Как варить чугун электросваркой: особенности сварки, чем можно, каким током, как сваривать ковкий, наплавка

Чтобы избежать различных изменений в структуре метала, нагревать его следует до температуры не более 66о градусов по Цельсию при скорости нагревания 140 градусов в час. И охлаждать следует медленно во избежание его отбеливания.

Электроды при холодной сварке

Итак, как заварить чугун качественно? Ответ прост: нужно применять специальные электроды, изготовленные с применением никеля и меди. Медь не растворима в железе и не склонна к реакции с углеродом, благодаря чему шов, наплавляемый такими электродами, выходит неоднородным с присутствием высокопрочного и высокоуглеродистого железа.

Никель имеет свойство, растворяться в железе, и не склонен к образованию соединений с углеродом, благодаря чему – нет участков образований белого чугуна, поэтому наплавленный металл невысокой прочности и без труда обрабатывается.

Сейчас производится значительное количество разнообразных видов электродов для сварки, и проблем чем сваривать чугун не существует.

Основные типы электродов для сварки:

1. Электроды, изготовленные из железно-медно-никелевых сплавов.
2. Из железно-никелевых сплавов.
3. Из медно-железных сплавов.

Можно ли осуществлять сварку по чугуну большими электродами? Основное правило при сваривании чугунных изделий заключается в том, что при работе нужно стараться наименьше проплавлять металл. Для выполнения этого условия необходимо использовать малый ток и электроды малого диаметра. После наварки каждого шва необходимо делать перерывы для понижения температуры детали до 40-60 градусов.

Сварка стальными электродами

Здесь для чугунной сварки можно применить самый доступный метод – сварка чугуна в домашних условиях стальными электродами. Но при их использовании качество шва остается желать лучшего, из-за плохого сцепления чугуна с наплавленным металлом, происходящим благодаря разной усадке.

Пайка чугуна

Паяют чугун припоями, состоящими из свинца и олова, используя паяльную лампу или газовую горелку, при этом необходимо соблюдать режимы для пайки серого чугуна и не превышать температуру плавления припоя. Перед началом работ шов тщательно очищают, протравливают соляной кислотой и далее наносят флюс их хлористого цинка и облуживают металл.

Процесс облуживания заключается во втирании железной щеткой припоя в нагретое до температуры  600 градусов место пайки. Далее производится окончательный нагрев до 800 градусов, и запаивают дефекты или спаивают детали.

Для пайки чугунных изделий применяют и тугоплавкие припои из серебра и латуни, в состав которых входит железо, никель, марганец, олово и кремний в количестве от 1,1 до 1,6%.

Для получения прочного шва детали после пайки необходимо отжечь в течение 15 минут при температуре 710-740 градусов по Цельсию.

Свариваемость чугуна зависит от характера распределения в нем включений графита. Лучше всего сваривается сплав перлитного типа, с мелким пластинчатым или сфероидальным графитом. Чугун с малыми и средними включениями графита, окруженными твердым раствором углерода в железе, сваривается удовлетворительно. Хуже всего поддается сварке сплав с крупными включениями графита в виде сплошной сетки, затрудняющей сплавление основного и присадочного металла.

Итог

Теперь вы знаете особенности сварки чугуна, на что надо обратить внимание, а также каким сварочным оборудованием производить процесс.

Как варить чугун электросваркой электродом

Чугун в быту применяется повсеместно, начиная от батарей и других сантехнических элементов, заканчивая конструкциями заборов, деталями автомобилей и станочного оборудования. Трудности начинаются, когда речь заходит о сварке этого металла. Сварка чугуна электродом в домашних условиях – работа не из легких. Если с обычными сталями можно работать без особо тщательной подготовки, то просто наварить шов на чугунную деталь, без предварительной подготовки, очень сложно. Несоблюдение основных технологий может привести к перекалке металла, а значит повышению хрупкости и другим проблемам. Давайте разберем как заварить чугун дома, с помощью инвертора.

Особенности сварки чугуна, виды чугуна

Опытные сварщики могут определить свариваемость чугуна всего по раз
резу. Считается, что если структура металла мелкодисперсная и приближенная к серому цвету, то такой чугун можно сварить намного легче, чем крупнозернистый металл темных оттенков. Если мы говорим про сварку деталей, которые находились в масляной среде или были подвержены регулярному окислению в водной среде, грунте или других подобных условиях, то такой сварочный материал не подойдет.Так, как чугун – метал с ограниченно свариваемый материал, то стоит принять во внимание следующие его особенности:

• Металл – жидкотекучий, поэтому основное и единственно верное сварное положение – нижнее.
• Если не соблюдать температурные режимы и перекалывать металл, то при выгорании углерода будут образовываться поры.
• Низкая пластичность и несоблюдение температурных режимов – основные причины возникновения напряжения, в местах сварных соединений.
• Расплавленный чугун может создавать окислы, которые будут иметь более высокую температуру плавления, чем исходный металл.

Главная проблема, с которой вы можете столкнуться – образование трещин в местах сваривания при остывании детали.

Решить это можно только если полностью соблюдать технологию, в нашем случае – холодной сварки.

Методы сварки чугуна

Существует три способа сварить чугун:

1. Горячая сварка. Основной и наиболее правильный метод. Он заключается в том, что перед работой электродом, заготовку прогревают до 600 – 650 градусов. Это позволяет избежать образования соединений с повышенной температурой плавления, перекалки и напряженности метала в месте соединения. Нагрев осуществляется в печах, газовыми или другими горелками. Для домашних условий такой метод подходит с натяжкой, ведь помимо нагревающего прибора, нужно знать в какие моменты можно работать в месте сварного соединения, как остудить металл и много других нюансов.
2. Полугорячая сварка. Практически ничем не отличается от предыдущего способа, за исключением температуры нагрева. Здесь изделие прогревают до 300 – 350 градусов.
3. Холодная сварка. Способ – не предусматривает нагрев заготовки, но в его основе лежит множество других технологических моментов, несоблюдение которых приведет к невозможности выполнить качественный шов. Сварка чугуна в домашних условиях электродом осуществляется именно таким образом.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Прежде, чем сваривать чугун, его нужно подготовить. Сперва нужное место зачищается болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до не окисленного металла нужно провести обязательное обезжиривание бензином или любым другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, то металл нужно расчистить до ее окончания, и в этом месте засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Отдельно стоит поговорить про следующие особенности подготовки:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляется как послойно без применения опорных элементов, так и с
использованием шпилек. Шпильки состоят из стали. Их размеры строго регламентируются, так например диаметр не должен превышать 40% от толщины чугуна. Выступ шпильки над металлом ограничен 4-6 мм, а расстояние между шпильками не должно быть больше, чем 6 диаметров. Количество зависит только от размеров соединения, но не больше 25% от площади излома

2. Разделка кромок.

Обратите внимание! Кромки не должны иметь острый срез в месте соединения двух частей метала, оптимальная форма – сферическая.

3. Электроды должны быть специальными. Заваривать такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит приобрести электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих наплавлению на прихотливый чугун.

Процесс сварки

В предыдущем пункте мы разобрали предварительную подготовку, а перед началом сваривания нужно рассмотреть основные технологичные моменты:

• Полярность подключения – обратная;
• Мощность сварочного аппарата – минимальная, для данной толщины электрода;
• Длина одного непрерывного сварочного шва не должна превышать 30 – 50 мм;
• Нужно исключить перегрев металла, за счет частых перерывов;
• Первый и последний слой многослойных проковываются молотком с минимальным усилием.

Определиться с режимом сварки поможет приведенная ниже таблица:

Основные предварительные моменты мы рассмотрели, остался основной вопрос: «Как варить чугун электросваркой?». Здесь есть два способа: по шпилькам или послойно. Давайте разберем отдельно каждый из вариантов.

Сварка чугуна инвертором по шпилькам

После установки шпилек можно начинать наваривать шов. Вокруг каждой шпильки слой за слоем кладется металл, который и формирует заплатку. Не допустить нагрева свыше 80 градусов можно если выполнять работу в шахматном порядке или поочередно в противоположных концах. Завершающим моментом при таким виде сварки является соединительный шов, который соединяет наваренный металл между шпильками.

Многослойная сварка

Для начала нужно убедиться в правильности создания фасок. Затем специальным электродом, с соблюдением температурного режима начинаем наплавлять первый слой. Он является основным и задаст успех дальнейшей работы. Каждый слой, еще на горячую, нужно проковывать молотком. Если есть доступ к обратной стороне детали, то после первого слоя с одной стороны следует перевернуть изделие и наплавить аналогичный шов на его обратной стороне и уже потом приступать к завершению многослойной сварки верхней, а затем нижней части.

Наплавку нужно обязательно выполнять с краев, и создавать постепенно множество слоев. Главное, не забывать проковывать каждый слой. Если не знаете как проверить температуру детали, то примените технику вразброс. Она заключается в формировании шва поочередно в разных местах соединения. Когда сварной шов будет полностью готов, поверхность наплавленная на чугун, необходимо отшлифовать.

Если вы столкнулись с необходимостью сварить чугун и у вас есть только инвертор, то в домашних условиях можно заделать трещины или наложить заплатки на ненесущие элементы конструкции. Практически все необходимое у вас уже будет, это маска, защитные рукавицы и одежда. Придется докупить только специальные чугунные электроды, или сделать их самостоятельно. В этой статье описано два способа, как сварить чугун дома. Какой из них вам больше подходит – решайте сами. Но запомните – когда возникает потребность восстановить изделие предполагающее сильные нагрузки, то лучше обратиться к профессионалам.

Чугун в бытовых условиях применяют очень часто: начиная с батарей и других элементов сантехники, заканчивая компонентами заборов, запчастями машин, станков, коллекторов, промышленного оборудования. Сложности возникают, когда дело доходит до варки этого металла. Сварка чугуна электродами — задача непростая. Если при обработке других видов стали не требуется особой подготовки, то наварить швы на чугунные детали без навыков невозможно.

Особенности работы с чугуном

Рабочие со стажем определят свариваемость металла всего лишь по единому разрезу. Если структура является мелкодисперсной, а оттенок близок к серому, то такой чугун сваривать намного проще, чем темные крупнозернистые породы. Если говорить о соединении деталей, находящихся длительное время в масле, или тех, что постоянно подвергались окислениям в воде, грунте либо других средах, то такие сварочные материалы не являются подходящими. Следует принимать во внимание, что чугун принадлежит к материалам с ограниченной свариваемостью, и учитывать ряд его особенностей:

• металл относится к жидкотекучим, потому единственным допустимым рабочим положением является нижнее;
• при несоблюдении температурных режимов и перекаливании металла углерод выгорит, образуются поры;
• отсутствие необходимой температуры и минимальная пластичность — главные причины напряжений в местах соединения швов;
• расплавленным чугуном могут создаваться окислы с температурой плавления выше, чем у исходного материала.

Главный недостаток, с которым сталкиваются молодые мастера, — когда детали остывают, в местах сварки образовываются трещинки. Предотвратить такие последствия возможно только при строгом соблюдении технологии холодного сваривания.

Технологии соединения деталей

Существует три широко известные методики соединения чугунных деталей. Речь идет о таких работах:

1. Горячая сварка. Ее считают самой распространенной и правильной. Суть в том, что перед началом использования электрода заготовка должна прогреться до 600 градусов, давая возможность избегать появления соединений с завышенной температурой, перекалок и напряженностей в местах сваривания.
2. Полухолодное сваривание. От первого способа отличается только температурой нагрева. В этом случае температура нагрева изделий не должна превышать 350 градусов.
3. Холодная сварка. Нагрев заготовок исключается, но в пределах технологии есть многочисленные нюансы, без которых нельзя получить шов высокого качества. Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором выполняется именно таким методом.

Как подготовить материал

Чугуну требуется предварительная подготовка перед началом сваривания. Сначала нужные места защищают, используя болгарку с кругом в виде лепестка либо другие подходящие насадки. Верхний слой защищают до уровня не окисленного металла, обезжиривая бензином или растворителем. Если нужно избавиться от трещин, металл чистят, пока не покажутся их окончания, строго в тех точках насверливают отверстия с диаметром 10 мм.

Говоря о том, как сварить чугунные детали, стоит выделить и некоторые особенности подготовительного этапа:

1. Шпильки. Работы могут выполняться как послойно (опорные элементы не задействуются), так и со шпильками. Они полностью стальные. Размеры подпадают под строгий регламент, к примеру, их диаметр не должен занимать более 40% объема чугуна при максимальном расстоянии 6 диаметров и выступлении над основанием в 4−6 мм. На используемое количество влияют только величины соединений, но не более четверти от площади изломов.
2. Проведение разделки кромок. Нельзя допускать острых краев в местах сопряжений металла, их следует сделать сферическими.
3. Нужно пользоваться специальными электродами. Давая ответ на вопрос относительно того, как заварить чугун обычным электродом, нужно отметить, что это практически нереально. Специалисты советуют приобретать присадки, среди компонентов которых хром, медь, никель и другие лигатуры, упрощающие наплавление на чугун аргоном.

Сварочный процесс

После ознакомления с этапом предварительной подготовки сварки чугуна в домашних условиях необходимо должное внимание уделить описанию основных технологических моментов:

• придерживаться обратной полярности при подключении;
• выставлять мощность на минимум для заданной толщины электродов;
• один непрерывный шов может иметь длину до 50 мм;
• необходимо делать частые перерывы для исключения перегрева стали;
• первые и последние слои при многослойной варке обязательно подковывают молотком с незначительным усилием.

Итак, главные моменты рассмотрены, остается понять, как варить чугун инвертором. Есть два способа.

