Сварка чугуна электродом в домашних условиях — правильная технология

Особенности сварки чугуна, виды чугуна

Опытные сварщики могут определить свариваемость чугуна всего одним

резать. Считается, что если структура металла мелкодисперсная и близкая к серой, такой чугун сваривается гораздо легче, чем крупнозернистый металл темных оттенков. Если речь идет о сварке деталей, которые находились в маслянистой среде или подвергались регулярному окислению в водной среде, грунте или других подобных условиях, то такой сварочный материал не подойдет.Поскольку чугун — это металл с ограниченным свариваемым материалом , то стоит учитывать следующие особенности:

• Металл жидкий, поэтому самое главное и единственно правильное положение сварки — нижнее.
• При несоблюдении температурных режимов металл раскалывается, при выгорании углерода образуются поры.
• Низкая пластичность и несоблюдение температурных режимов являются основными причинами возникновения напряжений в местах сварных соединений.
• Расплавленное железо может создавать оксиды, температура плавления которых будет выше, чем у исходного металла.

Основная проблема, с которой вы можете столкнуться, — это образование трещин в местах сварки по мере остывания детали.

Решить это можно только при полном соблюдении технологии, в нашем случае холодной сварки.

Читайте также: Сварка алюминия аргоном: пошаговая инструкция для начинающих, видео

Как правильно сваривать чугунные детали?

Холодная сварка чугуна – это способ формирования соединения материала без нагрева. Сварку чугуна аргоном по этой технологии проводят в тех случаях, когда нет возможности предварительно прогреть детали.

причиной такой ситуации может быть, например, слишком большой размер изделия или определенная форма детали.

Чугун сваривают электродом с верхним слоем из малоуглеродистой стали. Также часто используются электроды из нержавеющей стали или меди.

При сварке чугуна электродом в домашних условиях следует учитывать, что использование стержня без покрытия не позволит добиться качественного соединения.

Это связано с неоднородным составом наплавленного металла, а именно в процессе соединения нижние слои будут обогащаться углеродом и приближаться к чугуну, а верхние, наоборот, становиться малоуглеродистыми и приближаться к металлу.

Не забывайте про усадку чугуна и стали, так как она у этих материалов колеблется в широких пределах, поэтому нельзя допускать чрезмерного количества наплавленного материала.

Выбор электродов для сварки чугуна

При холодной сварке чаще всего используют недорогие электроды ОЧЗ с индексом от 2 до 6. Основу составляют медные стержни со специальным покрытием. Марка МНЧ-2 применяется для металлических поверхностей; для производства стержней используется сплав, в который добавлены никель, марганец, железо и медь. Эти электроды дефицитны и дороги. К более дешевым относятся ЦЧ-4 и ОЗЖН-1.

В зависимости от марки и диаметра электрода выбирают силу тока:

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

При отсутствии фабрики самодельные электроды изготавливаются из медных стержней нужного диаметра. Для покрытия берется покрытие, вырезанное из стальных электродов. Его измельчают, добавляют столько же железных опилок и смешивают с жидким стеклом до густоты сметаны.

Стержни очищают, обезжиривают и вертикально опускают в смесь. После медленной экстракции, чтобы излишки стекали, должен образоваться слой толщиной 1,5 – 2 мм. Вертикально установленные электроды сначала сушат без нагрева, а затем в печи при 250°С.

Чугун можно сваривать обычным электродом, предварительно намотав на него медную проволоку диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Намотку начинают с рабочего конца, располагая витки вплотную к покрытию без зазоров между ними. Вес проволоки должен быть в 4-5 раз больше веса стального сердечника.

Вне зависимости от того, какой электродный чугун заваривается, необходимо соблюдать следующие условия:

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

Технологический процесс варки чугуна в домашних условиях

Для правильной сварки чугуна электродом в домашних условиях следует соблюдать требования к подготовке изделия и уходу за сварным швом:

Сварка чугуна – схема

• При работе с толстым материалом кромки обрезаются под углом 45°. Делается это болгаркой или болгаркой.
• Графитовая основа размещается под материалом толщиной 3 мм и менее. Это предотвратит вытекание расплавленного металла сзади.
• Очищают поверхности от грязи, нагревают паяльником или другим способом.
• При достижении нужной температуры чугун начинает готовиться. Для фиксации конструкции ставятся прихватки (кроме сварных швов и обечаек). Их количество должно быть на 20 % больше, чем при работе с мягкой сталью.
• Шов делается быстро, без вибрации электрода. При соединениях свыше 10 см выполняется с разных сторон в несколько заходов. Благодаря этому все части изделия прогреваются равномерно.
• Толстые листы требуют многопроходной сварки. Второй и последующие слои создаются колебанием электрода. Так границы шва расширяются, чугун крепче скрепляется.
• Каждый проход заканчивается отделением шлака. Это предотвращает непровары, позволяет перекрыть поры нижнего шва.
• После окончания работ материал присыпают песком или углем и дают остыть.

