Сварка чугуна электродом технология
Чугун — это материал, широко используемый в разных отраслях. Его разновидности, такие как СЧ, ВЧ и КЧ, находят применение в строительстве, машиностроении, авиации, железнодорожной технике, а также при производстве сантехнических деталей и других изделий.
Чугун отличается высокой прочностью и высокими антифрикционными свойствами, что делает его востребованным для производства конструкций и деталей. Однако, как и любой материал, он со временем изнашивается или повреждается. Вероятнее всего на чугунных изделиях появляются трещины. Для их устранения применяется сварка чугуна электродом и наплавка, которые также используют для исправления дефектов отливок на этапе производства.
Что такое чугун
Чугун — это сплав железа, С (от 2,14% до 6,67%) и прочих химических элементов. Свойства материала зависят от:
структуры металла; количества, размера, формы и рассредоточения графита.
Для улучшения характеристик в сплав добавляют легирующие элементы: Ni, Cr, молибден, Al, Cu, титан и другие. Эти добавки повышают жаростойкость, износостойкость и прочие качества чугуна, превращая его в легированный материал.
Как можно заваривать чугун
Сварка чугуна возможна, но процесс требует подготовки и соблюдения определённых технологий. Это связано с особенностями материала:
При быстром охлаждении чугун становится хрупким и может треснуть. При перегреве также возникают трещины. Высокая текучесть материала усложняет формирование качественного шва. Окисление кремния в сплаве приводит к непроваренным участкам и негерметичности соединений.
Сварка чугуна требует грамотного подхода, но даже в домашних условиях можно добиться прочных и качественных соединений, если соблюдать правильную технологию.
Сварка чугуна электродом: подготовка поврежденных мест
Подготовка поверхности
Прежде чем приступить к сварке, важно правильно подготовить участок с дефектом. Тип подготовки зависит от характера повреждения или дефекта литья. Зону вокруг дефекта (15–20 мм от края) нужно тщательно очистить от грязи, пригоревших остатков и других загрязнений.
Очистка повреждений
Поврежденные участки обрабатываются различными способами: зубилом, пневмозубилом, наждаком, газовым резаком или методом электродуговой выплавки. Если используется газовая резка или выплавка, обязательно удалите образовавшийся при этом шлаковые вкючения, капли металла и другие остатки.
Разделка дефектов
С целью устранения дефектов, таких как трещины или раковины, необходимо полностью вырезать поврежденные участки. При этом края разделки нужно срезать под углом, чтобы обеспечить легкий доступ к основанию поврежденного участка для электрода или горелки. Острые углы, заусенцы притупляются, чтобы избежать перегрева и получения хрупких структур (отбела).
Работа с трещинами
Трещины требуют особого подхода. Их границы определяются визуально после очистки и с помощью специального вытравливания поверхности азотной кислотой (20%) а также можно выполнить проверку керосином. Чтобы предотвратить распространение трещины, на концах трещины нужно сделать засверливание или вырубку. В деталях из серого чугуна концы трещины рекомендуется подплавить горелкой. Трещину вырезают в форме буквы U или V до появления «здорового» металла.
исправление трещин
Для сквозных трещин требуется установка медной или графитовой подкладки. Если величина стенки детали толще 25 мм, рекомендуется ступенчатая разделка без острого притупления краев в нижней части.
Сварка чугуна электродом: основные принципы
Сложности сварки чугуна
При сварке чугуна возникают сложности, связанные с появлением хрупких структур (мартенсита и ледебурита) в зоне шва и оплавленных краев. Кроме всего прочего, усадка сплава при остывании может приводить к высоким напряжениям и появлению трещин .
Для получения качественного сварного шва важно:
Прогревать металл перед сваркой. Замедлять процесс охлаждения. Использовать материалы, которые способствуют графитизации (например, добавки кремния и углерода).
Температурные режимы
Сварку проводят при температуре окружающей среды но не ниже +10C. Для крупных отливок требуется подогрев до 50–600C, чтобы создать большую сварочную ванну. Для этого используют толстые электроды, прутки, а остывание должно быть медленное.