Применение шпилек и многослойности

После завершения фиксации шпилек можно приступать непосредственно к наварке швов полуавтоматом. Вокруг каждой из них послойно кладется металл, из которого и формируются заплатки. Не допускать нагрева свыше 80 градусов можно, придерживаясь шахматного порядка или выполняя действия по очереди с противоположных сторон изделий.

Завершающий момент для такого рода сварочных работ — нанесение верхнего соединительного шва из нержавеющей проволоки, предназначение которого — прочное объединение наваренной стали в пространстве, полученном вокруг шпилек.

Сначала следует убедиться в том, насколько правильно созданы фаски. После этого посредством специального электрода, выдерживая оптимальный температурный режим, начинают аккуратно наплавлять первый слой электросваркой. Он будет главным и определит качество дальнейших работ. Каждый из слоев еще в горячем состоянии должен тщательно проковываться молотком. Когда есть свободный доступ к обратной стороне изделий, то после нанесения первого слоя его нужно перевернуть, наплавить такой же шов, после чего завершить многослойную варку сверху, а потом снизу. После проковки швов поверхность поддается шлифовке.

Сварка чугуна требует другого технологического подхода. Это связано с химическими особенностями металла, что влияет на его обработку и, в частности, на сварку.

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов.

Особенности материала

Чугун по своему составу — соединение элементов железа и некоторого количества углерода. Но, в сравнение со сталью, последнего в нем свыше 2,14 %.

В зависимости от составов чугуны бывают белые и серые.

Белый чугун по своей сути полуфабрикат и используется для производства ковкого металла. Он очень хрупкий и изделия из него не производят.

Серый вид этого металла чаще всего применяют в промышленности и изготовлении различных вещей.

Также есть ковкие и высокопрочные чугуны.

В чем особенности этого материала в сварочных работах? Главное — это трудности с получением качественного шва, связанные со следующими проблемами.

• Чугун в силу своей неоднородной структуры склонен к растрескиванию в месте сваривания. Это связано с воздействием на него высокой температуры дуги, что приводит к его отбеливанию и изменению состава в месте варки (высокая температура плюс быстрое остывание).
• Вследствие высокотемпературного влияния электрической дуги происходит выгорание части углерода в составе металла, как следствие — в сварном шве образуются поры. Это не добавляет прочности такому соединению и качество значительно ухудшается.
• При расплавлении чугун очень текуч, что не позволяет сформировать правильный шов. Чем выше процентный состав углерода, тем текучесть будет выше.
• Также при сварке могут образовываться окиси в составе шва, которые тоже не упрочняют соединение. К тому же, окислы более тугоплавки.

Такие особенности значительно затрудняют сварочные работы по чугуну. Главная сложность — это непредсказуемость результата в итоге сварки. Чаще всего образовываются трещины на поверхности уже во время остывания металла.

Самым плохим чугуном для сварки является темно-серого или черного цвета (высокая вместимость графита). Такие виды лучше всего не варить в домашних условиях, в большинстве случаев это приведет к растрескиванию шва и самой детали.

Определить такие виды металла можно проведя рукой по излому. При большой вместимости графитов чугун «мажется».

Но, несмотря на трудности, сварное соединение все-таки возможно. Как проводиться сварка чугуна?

Способы сварки

Способ сваривания такого металла, как чугун, зависит от того, как его подготовить к процессу. Зависимо от этого различают «холодный» способ (без предварительного подогрева поверхности) и «горячий» (с предварительным нагревом детали).

Холодный способ сварки

Сваривание чугунных деталей холодным способом более простое, но нужно использовать специально предназначенные для этой сварки электроды.

Если пользоваться обычными (стальными) электродами без предварительного нагрева, то в сварном шве образуется металл в виде высокоуглеродистой стали с элементами, входящими в состав чугуна (серы, фосфора, марганца и прочих).

К тому же, такой шов нельзя зачищать, ввиду его высокой способности к растрескиванию. Слишком быстрое остывание приведет к образованию белого чугуна в месте рядом со швом. Металл станет твердым и очень хрупким.

Холодное сваривание проводят электродами небольшого диаметра и на малом токе.

Чаще всего такой способ целесообразно использовать при небольших объемах работ и невозможности сделать подогрев деталей.

Холодную сварку чугунных деталей можно проводить стальным электродом только в том случае, если швы не будут испытывать нагрузки на растяжение. Чаще всего используются медно-никелевые электроды, или же имеющие в своем составе медь и железо.

Горячий способ

Использование такого метода сваривания чугуна более целесообразно в домашних условиях. При подогреве сварочный шов более качественный, так как отсутствую процессы отбеливания металла и его закалки.

Горячий способ может быть местным или общим (частичный прогрев или полностью всей детали).

Для нагревания стоит использовать печь, где деталь будет равномерно прогреваться со всех сторон.

Также различают варианты прогрева в зависимости от температурного показателя

• Горячий — от 500 до 600 градусов.
• Полугорячий — от 300 до 400.
• Теплый — от 150 до 200.

Вся технология заключается в нагревании детали до необходимых температур перед свариванием и медленном охлаждении после завершения процесса.

Нагрев не должен превышать показатель 600-650 градусов. Иначе это приведет к изменению в структуре чугуна. Также нужно соблюдать неспешное нагревание, выдерживая скорость в 150 градусов в час.

Охлаждение тоже происходит неспешно. Лучше всего — поместить деталь в печь, в которой происходило нагревание, где и будет происходить остывание вместе с ней.

Как варить чугун

В работе с чугуном, как и с другим металлом, можно выделить два основных пункта: подготовка деталей и собственно сама сварка.

Подготовительные работы

Требования к предварительной подготовке при сварочных работах по чугуну намного выше, чем в стали.

• Во-первых, структура чугуна может привести к разрастанию повреждений.
• Во-вторых, пористость способствует проникновению загрязнения глубже в металл. Настоящая головная боль по очистке чугуна от машинного масла, которое очень глубоко проникает в поверхность.

Очищают поверхности чугунных деталей с помощью щетки по металлу и наждачной бумагой, тщательно устраняя все загрязнения и ржавчину. Можно воспользоваться болгаркой со специальной насадкой с металлическим ворсом.

При наличии машинного масла его нужно удалить, используя растворитель.

Также потребуется зачистка всех неровностей, поверхности должны быть ровными и гладкими.

По краям свариваемых деталей или трещин нужно сделать фаску. Кромки при этом скашивают, пользуясь подходящим инструментом.

При этом стоит помнить о хрупкости металла. Если края скругляют зубилом, то это делают очень тонкими слоями, постепенно. Толщина стружки должна быть не более 1 миллиметра.

Вокруг будущего соединения, на ширину в 20-30 мм, все зачищают до блеска металла.

После подготовки переходят к свариванию. Как заварить чугун используя основные методы в домашней мастерской?

Сваривание без подогрева

Сварка чугуна электродом в домашних условиях холодным способом возможна только при правильном подборе материалов. Чем варить чугун? Сегодня существует много видов различных расходников для сваривания практически любых металлов.

Лучше всего использовать электроды, в составе которых есть медь или никель. С последним углерод не вступает в соединения, что не приводит к образованию белого чугуна в шве. При этом сам шов не будет иметь слишком высокую твердость и легко зачищается и поддается любой обработке.

Такими же свойствами обладает и медь.

Чаще всего распространены железно-никелевые, железно-медно-никелевые электроды. С производителей можно обратить внимание на расходники от компании ESAB.

Режим сварки (сила тока и полярность), обычно указывается на упаковке с самими электродами.

Варка происходит в несколько этапов. После наложения каждого шва, ему дает остыть, после чего возобновляют работу.

Главное — это не пережигать металл, а как бы наплавлять расплав на свариваемую поверхность.

Для более качественной сварки лучше использовать горячий способ.

Сварка с нагревом

Главной проблемой при сваривании чугунных деталей является перепад температуры. Слишком большой нагрев с последующим охлаждением приводят к растрескиванию. Чтобы свести этот фактор к нулю, используют предварительное прогревание деталей равномерно по поверхности металла.

Итак, как варить чугун электросваркой с предварительным нагреванием?

• Поверхности заготовок или детали тщательно очищают от любого загрязнения.
• Если нужно заварить сквозные пробоины или трещины, то для предотвращения вытекания расплава используют специальные формы. Их изготавливают из графитовых пластин.
• Нагрев деталей в промышленных условиях производят в специальных индукционных нагревателях, дома для этой цели подойдет печь. Температуру нагрева определяют зависимо от массивности и толщины чугуна (от 300 до 600 градусов).
• Используя нужные электроды, выставляют соответствующую силу тока (сварка чугуна происходит на большей мощности, чем при варке стали).
• Нужно также настроить аппарат на постоянный ток при прямой полярности (кабель держателя ставят на минус, а массу — на плюс).
• Во время ведения шва нужно, чтобы сварочная ванна была достаточно заполнена расплавом, при этом его как бы перемешивают кончиком электрода.
• После завершения варки нужно обеспечить медленное остывание. Лучше всего сваренные детали засыпать теплоизолирующим материалом (древесным углем или сухим песком), также можно оставить чугун в остывающей печи, которую использовали для нагрева. Остывание зависит от массивности, слишком большие детали могут остывать до 5 суток (в промышленных объемах).

Горячий способ варки чугунных соединений более трудоемкий и ответственный, но его использование позволяет получить на выходе качественный шов без дефектов.

Сварка инвертором чугуна — довольно сложный процесс. Требуется тщательная подготовка самих деталей и внимательный подбор расходных материалов. Особенно важно, какими электродами осуществляется соединение при холодной сварке.

А что вы думаете по этому поводу? Есть ли у Вас опыт сваривания чугунных деталей электросваркой в домашних условиях? Какими приемами вы пользовались при этом? Ваш опыт важен для нас. Оставьте свои комментарии к этому материалу.

Как нужно варить чугун электросваркой?

Чугун относится к трудносвариваемым сплавам. Это обусловлено его склонностью к трещинообразованию при охлаждении после нагрева, образованию отбеленных зон с повышенной твердостью в результате выгорания кремния, резкому переходу из твердого состояния в жидкое. Поэтому выполняется преимущественно ремонтная сварка (устранение трещин и других дефектов), а возможна она только при условии использования специальных электродов и соблюдения некоторых рекомендаций.

Методы сварки чугуна

Варить сплав можно 2-мя методами:

1. Горячий – выполняется предварительный подогрев детали до температуры 600-650 °C. Данный способ применяется только в промышленных условиях.
2. Холодный – подходит для домашних условий. Главное – избегать перегрева и исключить быстрое охлаждение.

Для холодной электросварки чугуна применяются электроды:

• Стальные малоуглеродистые (УОНИ-13/45, АНО-4). В этом случае для увеличения прочности сварного соединения устанавливаются шпильки.
• Специальные – ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 (с содержанием железного порошка в составе покрытия), МНЧ-2 (состоят из никеля, меди и железа). ОЗЖН-1, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4 содержат до 90 % никеля.
• Чугунные – ЦЧ-4. Этой маркой электродов можно варить даже чугун со сталью.

Можно самостоятельно изготовить железно-медные стержни – на обычные углеродистые (УОНИ-13/45 или АНО-4) наматывается по спирали медная (ни в коем случае не латунная, которая выделяет в атмосферу ядовитые вещества) проволока сечением до 2 мм.

Рекомендации по сварке чугунных изделий

Высокие требования выдвигаются к подготовке свариваемой поверхности:

• Дефекты удаляются механическим или ручным способом. Трещины рекомендуется разделать на всю глубину их залегания, а концы закруглить.
• Места сварки очищаются угловой шлифмашинкой от окалины и других посторонних включений.
• Масляные пятна с поверхности устраняются пламенем газокислородной горелки или с помощью растворителей.

Электросварка чугуна выполняется в нижнем положении из-за его повышенной жидкотекучести. Категорически запрещено принудительное охлаждение – ведет к образованию трещин. Варить нужно вразбежку отдельными валиками, не допуская перегрева. Чтобы предупредить вытекание металла, используются графитовые подложки.

Также применяется метод отжигающих валиков – при наложении 2-го и последующих первые швы прогреваются повторно и остывают медленнее, что позволяет снизить степень отбеливания и получить более мягкий сплав.

При охлаждении в сварном соединении возникают напряжения, которые можно частично снять путем проковки швов после сварки. Удары наносятся молотком весом до 1,5 кг с закругленным бойком непосредственно по шву. Поскольку чаще всего при ремонте чугунных изделий производится многопроходная сварка, проковке подвергаются все валики кроме первого – из-за ударов в нем могут образоваться трещины.

«Умелая» сварка чугуна. Как не надо варить — мастерская ВАРИМ БАЙ

Умельцы сваривают чугун электродами, предназначенными для сварки сталей. Зачем использовать дорогостоящие марки для сварки чугуна?

               При выходе из строя чугунной детали встает вопрос — как и чем варить чугун.  Сварка чугуна марками электродов и других расходных материалов для сталей – взамен электродов по чугуну наиболее доступный (и изначально вроде недорогой) способ сварки. Зачастую можно услышать истории о том, что кому-то заварили чугунную деталь обычным электродом (например МР-3) либо полуавтоматом простой проволокой, которой варят сталь , либо народные рецепты – медной проволокой в аргоне,  нихромовой проволокой,  электродом по нержавейке обмотанном медным проводом и т. п.  Однако в подавляющем большинстве случаев такая сварка дает очень низкое качество сварного соединения (а то и вообще приводит в негодность ремонтируемое изделие) и, как правило, сиюминутную выгоду.  А Вам хочется чтобы над Вашим изделием провели эксперимент по сварке сомнительного качества?  Тогда специально для Вас мы подготовили эти фото по «качественной» сварке чугуна «грамотными» специалистами по «прогрессивным» технологиям.   Фотогалерея будет постоянно обновляться.

Почему столь доступный метод не приветствуется специалистами, очевидно из приведенных ниже фактов.

1. Вследствие местного неравномерного нагрева металла возникают сварочные напряжения, которые в связи с очень незначительной пластичностью чугуна приводят к образованию трещин в шве и околошовной зоне. Наличие отбеленных участков, имеющих  большую плотность (7,4 … 7,7 г/см3), чем серый чугун (6,9 … 7,3 г/см3), создает дополнительные структурные напряжения, способствующие трещинообразованию.
2. Быстрое охлаждение, имеющее место при холодной сварке, приводит к значительному повышению твердости наплавленного металла и металла зоны термического влияния, где чугун приобретает структуру белого чугуна, характеризующегося высокой твердостью и хрупкостью. Места сварки невозможно обработать режущим инструментом.
3. При сварке чугуна электродами для стали сварочная ванна кипит и происходит повышенное газообразование которое продолжается и на стадии кристаллизации.  Это приводит к непровару и порам в сварочном шве – сварочный шов выглядит как пористый шоколад.  Ни о какой прочности и плотности и однородности шва речь не идет
4. Повышенная жидкотекучесть чугуна затрудняет удержание расплавленного металла от вытекания и формирование шва. Практически невозможна сварка в положениях, отличных от нижнего.
5.  Наличие кремния, а иногда и других элементов в металле сварочной ванны способствует образованию на ее поверхности тугоплавких окислов, приводящих к образованию непроваров.
6. В отличие от сварки электродами по чугуну прочность металла, наплавленного стальными марками, примерно в два раза выше прочности чугуна. Поэтому толщина наплавленного металла должна составлять примерно 50% от толщины стенки детали в месте сварки. Излишнее количество наплавленного металла нежелательно, так как при этом увеличиваются усадочные напряжения и появляется опасность образования трещин.
7. Из-за отсутствия в электродах графитизаторов, кислородсодержащих элементов, пластификаторов сварочные швы выполненные электродами для обычной стали не обладают структурой серого чугуна, науглерожены (хрупкие), непластичные (при остывании их рвет либо деформирует деталь)

 Если оценить необходимые трудозатраты по подготовке к сварке и низкую вероятность получения качественного соединения, станет очевидным тот факт, что следует выбирать  более дорогостоящую, но более эффективную услугу по сварке чугуна специальными электродами.

 Если Вас не убедили наши аргументы – это Ваше право произвести ряд экспериментов над Вашим вышедшим из строя изделием. Может быть именно Вам и повезет и сваренное неизвестно чем (либо не тем, чем надо) Ваше изделие будет служить еще очень долго (попав в тот заветный 1% исключения из общего правила). Но если у вас нет желания ставить сомнительные эксперименты – обращайтесь к нам и мы постараемся в кратчайшие сроки помочь Вам с ремонтом и реставрацией чугунных деталей.

Рекомендации по сварке чугуна

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, либо 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 такой 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 длительных периодов 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
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, выбрав 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 рекомендуется нагревать всю отливку. Типичные температуры предварительного нагрева составляют 500-1200 градусов по Фаренгейту. Не нагревайте выше 1400 градусов по Фаренгейту, так как 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 в сухой песок, чтобы снизить скорость охлаждения и уменьшить тенденцию 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 поработать несколько минут для достижения 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 следует укладывать в одном направлении, и предпочтительно, чтобы концы параллельных бусинок не совпадали друг с другом.

Трещины при уплотнении
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 возвращения 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 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.

Посмотреть больше статей с инструкциями по сварке чугуна

Посмотреть чугунные стержневые электроды

Как сваривать чугун

Сварка чугуна в домашних условиях возможна — при определенных условиях

Эффективная сварка чугунных деталей на собственном предприятии может сэкономить время и деньги, но здесь есть проблемы. Нарушение сварки часто может привести к растрескиванию или другому повреждению. Если задействованы критически важные детали, может быть целесообразно обратиться к опытным сварщикам на сварочное оборудование, чтобы обеспечить успешный результат.

Если сварка выполняется собственными силами, очень важно изучить шаги, необходимые для эффективного изготовления сварной детали. Прежде чем приступить к работе, необходимо сделать четыре основных шага:

1. Определить сплав
2. Тщательно очистить отливку
3. Выберите температуру предварительного нагрева
4. Выберите подходящую технику сварки

Определите сплав

Чугуны — это семейство железоуглеродистых сплавов. Их высокое содержание углерода (обычно 2–4%) придает чугуну характерную твердость. Однако эта твердость достигается за счет пластичности. Он менее податлив по сравнению со сталью или кованым чугуном. Циклы нагрева и охлаждения во время сварки вызывают расширение и сжатие металла, вызывая растягивающее напряжение. Чугун не растягивается и не деформируется при нагревании или напряжении — вместо этого он трескается, что делает его чрезвычайно трудным для сварки.Эту характеристику можно улучшить, добавляя различные сплавы.

Некоторые сплавы чугуна легче сваривать, чем другие:

• Серый чугун
  Серый чугун — наиболее распространенная форма чугуна. Углерод осаждается в виде чешуек графита во время производства в кристаллическую микроструктуру перлита или феррита. Он более пластичен и поддается сварке, чем белый чугун. Тем не менее, это по-прежнему представляет собой проблему для потенциальных сварщиков, поскольку чешуйки графита в сером чугуне могут попасть в сварочную ванну и вызвать охрупчивание металла шва.

• Белый чугун
  Белый чугун сохраняет углерод в виде карбида железа, не выделяя его в виде графита. Кристаллическая микроструктура цементита очень твердая и хрупкая. Белый чугун обычно считается несвариваемым.
• Ковкий, шаровидный или ковкий Чугун
  Все эти чугуны менее хрупкие из-за различий в микроструктуре, обусловленных производством. Все три имеют сфероидальную углеродную микроструктуру, созданную их уникальными производственными процессами.

Лучший способ определить, какой у вас чугун: белый или серый, — это проверить исходную спецификацию. Спектрохимический анализ может предоставить эту спецификацию постфактум. Когда эти точные способы невозможны, есть несколько способов проверить в магазине.

Серый чугун будет иметь серый цвет вдоль точки излома из-за графита в его микроструктуре. Белое железо более белое по трещине из-за цементита. К сожалению, испытание на разрушение полезно только в том случае, если сварщик знает, что материал серый или белый.Это старые, более традиционные формы чугуна. Они также чаще встречаются в определенных классах товаров. Однако ковкий чугун, относительный новичок, также имеет довольно белый цвет по линии излома и гораздо более поддается сварке.

Испытание искрой может также использоваться опытным металлургом для определения типа чугуна.

Очистить отливку

Независимо от сплава, все отливки перед сваркой должны быть должным образом подготовлены. При подготовке отливки к сварке важно удалить все поверхностные материалы.Отливка должна быть полностью чистой в области сварного шва. Удалите краску, жир, масло и другие посторонние материалы из зоны сварки. Лучше всего на короткое время осторожно и медленно прикладывать тепло к зоне сварки, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварки основного металла.

Простым методом проверки готовности поверхности чугуна является нанесение сварочного шва на металл — он будет пористым, если присутствуют какие-либо примеси. Этот проход можно отшлифовать и повторить процесс несколько раз, пока пористость не исчезнет.

Предварительный нагрев

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением. Контроль температуры — единственный наиболее важный фактор во избежание трещин.

Сварка чугуна требует трех этапов:

• Предварительный нагрев
• Низкое тепловложение
• Медленное охлаждение

Основной причиной регулирования температуры является тепловое расширение. Когда металл нагревается, он расширяется. Никакого напряжения не возникает, когда весь объект нагревается и расширяется с одинаковой скоростью, но напряжение будет расти, когда тепло локализуется в небольшой зоне теплового воздействия (HZ).

Локальный нагрев вызывает ограниченное расширение — HZ удерживается более холодным металлом вокруг него. Степень возникающего напряжения зависит от температурного градиента между HZ и отливкой. В стали и других пластичных металлах напряжение, возникающее в результате ограниченного расширения и сжатия, снимается за счет растяжения. К сожалению, это может вызвать растрескивание в период усадки, поскольку чугуны имеют относительно низкую пластичность. Предварительный нагрев уменьшает температурный градиент между отливкой и HZ, тем самым сводя к минимуму растягивающее напряжение, вызванное сваркой.Как правило, методы сварки при более высоких температурах требуют предварительного нагрева при более высоких температурах. Когда адекватный предварительный нагрев невозможен, лучшей стратегией является минимизация тепловложения — выберите процесс низкотемпературной сварки и сварочные стержни или проволоку с низкой температурой плавления.

Скорость охлаждения — еще один фактор, который напрямую влияет на напряжения, возникающие в сварном шве. Быстрое охлаждение вызывает усадку, что приводит к образованию хрупких сварных швов с легкими трещинами. Напротив, низкое охлаждение снижает напряжение затвердевания и сжатия.

https://www.reliance-foundry.com/wp-content/uploads/pre-heat-welding.mov

Предварительный нагрев перед сваркой

Все чугуны подвержены растрескиванию под напряжением, но этого можно избежать с помощью предварительного нагрева. Посмотрите видео, чтобы увидеть, как нагревают металл перед сваркой.

Сварочная техника

Методы сварки следует выбирать в зависимости от их пригодности для свариваемого сплава чугуна. Наиболее распространенными процессами сварки являются сварка палкой, кислородно-ацетиленовая сварка и пайка.

Сварка палкой

Ручная сварка, также известная как дуговая сварка в среде защитного металла или MMA, предполагает использование плавящегося электрода, покрытого флюсом. Могут использоваться различные типы электродов в зависимости от области применения, требуемого соответствия цвета и объема механической обработки, которую необходимо выполнить после сварки.

Существует три основных типа присадок, которые хорошо подходят для сварки чугуном стержнем:

• Электроды с чугунным покрытием
• Электроды из медного сплава
• Электроды из никелевого сплава

Электроды из никелевого сплава являются наиболее популярными для сварки чугуна.По данным New Hampshire Materials Laboratory Inc., никель-железный шов прочнее с более низким коэффициентом теплового расширения, что снижает сварочные напряжения и повышает устойчивость к растрескиванию.

Электрическая дуга между электродом и зоной сварки плавит металлы и вызывает плавление. Дуга должна быть направлена ​​на сварочную ванну, а не на основной металл, так как это минимизирует разбавление. Рекомендуется использовать самую низкую настройку тока, одобренную производителем, чтобы минимизировать тепловую нагрузку.Предварительно нагрейте детали как минимум до 250 ° F перед сваркой чугунными или медными электродами. Никелевые электроды можно использовать без предварительного нагрева.

Кислородно-ацетиленовая сварка

При кислородно-ацетиленовой сварке также используются электроды, но вместо дуги, генерируемой током, энергию для сварки обеспечивает кислородно-ацетиленовая горелка. Чугунные и медно-цинковые электроды подходят для кислородно-ацетиленовой сварки чугуна.

Следует проявлять осторожность, чтобы не окислить чугун во время сварки ацетиленом, так как это приводит к потере кремния и образованию белого чугуна в сварном шве. Сварочный пруток следует плавить в расплавленной сварочной ванне, а не непосредственно в пламени, чтобы минимизировать температурные градиенты.

Сварка припоем

Сварка пайкой — это распространенный метод соединения чугунных деталей из-за минимального воздействия на сам основной металл. Сварочный пруток обеспечивает присадку, которая прилипает к поверхности чугуна.Из-за более низкой точки плавления наполнителя по сравнению с чугуном, наполнитель не разбавляется чугуном, а прилипает к поверхности.

Чистота поверхности имеет решающее значение для этой техники сварки, поскольку соединение зависит от качества присадки, смачивающей поверхность основного металла. Согласно Machine Design, использование флюса для предотвращения образования оксидов во время пайки является обычным явлением. Это жидкость, которая способствует смачиванию, позволяя наполнителю течь по соединяемым металлическим деталям.Он также очищает детали от оксидов, чтобы наполнитель более плотно прилегал к металлическим деталям. Кроме того, флюсы используются при сварке для очистки металлических поверхностей.

Чистовая

Растрескивание обычно возникает во время фазы термического сжатия — растягивающее напряжение нарастает по мере охлаждения и сжатия сварного шва. Если напряжение достигает критической точки, сварной шов трескается.

Вероятность растрескивания можно уменьшить, приложив сжимающее напряжение, чтобы противодействовать растягивающему напряжению во время охлаждения.Сварщики используют метод, называемый упрочнением (умеренные удары ударным молотком) по деформируемому сварному шву, пока сварной шов еще мягкий. Упрочнение снижает риск образования трещин в сварном шве и HZ, но его следует предпринимать только при работе с относительно пластичным металлом сварного шва.

Последний этап сварки — контроль охлаждения. В этом процессе используются изоляционные материалы, чтобы максимально замедлить охлаждение, или периодическое нагревание сварного шва для замедления процесса естественного охлаждения.

Сварка собственными силами

Если поручить сварку чугуна профессионалу, это может гарантировать качественный сварной шов, ремонт сварного шва можно выполнить на месте с тщательной подготовкой.Следуйте инструкциям по определению сплава, подготовке материала и выбору наиболее подходящей техники сварки.

Источники

Сварка чугуна: основные процедуры

Чугун — это сплав железа, углерода и кремния, в котором количество углерода обычно составляет более 1,7% и менее 4,5%.

Общая свариваемость чугуна низкая и зависит от типа материала, сложности, толщины, сложности отливки и потребности в обрабатываемости.

Ковкий и ковкий чугун имеют хорошую свариваемость, в то время как серый чугун и белый чугун свариваются только для небольших приспособлений.

Серый чугун — наиболее широко используемый тип чугуна. Серый чугун имеет множество составов, но обычно это перлит с множеством рассредоточенных по нему чешуек графита.

Существуют также чугуны из сплавов, которые содержат небольшое количество хрома, никеля, молибдена, меди или других элементов, добавленных для придания им особых свойств.

Другой легированный чугун — это аустенитный чугун, модифицированный добавками никеля и других элементов для снижения температуры превращения, так что структура становится аустенитной при комнатной или нормальной температуре. Аустенитные чугуны обладают высокой степенью коррозионной стойкости.

В белом чугуне почти весь углерод находится в комбинированном виде. Это обеспечивает более высокую твердость чугуна, что используется для обеспечения устойчивости к истиранию.

Ковкий чугун получают путем специальной термообработки белого чугуна отжигом для изменения структуры углерода в чугуне.Структура меняется на перлитную или ферритную, что увеличивает ее пластичность.

Чугун с шаровидным графитом и высокопрочный чугун изготавливаются путем добавления магния или алюминия, которые либо связывают углерод в комбинированном состоянии, либо придают свободному углероду сферическую или шаровидную форму, а не обычную форму чешуек в сером чугуне. Эта структура обеспечивает большую пластичность или пластичность отливки.

Основным фактором, усложняющим сварку чугуна, является его недостаточная пластичность.Если чугуны нагружены за пределы их пределов текучести, они скорее ломаются, чем деформируются в какой-либо значительной степени. Поэтому следует выбирать присадочный металл и конфигурацию деталей таким образом, чтобы минимизировать сварочные напряжения.

MMA, порошковая дуга, MIG, TIG и газовая сварка обычно используются со сварочными материалами на основе никеля для получения высококачественных сварных швов, но чугунные и стальные электроды также могут обеспечить удовлетворительные сварные швы в некоторых сплавах.

Приложения

Эти типы металлов широко используются в:

• сельхозтехника
• на станках в качестве оснований, кронштейнов и крышек
• для трубопроводной арматуры
• труба чугунная
• блоки, головки, коллекторы автомобильных двигателей
• наборов воды
• ремонт дефектов с целью модернизации или восстановления отливки перед обслуживанием

Редко используется в конструкционных работах, за исключением элементов сжатия.Он широко используется в строительной технике для противовесов и в других областях, где требуется вес.

Характеристики

Серый (серый) или чешуйчатый графит

Если графит существует в виде разветвленных взаимосвязанных чешуек; этот тип чугуна относительно дешев и имеет плохие механические свойства.

Серый чугун обычно можно сваривать GMAW (SMA), MIG (GMA) или FCAW, если используются специальные расходные материалы и процедуры.

Серый чугун имеет низкую пластичность и поэтому не будет расширяться или растягиваться в значительной степени перед разрушением или растрескиванием. Из-за этой характеристики при сварке чугуна методом кислородно-ацетиленовой сварки необходим предварительный нагрев. Однако его можно сваривать с помощью металлической дуги без предварительного нагрева, если тепло сварки тщательно контролируется.

Это может быть достигнуто путем сварки только коротких участков стыка за один раз и дать этим участкам остыть.Благодаря этой процедуре тепло сварки ограничивается небольшой площадью и исключается опасность растрескивания отливки.

Крупные отливки со сложным сечением, такие как моторные блоки, можно сваривать без разборки или предварительного нагрева. Обычно желательны специальные электроды, предназначенные для этой цели. Ковкий чугун, такой как ковкий чугун, высокопрочный чугун и чугун с шаровидным графитом, можно успешно сваривать. Для достижения наилучших результатов эти типы чугунов следует сваривать в отожженном состоянии.

Шаровидный или шаровидный графит (высокопрочный чугун)

Если графит существует в виде графита в сфероидальной форме, а механические свойства приближаются к свойствам стали. Чугун с шаровидным графитом, как правило, легче сваривать, чем серый чугун, но все же требуются специальные расходные материалы и процедуры.

Ковкий CI

Если графит существует в виде конкреций или розеток, полученных термической обработкой. Ковкий чугун имеет две основные формы: ковкий чугун черного цвета, который имеет свариваемость, подобную чугуну с шаровидным графитом, и ковкий чугун белого цвета, который легко сваривается с ферритными расходными материалами при условии, что приняты меры для ограничения проплавления.

Белый

Твердый, хрупкий чугун, не содержащий свободного графита. Белый утюг обычно считается несваркой.

Аустенитный

Где графит может существовать в виде чешуек или узлов, что обеспечивает хорошую коррозионную и термостойкость. Многие марки аустенитного чугуна можно сваривать с использованием специальных расходных материалов и специальных процедур.

CI с высоким содержанием кремния и алюминия

Если графит существует в основном в виде хлопьев, и материал имеет хорошую коррозионную стойкость.Этот сплав можно сваривать с помощью специальных материалов и специальных процедур.

Наконечники для сварки чугуна

Большинство проблем связано с высоким содержанием углерода. Это приводит к проблемам с растрескиванием и проблемами терморегулирования. Чугуны содержат от 2 до 4% углерода.

палкой может использоваться для ремонта отливок с несколькими типами сварных швов, которые являются машинно-ориентированными:

• никель 55 мягкий сварной шов
• никель 99 мягкий сварной шов
• HTS-528 Пруток для пайки (самый прочный пруток для соединения чугуна, с удобством встроенного флюса)

Никель — это сплав цветных металлов, который не впитывает углерод, что делает его хорошим выбором для ремонта.

• Предварительно нагрейте отливку во избежание растрескивания. Контролируйте предварительный нагрев с помощью височной палочки. Когда он плавится, это означает, что вы можете приваривать отливку. Предварительный нагрев отливки перед ремонтом сварного шва может быть очень полезным для контроля скорости охлаждения после сварки. Это особенно важно при ремонте изделий сложной формы, поскольку материалы различной толщины по-разному реагируют на тепло от сварочной ванны, что может привести к термическим напряжениям и деформации.
• Очистите все соединения, которые будут ремонтироваться или сваривать, включая жир и грязь.Используйте шлифовальные или чистящие растворители.
• Если после ремонта возникла проблема с пористостью, отшлифовать поверхность до прочного металла
• При ремонте дефектов отливки, таких как выбоины или трещины, все дефектные участки следует удалить путем холодного долбления, строжки или шлифовки. При строжке покрытым электродом или воздушно-угольной дугой вокруг области строжки образуется зона термического влияния. Перед строжкой отливку следует предварительно нагреть до 300 ° C, чтобы снизить риск растрескивания в этой области.Канавку также следует слегка отшлифовать, чтобы удалить затвердевший материал перед нанесением ремонта, поскольку графит в этой области может растворяться во время строжки, повышая его чувствительность к растрескиванию при последующей сварке. При удалении трещин или линейных дефектов концы трещины следует затупить путем сверления перед строжкой, чтобы предотвратить дальнейшее распространение во время подготовки к ремонту. Истинные концы трещины, которые могут быть очень тонкими, перед сверлением следует определить с помощью метода проникающего красителя или магнитных частиц.

В видео используется положительный постоянный ток. Используйте соответствующее защитное снаряжение и избегайте воздействия дыма.

Преимущества чугуна

Преимущества чугуна как сварочного металла:

• Более текучая, чем сталь (лучшая литье)
• Более низкая температура плавления, чем у стали
• Низкозатратный материал
• Может формоваться методом литья в песчаные формы
• Желаемые свойства, такие как:
  — Амортизирующая способность
  — Теплопроводность
  — Пластичность
  — Твердость
  — Прочность

Рекомендации по проектированию

Плохая или улучшенная конструкция сварного шва чугуна

Модификации конструкции соединения, снижающие риск образования трещин при сварке чугуна.

Сварка чугуна

Сварка используется для восстановления новых чугунных отливок, ремонта отливок, вышедших из строя, а также для соединения отливок друг с другом или со стальными деталями в производственных процессах.

В таблице ниже показаны сварочные процессы, которые можно использовать для сварки литого, ковкого и чугуна с шаровидным графитом.

Выбор процесса сварки и присадочных материалов зависит от желаемых свойств сварного шва и ожидаемого срока службы.Например, при использовании процесса дуговой сварки экранированным металлом можно использовать различные типы присадочного металла. Присадочный металл будет влиять на соответствие цвета сварного шва по сравнению с основным материалом.

Соответствие цвета может быть определяющим фактором, особенно при утилизации или ремонте отливок, когда разница в цвете недопустима

Независимо от того, какой из сварочных процессов выбран, необходимо выполнить определенные подготовительные действия.

Важно определить точный тип свариваемого чугуна, будь то чугун серый, ковкий или пластичный.

Если точная информация неизвестна, лучше всего предположить, что это серый чугун с низкой пластичностью или без нее.

Как правило, не рекомендуется сваривать ремонтные отливки из серого чугуна, которые при нормальной эксплуатации подвергаются нагреву и охлаждению, особенно когда нагрев и охлаждение изменяются в диапазоне температур, превышающих 400 ° F (204 ° C).

Если в качестве присадочного материала не используется чугун, металл шва и основной металл могут иметь разные коэффициенты расширения и сжатия.Это будет способствовать возникновению внутренних напряжений, которые не может выдержать серый чугун.

Ремонт этих типов отливок может быть произведен, но надежность и срок службы при таком ремонте невозможно спрогнозировать с точностью.

Подготовка к сварке чугуна

При подготовке отливки к сварке необходимо удалить все поверхностные материалы, чтобы полностью очистить отливку в области сварного шва. Это означает удаление краски, смазки, масла и других посторонних материалов из зоны сварки.

Желательно нагреть зону сварного шва в течение короткого времени, чтобы удалить захваченный газ из зоны сварного шва основного металла. Кожа или поверхность с высоким содержанием кремния также должны быть удалены рядом с областью сварного шва как на лицевой, так и на корневой стороне. Края стыка должны быть вырезаны или отшлифованы, чтобы получился угол 60 ° или фаска.

Там, где есть канавки, следует использовать V-образную канавку под углом 60–90 °. V должен выступать примерно на 3,2 мм от дна трещины.На каждом конце трещины следует просверлить небольшое отверстие, чтобы она не расширилась.

Всегда следует использовать сварные швы с полным проплавлением, поскольку не полностью устраненные трещины или дефекты могут быстро появиться снова в условиях эксплуатации.

Предварительный нагрев желателен для сварки чугунов любым из сварочных процессов. Его можно уменьшить при использовании очень пластичного присадочного металла. Предварительный нагрев уменьшит температурный градиент между сварным швом и остальной частью чугуна.

Температура предварительного нагрева должна зависеть от процесса сварки, типа присадочного металла, массы и сложности отливки.Предварительный нагрев можно произвести любым из обычных методов.

Горелка горелки обычно используется для относительно небольших отливок весом 30,0 фунтов (13,6 кг) или меньше. Более крупные детали могут быть предварительно нагреты в печи, и в некоторых случаях временные печи строятся вокруг детали, а не в печи.

Таким образом, детали могут поддерживаться при высокой температуре промежуточного прохода во временной печи во время сварки. Предварительный нагрев должен быть общим, так как он помогает улучшить пластичность материала и распределяет усадочные напряжения по большой площади, чтобы избежать критических напряжений в какой-либо одной точке.

Предварительный нагрев помогает смягчить область, прилегающую к сварному шву; способствует дегазации отливки, что, в свою очередь, снижает возможность образования пористости наплавленного металла шва; и это увеличивает скорость сварки.

Медленное охлаждение или последующий нагрев улучшает обрабатываемость зоны термического влияния в чугуне, прилегающей к сварному шву. Последующее охлаждение должно быть как можно медленнее. Это можно сделать, накрыв отливку изоляционным материалом, чтобы не допустить проникновения воздуха или ветров.

Электроды

Чугун можно сваривать стальным электродом с покрытием, но этот метод следует использовать только в крайних случаях.

При использовании стального электрода необходимо учитывать усадку металла сварного шва, углерод, улавливаемый из чугуна металлом сварного шва, и твердость металла сварного шва, вызванную быстрым охлаждением. При переходе из расплавленного в твердое состояние сталь дает усадку больше, чем чугун.

При использовании стального электрода эта неравномерная усадка вызывает деформации стыка после сварки.Когда на стык наносится большое количество присадочного металла, чугун может треснуть сразу за линией плавления, если не будут приняты профилактические меры.

Чтобы преодолеть эти трудности, подготовленное соединение следует сварить, наплавив металл шва в виде коротких валиков длиной от 0,75 до 1,0 дюйма (от 19,0 до 25,4 мм). Они выполняются периодически, а в некоторых случаях — с помощью процедуры обратного шага и пропуска.

Во избежание образования твердых участков дугу следует зажигать в V, а не по поверхности основного металла.Каждый короткий отрезок металла шва, нанесенный на соединение, следует слегка обработать в горячем состоянии небольшим ударным молотком и дать остыть перед нанесением дополнительного металла сварного шва. Упрочнение приводит к ковке металла и уменьшению деформации при охлаждении.

Используемые электроды должны быть диаметром 1/8 дюйма (3,2 мм) для предотвращения чрезмерного нагрева при сварке. Сварку следует производить с обратной полярностью. Плетение электрода должно быть сведено к минимуму. Перед добавлением дополнительного металла каждый наплавленный металл следует тщательно очистить.

Электроды из чугуна необходимо использовать там, где требуется последующая обработка сварного шва.

Электроды из нержавеющей стали используются, когда обработка сварного шва не требуется.

Процедура выполнения сварных швов этими электродами такая же, как и для сварки электродами из низкоуглеродистой стали. Электроды из нержавеющей стали обеспечивают отличное сплавление присадочного металла и основного металла.

Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать растрескивания сварного шва, сужается примерно на 50 процентов больше, чем из-за того, что нержавеющая сталь расширяется, а низкоуглеродистая сталь расширяется при одинаковых изменениях температуры.

Дуговая сварка чугуна

Процесс дуговой сварки в экранированном металле можно использовать для сварки чугуна.

Можно использовать четыре типа присадочных металлов:

1. Электроды с чугунным покрытием
2. Электроды из сплава на основе меди с покрытием
3. Электроды из сплава на основе никеля с покрытием
4. м Электроды с покрытием из низкоуглеродистой стали

Существуют причины для использования каждого из различных типов электродов, которые включают обрабатываемость наплавки, соответствие цвета наплавке, прочность наплавки и пластичность окончательного сварного шва.

При дуговой сварке чугунными электродами (ECI) предварительно нагрейте до 250–800 ° F (от 121 до 425 ° C), в зависимости от размера и сложности отливки, а также от необходимости обработки наплавки и прилегающих участков.

Чем выше степень нагрева, тем легче будет обработать наплавленный металл.

В общем, лучше использовать электроды небольшого размера и относительно низкую настройку тока. Следует использовать дугу средней длины и, по возможности, выполнять сварку в горизонтальном положении.

Следует использовать процедуру сварки с перебоями или с пропуском сварки, а упрочнение поможет снизить напряжения и свести к минимуму деформацию.

Рекомендуется медленное охлаждение после сварки.

Эти электроды обеспечивают превосходное соответствие цвета серого чугуна. Прочность сварного шва будет равна прочности основного металла.

Есть два типа электродов на основе меди:

1. Медно-оловянный сплав
2. Медь алюминиевая

Медно-цинковые сплавы нельзя использовать для электродуговой сварки из-за низкой температуры кипения цинка.Цинк улетучивается в дуге и вызывает пористость металла сварного шва.

При использовании электродов с медной основой рекомендуется предварительный нагрев от 250 до 400 ° F (от 121 до 204 ° C). Следует использовать электроды малого диаметра и слабый ток. Дуга должна быть направлена ​​против наплавленного металла или лужи, чтобы избежать проникновения и смешивания основного металла с металлом сварного шва. После сварки рекомендуется медленное охлаждение. Электроды на медной основе не обеспечивают хорошего соответствия цвета.

Существует три типа никелевых электродов, используемых для сварки чугуна.Эти электроды можно использовать без предварительного нагрева; однако рекомендуется нагревание до 100 ° F (38 ° C).

Эти электроды можно использовать во всех положениях; однако рекомендуется горизонтальное положение. Сварочный шлак следует удалять между проходами.

Отложения никеля и никелевого железа чрезвычайно пластичны и не станут хрупкими из-за улавливания углерода. Твердость зоны термического влияния можно минимизировать за счет уменьшения проникновения в основной металл чугуна.

Упомянутая выше техника, игра дуги на лужу, а не на основной металл, поможет минимизировать разбавление.Медленное охлаждение и, при необходимости, последующий нагрев улучшают обрабатываемость зоны термического влияния. Электроды на никелевой основе не обеспечивают близкого соответствия цвета.

Медно-никелевые электроды двух марок. Любой из этих электродов можно использовать так же, как никелевый или железоникелевый электрод, с примерно той же технологией и результатами. Отложения этих электродов не обеспечивают совпадение цвета.

Электроды из низкоуглеродистой стали не рекомендуются для сварки чугуна, если требуется механическая обработка наплавки.Отложения из мягкой стали собирают достаточно углерода для образования высокоуглеродистых отложений, которые невозможно обработать механической обработкой. Кроме того, наплавка из мягкой стали будет иметь пониженный уровень пластичности в результате повышенного содержания углерода.

Этот тип электрода следует использовать только для небольшого ремонта и не должен использоваться, когда требуется механическая обработка. Для небольших ремонтных работ возможен минимальный предварительный нагрев.

Рекомендуются малые электроды при слабом токе, чтобы минимизировать разбавление и избежать концентрации усадочных напряжений.

Следует использовать короткие сварные швы в произвольной последовательности, и сварной шов следует как можно быстрее после сварки. Наплавленный электрод из низкоуглеродистой стали обеспечивает хорошее соответствие цвета.

Угольно-дуговая сварка чугуна

Отливки из чугуна можно сваривать с помощью угольной дуги, чугунного прутка и сварочного флюса для чугуна. Шов следует предварительно нагреть, перемещая угольные электроды по поверхности. Это предотвращает слишком быстрое охлаждение после сварки.

Расплавленная лужа металла может обрабатываться углеродным электродом так, чтобы перемещать любой образующийся шлак или оксиды на поверхность.Сварные швы, выполненные с помощью угольной дуги, охлаждаются медленнее и не такие твердые, как сварные с использованием металлической дуги и чугунного электрода. Сварные швы поддаются механической обработке.

Кислородная газовая сварка чугун

Процесс кислородно-топливного газа часто используется для сварки чугуна. Можно использовать большую часть топливных газов. Пламя должно быть нейтральным или слегка уменьшающимся. Следует использовать флюс.

Доступны два типа присадочного металла:

• прутки чугунные
• медно-цинковые стержни

Сварные швы, выполненные подходящим чугунным электродом, будут иметь такую ​​же прочность, как и основной металл.Все эти сварочные покрытия обеспечивают хорошее соответствие цветов. Следует использовать оптимальную процедуру сварки в отношении подготовки стыка, предварительного нагрева и последующего нагрева.

Медно-цинковые прутки используются для сварки пайкой. Есть две классификации:

• марганцевая бронза
• бронза слабодымящая

Наплавленная бронза имеет относительно высокую пластичность, но не обеспечивает совпадение цветов.

Пайка и пайка Сварка Чугун

Пайка используется для соединения чугуна с чугуном и сталью.

В этих случаях конструкция соединения должна выбираться для пайки так, чтобы капиллярное притяжение заставляло присадочный металл течь между плотно прилегающими деталями. Обычно используется факельный метод. Кроме того, в качестве источников тепла можно использовать угольную дугу, двойную угольную дугу, газо-вольфрамовую дугу и плазменную дугу.

Обычно используются два металлических сплава припоя; оба являются сплавами меди и цинка.

Для соединения чугуна также можно использовать пайку. При сварке пайкой присадочный металл не втягивается в соединение за счет капиллярного притяжения.Иногда это называют сваркой бронзы. Следует использовать наполнитель с жидкостью выше 850 ° F (454 ° C). Сварка пайкой не обеспечивает совпадения цвета.

Сварка пайкой может также выполняться дуговой сваркой в ​​защитном металлическом корпусе и дуговой сваркой в ​​газовой среде.

Высокотемпературный предварительный нагрев обычно не требуется для сварки пайкой, если только деталь не является очень тяжелой или сложной по геометрии. Наплавленный бронзовый металл шва имеет чрезвычайно высокую пластичность, которая компенсирует недостаточную пластичность чугуна.Тепла дуги достаточно, чтобы довести поверхность чугуна до температуры, при которой сплав присадочного металла на основе меди будет сцепляться с чугуном.

Так как перемешивание материалов незначительное или отсутствует, зона, прилегающая к сварному шву в основном металле, не затвердевает заметно. После завершения сварки сварной шов и прилегающий участок можно обработать.

Как правило, для большинства применений достаточно предварительного нагрева до 200 ° F (93 ° C). Скорость охлаждения не очень важна, и термообработка для снятия напряжения обычно не требуется.

Этот тип сварки обычно используется для ремонтной сварки автомобильных деталей, деталей сельскохозяйственных орудий и даже блоков и головок автомобильных двигателей. Его можно использовать только в том случае, если отсутствие соответствия цветов не вызывает возражений.

Газовая дуговая сварка чугуна

Процесс газовой дуговой сварки металла может использоваться для сварки ковкого чугуна и углеродистой стали. Можно использовать несколько типов электродной проволоки, в том числе:

• Мягкая сталь с использованием 75% аргона + 25% CO2 для защиты.
• Никель-медь с использованием 100% аргона для защиты.
• Кремниевая бронза с использованием 50% аргона + 50% гелия для защиты.

Во всех случаях следует использовать электродную проволоку малого диаметра при слабом токе. При использовании электродной проволоки из мягкой стали образуется смесь защитного газа аргон-CO2 для минимизации проникновения.

В случае присадочного металла на основе никеля и присадочного металла на основе меди наплавленный присадочный металл является чрезвычайно пластичным. Низкоуглеродистая сталь обеспечивает хорошее соответствие цвета.Обычно требуется более высокий предварительный нагрев, чтобы снизить остаточные напряжения и склонность к растрескиванию.

Порошковая сварка чугуна

Этот процесс недавно был использован для сварки чугунов. Более успешным применением была порошковая проволока на никелевой основе.

Эта электродная проволока обычно работает с защитным газом CO2, но если более низкие механические свойства не являются нежелательными, ее можно использовать без внешнего защитного газа. Можно использовать минимальные температуры предварительного нагрева.

Метод должен минимизировать проникновение в основной металл чугуна. Дополнительный нагрев обычно не требуется. Подбор цвета не получается.

Другие процессы

Для чугуна можно использовать другие способы сварки.

• Сварка термитом — использовалась для ремонта определенных типов деталей станков из чугуна.
• Пайка — может использоваться для соединения чугуна, а иногда используется для ремонта небольших дефектов в небольших отливках.
• Сварка оплавлением — также может использоваться для сварки чугуна.

Методы сварки

Шипы

Трещины в крупных отливках иногда ремонтируются шпильками.

В этом процессе трещина удаляется шлифовкой V-образной канавки.

Отверстия просверливаются и нарезаются под углом с каждой стороны канавки, и в эти отверстия ввинчиваются шпильки на расстояние, равное диаметру шпилек, причем верхние концы выступают примерно на 1/4 дюйма.(6,4 мм) над поверхностью чугуна.

Шпильки следует герметично приварить на месте с помощью одной или двух буртиков вокруг каждой шпильки, а затем связать вместе металлическими швами.

Сварные швы следует выполнять короткими отрезками, каждый отрезок подвергается упрочнению в горячем состоянии, чтобы предотвратить высокие напряжения или растрескивание при охлаждении. Перед нанесением дополнительного металла каждому валику необходимо дать остыть и тщательно очистить.

Если метод крепления шипов не может быть применен, края соединения должны быть выколоты или обработаны инструментом с круглым концом для образования U-образной канавки, в которую должен быть наплавлен металл шва.

Модификация конструкции шарнира

Предпочтительно использовать сварной шов с полным проплавлением, а не с частичным проплавлением. Сварные швы различной толщины могут привести к неравномерному напряжению сжатия и неравномерному расширению во время цикла сварки.

Изменение конструкции сварки для размещения сварных швов в области с постоянной толщиной может быть полезным. Еще один совет — использовать подкладной угловой сварной шов для поддержки напряженных участков.

Обработка торцевых канавок

Иногда предпочтительным методом является строжка или шлифовка канавок на поверхности подготовленной сварной канавки с последующим использованием сварного валика для заполнения канавок перед заполнением всего стыка (см. Иллюстрацию ниже).

Этот подход снижает риск образования трещин за счет отклонения пути трещины. Бусины, которые контактируют с отливкой, осаждаются первыми, когда зона термического влияния напряжения и линия плавления находятся на низком уровне.

Ударная обработка (Молотковая обработка)

Упрочнение или ударный удар с помощью 13-19-миллиметрового молотка с шариковым упором, прикладываемого к деформируемому сварному шву, переводя его в состояние сжимающего напряжения, можно противодействовать растягивающим напряжениям, вызванным тепловым сжатием, тем самым снижая риск образования трещин внутри и вокруг сварного шва. сварка.

Когда молоток применяется вручную, он наносит умеренный удар перпендикулярно поверхности шва.

Для этого процесса требуется шов из пластичного металла. Никелевые наполнители используются, особенно при работе с серым чугуном. Упрочнение выполняется при более высоких температурах, пока металл мягкий.

Для дополнительного чтения

Чугун и сварка

Сварка чугуна: практическое руководство

Чугун. Он хрупкий, дешевый, и ремонтировать его — заноза в заднице … но мы используем его везде, от мастерской до кухни.

Если вы обнаружили трещину, порез или щель в чугунной детали и вам пригодится сварщик, есть большая вероятность, что вы сможете ее отремонтировать. Вам просто понадобится терпение и немного ноу-хау, эта статья даст именно это, изложив всю информацию, которая вам понадобится при ремонте этой чугунной детали.

Можно ли сваривать чугун?

Когда дело доходит до сварки чугуна, важно понимать сложность работы. Скорее всего, у вас будет больше трещин в детали, чем вначале, а вероятность успеха в работе обычно составляет около 50%.

Почему?

Чугун состоит из ряда различных материалов (обычно железа, углерода и стали) в разных пропорциях, поэтому трудно оценить, насколько прочен металл, с которым вы работаете, и сколько тепла он может выдержать до образования трещин. .

Как сваривать чугун:

Являясь хрупким по своей природе, углерод, содержащийся в смеси, вызывает усадку металла и растрескивание при нагревании выше определенной температуры. По этой причине, помимо прочего, перед сваркой чугунных деталей требуется много внимания и осторожности.При сварке чугуна важно учитывать:

• Подготовка к предварительному и последующему нагреву
• Управление теплом при сварке
• Выбор стержня

Для начала сварка чугуна требует 1. Сглаживания излома и 2. разогрева материала. Как описано в статье «Полное руководство по стыковым соединениям», канавки, скосы или буквы «V» создаются на детали с помощью специального станка для снятия фаски или резака. Это сделано для обеспечения более прочного сварного шва.

Чугун до и после нагрева перед сваркой

Чугун очень темпераментен, предварительный и последующий нагрев являются обязательными при работе с чугуном. Если температура металла переходит от комнатной температуры к температуре сварки слишком быстро, деталь будет испытывать слишком большие напряжения и растрескаться. То же самое происходит после завершения сварки: если дать остыть слишком быстро, сварной шов также подвергнется напряжению и может сломаться.