Горячая сварка чугуна — ступени

Иногда качественное шовное соединение осуществляется с помощью металлических шпилек с резьбой. Они вкручиваются в края изделия и должны иметь диаметр до 40% толщины рабочего материала. Их необходимое количество вставляется в обрабатываемую поверхность в шахматном порядке. Такое расположение предотвращает перегрев продукта. Они укрепляют сварной шов, снижают содержание в нем углерода.

Металл наносится слоями вокруг каждой шпильки. Пространство между неповрежденными крепежными элементами затем заваривают. Выполните один или несколько соединительных стежков.

Методы сварки чугуна

Сварить чугун можно тремя способами:

1.  Горячая сварка. Самый важный и правильный метод. Он заключается в том, что перед работой электродом заготовку нагревают до 600 – 650 градусов. Это позволяет избежать образования соединений с повышенной температурой плавления, повторного нагрева и напряжения металла в месте соединения. Нагрев осуществляется в печах, газовых или других горелках. Для домашних условий этот способ с натяжкой, ведь кроме устройства нагрева нужно знать, в какие моменты можно работать со сварным соединением, как охлаждать металл и многие другие нюансы.
2.  Полугорячая сварка. Практически ничем не отличается от предыдущего способа, кроме температуры нагрева. Здесь продукт нагревается до 300 – 350 градусов.
3.  Холодная сварка. Метод – не предусматривает нагрева заготовки, но основывается на многих других технологических моментах, несоблюдение которых приведет к невозможности выполнения качественного шва. Сварка чугуна в домашних условиях электродом осуществляется таким способом.

Работа инвертором в импульсном режиме

В домашних условиях сварка чугуна электродом с использованием преобразователя с импульсами применяется для сварки тонких деталей, соединения разных металлов между собой.

Суть технологии заключается в том, что на основной сварочный ток кратковременно накладываются дополнительные импульсы тока высокой силы. Соотношение между длительностью и величиной импульсов и паузами между ними автоматически регулируется настройкой прибора.

В котором:

• улучшает качество и прочность соединения;
• контроль дуги и управление технологическим процессом;
• снижается доля сгорания металла;
• повышенная эффективность сварки;
• шов формируется ровными каплями расплава и будет красиво смотреться.

Импульс обеспечивает плавление электродного металла и тепловую инерцию ванны. Во время разрыва металл охлаждается в сварочной ванне и частично кристаллизуется. Чередование импульса/паузы облегчает работу сварщика и устраняет необходимость сложных операций с электродами.

Метод не рекомендуется для деталей, работающих в условиях тряски, вибрации, ударов.

Чем резать?

Необходимость проведения такой процедуры чаще всего связана с демонтажем чугунных труб, радиаторов и других коммуникаций. На первый взгляд может показаться, что выполнение этой работы не потребует большого труда. Тем не менее, в Советском Союзе трубы соединялись между собой, поэтому разрезать их не так-то просто.

Аргонная сварка чугуна позволяет образовывать надежные соединения этого вещества со многими другими. Это может быть, например, сварка чугуна со сталью или алюминием. В любом случае демонтировать сварную конструкцию непросто.

Самое главное здесь – выбрать правильный метод резки. Можно использовать известные инструменты, такие как труборез, долото, электролобзик, газовый резак и так далее.

Каждый из вышеперечисленных методов имеет свои преимущества и недостатки. Например, в некоторых случаях можно спокойно обойтись обычным молотком и зубилом. Особенно, если была нарушена технология сварки чугуна и образовавшееся соединение оказалось непрочным.

В остальных случаях лучше использовать более производительные механические, а не ручные инструменты, для которых электродуговая сварка чугуна не является препятствием.

