Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чугун; электроды и сварка со сталью

Чугун — электроды и сварка со сталью

chugun

Указанный Вами сплав — довольно непростой материал, т.к. содержит от 2.14 до 6% углерода (все что ниже 2,14% именуется сталью). Высокое содержание углерода отрицательно влияет на его свариваемость. Как способ плавления, лучше всего подходит ручная дуговая (ММА), либо полуавтоматическая сварка (MIG-MAG).
Консультируйтесь при выборе инвертора со специалистами магазина, они помогут выбрать правильный вариант.

Теперь, собственно, про особенности чугуна:

• он обладает высокой теплопроводностью – соответственно, очень быстро отдает переданное ему тепло. Быстрое охлаждение приводит к возникновению закалочных участков в зоне шва и образованию белого чугуна склонного к охрупчиванию.
• Отсутствие пластичности создает внутреннюю сверхнапряженнность в структуре
• Углерод интенсивно сгорает при нагреве и плавлении с выделением монооксида углерода, способствующего развитию пор и раковин.
• Окисел чугуна очень тугоплавкий

Электроды по чугуну

Для РДС (ММА) используют следующие:

• чугунные сейчас редко встречаются. Могут быть очень большого диаметра от 6 до 15 мм. Рекомендуется применять электроды с минимальным диаметром и на малых токах.
• на медной основе,
• на никелевой основе
• стальные.

Применение стальных электродов

Для чугуна – хуже не придумаешь. Целесообразно, если ремонтируются небольшие дефекты и не планируется дальнейшая мех.обработка. Из-за процесса отбеливания шов становится податливым и хрупким. Применяют электроды ЦЧ-4 стержень которых составлен из чистого Fe или УОНИИ-13/45 , которые используются для заварки «черных » и малолегированных сталей

image042-300x240

Наилучшие же характеристики показывают электроды на основе никеля (электроды ESAB ОК 92.18, ОК 92.58 ). Ими осуществляют холодную сварку чугуна (см. ниже), но рекомендуется незначительный подогрев до 40 градусов. Полученный шов обладает хорошими прочностными характеристиками и обрабатывается резцом или фрезой без ограничений

Электродами на медной основе варится чугун хорошо, но прочностные свойства шва и околошовной зоны вы не получите, связано это с тем, что Cu и Fe не взаимодействуют друг с другом до растворения Cu.

Для полуавтоматической сварки

применяют стальную, никелевую и кремний-бронзовые проволоки в сочетании с защитным газом или его смесями.

Различают горячую и холодную сварку

• При горячая сварке чугун подогревают до температуры от 250 до 650 градусов с последующей плавлением на малых токах. Перегрев и большие токи могут привести к растрескиванию. После сварочной операции чугун медленно охлаждают. Для этого его можно поместить в песок или накрыть теплоизоляционным материалом.

• Холодная сварка для чугуна производится без подогрева, но нужно делать швы как можно короче, необходимо, чтобы они остывали постепенно.

Шлифмашинка Макита от брызг

Сварщик может столкнуться с «обилием» брызг. В таком случае должна помощь зачистка на глубину более 0,5мм. Дело в том, что при изготовлении песчано-глинистой формы, в которую отливают чугун, используются не только песок и глина, а еще и связующие компоненты, среди которых и канифоль. При нагреве возможно попадание этих примесей в поверхностный слой, и они «газят» при нагреве. Используйте шлифмашинку Макита с зачистным или обдирочным кругом для удаления поверхностного слоя.

Сварка чугуна и стали

Здравствуйте, делаю забор с фундаментом в виде ленты. Через каждые 2,5 метра – металлические решетки, которые будут между каменными столбиками. Для армирования каменных столбиков нашлись чугунные канализационные трубы. Решетки в столбиках будут крепиться с помощью стальных полосок. Вопрос: как приварить сталь к чугуну?