Предварительный нагрев можно выполнить, просто используя паяльную лампу для нагрева материала, некоторые сварщики, работающие своими руками, даже используют для этой работы автомобильный двигатель.Идеальная температура предварительного нагрева для большинства чугунных изделий должна составлять 260-650 градусов по Цельсию, все, что выше 780 градусов, приведет к перегреву материала.

При последующем нагревании материала идеальным вариантом является обертывание объекта изоляционной заглушкой; Тем не менее, сварщик своими руками может также использовать угольный барбекю и положить кусок в ведро с песком или поставить кусок на дровяную печь, чтобы дать остыть, пока огонь гаснет.

Сварка для ремонта чугуна

При сварке чугуна Low и Slow — это практическое правило, которому следуют многие сварщики.

Таким образом, при работе с чугуном операторы должны применять слабый ток и медленное движение (как сшивание). Работайте с шагом примерно 2,5 см за раз, сваривая в разных точках, и старайтесь выдерживать 45 секунд между сегментами, чтобы избежать как перегрева, так и накопления остаточных напряжений. Управление нагревом — самая важная часть этого процесса, также полезно прихватывать сварные швы перед началом.

После получения удовлетворительного сварного шва проверьте, нет ли трещин или шлаков.Если рядом со сварным швом есть небольшие трещины, утечку можно устранить с помощью герметика или даже закрыть ржавчину после продолжительного использования.

Если вы в чистоте, ударьте этого плохого мальчика щеткой для шлака и измельчите излишки шлака до однородной массы.

Теперь следует применить ваш метод последующего нагрева, позволяющий постепенно остывать изделие.

Что лучше для сварки чугуна: MIG, TIG или дуговая сварка?

Существует бесконечный список способов сваривания чугуна. В этой статье мы остановимся на основах; MIG, TIG и Arc.При любом из этих методов важно помнить об управлении теплом и технике сварки, описанных ранее, чтобы добиться хорошего сварного шва.

Сварка чугуна MIG

Хотя ни один профессионал не рекомендовал бы MIG по сравнению с другими формами, сварка чугуна очень возможна с помощью сварочного аппарата MIG. Вот несколько советов по сварке чугуна методом MIG:

• Лучшим выбором для проволоки MIG будет специальная никелевая проволока, но это самый дорогой вариант, также можно использовать проволоку MIG из нержавеющей стали.
• Газ 80/20 (80% аргона, 20% углекислого газа) отлично работает в большинстве ситуаций, однако единственным недостатком этого варианта является то, что сварной шов в конечном итоге ржавеет. Хотя, будучи чугунным, этот материал естественно подвержен ржавчине.
• Использование проволоки для припоя возможно для соединения отливки, но это непрочный сварной шов, и не рекомендуется для металлов, которые будут подвергаться ударам или нагрузке.
• Шипы можно использовать для придания сварному шву механической прочности, но это зависит от выполняемой работы.

Сварка чугуна TIG

При сварке TIG чугуном никелевая проволока — единственный реальный вариант, доступный для этой работы.Это может быть дорого, но процесс TIG может обеспечить прочный и чистый сварной шов на большинстве работ с чугунным покрытием.

Также можно сваривать чугун в холодном состоянии (пропустить этап предварительного и последующего нагрева) с помощью TIG, если вы используете правильный газ, проволоку и настройки. Этот процесс заслуживает отдельной статьи, но вот короткое видео с описанием процесса.

Дуговая сварка чугуна

Дуговая или электродная сварка часто является предпочтительным методом для многих сварщиков, работающих своими руками. Это просто, и имеется широкий выбор электродов для различных работ, многие аппараты для дуговой сварки доступны как для коммерческих, так и для бытовых целей по разумным ценам.

Как правило, большинство структурных ремонтов можно успешно отремонтировать с помощью пайки с использованием неизолированного бронзового стержня, ацетиленовой горелки и флюса. Хотя в любой сварочной ситуации выбор правильного электрода часто сводится к: стоимости, машинным возможностям и тому, является ли сварка однопроходной или многопроходной.

Какой пруток лучше всего подходит для сварки чугуна?

ПРУТКИ НИКЕЛЯ 99%

Электроды на основе никеля часто бывают дорогими и считаются премиальными. Прутки с содержанием 99% никеля позволяют получать сварные швы, которые поддаются обработке и лучше всего подходят для отливок с низким или средним содержанием фосфора.

ПАТКИ НИКЕЛЯ 55%

Более дешевый вариант, стержни 55% никеля экономичны. Они также обрабатываются и часто используются при ремонте толстых секций. Он также имеет более низкий коэффициент расширения, чем 99% стержень, что означает меньшее количество трещин на линии плавления.

ШТАНГИ ​​СТАЛЬНЫЕ

Самый дешевый вариант, стальные электроды, лучше всего использовать для несложного ремонта и заливки. Они не поддаются механической обработке и дают твердые сварные швы, требующие дополнительной шлифовки для завершения обработки. Однако преимуществом является то, что этот стержень намного удобнее в использовании при дуговой сварке и может выдерживать отливки, которые не были полностью чистыми перед сваркой.

Советы для сварки чугуна с мягкой сталью

Если для работы требуется сварка чугуна с низкоуглеродистой сталью, сварка электродом — отличный метод для этого. Несколько прихваток и несколько ударов щеткой для шлака делают эту работу легкой. Работа при 95 А на DCEP (положительный электрод постоянного тока) даст отличные результаты.

Как НЕ сваривать чугун

Наконец, они говорят, что обучение лучше всего проводить после ошибки. Один из самых популярных сварщиков Youtuber, ChuckE2009, помогает пропустить этот шаг и показывает, почему не все виды сварки предназначены для чугуна.

Как сваривать чугун (результаты качества)

Сварка чугуна — одна из самых сложных задач, которые может выполнить сварщик. Одна ошибка, и можно сделать намного хуже. В конечном итоге вы можете нанести больше повреждений или, что еще хуже, получить сварной шов, который выглядит прочным, но на самом деле является слабым.

Будь то ковкий чугун, серый или любой другой; Хитрость заключается в том, чтобы следовать правильной процедуре и правильно выбирать присадочный материал при сварке чугуна. Вот наше руководство по сварке чугуна.

Возможна сварка чугуна

Определите, какой чугун поддается сварке, поскольку они не все одинаковы. Серый чугун — самый распространенный. Обязательно предварительно нагрейте утюг, чтобы подготовить его к изменению температуры, и не забудьте медленно охладить утюг с помощью песка или горячего барбекю. Вы можете сваривать железо методами MIG, TIG или Arc, но убедитесь, что вы используете правильные стержни для достижения наилучших результатов. Лучше всего использовать никель, но можно и сталь.

Какой чугун не поддается сварке?

Существует несколько типов чугуна, но некоторые из них сложнее сваривать, чем другие.Чаще всего вы добьетесь успеха примерно в 50%.

Серый чугун

Серый — самый распространенный тип железа, и он широко используется. Он получил свое название от цвета трещины, которую он формирует, благодаря высокому содержанию графита. Этот вид чугуна поддается сварке, но с большими трудностями.

Белый утюг

Белое железо твердое и хрупкое. Он похож на серый чугун тем, что присутствует углерод, но в отличие от серого чугуна графит не образуется во время затвердевания.Белый чугун находит применение там, где устойчивость к истиранию важнее хрупкости. Вы найдете белое железо — это шламовые насосы, бетономешалки, фланцы и трубопроводная арматура.

Белый чугун сваривать практически невозможно.

Ковкий чугун

Ковкий чугун намного менее хрупкий, чем чугун, поэтому он гнется, не ломаясь. Широко используемый в автомобильной промышленности и других отраслях тяжелой промышленности, он является идеальным материалом для изготовления колес, корпусов насосов, коробок передач, трубопроводов и многих других изделий.

Ковкий чугун сложно сваривать, но это можно сделать при правильных условиях, терпении и умении. Это не то, чем должен заниматься неопытный сварщик.

Ковкий чугун

Ковкий чугун не поддается сварке, потому что процесс нагрева изменяет свойства материала, делая его бесполезным. Сначала он представляет собой белое железо, но после термообработки становится ковким.

Как сваривать чугун

После того, как вы определили тип используемого железа, следующий шаг — решить, будете ли вы производить предварительный нагрев или холодную сварку.

1. Предварительный нагрев или холодная сварка

Есть две точки зрения на то, как сваривать железо. Некоторые говорят, что предварительный нагрев — лучший вариант, другие клянутся, что холодная сварка — правильный подход. Чугун хрупкий, его нельзя гнуть или формовать в горячем состоянии.

Нагрев чугуна оказывает деформирующее действие на металл, повышая вероятность того, что одна часть металла может нагреваться или охлаждаться быстрее, чем другая, вызывая растрескивание и разрушение под напряжением. При температуре 1400 градусов по Фаренгейту чугун полностью меняет характеристики, потенциально ослабляя целостность металла.

При холодной сварке металл подвергается меньшей деформации, что снижает риск растрескивания и деформации, что потенциально создает более прочный сварной шов. Однако холодная сварка сопряжена с определенными рисками. Внутренние напряжения все еще могут возникать и проявляться позже, к тому же холодная сварка дает более слабый сварной шов.

По этой причине опытные сварщики предпочитают метод предварительного нагрева, потому что они понимают, как металл реагирует, и могут контролировать ситуацию, чтобы создать более прочный сварной шов.

2.Выберите тип сварочного стержня

Тип и материал сварочного стержня определяют качество сварного шва.

Никелевый стержень 99 процентов

Это сварочные прутки высшего качества. Электроды на никелевой основе дороги, но они лучше всего подходят для сварки с низким и средним содержанием фосфата, и они поддаются механической обработке.

Никелевый стержень 55 процентов

Это более дешевый вариант, чем 99-процентные электроды, и они имеют более низкий коэффициент расширения, что создает меньшее напряжение на металле и меньше трещин плавления.Это помогает им лучше ремонтировать более толстые участки металла. Эти стержни также поддаются механической обработке.

Стальные стержни

— самые дешевые из трех вариантов, что делает их наиболее экономичными. Они лучше всего подходят для несложных ремонтных работ и шпатлевок. Эти электроды не поддаются механической обработке и требуют шлифовки для получения максимально гладкой поверхности.

более удобны в использовании и могут выдерживать не совсем чистые отливки. Это делает их идеальным выбором при ремонте на месте, где условия могут быть не идеальными.

3. Подготовьте чугун

Чугун темпераментный, поэтому для достижения наилучших результатов обязательно прогрейте его до и после нагрева. Углерод внутри металла заставляет материал сжиматься и расширяться. По этой причине при нанесении сварного шва до и после сварки необходимо уделять столько же внимания, сколько и самому процессу сварки.

Вот о чем следует помнить:

• Подготовка к предварительному и последующему нагреву.
• Управление теплом при сварке.
• Выбор штанги.

Процесс начинается следующим образом.

Снятие кромки перелома

Снятие фаски — это процесс резки V-образной формы с помощью резака или специального станка для снятия фаски. Фаска обеспечивает более прочную связь между металлическими поверхностями и гарантирует, что в дальнейшем она не срежется.

Скошенный, но суставы намного прочнее, чем плоские, но суставы.

Предварительный нагрев чугуна

Предварительный нагрев можно произвести, приложив к поверхности паяльную лампу. Вы даже можете предварительно нагреть металл, поместив его в угли зажженного барбекю.Идея предварительного нагрева чугуна состоит в том, чтобы медленно повышать температуру металла, обеспечивая более медленный переход от комнатной температуры к температуре сварки. Думайте об этом как о переходе металла, чтобы он меньше шокировал.

Идеальная температура предварительного нагрева составляет от 250 до 650 градусов по Цельсию (от 482 до 1202 градусов по Фаренгейту). Все, что превышает 780 градусов по Цельсию, расплавит металл.

Нагрев материала

Оба конца пластин нагреваются постоянно и медленно, чтобы не искажать свойства чугуна.Затем пластины соединяют вместе, когда достигается температура, достаточная для металла. При использовании дуговой сварки образуется шлак, который необходимо удалить молотком.

При сварке MIG не образуется шлак, благодаря вставке защитного газа, обеспечивающей целостность и чистоту сварного шва.

Пост-нагрев чугуна

Так же, как вы перерабатываете металл, чтобы лучше справляться с повышением температуры, вы хотите, чтобы он адаптировался к процессу охлаждения, чтобы предотвратить трещины под напряжением и ослабление материала.

После этого вы можете использовать тот же нагретый уголь для дополнительного нагрева металла, позволяя температуре постепенно снижаться. Ведро с песком сделает то же самое, или если положить кусок на дровяную печь, металл медленно остынет.

4. Выберите технику сварки

Есть три способа сваривать чугун. У каждого есть свои достоинства и недостатки.

Сварка чугуна MIG

Хотя сварка MIG не является предпочтительной по сравнению с другими методами сварки, она очень эффективна при сварке чугуна.Вот несколько советов и подсказок:

• Для достижения наилучших результатов выбирайте специальную никелевую проволоку. Он самый дорогой, особенно если вы выбираете чистоту 99 процентов, но вы можете купить чистоту 55 процентов, если хотите сэкономить. Если бюджет слишком ограничен, выберите стержни из нержавеющей стали, но ожидайте, что придется переделывать отделку, поскольку сталь не поддается механической обработке и обеспечивает самую грубую отделку.
• 80-процентный аргон и 20-процентный углекислый газ дает наилучшие результаты в большинстве ситуаций.Обратной стороной является то, что сварной шов со временем заржавеет. Тем не менее, чугун естественно подвержен ржавчине.
• Паяльная проволока склеивает металлы, но создает слабое соединение, которое не выдерживает ударов.
• Шипы — это возможность добавить прочности стыку, но это зависит от выполняемой работы и требуемой чистоты отделки.