Какой инвертор использовать

Чугунные детали обычно имеют внушительную толщину, и прогреть их глубоко без заметного расширения зоны нагрева достаточно сложная задача. Оптимальный вариант – готовить короткими палочками в импульсном режиме, что дает частям время остыть.

Не все инверторы будут эффективно работать в этом режиме. Наиболее подходящими для этих целей являются современные аппараты с улучшенным зажиганием и дожиганием дуги, мощной системой охлаждения. Токи при сварке чугуна увеличиваются за счет дополнительной проводимости обмотки и покрытия электродов. Потолок для текущей области должен быть прибл. 200–250 А при ПВ при максимальной нагрузке не менее 50%.

В целом, чем более совершенная схема управления сварочным током используется, тем лучше. При сварке чугуна требуется быстрое зажигание, равномерное горение и быстрое прекращение дуги без образования высокотемпературного очага. В то же время ни у одного из бытовых и даже профессиональных станков нет специальных режимов для чугуна.

Профессиональное оборудование от FoxWeld или KEMPPI без проблем справится с задачей. Из бюджетных вариантов можно порекомендовать преобразователи таких производителей, как Аврора и Тесла, стоимостью от 10 000 рублей. Более дешевые («Ресанта», «Сварог») инверторы тоже можно использовать с переменным успехом, но для сварки ответственных деталей они малопригодны.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Перед сваркой чугуна его необходимо подготовить. Сначала зачищается соответствующее место болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до неокисленного металла необходимо провести обязательное обезжиривание бензином или другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, металл нужно зачистить до ее окончания, а в этом месте просверлить отверстие диаметром 10 мм.

Канавочные трещины при сварке чугуна

Отдельно стоит сказать о следующих особенностях тренировок:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляться как послойно без применения опорных элементов, так и с

с помощью палочек. Штифты изготовлены из стали. Их размеры строго регламентированы, например диаметр не должен превышать 40% толщины чугуна. Выступ штифта над металлом ограничивается 4-6 мм, а расстояние между штифтами не должно быть более 6 диаметров. Количество зависит только от размера соединения, но не более 25% площади перелома

2. Режущие кромки.

Примечание! Кромки не должны иметь острого среза на стыке двух частей металла, оптимальная форма – сферическая.

3. Электроды должны быть специальные. Сварить такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит купить электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих плавлению на капризном чугуне.

Применение присадочной проволоки

В ряде случаев в процессе ручной дуговой сварки чугуна могут вводиться специальные добавки, придающие сварочному материалу особые свойства. В основе этих присадок лежат те же никель и медь, иногда железо, нержавеющие сплавы и олово. Для использования проволоки вам понадобится маска-хамелеон, надежная фиксация детали и некоторая подготовка.

Наиболее популярной присадочной проволокой является ПАНЧ-11, которая используется для полуавтоматической сварки изделий из чугуна. Проволока вводится небольшими порциями при каждом зажигании дуги, а контакт электрода с поверхностью осуществляется именно через припой. Это обеспечивает хорошую смешиваемость и гасит воздействие высоких температур.

Добавки на основе монеля также очень полезны при сварке чугуна. Это достаточно редкий и дорогой сплав, но он обладает необходимыми ТКС, твердостью и пластичностью, сравнимыми с самим чугуном. Монель наносится малыми дозами через мгновение после зажигания дуги. При этом горение более продолжительное, что практически не сказывается на качестве шва.

Технология сварки чугуна электродом

В зависимости от типа дефекта и возможностей используется несколько вариантов. Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется многослойным способом. С кромок толстостенных деталей, подлежащих соединению, болгаркой снимают фаски под углом 45⁰. При заделке трещины ее углубляют тонкой шайбой, а на концах просверливают отверстия. Такая подготовка обеспечит лучшее заполнение дефекта расплавленным металлом.

Затем с помощью специального электрода сваривают первый слой участками по 3-5 см. Сварку начинают с концов стыка для образования ванны. По возможности обработайте дефект таким же образом на обратной стороне детали. Следующие слои, еще горячие, проковывают молотом с закругленной головкой.

Поскольку специальные электроды дороги, их иногда заменяют обычными. Однако их использование возможно только для обработки поверхности после нанесения первых слоев. Сварка чугуна электродами по стали дешевле, но надежность такого соединения невысокая. Поэтому не рекомендуется для критических приложений.

Чугунные электроды применяют для устранения дефектов изделий после литья. Для улучшения качества применяют полугорячий метод. Для работы возможно использование блоков переменного и постоянного тока. Значение рассчитывается исходя из размера диаметра электрода. На каждый миллиметр добавляется 50 — 60 А.

Сварка чугуна в среде инертного газа неплавящимся электродом требует больших финансовых и временных затрат, при этом качество несколько повышается. Поэтому данная технология редко используется домашними мастерами.

Разделка кромок

Сварка чугуна электродом в домашних условиях требует снятия фаски. Обезжиривание и очистка деталей не требуется.

Фазировка выполняется:

• файл;
• эмери;
• мясорубка.

Примечание: острые края не допускаются. Остроту убирают подходящими инструментами.

Как варить чугун инвертором и плавящимся электродом

Сварка чугуна с использованием инвертора и плавящегося электрода чаще всего осуществляется холодным методом. Важными составляющими успешной работы являются: правильный выбор электрода и оптимальные условия сварки.

Электроды ОЗЧ-3

Врач должен выполнить соединение со специальными электродами, содержащими никель и/или медь:

Рекомендуемые режимы сварки для некоторых из перечисленных марок:

Марка электрода	Сила тока для электрода диаметром 3 мм.	Сила тока для электрода диаметром 4 мм.	Сила тока для электрода диаметром 5 мм.	Сила тока для электрода диаметром 6 мм.
ЦЧ-4	65-80	90-120	130-150	–
ОЗЧ-2	90-110	120-140	160-190	220-250
ОЗЖН-1	100-120	130-150	160-180	–
МНП-2	90-110	120-140	160-190	210-230

Также следует выделить следующие технологические особенности:

• длина непрерывного шва не должна быть 30-50 мм;
• частые перерывы в процессе сварки помогут исключить возможность перегрева, температура выше 80°С недопустима;
• полярность обратная.

Этот способ сварки может осуществляться двумя способами: шпильками и послойно.

1. Шпильки имеют резьбу, что означает, что их можно вкручивать в края привариваемой заготовки. Штифты должны быть разделены/расположены в шахматном порядке, чтобы предотвратить перегрев во время сварки. Размеры булавок зависят от толщины изделия; при их выборе следует опираться на следующие рекомендации:

• диаметр — 0,3-0,4 толщины изделия, но не более 12 мм.;
• глубина шурупа – 1,5 диаметра шпильки, но не более половины толщины изделия;
• высота выступающей части штифта 0,75-1,2 диаметра.

После установки шпилек можно приступать к сварке. Металл осаждается вокруг каждой шпильки слой за слоем. Далее практикующий врач должен заварить пространство между шпильками, которое остается неповрежденным, выполнить один или несколько соединительных швов.

2. Многослойная сварка выполняется после разделки кромок. Острые углы не допускаются. Поверхность следует делать с краев. Первый слой самый важный, поэтому необходимо тщательно следить за режимом сварки при наплавке. Каждый последующий слой, кроме первого и противоположного, необходимо проковывать молотом, без охлаждения.

Видео

На следующем видео показан чугунный электрод Zeller 855, но как происходит сварка, вы можете увидеть из видео.

Эта информация поможет подрядчику узнать, как подготовить чугун с чугунным инверторным электродом, и легко выполнить работы по подключению.

Сварка обычными электродами

В целях экономии можно использовать обычные (стальные) расходники вместо специальных расходников. Обычные электроды дешевле. Технология многослойной сварки обычными стержнями практически ничем не отличается от рассмотренного выше способа, где используются специальные стержни, покрытые цветными металлами. Этапы работы аналогичны. Разница лишь в том, что следующие за первым слои наносятся не специальным электродом, а обычным.

Обратите внимание на следующее! Сварка чугуна не предназначенными для этого электродами возможна, но не рекомендуется использовать в ответственных соединениях! Эта информация предоставляется для сварки только в экспериментальных целях.

Сварка чугунными электродами

Этот способ сварки может осуществляться холодным и полугорячим способом. Небольшой предварительный нагрев улучшит структуру металла шва.

Чугунные электроды представляют собой литые стержни с покрытием, используемые для устранения дефектов в чугуне. К данному виду расходных материалов относятся следующие марки: МНЧ-1; ОЗЧ-1; ОЗБ-2М.

Сварка осуществляется постоянным и переменным током. Величину тока определяют следующим образом: 50-60 А на 1 мм электродного стержня.

Как правильно сварить чугунные детали на холодную

При соединении не перегревать ближнюю зону сварки (не более 80°С). Делайте частые перерывы между проходами. Используйте многопроходную сварку.

1. сначала поверхность по краям фасок;
2. затем постепенно заполняя шов;
3. после каждого прохода ковать валок горячим.

Сделать валки длиной 40 мм, произвольно, чтобы уменьшить нагрев детали.

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

• источник тока (преобразователь);
• электроды 3 мм;
• щеточка для зачистки шва;
• молот для ковки и удаления шлака;
• фреза или фреза для снятия фаски;
• щит и перчатки.

Сам процесс:

1. сначала режущие кромки и притупленные острые углы;
2. затем наплавка по краям фасок;
3. дальнейшее постепенное заполнение шва.

Ковать каждый рулет горячим. Не торопитесь, дайте детали время остыть (нагрев околосварочной зоны не более 80°С).

После заполнения сварного шва переверните деталь и обрежьте края с обратной стороны. Выполните сварку, как описано выше. Соблюдайте температурный режим и производите ковку каждого ролика. В конце процесса при желании отшлифуйте наплавленную поверхность.

Видео:

Аккумуляторы, тиски, блок двигателя и другие конструкции из серого чугуна ремонтируют методом холодной сварки.

Какие электроды используются

Не все типы расходных материалов можно использовать для сварки хрупких сплавов. Перед началом работы следует изучить основные характеристики электродов.

Неплавящиеся

Заготовить чугунные детали можно с разными типами таких элементов:

• вольфрам;
• графит;
• каменный уголь.

В качестве расходных материалов, участвующих в формировании шва, используются чугунные или присадочные электроды, содержащие легирующие добавки (медь, никель). Сварочная ванна защищена флюсами на основе аргона или буры. Наиболее распространена технология сварки TIG вольфрамовым стержнем на переменном токе.

Простые для стали

Сварка чугунных элементов обычными электродами не позволяет получить качественный шов. Такие расходные материалы используются из-за их низкой стоимости. Для снижения вероятности образования дефектов применяют присадочные прутки марки ЦЧ-4. Они предназначены для формирования первого плакирующего слоя с дальнейшим продолжением сварки простыми материалами.

Электроды УОНИ применяются только для устранения мелких дефектов конструкций, не испытывающих высоких нагрузок.

Покрытые дополнительным металлом

Такие элементы применяют для сварки чугуна электродом в домашних условиях, если необходимо устранить дефекты литья. Они имеют форму круглых стержней, покрытых защитными материалами. Чаще всего процесс сварки осуществляется на постоянном токе. Переменная используется редко. Необходимая сила тока рассчитывается по формуле 50-60 А на 1 мм электрода. Шов при электросварке с элементами с покрытием получается неоднородным.

Чугунные электроды

Аппараты и расходные материалы

Для проведения сварочных работ необходимо использовать специальное оборудование. Специалисты рекомендуют использовать устройства, вырабатывающие постоянный ток (преобразователи). Сварочное оборудование, в котором используются трансформаторы, имеет низкий КПД и ухудшает конечный результат.

Расходные материалы в виде электродов потребуются для работы преобразователя. Их диаметр должен быть не менее 3 мм. Сварка чугуна электродами позволяет сделать более качественный шов, чем при работе полуавтоматом. Лучшими расходниками для этого сплава являются ОЗЧ-2 и МНЧ-2.

Чугун можно варить аргоном. Для этого используется медная проволока. Процесс работы с данным оборудованием аналогичен использованию конвертера. С помощью аргоновой сварки можно сваривать листы толщиной до 4 мм.

Как варить чугун электродами

Поскольку чугун – хрупкий металл, его нельзя перегревать в процессе сварки. Также важно не охлаждать свариваемые детали слишком быстро, что может привести к трещинам и деформациям.

При сварке чугуна электродами следует соблюдать следующие правила:

• Переключите инвертор на обратную полярность. Положительную клемму необходимо соединить с электродом, а отрицательную клемму приварить к чугуну.
• Установите минимальный сварочный ток, допустимый только для определенного диаметра электрода.
• При сварке чугуна электродами нельзя слишком сильно перегревать металл. Поэтому длина непрерывного шва не должна быть более 3 см.
• Заготовка должна непрерывно охлаждаться, чтобы предотвратить перегрев металла.

Как видите, технология сварки чугуна довольно сложная. Нужно знать, что и как делать, в каком порядке. Убедитесь, что первый и последний швы прокованы молотком, не применяя слишком большого усилия.

Подготовка металла к работам

Перед тем, как заварить чугун, выполните следующие действия:

• очищает поверхности от пыли, масла и грязи;
• обрезанные края;
• установить шпильки (при использовании метода холодной сварки);
• нагрев металлических элементов (с использованием термических способов соединения).

Температуру деталей перед горячей сваркой повышают постепенно, на 100°С в час. Чугунные элементы также медленно остывают.

Предварительная подготовка изделий

Сварка чугуна в домашних условиях начинается с правильной подготовки узлов и деталей к процессу сварки:

• зачистите и обрежьте свариваемые кромки;
• фрезерование или сверление дефектных участков по краям с вырубкой до голого металла;
• очистить, обезжирить, высушить рабочие поверхности.

Для предотвращения перегрева материала свариваемые кромки срезают стамеской или наждачным кругом под углом 45º. Это способствует равномерному прогреву рабочей поверхности.

Обезжиривают бензином, ацетоном или другими органическими растворителями, а сильно загрязненные участки прожигают пламенем горелки.
Трещины должны быть обработаны — на всю глубину трещины для адекватной сварки металла. Длина разреза должна быть на 5-6 мм больше дефектного участка с обеих сторон. Просверлите концы трещин или вырежьте их и закруглите.

Для тонкостенных деталей ставят графитовые вкладыши, препятствующие вытеканию расплавленного металла. Это поддерживает горячую зону и сохраняет форму детали.

Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна

В каждом процессе есть свои положительные и отрицательные стороны. Главное, чтобы в этой технологии преобладали преимущества.

Как видите, плюсов несколько, поэтому ручная сварка инвертором популярна среди домашних мастеров, в небольших самостоятельных мастерских. Заглянув на сайт mrmetall.ru, вы сможете узнать еще больше подробностей о сварке чугуна.

Процесс сварки

В предыдущем разделе мы разобрали предварительную подготовку, и перед тем, как приступить к сварке, мы должны рассмотреть наиболее важные технологические моменты:

• Полярность подключения обратная;
•  Мощность сварочного аппарата минимальна при данной толщине электрода;
• Длина непрерывного сварного шва не должна превышать 30 — 50 мм;
• Необходимо исключить перегрев металла из-за частых поломок;
• Первый и последний слои многослойки выковываются молотом с минимальными усилиями.

Следующая таблица поможет определить режим сварки:

Мы рассмотрели самые важные предварительные моменты, остался главный вопрос: «Как приготовить чугун электросваркой?». Здесь есть два способа: заколками или слоями. Рассмотрим каждый из вариантов отдельно.

Сварка чугуна инвертором по шпилькам

После установки шпилек можно приступать к сварке шва. Вокруг каждой шпильки слой за слоем укладывается металл, образуя заплатку. Предотвратить нагрев выше 80 градусов можно, если выполнять работу в шахматном порядке или попеременно на противоположных концах. Последним моментом в этом виде сварки является соединительный шов, который соединяет металл шва между шпильками.

Многослойная сварка по технологии отжигающих валиков

Этот метод применяют для заварки трещин в тонкостенных деталях — толщиной до 8 мм. Валки накладываются в определенной последовательности, где каждый последующий термически воздействует на предыдущий, уменьшая твердость.

Вдоль трещины под углом 45º выполнен V-образный срез кромок. Сначала на одну, затем на другую кромку наваривают подготовительные валики и на них наваривают отжиговые валики участками длиной 40-50 мм.

При переходе на другой участок зоне сварки дают остыть до 50º-60º и проковывают легкими ударами молота, сбивающими окалину. Из-за этого кулинарные валки сильнее нагреваются, а затем медленнее остывают. В закаленной части шва происходит частичное упрочнение и нормализация.

При прикладывании валиков к обеим сторонам трещины окончательный соединительный слой наваривается на тех же отдельных участках. Края последнего слоя должны отстоять на 3-4 мм от ближайших границ проплавления.

Использование специальных электродов

Существует невероятное количество разновидностей электродов для сварки чугуна разного качества. Мы рассмотрим только то, что наиболее подходит для использования в домашних условиях.