Обычно, перед сваркой стальную и чугунную заготовку подогревают до температуры 600 градусов. Предварительный подогрев позволяет получать сплошные герметичные сварные соединения в один проход.
Но если, как в вашем случае, предварительный подогрев в печи невозможен, то технология меняется. Сварку забора осуществляйте валиками длиной не более 25 мм. Перед наплавкой нового валика необходимо подождать, пока предыдущий валик остынет полностью. То есть нельзя перегревать основной металл соединения.
Также шов, полученный таким образом, нельзя подвергать механической обработке, поскольку он имеет повышенную хрупкость. Но прочности для поддержания целостности такой конструкции, как забор, должно хватить с запасом.
Для получения менее хрупкого сварного соединения и более прочного шва используйте электроды для сварки чугуна — а также чугуна со сталью — ESAB ОК 92.58.

Особенности сварки чугуна

Под сплавами мы привыкли понимать соединение нескольких металлов. В данном случае мы имеем дело со сплавом железа с углеродом — чугуном. Фактически, это железо, насыщенное углеродом в количестве от 2,14% до 6,67%. Присутствие углерода кардинально меняет свойства железа. Вместо привычной пластичности и вязкости появляются хрупкость и жесткость. В связи с изменением свойств меняются способы сваривания чугунных деталей.

Читайте так же:
Ca3140ez в сварочном инверторе

Особенности сварки чугуна - Кедр - 1

Под сплавами мы привыкли понимать соединение нескольких металлов. В данном случае мы имеем дело со сплавом железа с углеродом — чугуном. Фактически, это железо, насыщенное углеродом в количестве от 2,14% до 6,67%. Присутствие углерода кардинально меняет свойства железа. Вместо привычной пластичности и вязкости появляются хрупкость и жесткость. В связи с изменением свойств меняются способы сваривания чугунных деталей.

Специфика чугуна

Сплав действительно очень специфичен. Не являясь благородным металлом, чугун чрезвычайно устойчив к коррозии, что, наряду с хорошими литейными характеристиками, делает его самым распространенным сплавом для изделий художественного литья, предназначенных для установки на открытом воздухе. Высокая жаропрочность позволяет применять его в печах.

Некоторые особенности свойств чугуна дают возможность получения сплавов с различными физико-химическими свойствами не только изменениями в химическом составе, но и изменением вида термической обработки. Наиболее широкое применение нашли следующие виды чугуна:

  • белые – очень хрупкие и твердые;
  • ковкие – получаются при отжиге белых;
  • половинчатые – средняя стадия между белыми и ковкими;
  • антифрикционные – хорошо работаю в узлах с интенсивным трением;
  • износостойкие – работают в условиях внешней среды;
  • жаростойкие и жаропрочные – работают в коксовых печах и газотурбинных двигателях;
  • коррозионностойкие – применяются в химической промышленности.

Как подготовить чугун к свариванию

Трещины на чугуне имеют склонность к развитию из-за особенной хрупкости этого сплава. Поэтому перед свариванием необходимо исключить возможность их дальнейшего развития путем засверливания их концов. Далее необходимо тщательно разделать болгаркой трещину до самого дна на ширину, достаточную для обеспечения процесса сваривания. В случае загрязнения сварочной зоны маслом, его нужно удалить с помощью соответствующих растворителей.

Технология и способы сварки чугуна

Специфические особенности сварки чугуна не способствуют широкому применению этого способа соединения деталей при сборке сложных конструкций. В основном, сваривают чугун при ремонтных работах. Применяют следующие виды сварки:

  • газовую;
  • термитную;
  • электродуговую;
  • электрошлаковую.

Для работ используют стальные, угольные, графитовые электроды. Также применяют электроды из высоколегированных сталей и цветных металлов. Характерной особенностью при сваривании чугунных деталей является частое применение предварительного нагрева деталей, как местного, так и общего. Сила тока рассчитывается из условия 60 – 90 ампер на каждый миллиметр диаметра электрода. Нетрудно подсчитать, что сваривание «тройкой» потребует от 180 до 270 ампер.