Температура подогрева зависит от величины детали, толщины стенок, жесткости конструкции и других факторов.
Электроды и техника сварки
Для сварки чугуна без подогрева возможно использовать стальные электроды с основным покрытием (например, ОЗНЖ-1, УОНИ 13/45) или электроды из цветных сплавов (ОЗЧ-2, ОЗЧ-4). Диаметр электродов — 3–4 мм, сварка ведется постоянным током на прямой полярности.
При сварке с подогревом применяют чугунные электроды. Для защиты сварочной ванны используют флюс из буры, прогретой до 400C.
Если объем дефекта превышает 20 см2, применяется комбинированная наплавка. Сначала стенки дефекта облицовывают электродами марки ЦЧ-4В (для формирования слоя из высоколегированной стали) или ОЗЧ-2 (медно-стальной сплав). Затем дефект заполняют электродами ОЗНЖ-1, ОЗЧ-2, ОЗЧ-4 или Э-42А.
Технология нанесения швов
Швы накладывают мелкими валиками, для избежания перегрева. Для электродов ЦЧ-4В и ОЗЧ-2 длина одного валика — 30–60 мм, для медно-никелевых — 20–30 мм. Ширина валика обычно составляет 8–10 мм.
После каждого слоя проводится легкая проковка молотком для снижения остаточных напряжений. Новый слой наплавляется только после остывания сваренного участка до 50–60C.
Особенности сварки чугуна
Не каждый чугун можно сварить. Этот материал делят на два основных типа:
Белый чугун: Углерод в его составе находится в форме цементита, что делает металл слишком хрупким для сварки. С ним возможна только шлифовка. Серый чугун: Углерод в стабильной форме (графит) позволяет проводить сварочные работы. Это делает серый чугун пригодным для ремонта.
При сварке чугуна можно столкнуться с такими сложностями:
Быстрое охлаждение превращает серый чугун в белый, ухудшая свойства материала. Неправильно выбранный температурный режим вызывает трещины в зоне шва. Газовыделение в процессе сварки приводит к образованию пор. Высокая текучесть усложняет работу. Окисление кремния создаёт непроваренные места.
Для решения этих проблем разработаны технологии, которые обеспечивают качественное соединение. Важно правильно подготовить металл и следовать всем рекомендациям.
Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна
Плюсы:
Экономичность. Отсутствие необходимости в защитном газе. Возможность работы в труднодоступных местах. Мобильность оборудования. Простота в использовании.
Минусы:
Образование шлака в зоне шва. Зависимость качества от мастерства сварщика. Низкая производительность. Отсутствие автоматизации отдельных операций.
Частые ошибки при сварке чугуна электродом
Неправильный выбор электродов и несоблюдение температурного режима. Также важно правильно хранить электроды — они должны быть в сухом месте. Если они отсырели, их можно просушить в духовке при 250 C. Игнорирование специфики материала. Для каждого вида чугуна необходимо подбирать подходящую технологию и строго её соблюдать. Это обеспечит надёжное и долговечное соединение.
Следуя этим рекомендациям, получается успешно сваривать чугун и устранять дефекты на его поверхности.
Сварка чугуна электродом, техника безопасности
Работа на производственном участке подразумевает обязательную аттестацию специалиста. Рабочее место в обязательном порядке должно быть оснащено системой приточно-вытяжной вентиляции.
А также следует неукоснительно придерживаться основных правил, независимо от места работы – в цеху или домашней мастерской:
для безопасности сварочный аппарат нужно заземлить; пользоваться средствами защиты – костюм, маска, одежда; сваривание чугуна в домашних условиях должно выполняться в хорошо освещенном и проветриваемом помещении; на рабочем месте должен присутствовать огнетушитель;
Новичкам желательно выполнять работы под присмотром опытного специалиста. Они поможет справиться с трудностями и добавит начинающему сварщику уверенности.
Читайте похожие статьи:
