностях, которые были скошены для приема металла ремонтного сварного шва. Вкрутите стальные шпильки в резьбовые отверстия, оставив от 3/16 дюйма (5 мм) до ¼ дюйма (6 мм) шпильки над поверхностью.Используя методы, описанные выше, приварите шпильки на месте и покройте всю поверхность разрыва наплавленным слоем. После того, как будет сделан хороший наплавленный шов, две стороны трещины можно сварить вместе.

.

Смотрите также

ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
Карта сайта, XML.