Особенности горячей сварки чугуна

Технологи разработали множество специальных режимов прогрева чугуна перед сваркой, но наибольшее распространение получил метод с нагревом до 600 – 650С 0 . Идея состоит в том, что после сварки происходит не быстрое остывание шва, а постепенное остывание всей массы изделия. Постепенное остывание способствует графитизации (не образуется белый чугун), и не образуется трещин на изделии. Применяются специальные электроды типа ОМЧ – 1, представляющие собой чугунные прутки со специальным покрытием.

Несмотря на хорошее качество шва при горячей сварке, широкого распространения она не получила. Виной тому – сложность технологического процесса, большие расходы на организацию и проведение предварительного подогрева.

Особенности холодной сварки чугуна

Холодная сварка чугуна — наиболее распространенный способ. В основном, применяется методика, описанная выше: с тщательной разделкой трещины. Иногда, в особо ответственных местах, в кромки шва вкручиваются стальные шпильки, которые сперва обваривают по кругу. А затем варят основной шов.

При повышенных требованиях к обрабатываемости шва используются электроды, содержащие никель: МНЧ-1 или МНЧ-2. Никель не вступает в реакцию с углеродом, не создает с ним соединений, характеризующихся высокой твердостью, и поэтому хорошо обрабатывается механическими способами.

В случае отсутствия специальных электродов, можно выйти из положения при помощи медной проволоки, которая наматывается на простой низкоуглеродистый электрод. Вместо проволоки можно использовать медную трубку. Такие электроды получили название биметаллических.

Сварка при помощи аргона

В большинстве случаев сваривания чугуна происходит закаливание материала шва, что затрудняет последующую механическую обработку и провоцирует образование трещин. От этого недостатка можно избавиться применением аргонодугового способа сварки. Этот метод позволяет получить характеристики шва, сравнимые с характеристиками основного металла.

Сварка ведется графитовым электродом в среде защитного газа по специально разработанным токовым режимам. Имеет массу различных особенностей. Применяется как горячая, так и холодная сварка. Наличие графита не дает образовываться белому чугуну. Защитный газ способствует малому образованию окислов. По окончанию сварки обеспечивается режим медленного остывания изделия путем накрывания его теплоизолирующими материалами. При сваривании ответственных образцов может использоваться газосварочное оборудование для поддержания тепла в остывающем изделии.

Соединение чугуна со сталью

Выбор режима сварки чугуна со сталью зависит от напряжения холостого хода. При напряжении до 54 вольт сварка производится током обратной полярности. Переменный ток используется при напряжении холостого хода более 54 вольт. Сварка ведется короткими валиками. Длина их не должна превышать 30 мм. Швы большой глубины провариваются слоями с проковкой каждого слоя. Для получения шва хорошего качества рекомендуется применять горячий способ сварки и обеспечить постепенное охлаждение сваренного изделия.

Читайте так же:
Кислота соляная травленая цинком для пайки

Маркировка электродов по чугуну, сварка

Как известно, чугун представляет собой сплав железа и углерода с незначительными добавками марганца, кремния серы и фосфора. Также, химический состав некоторых марок чугуна отличается наличием легирующих компонентов, таких как ванадий, магний, хром, никель, алюминий и т.д. Марки этого сплава, не подверженные легированию или специальной термической обработке, характеризуются низкой прочностью и достаточно высокой хрупкостью.
В отличие от стали, чугун отличается более низкими показателями технологической свариваемости, что обусловлено наличием следующих факторов:

  • Возникновением в месте сварки тугоплавких оксидов, в частности оксида кремния. Оксиды возникают в ходе окисления химических элементов, входящих в состав сплава, они являются причиной возникновения участков, которые невозможно сварить между собой.
  • Очень быстрое охлаждение сплава в области сварного шва. Подобное явление приводит к тому, что на поверхности сплава возникают обладающие повышенной твердостью зоны, называемые отбеленными участками. В дальнейшем, наличие подобных участков существенно затрудняет механическую обработку изделий из чугуна.
  • Жидкий чугун отличается очень высокой текучестью, что затрудняет формирование шва и удерживание металла в области контакта свариваемых деталей.
  • Высокая вероятность возникновения трещин в области шва или же непосредственно в самом сварочном шве, что происходит в результате неравномерного прогрева или охлаждения сплава.
  • Риск появления пор в теле сварочного шва. Поры могут возникнуть в результате интенсивного выделения газов из места сварки.

Сварка чугуна

Методы сварки чугунных изделий электродами

В настоящее время существуют три основных способа сваривания чугунных изделий:

  • сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуются цветные металлы;
  • сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуется низкоуглеродистая сталь;
  • сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуется чугун.

По способу реализации технологии сварка чугуна подразделяется также на три разновидности:

  • холодная сварка, в которой отсутствует предварительный нагрев свариваемых изделий;
  • сварка с подогревом, при которой свариваемые детали нагревают до температуры 450°С;
  • сварка с предварительным подогревом до температуры 650°С.

Холодную сварку используют в тех случаях, когда технология соединения двух изделий не подразумевает между ними наличия чугунного сварочного шва.
Предварительный разогрев свариваемых деталей используют с целью предотвращения появления отбеленных и закаленных участков, а также трещин в теле свариваемых изделий. Горячие, так же как и полугорячие, способы сварки незаменимы в ситуациях, когда в теле сварного шва необходимо получить такой же по химическому составу чугун, из которого состоят две свариваемые между собой детали.

В ходе сварки чугунных изделий электродуговым способом в соответствии с требованиями горячей технологии применяют чугунные, а в некоторых случаях угольные, электроды. Подобные стержни производят на основе чугуна разновидностей «А» и «Б». При этом, до начала процесса сваривания двух чугунных изделий очень важно точно выбрать метод, максимально подходящий для каждой конкретной ситуации. Главная особенность горячего метода заключается в том, что в ходе его реализации сваривание проводят с использованием больших токов без каких-либо перерывов, до полного завершения сварочного процесса. Если объем сварочных работ очень велик, сварку выполняют одновременно несколько специалистов, которые время от времени сменяют друг друга, не позволяя сварочному процессу прерваться ни на секунду.
В том случае, когда сваривание деталей из чугуна производится специальными угольными электродами сечением от 8 мм до 20 мм, используют постоянный ток необходимой величины с соблюдением прямой полярности. Держатель сварочного стержня должен обладать специальным защитным экраном, который будет эффективно предохранять руки сварщика от возникающего в ходе процесса мощного инфракрасного излучения.
Несмотря на то, что горячий метод сваривания чугунных изделий имеет неоспоримые достоинства, следует отметить, что он не лишен некоторых недостатков, основными из которых являются следующие факторы:

  • весьма высокая продолжительность и дороговизна операции;
  • трудоемкость сварочного процесса, которая обусловлена необходимостью преодоления ряда трудностей, связанных с равномерным разогревом свариваемых деталей и необходимостью формовки сварочного места.

Маркировка электродов по чугуну

Разновидности электродов для сварки чугуна

Электроды, предназначенные для сварки чугунных изделий, подразделяются на несколько разновидностей, изготовленных из следующих материалов:

  • чугунный пруток;
  • стальная сварочная проволока;
  • проволока на основе легированных сталей;
  • проволока на основе меди или сплавов этого металла.

Электроды по чугуну

Предназначенные для сваривания чугунных изделий электроды на основе стали обязательно должны иметь покрытие, в котором содержится ферросилиций. Присутствие этой составляющей позволяет получить в ходе сварочного процесса серый чугун. Как правило, сварка с использованием стальных стержней применима только для соединения между собой простых по форме изделий, конструкция на основе которых в дальнейшем будет эксплуатироваться при незначительных нагрузках. В том случае, когда операцию с подобными электродами производит специалист высокой квалификации, получается соединение, характеризующееся наличием высокой плотности, в результате чего в дальнейшем изделие можно дополнительно обрабатывать одним из механических способов.