Наиболее популярными марками электродов для сварки чугуна можно назвать ЭСАБ (ОК) 92.60, 92.58 и 92.18. Первые два имеют умеренное содержание никеля, где TCR сравним с чугуном. Марка 92.18 имеет высокое содержание никеля и требует горячей штамповки для герметизации кристаллической решетки и повышения пластичности сварного шва. Эти электроды хороши для сварки серого и ковкого чугуна.

Несколько иной принцип сварки, иначе называемый высокотемпературной пайкой, применяется при работе с медно-никелевыми электродами, такими как МНП-2. Такой припой состоит из веществ, не вступающих в реакцию с графитом, поэтому вероятность образования «заморочек» на границе сварного шва значительно ниже. Электроды с добавлением меди подходят для большинства марок чугуна.

Для сварки деталей без предварительного подогрева применяют марки ОЗЖН-1 и УТП 86 ФН. Это электроды на железоникелевой основе с легирующими добавками, в основном их используют для сварки серого чугуна. Толщину электродов любого типа для работы в домашних условиях следует выбирать 3 мм, для особо массивных деталей – не более 4 мм, иначе преобразователь просто не выдаст необходимый ток для полноценного нагрева.

Резка и разделка кромок

Эта операция обязательна при сварке чугуна любым способом. Для этого края зачищают напильником или болгаркой с металлической насадкой. При разделке кромок выпиливаются щели. При необходимости установки шпилек края обрезаются под углом. В торцах просверливаются отверстия, формируется резьба. После этого вкручиваются шпильки. Наружные концы элементов необходимо приварить друг к другу.

Рекомендуемая литература Свойства металла шва с оцинковкой

Способы

В подавляющем большинстве случаев чугун сваривают с предварительным подогревом. Именно работа в горячем состоянии наиболее эффективна и дает качественный результат в сравнительно короткие сроки. Обычная технология предполагает нагрев до 600-650 градусов. При полугорячем способе металл нагревается только до 300-350 градусов Цельсия. Иногда практикуется и так называемый холодный режим, полностью исключающий предварительный подогрев.

А «холодная» методика редко позволяет добиться хорошего результата. Тем не менее, он по-прежнему широко используется. Такое решение привлекательно для новичков своей простотой и процедурами. Для работы используются электроды специальной серии, в состав которых входит заметное количество никеля или меди. Иногда даже используются электроды, содержащие обе такие добавки.

Разделка кромок

После того, как электроды для чугуна выбраны, необходимо подготовить кромки детали к сварке. В первую очередь следует позаботиться о чистоте поверхности изделия, о чем говорилось ранее.

Кроме того, прежде чем варить чугун электросваркой, следует обрезать кромки. Это касается, в частности, ремонта различных устройств. В таких случаях важно вырезать дефектные места. Выполняется с одной или обеих сторон в форме Х.

Сварка стали с чугуном будет более надежной, если перед началом работ на кромке сделать последнюю добавку никеля. Это сформирует так называемый переходный слой, что положительно скажется на качестве шва.

Конечно, маркировка электродов для чугуна в этом случае будет другой. Подходящими вариантами соединения со сталью являются стержни марок ЦЧ-4, ОЗЧ-2.

Маркировка электродов

Марки сварочных электродов говорят о трех важных вещах:

• химическая структура;
• предполагаемое использование;
• серия продуктов.

При обозначении изделия МНЧ-2 можно не сомневаться, что это медно-никелевый (МН) электрод 2 класса. Аналогичная серия содержит ряд аналогичных товаров. Однако их состав может существенно различаться. Однако маркировка может быть гораздо более сложной.

Рассмотрим модель Э46-ЛЭЗС-УД-Э431(3)РЦ13. Символы E46 показывают, что сопротивление разрыву составляет 46 кг на 1 мм2. Второй компонент знака сокращенно показывает знак изготовителя. Последние цифры в маркировке указывают на диаметр инструмента. Аббревиатура «УД» указывает на то, что электроды можно использовать для работы с углеродистой и легколегированной сталью. А буквы «RC» говорят о наличии толстого рутилово-целлюлозного покрытия.

Специалисты отмечают, что чугунные коллекторы следует сваривать с ЦЧ-4. Их толщина составляет от 3 до 5 мм. Возможна работа с нижним расположением частей. В зависимости от толщины электрода применяют силу тока:

• 65-80 А;
• 90-120 А;
• 130–150 А.

МНЦ-4 можно считать обычным делом для сварки самых разных деталей из чугуна. Швы, полученные с помощью такого электрода, получаются очень хорошими. Кроме того, учитывается вариант покрытия и толщина инструмента. Кроме перечисленных марок электродов могут использоваться и другие приспособления. Горячую сварку чугуна обычно проводят при помощи ЦЧ-4.

Если металл нагревается незначительно, рекомендуется использовать ОК 92.18. К такому инструменту допускается подавать как постоянный, так и переменный ток. При использовании ЦЧ-4 для холодной сварки чугуна (это тоже возможно) необходимо подавать ток обратной полярности. Еще одним важным требованием будет нижнее размещение заготовок. Большинство сварщиков отдают предпочтение электродам с маркировкой, установленной в ГОСТ 2671.

Большинство этих продуктов имеют меловое покрытие. Однако в OMC-1 и некоторых других вариантах используется специальное пробное покрытие. Иногда также используются:

• электроды на основе углерода;
• УОНИ и АНО (из стали);
• чугунные электроды.

Тонкий чугун рекомендуется варить в холодном состоянии с ОЗЧ-6. Такой инструмент хорошо работает, если детали расположены вертикально или находятся в нижнем положении. Для ответственных деталей правильнее использовать МНЧ-2. Этот тип электрода поможет устранить дефекты, появившиеся при разливке металла. Он также используется в сварочных работах.

Вы легко сможете сделать прочный и надежный шов. Работа ведется как в нижнем, так и в вертикальном положении. Некоторые опытные сварщики работают даже в положении над головой. Специалисты рекомендуют использовать токи с обратной полярностью. Иногда поверхностную обработку чугуна проводят без предварительного нагрева с помощью ОЗЖН-1.

Этот тип электрода подходит даже для серьезной работы, когда есть большие погрешности. С их помощью можно будет сваривать значительное количество металла. Предпочтительно вертикальное и нижнее расположение деталей. Технологи подчеркивают необходимость использования постоянного тока с обратной полярностью.

В последнюю очередь стоит упомянуть инструмент ОЗЧ-2, который также изредка используется для холодной сварки чугуна.

При необходимости сварки чугуна со сталью рекомендуется использовать ЦЧ-4. Такой электрод используется как в холодных, так и в горячих контурах. Обеспечивает поверхность в 1 или 2 слоя металла, быстрое устранение дефектов. Оптимальная работа в нижнем положении. Специалисты отмечают, что для ЦЧ-4 идеально подходит ток обратной полярности.

Ficast NiFe K берется, если вы собираетесь сваривать смешанную стальную деталь с чугунным изделием. Выбор технологического положения не ограничен. Вы можете получить прочный шов без трещин и обеспечить легкую обработку. Zeller 855 отличается схожими параметрами. Эти виды электродов подходят даже для работы с неочищенными изделиями, ржавыми кромками, удалять пятна машинного масла не нужно.

Отдельно стоит упомянуть такие популярные зарубежные модели, как:

• УТП 86 УН;
• Часовня 41, 43, 44;
• ряд угольных электродов от Team Binzel;
• Прибор Никель-333Н;
• Амерарк Ni 99;
• ОК NiFe-Cl-A;
• Эрликон Монель.

Настройки сварочного аппарата

При настройке прибора рекомендуется учитывать информацию, указанную производителем электродов на коробках. В таблице на упаковке всегда указывается вид сварочного тока (переменный или постоянный), положение шва (нижнее, верхнее), величина тока.

Обратная полярность — минус — крепится к детали, правая — к электроду.

Возникающие затруднения

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

1. При сварке происходит интенсивная закалка металла. Поскольку чугун имеет низкую пластичность, это приводит к хрупкости. В результате при усадке шва образуются трещины.
2. При выгорании углерода выделяется активная окись углерода, которая не всегда полностью удаляется из металла. Это приводит к образованию пор в месте сварки.
3. В зоне сварки при неправильном охлаждении металл может побелеть. На поверхности появляется слой белого хрупкого чугуна, который не поддается обработке.
4. Из-за окисления кремния в процессе эксплуатации образуются труднопрожигаемые тугоплавкие оксиды. В этом случае возникает непровар, что снижает надежность шва.

Чтобы не допустить брака, необходимо строго соблюдать технологию. О некоторых сложностях процесса сварки вы можете прочитать на сайте mrmetall.ru.