Технологія зварювання чавуну: електродом, аргоном, холодна, гаряча, дугова, газова, електродугова, полуавтоматом

Технологія і особливості зварювання більшості існуючих видів сталей не уявляють ніяких труднощів при наявності деяких знань і потрібного обладнання. Однак якщо вам належить таке завдання, як зварювання чавуну, то тут потрібно заглибитися в процес більш детально. Технологія зварювання чавуну ускладнюється тим, що зварене з’єднання часто виходить невисокої якості. У місці шва відбувається насичена гарт матеріалу, і в результаті цього підвищується крихкість і утворюються тріщини. Тому важливо знати особливості зварювання чавуну, щоб зробити все правильно.

Щоб уникнути появи холодних тріщин необхідно суворо дотримуватися технологію зварювання чавуну.

Якими електродами варити чавун?

Сучасні технології дозволяють розробляти і випускати електроди під найрізноманітніші потреби. Особливості зварювання диктують свої умови, і при роботі з чавуном переважно застосовуються електроди на базі нікелю, заліза і міді.

Порядок заповнення оброблення тріщин.

Перед варінням чавуну електродами потрібно розібратися, які саме вироби підійдуть для конкретно вашого завдання. Так, особливості електрода ЦЧ-4 дозволяють застосовувати його не тільки для гарячої і холодної зварювання чавуну, а й для закладення дефектів і ремонтної наплавлення. Ці ж електроди зобов’язує використовувати технологія зварювання стали з чавуном. Дані електроди дозволяють наплавляти 1-2 шари на зношені деталі з чавуну, готуючи під подальшу наплавку зварювальними електродами. Сама зварювання чавуну цими електродами виконується в нижньому положенні шва. Робота ведеться на зворотному струмі. Якщо напруга холостого ходу трансформатора становить понад 70 В, то використовується змінний струм.

Електроди ОЗЧ-2 застосовуються для холодної зварювання чавуну. Їх можна застосовувати для усунення дефектів лиття і наплавлення. Підходять для роботи з ковким і сірим типом матеріалу. Сварка чавуну такими електродами ведеться в вертикальному і нижньому положеннях шва. Застосовується зворотний струм.

Електроди ОЗЧ-6 використовуються для холодної зварювання чавуну. Дозволяють варити ковку і сіру різновид матеріалу. Найкраще показують себе при проведенні ремонтних робіт тонкостінних виробів. Сварка чавуну здійснюється в вертикальному і нижньому положеннях, ток зворотний.

Електроди МНЧ-2 використовуються для холодної зварювання чавуну. З їх допомогою можна заварювати дефекти лиття і наплавляти деталі з ковкого й сірого чавуну, а також чавуну високої міцності. Наплавлений метал має високу щільність. Зазвичай такі електроди застосовуються при відповідальних роботах, які потребують високої якості зварного з’єднання. Сварка виконується не тільки в вертикальному і нижньому, а й в обмежено стельовому положеннях. Струм знову-таки зворотної полярності.

Параметри зварювання чавуну електродами без підігріву.

Електроди марок ОЗЖН-1 і ОЗЖН-2 використовуються при роботі з високоміцних і сірим чавуном. Дозволяють виконувати багатошарову заварку великих дефектів і наплавляти великі обсяги металів. Зазвичай використовуються в комплексі з електродами марок МНЧ і ОЗЧ, за допомогою яких виконуються перший і останній шари. Для створення ж проміжних шарів застосовуються електроди ОЗЖН. Варять в вертикальному і нижньому положеннях при постійному зворотному струмі.

Електроди марки ОЗЧ-4 використовуються при роботі з високоміцних і сірим чавуном. Дозволяють наплавляти і зварювати останні шари поверхні. Забезпечують високу якість і зносостійкість наплавленого шару, роблять його стійким до ударів і високотехнологічним. Варка з цими електродами виконується у вертикальному і нижньому положеннях, робота ведеться на постійному зворотному струмі.

Це далеко не повний список електродів для зварювання чавуну. Насправді їх набагато більше. Щоб купити найбільш підходящий варіант, краще звертатися в спеціалізований магазин зварювального обладнання. Максимально докладно розкажіть консультанту, що саме ви збираєтеся робити.

Підготовка до зварювання чавуну

Різновиди зварювання чавуну.

Незалежно від того, які саме електроди будуть використовуватися і як буде здійснюватися зварювання, до початку роботи необхідно відповідним чином підготувати кромки оброблюваних деталей. Для цього вам необхідно взяти переносний наждачний круг з гнучким валом або ж слюсарну зубило та стесати кромки. Щоб запобігти відколи, можете зрубати метал тонкими шарами. Враховуйте, що стружка повинна бути в товщину більше 1 мм.

Дефектні місця відповідно до технології зварювання чавуну розправляються до чистого металу. На цьому етапі використовуються шабери, зубила, свердла і шарошки. Підбираються відповідно до розмірів дефекту, формою оброблюваного вироби та іншими параметрами. Ваша мета на цьому етапі — забезпечити максимально комфортні робочі умови.

Оброблення дефектних місць виконується з дотриманням ряду вимог, а саме:

Формування під зварювання.

  1. Вона ведеться виключно по тріщині.
  2. Некрізні тріщини засверливают на відстані в 1 см від їх кінців за допомогою свердла, діаметр якого на 1-2 мм перевищує тріщину по ширині.
  3. Оброблення наскрізних тріщин виконується з 1 або 2 сторін. Все залежить від товщини металу. Роблять так, як зручніше.
  4. Занадто близько розташовані один до одного тріщини зашпаровуються латкою, аналогічної тій, якій закладаються пробоїни.

При необхідності закладення пробоїни її краю попередньо згладжуються, гострокутні виступи зрубують за допомогою зубила. Поверхня виробу потрібно обов’язково зачистити за допомогою наждачного круга. Зачистка виконується на відстані в 3 см від країв пробоїни. Після цього з листової низьковуглецевої сталі вирізається латочка необхідної форми і товщини. Розмір заплатки залежить від пробоїни. Робіть так, щоб латка з усіх боків перекривала пробоїну приблизно на 1,5-2 см.

Як знизити напруження в металі?

З метою зниження напружень, що виникають в металі в процесі варіння, краю заплатки отбортовиваются на 30 °. Латка поміщається відбортованої частиною до чавуну і приварюється внахлест.

Перед роботою підготуйте наступні інструменти і пристосування:

Схема зварювання чавунної деталі з охолодженням її водою.

  1. Зварювальний апарат.
  2. Захисні окуляри.
  3. Ручні лещата.
  4. Металеву щітку.
  5. Захисну маску.
  6. Затиск заземлення.
  7. Тримач електрода.
  8. Шліфувальну машину.
  9. Захисний одяг.
  10. Рукавички.
  11. Електроди.

Покрокова інструкція по гарячій зварюванні чавуну

Гаряча зварка в деяких моментах більш складна, ніж холодна. Її перевагою є виключення ризику утворення тріщин. У процесі зварювання потрібно намагатися рівномірно прогрівати деталь, тому що саме суттєва різниця температур між швом і основним виробом часто і призводить до появи тріщин і інших дефектів.

Схема зварювання чавуну з постановкою сталевих шпильок.

Перш ніж приступати до нагрівання деталей, надійно закріпіть їх в досить жорсткому каркасі. Це дозволяє позбутися від напруги, яке під час роботи може привести до утворення тріщин. Якщо нагрів деталей має місцевий характер, жорсткий каркас можна не застосовувати. Для нагріву виробів, як правило, застосовуються установки для індукційного нагріву. При бажанні і наявності такої можливості деталі можна нагрівати в горнах, застосовуючи паяльні лампи або полум’яні пальника.

При необхідності зварити наскрізні тріщини або закрити дефекти по краях вироби традиційно застосовуються графітові форми. Вони дозволяють запобігти витіканню рідкого металу. Такі форми робляться з графітових пластинок, для з’єднання яких застосовується формувальнасуміш з кварцового піску з деякою частиною рідкого скла. Підігрівати потрібно для того, щоб подальше охолодження готової деталі було рівномірним. Це мінімізує ризик появи тріщин.

Перш ніж приступати безпосередньо до варіння, підготуйте дефектний місце. Спочатку ретельно очистіть його від бруду і пилу, а потім розділіть, щоб отримати порожнини і забезпечити хороший доступ і максимальну зручність для роботи електродами в місці зварювання.

Місцевий підігрів при зварюванні чавуну.

В процесі роботи потрібно строго слідувати перевіреної і затвердженої технології. Важливо дотримуватися необхідний обсяг розплавленого чавуну. Додатково його потрібно розмішувати кінцем робочого електрода або присадочного стержня. Охолоджувати потрібно поступово. Не можна, щоб заварені місце остигало надто швидко: засипте його гарячим піском або деревним вугіллям, можна охолодити в печі. В середньому дрібні вироби остигають від декількох годин для 2-х діб. Більші деталі можуть остигати до тижня.

З метою розкислення і додаткового захисту ванни використовуються флюси на борної основі. Можна, наприклад, застосовувати прокаленную безводну буру. Прогартовує ведеться при 400 ° С. Ця технологія зварювання в даний час вважається найбільш досконалою. Але є у гарячій зварювання і певні недоліки: копіткість робочого процесу і досить важкі умови.

Технологія холодного зварювання чавунних виробів

Якщо немає спеціального нагрівального обладнання, а потреба в зварюванні цього матеріалу не носить постійного характеру, то можна використовувати технологію холодної зварювання за допомогою спеціальних електродів, а саме:

  1. ОЗЧ-2 з мідним стрижнем, покритим особливим складом.
  2. МНЧ-2 зі стрижнем зі сплаву, до складу якого входить мідь, нікель, марганець і залізо.

Вплив режиму електрошлакового зварювання на розміри проплавления чавуну.

Використання електродів МНЧ-2 дозволяє отримувати більш технологічний у різанні метал, проте, ці електроди коштують досить дорого, та й знайти їх часто проблему. Електроди ж ОЗЧ-2 недорогі й доступні, при бажанні їх навіть можна виготовити самостійно. Електрод складається з мідного стрижня зі спеціальним електродним напиленням. До складу напилення входить металевий порошок, мармур, плавиковий шпат, кварц, феромарганець, ферротитан, феросиліцію, сода. Зазвичай зварювальники, які самостійно виготовляють електроди, купують вже готове покриття, тому що витримати в точності все пропорції досить складно.

Електрод виготовляється в наступному порядку. Спочатку береться мідний дріт, ділиться на відрізки. Відрізки очищаються і обов’язково обезжирюються органічним розчинником. Беруться залізні електроди, з них сколюється покриття і змішується в пропорції 1: 1 з дрібними залізними тирсою або, що ще краще, порошком. Все ретельно перемішується з рідким склом. В утворену суміш маку відрізки дроту з міді, після чого вона повільно витягується з маси. Поспішати не потрібно. Важливо, щоб надлишок встиг повністю стекти. Шар повинен мати не більше 2 мм в товщину. Спочатку електроди потрібно просушити на повітрі, розташувавши їх вертикально, а потім прожарити при температурі в 250 ° С. Для розжарювання підійде проста духовка плити.

Для зварювання чавуну за допомогою таких саморобних електродів використовується недовга дуга. Струм повинен бути зворотним і постійним. Важливо робити перерви на охолодження матеріалу до 50 ° С. З метою забезпечення високоякісної роботи накладайте зварювальний шов невеликими ділянками довжиною приблизно по 3-5 см і проковувати відразу після проведення зварювання. Так ви уникнете утворення тріщин в зварювальному шві.

При відсутності часу на створення розглянутих вище електродів, ви можете виконати зварювання за допомогою спеціальних комбінованих мідно-сталевих виробів. Виготовляються вони за такою схемою: беруться електроди для роботи зі сталлю і на них навивается спіраль з мідної або латунної дроту з діаметром в 1,5-2 мм. Довжину дроту підбирайте так, щоб спіраль важила в середньому в 4-5 разів більше, ніж залізний стрижень.

Основні особливості газопламенной зварювання чавуну

Способи газового зварювання: а — правий; б — лівий.

Незважаючи на те що в даний час існує багато методів зварювання розглянутого матеріалу, газове зварювання і раніше залишається найбільш надійним варіантом. Цей метод дозволяє домагатися високоякісної наплавлення, властивості якої схожі на властивості основного металу. Найчастіше така зварювання застосовується при необхідності усунення пошкоджень, наприклад, для відновлення пошкоджених отворів.

Технологія досить проста і зрозуміла. Необхідно провести поступовий і більш рівномірний нагрів або охолодження чавунної деталі.

В результаті такої роботи в металі шва і на його кордонах будуть створені більш сприятливі умови для нормальної графитизации вуглецю, а ризик появи внутрішніх напружень зведеться до мінімуму.

Однак дана технологія ручного дугового зварювання вимагає попереднього обігріву вироби. Місцевий обігрів виконується за допомогою пальника. Присадним матеріалом зазвичай виступають литі чавунні прути. Сварка здійснюється науглероживается або простим полум’ям, застосовуються флюси з бури.

Прекрасні результати досягаються в процесі зварювання чавуну за допомогою газового полум’я із застосуванням латунних прутів. Даний матеріал має більш низьку температуру плавлення, ніж чавун. Робота виконується із застосуванням борної кислоти і бури в рівних кількостях або ж флюсу з бури. Краї тріщин, оброблені під кутом в 80 °, нагріваються до 900 ° С і посипаються флюсом. Після цього кромки облужівают із застосуванням прута з латуні. Оброблення заповнюється латунню без розплавлення чавуну.

Таким чином, чавун — це один з найбільш широко використовуються матеріалів, що складається з заліза і вуглецю. І саме через особливості складу при зварюванні даного матеріалу виникають основні труднощі. Унаслідок істотної трудомісткості зварювання чавуну, яка особливо сильно відчувається при роботі з великогабаритними деталями, потрібно обов’язково враховувати основні особливості зварювання чавунних деталей і в точності слідувати технології. При відсутності досвіду і спеціального устаткування найкращим варіантом для вас буде холодне зварювання. Наступні дії, і все вийде. Вдалої роботи!

Ссылка на основную публикацию