Читайте так же:
Электрофизические методы обработки металлов

Электроды на основе стальной проволоки, предназначенные для сваривания чугунных изделий, характеризуются маркировкой — Св-08А и Св-08. К этой категории относятся следующие разновидности сварочных электродов:

  • ЦЧ-4. Данная разновидность электродов для сварки чугунных изделий имеет наиболее широкое в сравнении с другими разновидностями распространение. Эти электроды характеризуются наличием особого покрытия, которое состоит из компонентов, способных интенсивно вступать в химическую реакцию с углеродом. В ходе подобной химической реакции возникают карбиды, которые не способны растворяться в расплавленном железе.
  • ЦЧ-3А. Этот тип электродов нашел широкое применение в процессе сварки деталей из серого чугуна. Стержни электродов этой категории изготовлены из стальной проволоки, на которую нанесено фтористокальциевое покрытие. Использование данных электродов гарантирует наличие прочного сварного шва, возможность его механической обработки и отсутствие трещин в области контакта свариваемых деталей.
  • ЭМЧС. Стержень этих электродов выполнен на основе проволоки из низкоуглеродистых разновидностей стали. Специальное покрытие создано трехслойным, состоящим из шлакоформирующей и газообразующей, легирующей и газозащитной составляющей. Использование электродов данной разновидности не требует предварительного разогрева заготовок. Как правило, электроды этого типа используют для сваривания между собой изделий небольшой толщины (10 мм).
  • МНЧ-1. Использование электродов на основе монель-металла, который представляет сплав никеля и меди в соотношении 70:30, позволяет добиться высокой стойкости исходных свариваемых изделий к образованию в их теле трещин и возможностью механической обработки наплава. Присутствие в составе стержня монель-металла на основе меди и никеля снижает степень растворимости углерода в железе и способствует штатному течению процесса графитизации, что снижает вероятность возникновения эффекта отбеливания.
  • МНЧ-2. Этот тип используют для сварки всех разновидностей чугуна. В результате сваривания двух чугунных изделий, шов между ними получается устойчивым к коррозии, он хорошо поддается механическим видам обработки.
  • Чугунные стержни. В ходе изготовления на стержни из чугуна наносят покрытие двух разновидностей – из углекислого бария и карборунда, соединенных жидким стеклом, а также на основе графитообразующих составляющих.

Кроме описанных выше типов электродов для сварки чугунных изделий на основе стальной проволоки, используют следующие комбинированные сварочные стержни:

Сварка чугуна

Сварка чугуна
Сварка чугуна

Углерод может находиться в чугуне в виде цементита Fe3C — твердого и хрупкого вещества, обладающего белым цветом, или в структурно-свободном состоянии в виде включений графита. Чугун с большим количеством цементитных структур называют белым (БЧ). Он очень тверд, хрупок и не поддается механической обработке, из-за чего в качестве конструкционного материала применяется ограниченно.

Чугун, в котором большая часть углерода находится в структурно-свободном состоянии в виде мелких пластинчатых включений графита, называется серым (по цвету на изломе). Серый чугун (СЧ) легче поддается обработке, обладает хорошими литейными качествами и недорог. Все это определило самое широкое использование серого чугуна в промышленности и быту. Хотя серый чугун и не относится к легкосвариваемым материалам, при соблюдении определенных условий он способен образовать прочное сварное соединение.

Очень важной особенностью, имеющей отношение к свариваемости чугуна, является то, что при быстром охлаждении нагретого свыше 750°С металла, находящийся в нем свободный графит переходит в цементит (чугун превращается из серого в белый, т.е. «отбеливается»). Одновременно в нем образуется закаленная структура с большими внутренними напряжениями, нередко приводящими к трещинам.