Сварка чугуна TIG

TIG возможна только при использовании никелевой проволоки. Положительным моментом является то, что вы получаете прочный и чистый сварной шов, а недостатком — стоимость никелевой проволоки.Вы также можете пропустить процесс предварительного и последующего нагрева, если используете правильные настройки газа, проволоки и нагрева.

Газовая смесь должна состоять на 75 процентов из аргона и на 25 процентов из двуокиси углерода. Эта смесь предотвращает хрупкость сварного шва.

• Избегайте быстрого охлаждения, так как это подвергает железо напряжению, что увеличивает вероятность поломки. Для достижения наилучших результатов используйте процесс предварительного и последующего нагрева.
• Избегайте нагрева сварного шва за счет использования коротких сварных швов. Это останавливает воздействие слишком большого количества тепла на чугун.Избегайте использования одной непрерывной линии сварки, так как это может вызвать растрескивание, особенно если сварной шов и чугун имеют две разные температуры. После того, как вы создали сварной шов, гладко обработайте его молотком. Увеличивает прочность соединения и уменьшает усадку.

Top Tip

Дуговая сварка чугуна

Дуговая сварка, или сварка электродом, является фаворитом домашних сварщиков и домашних мастеров.Он доступен по цене, и существует множество различных электродов для решения различных задач. Это дает вам гибкость и универсальность. Для выполнения большинства общих ремонтных работ требуется бронзовый стержень, ацетиленовая горелка и немного флюса. Это самый дешевый вариант, хотя вы должны знать, что пайка редко склеивает так же хорошо, как другие виды сварки.

• Очистите каждое соединение перед сваркой. Это обеспечивает самое прочное соединение. Грязь в суставе создает слабые места, которые могут снова и снова преследовать вас.
• Для получения аккуратного шва уменьшите ток, чтобы уменьшить разбрызгивание.Это не влияет на качество стыка, но с эстетической точки зрения обеспечивает более чистую поверхность.

Pro Tip

Ручная сварка лучше работает при использовании стали с минимальным содержанием серы и кремния. Стали 1015 и 1025 работают лучше всего, потому что они содержат менее 0,035 процента серы.

5. Чистовая обработка

Получение максимально гладкой поверхности — ключ к аккуратной и профессиональной работе. Использование никелевых электродов более высокого качества позволяет избежать шлифовки.

Пост-нагрев и охлаждение

Чем дольше остынет сварной шов, тем лучше будет соединение. Быстрый нагрев и охлаждение — враги прочного сварного шва. Железо хрупкое, при нагревании деформируется. Это вызывает нагрузку на материал, что ослабляет целостность вашей конструкции.

Доведя утюг до остывания после сварки, вы обеспечиваете естественное ослабление металла и лучший результат. Думайте об этом, как если бы сочный стейк расслабился после жарки, чтобы сделать его мягче.Металл делает то же самое.

Упрочнение

Упрочнение — это способ предотвращения усадки сварного шва при его охлаждении. Это помогает снять растягивающие напряжения, возникающие при понижении температуры металла. Использование небольшого молотка для распределения сварного шва, когда он еще податлив, чтобы обработать любые воздушные карманы или трещины под напряжением, делает общую отделку намного прочнее.

Этот метод требует особой осторожности, поскольку чрезмерное упрочнение может привести к растрескиванию из-за слишком сильного охлаждения сварного шва и ослабления соединения.

Дополнительные советы по сварке чугуна

Всегда есть подсказки, которые облегчат жизнь, поэтому вот несколько, с которых можно начать.

• При сварке чугуна держите сварочный стержень в вертикальном положении. Она отличается от большинства видов сварки штангой, когда вы свариваете под углом.
• Делайте это медленно и ровно. Чугун не сваривается быстро.
• Ограничьте количество свариваемых за один раз. Используйте валики сварного шва, а не непрерывную линию.
• При ремонте трещины нанесите небольшой валик на каждый конец, чтобы предотвратить ее распространение.
• Держите устойчивую руку и поддерживайте постоянную скорость во время работы.

Вывод чугун

Не питайте иллюзий, что некоторые металлы не любят сваривать, и чугун — один из них. Тем не менее, это не невозможно. Девизы медленные и устойчивые, потому что вы не можете торопить чугун из-за его хрупкости.

Сделайте подготовку правильно, а остальное приложится. Кроме того, не забудьте дать утюгу время остыть после работы с ним.Если вы сделаете это, у вас должен быть успешный результат.

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.

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 — больше никеля, тем лучше

Основы сплава чугуна

Литой чугун 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 его можно обрабатывать механической обработкой, гасить вибрации, иметь 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 его довольно необычное поведение. При сварке чугуны не растягиваются и не деформируются при нагревании. Скорее, металл может треснуть под воздействием тепла, а затем охлаждения, что затрудняет весь процесс сварки.

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 (изготовлен 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.

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:

• Нет видимых сварных швов
• Видно Линия литья из двух половин формы
• Отколоть металл 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

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 на расстоянии примерно 1/8 дюйма от каждого конца ремонтируемой трещины. Отверстия не позволят трещине расшириться за пределы трюмов во время ремонта.
5. «U» или «V» заделайте 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.

Методы сварки

Существует 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 нагревать 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 Ремонт олимера : используется, когда металл окислен, что делает невозможным «горячую» сварку. В этом случае используется такой продукт, как пластиковая сталь.

Кислородно-ацетиленовая сварка — это тип сварки, применяемый для небольших деталей, которые можно нагревать с помощью горелки (называемая газовой сваркой ).

Этот вид сварки выполняется в следующие этапы:

• Во-первых, вы должны отрегулировать кислородно-ацетиленовое пламя в соответствии с требованиями к поверхности. Слишком слабое пламя может привести к хрупкому сварному шву. С другой стороны, сильное пламя может вызвать растрескивание чугуна. Вам нужно оставаться между этими двумя спектрами.
• Удерживая горелку в правой руке, а присадочный стержень в левой руке, постоянным движением начните сварку от правого края листа к левому.
• Для идеального результата пламя перемещается из стороны в сторону или по кругу, чтобы смесь хорошо перемешивалась. Заполняющий стержень следует перемещать вперед и назад по пластине.
• Продолжайте делать это до тех пор, пока не увидите корпус без трещин или утечек!

Сварка МИГ — еще один полезный метод, однако он может быть дорогостоящим из-за использования специальной железоникелевой проволоки. Тем не менее, это дает преимущество — чистый сварной шов без каких-либо остатков или беспорядка после сварки.

Альтернативным вариантом является использование проволоки для сварки MIG из нержавеющей стали, хотя конечные результаты могут иметь некоторые отклонения.

Как уже упоминалось, этот метод используется, когда детали невозможно предварительно нагреть или детали сложно демонтировать.

Ступени холодной сварки чугуна

«Холод» при холодной сварке чугуна относится к низкому нагреву, необходимому для основного металла.

Рекомендуемая сила тока

Низкая сила тока необходима, чтобы избежать глубокого сплавления основного материала и наполнителя.Причина, по которой избегают глубокого плавления, заключается в том, чтобы не допускать попадания графита и образующегося карбида железа в сварочную ванну. Рекомендуемая сила тока:

Рекомендации по силе тока холодной сварки

Эти рекомендации относятся к ручной или плоской сварке вниз. При использовании сварки над головой уменьшите указанные ниже значения на 5–10%. При вертикальной сварке уменьшите на 5%.

Размер электрода

2,5 (3/32 ″)

3,2 (1/8 ″)

4,0 (5/32 ″)

5,0 (13/64 ″)

Приблизительная сила тока

50-80

70–110

100–140

130–170

Настройки неточны и зависят от машины, загрузки линии и размера задания.Попробуйте выполнить пробную сварку, чтобы определить, не слишком ли велика сила тока, что привело к раскаленному электроду. Цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньшую силу тока.

Электроды чугунные

Используйте электрод самого большого размера, который подходит для размера канавки, но не используйте электрод, который настолько велик, что вы не можете попасть в канавку. Электрод большего размера снизит тепловложение по сравнению с количеством используемого присадочного металла.

Никелевые электроды (AWS A5.15 E Ni-Cl): используйте этот тип электрода, если чугун старый, тонкий, или пропитанный маслом.Используйте это только для «смазывания» сторон чугуна, чтобы создать поверхностное уплотнение. Затем используйте никель-железный электрод.

Никель-железные электроды (AWS A5.15 E NiFe-Cl-A) : Используются для соединения стали и чугуна, нержавеющей стали и медных сплавов. Используется для чугуна, подверженного резким нагрузкам, вибрациям и деформациям.

Электроды для строжки

Если вы видите пористость в первом валике, переключитесь на электрод меньшего диаметра, меньшую силу тока и более высокую скорость сварки.Цель состоит в том, чтобы снизить тепловыделение основного материала.

Полярность

Различные полярности (прямая, обратная, переменный ток) по-разному влияют на плавление и тепловложение основного материала.

DC Прямая полярность: Этот тип полярности подключается к отрицательному полюсу и приводит к большому нагреву основания. В свою очередь, , вызывает чрезмерное копание и плавление. Чрезмерное плавление приводит к попаданию примесей в сварной шов, что снижает качество сварки.

Обратная полярность : Этот тип электрода дает неглубокую и широкую зону сварного шва с минимальным содержанием газов, серы, фосфора и графита.Он также снижает образование карбидов железа.

При использовании постоянного тока лучшим выбором будет электрод обратной полярности. Однако, если утюг загрязнен, вы можете попробовать более высокий нагрев с прямой полярностью.

Длина дуги

Следует использовать как можно более короткую дугу для снижения напряжения и минимизации нагрева основного материала.Было бы полезно использовать длинную дугу во время первого прохода, а затем уменьшить ее размер.

Сварка чугуна

Как уже упоминалось, необходимо минимизировать подвод тепла, чтобы снизить вероятность растрескивания. Металл чрезвычайно хрупкий, растрескивается при относительном удлинении от 1% до 2%.

НЕ используйте длинные непрерывные бусины. с максимальной длиной 1 дюйм (25 мм). Не ткать и использовать только для «смывания» отложений.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ делать волнистые волны более чем на 1/2 диаметра электрода в каждую сторону от направления сварки.После того, как валик был помещен, заполните кратер и извлеките электрод обратным движением.

Удалите остроконечный молоток с закругленным концом, пока он горячий. Это растянет пчелу и снимет стресс. Прин, начиная с задней части кратера до того места, с которого вы начали. Наносите умеренные удары, чтобы оставалось лишь небольшое углубление. Сильные удары могут привести к появлению трещин. Можно использовать небольшой пневматический молоток.

После первого пчела нельзя ставить следующего, пока к нему нельзя будет прикоснуться голой рукой.Если вы чувствуете ожог, значит, он слишком горячий. НЕ СПЕШИТЬ.

Вы можете размещать бусы на таком расстоянии, чтобы избежать перегрева. Это называется пропущенной сваркой и подходит для больших работ / более длинных трещин.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ накапливать бусинки друг на друга. Вместо этого используйте пошаговый подход, при котором каждая бусина перемещается на 1 дюйм за раз.

Не торопитесь и используйте «холодный» метод, если можете. Используйте высококачественный электрод, достаточно большой, чтобы обработать канавку.

FAQ

Чугун чаще всего сваривают прутком из чистого никеля или ферроникеля. Ферроникель на 47% состоит из никеля и на 53% из стали и дешевле.

Ответ — да, но не рекомендуется. Вы можете использовать Arc, TIG или MIG. Никелевая проволока MIG стоит дорого, но ее можно использовать с 80% аргона и 20% углекислого газа. Никелевая проволока TIG — единственный вариант для этого вида сварки.Предпочтительным методом является дуговая сварка с использованием прутков с содержанием никеля 99%. Вы можете использовать стержни с содержанием никеля 55%, но они имеют более низкий коэффициент расширения.

Хотя вы можете использовать TIG, MIG или ARC, мы рекомендуем ARC. Перед сваркой предварительно нагрейте чугун, уменьшите огонь и продолжайте сварку.

Да, чугун можно сваривать или паять. Пайка часто используется для восстановления и обработки деталей. Рассмотрите возможность использования прутков для пайки Lincoln Electric 1/8 ″ с флюсовым покрытием, поскольку они хорошо плавятся с чугуном.

Справочная электронная книга

советов, как успешно сварить чугун — сделать его из металла

Не могу сказать, сколько раз мне говорили, что чугун нельзя сваривать. В некоторой степени, многие опасения верны, работать с этим довольно неприятно. Но есть — это способов заставить его работать.

В этом посте я расскажу о некоторых из этих вариантов, а также о плюсах и минусах каждого из них.

Почему сварка чугуна — такая сложная задача

Это, наверное, лучшее место для начала.Что такого особенного в чугуне? Он довольно легко плавится, так почему же его так сложно сваривать?

Сваривать чугун сложно, потому что он имеет высокое содержание углерода (примерно в 10 раз больше, чем у большинства сталей), а также хрупкость и склонность к растрескиванию. Термические напряжения сложно устранить из зоны теплового воздействия, и трещины, вероятно, будут со временем распространяться.

Это может стать кошмаром, если все сделать неправильно: вы получите деталь, которая будет ломаться на части или мгновенно сломаться под воздействием стресса.Хотя, честно говоря, чугун потрескается даже в хороший день, если он находится под растягивающей нагрузкой.

Тем не менее, есть несколько способов снизить этот риск.

Подготовка зоны сварки

Это действительно критично с железом. Скорее всего, на детали, над которой вы работаете, будет значительное количество ржавчины, поэтому убедитесь, что вы хорошо поработали, чтобы добраться до голого блестящего металла.

Как правило, сваривать два куска железа вместе — плохая идея, лучше пайкой.Подробнее о пайке позже. Сварка чугуна намного эффективнее при ремонтных работах, таких как треснувшие детали или когда вы просверлили отверстие не в том месте, и вам нужно его заполнить.

Если есть трещина, которую вы пытаетесь отремонтировать, вам необходимо ее исправить. Когда вы коснетесь голого металла, должно быть очевидно, что трещина будет видна в виде темной линии. Иногда, используя более тонкий диск для сглаживания металлической поверхности, легче будет отчетливо увидеть трещину.

На обоих концах трещины просверлите отверстие.Это предотвратит распространение трещины. Мне нравится сверлить немного дальше конца видимой трещины. Таким образом, трещина дойдет до отверстия и остановится. Это снижает вероятность того, что на другой стороне отверстия есть трещина, из-за которой трещина просто возобновится с того места, где она остановилась.

Если не просверлить концы трещины перед сваркой, маловероятно, что деталь останется вместе после повторной сварки. Он вполне может просто продолжать трескаться, пока вы его свариваете, или со временем просто сломается.

Растирайте до дна трещины. Для большинства работ это будет означать шлифование металла насквозь.

Сварка с предварительным нагревом

Это мой предпочтительный метод сварки, когда это возможно. Это не так уж сложно, но поможет, если вы достаточно опытный сварщик. Знание того, как правильно подогревать металл и контролировать температуру на лету, — хорошие навыки, которые нужно иметь под своим поясом, прежде чем пытаться это сделать.

Плюсы:

• Самый стабильный способ сварки чугуна, но он все же не идеален.
• Идеально подходит для деталей, которые должны выдерживать термоциклирование.

Минусы:

• Иногда просто невозможно получить достаточно горячую деталь для должного предварительного нагрева.
• Настройка более сложна — вам понадобится фонарик из бутонов розы и способ замедлить охлаждение, например изолирующее одеяло или сухой песок.
• Область сварного шва редко бывает сильнее, чем непораженная область.
• Существует риск того, что область вокруг сварного шва потрескается, даже если процесс выполнен правильно.

Необходимое оборудование:

• Может выполняться с помощью аппаратов MIG, TIG или дуговой сварки.
• Присадочный пруток / проволока для чугуна. Мне нравится использовать 308L, но есть много вариантов, которые отлично работают.
  

Инструкции по предварительному нагреву

За счет предварительного нагрева железа до 500–1200 градусов по Фаренгейту вы существенно уменьшите внутренние напряжения в нем. Это поможет предотвратить растрескивание детали вокруг сварного шва в зоне термического влияния.

Если у вас есть инфракрасный термометр, то непременно используйте его. Но если вы этого не сделаете, вот трюк, чтобы узнать, какая температура сейчас:

Железо начинает светиться тускло-красным светом при температуре около 900 градусов по Фаренгейту. Так что, если вы положите на него свой фонарик и позволите ему просто начать светиться, то вы знаете, что у вас хорошая температура для сварки. Лучше всего сделать это внутри в более темном месте, чтобы вы заметили, когда он начинает светиться.

Не торопитесь, нагрейте его, убедитесь, что он медленный и ровный.Кроме того, не позволяйте утюгу нагреваться выше 1400 F (ярко-красный). Это критический диапазон температур железа. Сварка такая горячая = плохая.

В идеале нагреть всю деталь. Если деталь слишком большая и вы не можете нагреть ее целиком, нагрейте как можно большую площадь. Вам нужно, чтобы область вокруг сварного шва была должным образом нагрета на несколько дюймов (мне нравится снимать не менее 12 дюймов), чтобы правильно распределить внутренние напряжения.

Инструкции по сварке

Не позволяйте детали слишком сильно остыть, пока вы над ней работаете.Остановитесь и разогрейте столько раз, сколько вам нужно, чтобы температура детали оставалась выше 500 F. Плохие вещи случаются, когда вы пытаетесь выполнить предварительно нагретые сварные швы ниже этого значения — внутреннее напряжение просто не рассеивается, и вы в конечном итоге треснувшая часть.

Честно говоря, вариантов присадочных материалов десятки. Не стесняйтесь экспериментировать. Многие люди рекомендуют присадки на основе никеля, и они действительно хорошо работают, особенно если вам нужно обработать деталь после сварки. Просто они очень дорогие.

Если вы делаете что-то, что не требует механической обработки, например выпускной коллектор, попробуйте использовать провод 308L. Это все еще недешево, но и не так плохо, как никель. Он будет хорошо держаться и переносить жару.

Сваривайте слабым током. Слишком большое — приведет к дополнительным напряжениям, которые гарантированно растрескаются позже, если не во время сварки.

Pro Совет: Не начинайте и не останавливайте сварку в одной и той же точке при укладке дополнительных валиков.Вы получите накопление стрессов и потенциальную точку взлома. Вместо этого попробуйте использовать L или J-образную форму плавного движения на линии сварного шва, чтобы каждый сварной шов начинался и заканчивался в разных местах.

Хорошая особенность сварки с предварительным нагревом заключается в том, что вам не нужно сшивать сварные швы, если вы не перегреваете их. Вы можете просто дать и сделать. Во всяком случае, гораздо больше, чем подход без предварительного подогрева.

После инструкции по сварке

После каждого валика убедитесь, что вы тщательно обработали сварной шов.Это поможет избежать дополнительных нагрузок и предотвратить растрескивание в дальнейшем.

Одна вещь, которая действительно важна, — это медленное восстановление. Оберните деталь изолирующим одеялом или закопайте ее в сухой песок, чтобы дать детали медленно остыть и ослабить напряжение. Быстрое воздушное охлаждение = растрескивание.

В целом, я считаю, что метод предварительного нагрева лучше всего подходит для всего, что будет испытывать термоциклирование (например, выпускные коллекторы или старые блоки двигателя). Это будет наиболее эффективный способ получить прочный сварной шов, который не трескается сразу.

Тем не менее, если вы хотите больше декоративных элементов, вы можете обойтись без предварительного нагрева.

Сварка без предварительного нагрева

Во-первых, вам не стоит заниматься сваркой в ​​холодном состоянии. В идеале заготовка должна быть нагрета примерно до 100 градусов по Фаренгейту, иначе она обязательно треснет.

Практическое правило заключается в том, чтобы иметь заготовку при температуре, при которой вы можете держать ее голой кожей, чтобы она не обожгла вас. Некоторые парни просто бросают деталь в шашлык на 15 минут и запекают до температуры.Не позволяйте ему остывать слишком сильно, пока вы работаете над ним, но как только вы начнете работать, скорее всего, тепло от сварки будет держать его достаточно теплым.

Плюсы:

• Легче настроить, не требуется горелка для предварительного нагрева или медленного охлаждения.
• Для многих приложений работает достаточно хорошо.

Минусы:

• Более склонен к растрескиванию, чем при использовании метода предварительного нагрева.
• Намного больше внутренних напряжений.

Необходимое оборудование:

• Может выполняться с помощью аппаратов MIG, TIG или дуговой сварки.
• Присадочный пруток / проволока для чугуна. Мне нравится использовать 308L, но есть много других вариантов, которые отлично работают.
  
• Изоляционное покрывало или сухой песок, выдерживающий высокие температуры. Это используется для медленного охлаждения детали.

Препарат

По сути, это то же самое, что требуется для предварительного нагрева.

• Отшлифуйте всю ржавчину в области сварного шва и убедитесь, что у вас есть блестящий голый металл.
• Просверлите отверстия на обоих концах трещины, чтобы предотвратить ее распространение.
• Пришлифуйте трещину до дна.
• Отшлифовать фаску для сварного шва.

Инструкции по сварке

Опять же, вам нужно поддерживать низкое напряжение и контролировать тепло. Проведите сварку не более чем на 1 дюйм за раз и дайте ей остыть, прежде чем продолжить. Очень важно, чтобы работа не светилась, пока вы над ней работаете.

Если вы начнете с одного конца и сделаете шов в классическом стиле, вам действительно не придется ждать, пока он остынет, поскольку он остынет, пока вы свариваете другую секцию.

После инструкции по сварке

Упрочнение абсолютно необходимо, если вы не выполняете предварительный нагрев. В идеале используйте пневматический молоток или аналогичный инструмент, чтобы можно было очень тщательно снять напряжение.

Внимательно осмотрите его на предмет трещин после обработки. Пойдите в город с металлической щеткой и посмотрите, есть ли какие-либо видимые участки, где началось растрескивание. Постарайтесь как можно лучше подправить эти области, со временем они станут только хуже.

Горелка для пайки

Это на самом деле , действительно, хороший вариант, когда приложение позволяет вам это сделать.Пайка восстановит деталь почти до ее первоначальной прочности.

Чугун очень хорошо переносит пайку, потому что он очень пористый. Обычно требуется небольшая дополнительная подготовка, чтобы убедиться, что поверхность достаточно чистая, но обычно оно того стоит.

Подготовьте металл так же, как и к сварке — сделайте скос или надрез на месте пайки. Вы также должны зажать деталь как можно лучше — железо действительно будет деформироваться при охлаждении, и зажим поможет этому противодействовать.

Во многих справочниках будет сказано, что пайка не идеальна для деталей, работающих при температуре более 400 градусов по Фаренгейту, поскольку пайка часто теряет значительную прочность при этой температуре. Честно говоря, есть много ребят, которые паяют выпускные коллекторы для ремонта, и они отлично держатся. Пайка размягчается, но этого достаточно. Просто, возможно, избегайте этого, если это деталь, которая находится под нагрузкой при такой температуре.

Обычные прутки для пайки железа — это серебро, латунь или никель. Обычно я использую латунь, но делаю то, что делает вас счастливыми.

Плюсы:

• Действительно прочный, надежный способ устранения трещин и соединения металла.
• Может также использоваться для соединения разнородных материалов. Например, сталь к железу.

Минусы:

• Очень хорошо видно — любой ремонт будет заметен, так как пайка будет другого цвета. Это может оказаться непрактичным для некоторых косметических применений.

Необходимое оборудование:

• Паяльная или кислородно-ацетиленовая горелка.Для более крупных предметов потребуются большие факелы.
• Прутки для пайки — обычно используются латунь, серебро и никель.
• Изоляционное одеяло для медленного охлаждения.

Очистка утюга

Есть несколько дополнительных проблем, которые более заметны при пайке. Одна из этих проблем связана с графитом.

Поскольку в железе такое высокое содержание углерода (примерно 2-4%), этот углерод не полностью абсорбируется металлом. Вместо того, чтобы равномерно и равномерно распределяться по всему чугуну, он слипается и кристаллизуется в чешуйки графита.

Это может быть настоящей болью при пайке, так как смачивание очень затруднено. Даже если поверхность только что отшлифованная и чистая, железо с более высоким содержанием углерода может вызвать проблемы.

Мне нравится ездить на нем в город с действительно чистой латунной проволочной щеткой. Это просто помогает выбить некоторые из этих чешуек графита. После этого протрите поверхность спиртом, пока не перестанет отрываться серый графит.

Если у вас есть оборудование для дробеструйной обработки детали стальной или никелевой дробью, то сейчас самое время ее использовать.Он действительно хорошо справится с удалением излишков графита.

После этого используйте окислительное пламя (пламя с избытком кислорода, которое издает громкий шипящий звук), чтобы сжечь оставшийся графит. Вы можете увидеть это как искры, когда поверхность станет горячей.

Как только это будет сделано, все готово.

Зажим

Это действительно важно. Если вы не прижмете деталь плотно, вы не получите ее прямо.

По возможности прижмите его к твердому плоскому сварочному столу с помощью С-образных зажимов. Если вы работаете над каким-либо корпусом, вы можете подумать даже о том, чтобы изготовить для себя небольшое приспособление, которое действительно сможет надежно удерживать все на месте.

Вам нужно, чтобы ваш зажим был очень прочным, чтобы ничто не могло двигаться на вас во время пайки. В противном случае деталь будет деформироваться как сумасшедшая, и вам будет очень неприятно все выравнивать. Это шаг, на который стоит потратить время, не торопитесь.

Инструкции по пайке

Как только вы убедитесь, что поверхности чистые и все надежно закреплено, пора нагреть деталь.

Добавьте приличное количество флюса в область, которую вы будете паять, и постарайтесь сделать это как можно тщательнее. Нагрейте заготовку аккуратно и равномерно, не слишком быстро, особенно если вы работаете с более мелкой деталью.

Чтобы это сработало, необходимо довести утюг до красивого вишнево-красного цвета. В этот момент флюс полностью расплавится.Не нагревайте до такой степени, чтобы утюг начал плавиться.

Когда утюг станет красивым и блестящим, поскребите прутком по поверхности. Если он достаточно горячий и флюс выполняет свою работу, он должен немедленно намочить поверхность металла и прочно прилипнуть к ней.

Не торопитесь и постепенно наращивайте припой, пока он не станет немного выше скошенной области. Таким образом, вы сможете измельчить его, чтобы он стал наполовину респектабельным.

На самом деле, это требует некоторого мастерства.Будьте терпеливы по отношению к себе и не ждите, что первый выйдет в чистом виде. В идеале попробуйте выполнить несколько упражнений, прежде чем припаять какое-нибудь железо, действительно важное для чего-то.

Инструкции по охлаждению

Крайне важно не отпускать деталь до тех пор, пока она не остынет на ощупь. В нагретом железе так много внутреннего напряжения, что вы, скорее всего, никогда больше не сможете это исправить.

Медленное охлаждение тоже очень важно. После того, как вы закончите пайку, накройте деталь изолирующим одеялом, чтобы замедлить ее.Вам понадобится несколько часов, чтобы он стал достаточно прохладным, чтобы его можно было трогать.

Вероятно, лучше всего просто изолировать его и дать остыть на ночь. Таким образом вы действительно сведете к минимуму риск растрескивания и деформации.

В конечном счете, я обнаружил, что пайка дает наилучшие результаты с точки зрения механики.