Кроме железа и углерода в чугуне имеются и другие элементы — кремний (до 4%), фосфор (до 1,2%), марганец (до 2%), сера (до 0,2%). В специальные чугуны вводятся легирующие компоненты — молибден, хром, никель, ванадий и другие. Все эти элементы по-разному влияют на свариваемость чугуна — чаще отрицательно, чем положительно.

Свариваемость чугуна

  • Прежде всего, это высокая склонность материала к образованию трещин, обусловленная его неоднородностью (включениями графита), а также процессами закаливания и отбеливания, происходящими в шве и околошовной зоне во время охлаждения раскаленного металла.
  • Выгорание части углерода приводит к образованию пор в металле шва.
  • Во время сварки образуются тугоплавкие окислы, имеющие температуру плавления выше, чем у чугуна.
  • Высокая жидкотекучесть расплавленного чугуна затрудняет формирование шва (чем больше углерода, тем выше жидкотекучесть).

Все эти причины делают сварку чугуна не только трудной, но в известной мере и непредсказуемой в отношении конечного результата. Особенно в домашних условиях, когда сваривается металл неизвестной марки и, как правило, отсутствует возможность применить оптимальную технологию и необходимые сварочные материалы. Никто из варящих чугун в домашних условиях не может быть застрахован от того, что окончив шов, через несколько секунд не услышит характерные щелчки, которыми обычно сопровождается образование трещин в остывающем металле.

Читайте так же:
Диммер 220 вольт схема

Трещина в сваренной чугунной детали
Трещина в сваренной чугунной детали

По мнению тех, кому приходилось часто сталкиваться со сваркой чугуна, хуже всего сваривается металл, имеющий на изломе темно-серый или (еще хуже) черный цвет. Это вполне согласуется с теорией, говорящей, что крупные включения графита, передающие чугуну свой черный цвет, крайне отрицательно сказываются на его свариваемости. Чугун с такими включениями оставляет следы графита на руках («мажется»).

Способы сварки чугуна

  • без подогрева («холодная» сварка);
  • с подогревом («горячая» сварка).

«Холодная» сварка более проста в исполнении, но для получения качественного, прочного шва необходимо применение специальных электродов.

При использовании электродов для стали, металл шва при «холодной» сварке представляет собой высокоуглеродистую закаленную сталь со значительным содержанием кремния, марганца, а иногда серы, фосфора и прочих элементов, которые содержатся в чугуне. Помимо того, что такой шов нельзя обрабатывать режущим инструментом, он еще склонен и к образованию трещин. Быстрое охлаждение металла приводит к тому, что чугун, находящийся в непосредственной близости от шва, приобретает структуру белого чугуна, характеризующуюся хрупкостью и твердостью. Между швом и основным металлом образуется полоска отбеленного чугуна около 1 мм шириной, а за ней располагается широкая полоса закаленного чугуна. В шве могут возникать поры из-за газообразования. Таковы последствия сваривания чугуна стальным электродом без подогрева.

«Горячая» сварка избавлена от многих недостатков «холодной» — особенно тех, которые связанны с закалочными процессами и отбеливанием чугуна. Она имеет различные вариации в зависимости от характера и вида подогрева — общего или местного, горячего (500-600°С), полугорячего (300-400°C) или теплого (150-200°С).

Технология сварки чугуна «горячим» способом заключается в подогреве детали до необходимой температуры, непосредственно перед сваркой и медленном охлаждении металла. Основные требования к подогреву — температура не должна превышать 600-650°С во избежание нежелательных структурных изменений в чугуне, а скорость нагрева должна быть 120-150°С в час. Медленным должно быть и охлаждение, т.к. иначе происходить отбеливание чугуна. Плавного охлаждения добиваются используя различные подходящие способы, — осуществляя поддерживающий подогрев, поместив деталь в горячую печь и охлаждая вместе с ней, или, в крайнем случае, укутав ее каким-нибудь негорючим теплосберегающим материалом.

Сварка чугуна
Сварка чугуна
Сварка чугуна
Сварка чугуна
Предварительный нагрев чугунных деталей с разделанными кромками, соединенных короткими сварными швами.
Предварительный нагрев чугунных деталей с разделанными кромками, соединенных короткими сварными швами.
Сварка чугуна
Сварка чугуна
Сварка чугуна
Сварка чугуна

Подготовка чугуна к сварке

Имеющиеся трещины необходимо засверлить по краям, исключив их развитие, и разделать на всю глубину с достаточным для проварки углом разделки. Трещину можно и не засверливать, но в этом случае нужно позаботиться о том, чтобы ее концы были скруглены, а сама она была вырезана до самого основания.

Трещина в чугунной детали
Трещина в чугунной детали
Вырезанная трещина
Вырезанная трещина

Зону сварки нужно тщательно очистить от окалины и прочих посторонних включений — с помощью болгарки, наждачной бумаги или металлической щетки. Хорошее качество очистки обеспечивает пескоструйка. Масло удаляют с помощью подходящих растворителей, в случае сильных загрязнений — пламенем горелки.

Холодная сварка с использованием специальных электродов

Медь также не образует соединений с углеродом, но в отличие от никеля она не растворяется в железе, поэтому наплавленный шов получается неоднородными и может включать высокоуглеродистое железо высокой твердости.

Сварка водяной рубашки двигателя
Сварка водяной рубашки двигателя
Сварка водяной рубашки двигателя
Сварка водяной рубашки двигателя

Существует много марок специальных электродов для чугуна на основе меди и никеля: железно-никелевых, медно-железных, железно-медно-никелевых. Наиболее распространены следующие отечественные марки:

  • медно-железные электроды: ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6, представляющие собой медные стержни, покрытые обмазкой, содержащей железный порошок;
  • никелевые и железно-никелевые: ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, содержащие до 90 и более процентов никеля;
  • железно-медно-никелевые: МНЧ-2.

Специальными электродами можно выполнять не только нижние швы, но и вертикальные. Кроме отечественных есть и импортные электроды для чугуна, качество сварки которыми, разумеется, не уступает качеству сварки электродами российского производства.

Режимы сварки специальными электродами указываются в описании к ним, но в основном они предназначены для работы постоянным током обратной полярности. Общее правило сварки чугуна гласит — нужно стараться как можно меньше проплавлять металл. Поэтому необходимо использовать по возможности небольшой ток, электроды малого диаметра, короткие швы. После наложения каждого шва делается перерыв для охлаждения детали до температуры 50-60°С.

При отсутствии фирменных электродов можно сделать электроды, близкие по характеристикам к маркам ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6, самостоятельно. Технология их изготовления такова. Берется медная проволока марки М2 или М3 диаметром 3-5 мм, зачищается наждачной бумагой, обезжиривается и покрывается самодельной обмазкой. Последнюю проще всего приготовить из покрытия обычных стальных электродов (например, для сварки чугуна постоянным током подойдет покрытие электродов марки УОНИ-13/55 или ОЗС-2, а для сварки переменным током — покрытие электродов АНО-4 или АНО-5), соскребя его со стержня, измельчив, смешав в пропорции по массе 1:1 со стальными опилками или железным порошком и добавив в смесь жидкого стекла (силикатного клея) до сметанообразной консистенции. Получившееся покрытие наносят способом окунания электрода, обеспечивая при этом постоянную скорость окунания. Толщина покрытия должна составить 1,5-2 мм. После того как стекут излишки, электроды сушат на воздухе в вертикальном положении, а затем прокаливают при 200-250°С в духовке или на плите. Режим сварки самодельными электродами не отличается от режима работы фирменными.

Читайте так же:
Чем отличается кислородный баллон от углекислотного

Сварка чугуна стальными электродами

Наплавка плакирующего слоя
Наплавка плакирующего слоя

Из обычных стальных электродов (УОНИ 13/45, АНО-4 и др.) можно изготовить самодельный медно-железный электрод, намотав на него спираль из медной проволоки (нельзя использовать латунную проволоку, т.к. в воздух активно выделяются, ядовитые, цинк и его оксид) диаметром 1,5-2 мм прямо на покрытие. При этом следует исходить из расчета, что масса меди должна в 4-5 раз превосходить массу стального стержня. По свидетельству мастеров, такой электрод обеспечивает приемлемое качество шва. Иногда медную проволоку не наматывают, а используют в качестве присадочного прутка.

Использовать стальные электроды для сварки чугуна целесообразно лишь при заварке небольших повреждений в неответственных деталях. Чтобы добиться более или менее удовлетворительного качества шва, необходимо выполнять те же требования, что и при сварке специальными электродами, направленные на меньшее проплавление металла с целью уменьшения закалочного и отбеливающего эффектов.

Самым эффективным способом повышения качества шва является подогрев детали с медленным охлаждением после сварки. Положительный эффект сказывается даже при сравнительно небольшом нагреве — до 150-200°C.

Из-за повышенной жидкотекучести чугуна сварку нужно производить в нижнем положении шва.

При сварке чугуна стальными электродами общего назначения наиболее слабое место сварного соединения — околошовная зона у границы сплавления. Хрупкость этой зоны и наличие в ней трещин нередко приводят к отслаиванию шва от основного металла. Для увеличения прочности сварного соединения используют стальные шпильки или болты, которые частично разгружают наиболее слабую часть сварного соединения.

Использование шпилек при сварке чугуна
Использование шпилек при сварке чугуна

Шпильки имеют резьбу, их ввертывают в свариваемые детали. Размеры шпилек обычно зависят от толщины чугуна. Практикой установлены следующие рекомендации: диаметр шпилек 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм; глубина ввертывания шпилек 1,5 их диаметра, но не более половины толщины свариваемых деталей; высота выступающей части 0,75-1,2 диаметра шпильки. Шпильки располагают в шахматном порядке на скошенных кромках деталей и в один ряд на поверхности детали с каждой стороны стыка, причем расстояние между ними должно быть равно 4-6 диаметров шпильки.

Выступающие части шпилек обваривают по периметру, постепенно заполняя весь шов. Сначала ведется сварка всех шпилек кольцевыми швами электродами диаметром 3 мм на малых токах, вразброс для избегания сильного местного перегрева. Затем вокруг места их сварки накладывают кольцевые швы до тех пор, пока вся поверхность завариваемого участка не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Толщина слоя наплавленного металла должна быть не больше толщины чугуна, так как при большой толщине слоя наплавленного металла могут быть сильные усадочные напряжения влекущие появление трещин.

Сварка неплавящимися электродами

Сварка чугунными электродами

Качество сварного соединения при холодной сварке чугуна чугунными электродами неоднородно, так как трудно обеспечить такую скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны, при которой не было бы отбелки на всем протяжении шва. Этот метод сварки широкого применения не имеет. Лучшие результаты получаются при подогреве детали до 300-400°C, т.е. при полугорячей сварке чугуна.

Проковка швов

Проковка сварного шва
Проковка сварного шва

Особенно полезной считается проковка при сварке медными и никелевыми электродами. Однако проковка швов имеет нюансы, не зная которых можно вместо усиления ослабить шов. Чтобы обеспечить высокие механические свойства, процесс проковки желательно закапчивать при температуре около 500-800°С. Легкие удары наносятся только по шву, молотком массой 0,6-1,2 кг, имеющим закругленный боек — до изменения рисунка шва. При многослойной сварке проковывается каждый слой за исключением первого (в нем могут возникнуть трещины от удара) и облицовочного.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector