- Характеристики чугуна
- Особенности и сложности сварки
- Подготовка металла к работам
- Резка и разделка кромок
- Какие электроды используются
- Неплавящиеся
- Простые для стали
- Покрытые дополнительным металлом
- Сварочные аппараты и расходники
- Методы сварки чугуна с инструкцией
- Сварка по шпилькам
- Холодный способ
- В газовой среде
- Дуговая сварка электродами
- Методика наплавки
- Безопасность при работе
Для изготовления некоторых конструкций применяются металлы, обладающие более высокой твердостью по сравнению со сталью. При сварке чугуна возникают сложности из-за высокого содержания углерода в сплаве, что приводит к образованию пустот в шве при использовании стандартных методов.
(Примечание: Ключевая фраза «чем варить чугун» учтена в перефразированном тексте.)
Характеристики чугуна
Материал представляет собой сплав железа, содержащий большое количество углерода. Вещество придает чугуну твердость.
Не являющийся металлом углерод не способен образовывать связей с железом, он содержится в сплаве в виде графитовых вкраплений.
Сплав обладает следующими характеристиками:
- Пористость структуры. Пустоты быстро заполняются газами или впитывают масло.
- Относительно невысокая температура плавления (1200-1250 °С). Этим объясняется высокая текучесть сплава при нагреве.
- Хрупкость. Чугун не рекомендуется использовать для изготовления конструкций, испытывающих высокие нагрузки.
- Низкая пластичность.
- Устойчивость к кислотам и щелочам. В то же время, материал чувствителен к длительному воздействию влаги.
Особенности и сложности сварки
Из-за повышенного содержания углерода свариваемость деталей из этого материала снижается. Негативно влияют на качество шва и легирующие компоненты, входящие в состав чугуна — фосфор, марганец, сера.
При выполнении сварки следует учитывать особенности, способные усложнять процесс:
- пористую неоднородную структуру сплава, снижающую свариваемость;
- низкую прочность готовых швов, быстро покрывающихся трещинами при остывании;
- быстрое окисление чугуна при нагреве;
- образование пустот в сварочной ванне, делающих шов неустойчивым к нагрузкам.
Перед тем как варить чугун, выполняют следующие действия:
- очищают поверхности от пыли, масла и грязи;
- разделывают кромки;
- размещают шпильки (при использовании холодного метода сварки);
- прогревают металлические элементы (при использовании термических методов соединения).
Температуру деталей перед горячей сваркой повышают постепенно, на 100 °С в час. Также медленно охлаждают чугунные элементы.
Резка и разделка кромок
Эта операция является обязательной при сварке чугуна любым способом. Для этого края зачищают напильником или шлифовальной машиной с насадкой по металлу. Во время разделки кромок выпиливают трещины. При необходимости установки шпилек края срезают под углом. В торцах высверливают отверстия, формируют резьбу. После этого вкручивают шпильки. Внешние концы элементов необходимо приварить друг к другу.
Какие электроды используются
Для сварки хрупкого сплава могут использоваться не все типы расходных материалов. Перед началом работы следует изучить основные характеристики электродов.
Неплавящиеся
Варить чугунные детали можно разными типами таких элементов:
- вольфрамовыми;
- графитовыми;
- угольными.
Литые чугунные или присадочные электроды с содержанием легирующих добавок (меди, никеля) применяют в качестве расходного материала, участвующего в формировании шва. Сварочную ванну защищают аргоном или флюсами на основе буры. Наиболее распространенной является технология TIG-сварки с вольфрамовым стержнем под переменным током.
Простые для стали
Сварка чугунных элементов обычным электродами не позволяет получить качественный шов. Такие расходные материалы применяют из-за низкой стоимости. Для снижения вероятности образования дефектов используют присадочные прутки марки ЦЧ-4. Они предназначены для формирования первого плакирующего слоя с дальнейшим продолжением сварки простыми материалами.
Электроды УОНИ применяют только для устранения небольших дефектов в конструкциях, не испытывающих высоких нагрузок.
Покрытые дополнительным металлом
Такие элементы используют для сварки чугуна электродом в домашних условиях при необходимости устранения дефектов литья. Они имеют вид прутков круглого сечения, покрытых защитными материалами. Чаще всего сварочный процесс ведется при постоянном токе. Реже используется переменный. Требуемую силу тока рассчитывают по формуле 50-60 А на 1 мм электрода. Шов при электросварке с покрытыми элементами получается неоднородным.
Сварочные аппараты и расходники
Для проведения работ используют следующие приспособления и материалы:
- Сварочный агрегат. Рекомендуется применять аппараты-инверторы, генерирующие постоянный ток. Трансформаторное оборудование обладает низким коэффициентом полезного действия. Качество швов при использовании таких аппаратов снижается.
- Электроды. Диаметр стержня должен составлять не менее 3 мм. Сварка с использованием электрода помогает сформировать качественное соединение. Лучшими считают марки МНЧ-2 и ОЗЧ-2.
- Защитный газ. Чаще всего при сварке чугуна используют аргон. Газовый метод позволяет соединять заготовки толщиной не более 4 мм.
Методы сварки чугуна с инструкцией
Выбор технологии зависит от толщины деталей и условий эксплуатации будущей металлоконструкции.
Сварка по шпилькам
Зернистая структура сплава не всегда позволяет заварить детали многослойным способом. В сложных случаях устанавливают шпильки с резьбой. Их монтируют в шахматном порядке по кромкам соединяемых заготовок.
При выборе размера шпилек учитывают следующие рекомендации:
- Диаметр крепежного элемента должен составлять 30-40% толщины соединяемых заготовок. Максимальное значение — 1,2 см.
- Шпилька вкручивается на 1,5 диаметра. Однако длина ввинчиваемого отрезка не должна превышать половины толщины свариваемых деталей;
- Размер выступающей части должен составлять 0,7-1,2 сечения шпильки.
После размещения шпилек по их периметру наваривают несколько слоев.
Для исключения перегрева операцию попеременно выполняют на разных сторонах. На заключительном этапе наплавленный металл проваривают несколькими швами.
Холодный способ
Метод применяют для устранения незначительных повреждений чугунных конструкций. При холодной сварке не выполняют предварительной подготовки. Качество соединения ниже, чем при использовании горячих способов, поэтому технологию не используют при ремонте двигателей и других важных конструкций. При соединении деталей, испытывающих повышенные нагрузки, применяют усиливающие стальные шпильки. Их заваривают с наружной стороны, покрывают верхним швом.
При холодной сварке соблюдают следующие условия:
- Минимизируют нагрев детали, применяя тонкие стальные электроды. Медленному повышению температуры материала способствует применение постоянного тока.
- Электрод подсоединяют к плюсу агрегата. Такой вариант подключения называется обратной полярностью.
- Решая, какие электроды выбрать для сварки серого чугуна холодным методом, предпочтение отдают тем, что содержат минимальное количество углерода.
Желательно использование стержней, содержащих никель или медный сплав. Эти материалы считаются дорогими, поэтому их редко применяют в бытовых условиях.
В газовой среде
Газ используется для защиты и нагрева обрабатываемого участка. При сварке чугуна часто используют пропан-бутановую смесь или ацетилен. Электрод заменяют присадочной проволокой из того же металла или никеля. Для снижения вероятности окисления пруток обрабатывают флюсом. Иногда проволоку прогревают восстановительной часть горелки.
Для получения сварного соединения газовым методом выполняют следующие действия:
- Постепенно нагревают место сварки. Подходящую температуру выбирают опытным путем.
- После достижения нужного нагрева формируют соединение. Постепенно отводят горелку, добиваясь медленного охлаждения.
- Очищают сварное соединение от шлака, при необходимости шлифуют.
Дуговая сварка электродами
Такой способ разрешен к применению, однако он характеризуется высокой стоимостью, отсутствием преимуществ перед остальными методами. Чугун не требует тщательной защиты от окисления.
При дуговой сварке с аргоном соблюдают следующие правила:
- исключают перегрев обрабатываемых областей;
- постепенно повышают температуру сварочной ванны;
- медленно охлаждают готовую конструкцию.
Процесс сварки включает следующие этапы:
- фиксацию деталей в правильном положении с использованием тисков или струбцины;
- формирование защитного газового облака (подачу аргона начинают за 15 секунд до возбуждения дуги, прекращают через 7 секунд после завершения работы);
- настройку аппарата (силу тока и скорость подачи расходного материала выбирают с учетом толщины свариваемых заготовок);
- наложение шва (электрод ведут по направлению соединения);
- завершение сварки путем постепенного снижения мощности дуги реостатом.
При аргонодуговой технологии применяют полуавтоматический аппарат с никелевой проволокой или неплавящиеся электроды.
Методика наплавки
В таким случае используют специальные электроды следующих типов:
- МНЧ-2. Используется при формировании сложных металлоконструкций. Наплавку осуществляют без подогрева.
- ОЗЖН-1. Стержни применяют при устранении крупных дефектов.
- ОЗЧ-2. Электроды этой марки помогают осуществлять наплавку серого или ковкого чугуна.
Газовая наплавка выполняется за счет тепловой энергии, выделяющейся при сгорании ацетиленовой смеси. В качестве присадочного материала применяют литые прутки и флюсы.
Безопасность при работе
При выполнении сварки необходимо соблюдать следующие правила:
- Перед началом работы проверяют исправность всех блоков аппарата, целостность питающего кабеля. Необходимо использовать заземленное оборудование, гарантирующее защиту от поражения током.
- Обязательно применение маски сварщика, защитного костюма и рукавиц. Рядом со сварочным оборудованием стелют резиновый коврик.
- Детали, имеющие трещины или поры, нельзя закреплять на большой высоте.
- Работать нужно в помещении с хорошими освещением и вентиляцией.
Рабочее место снабжают аппаратом, удаляющим образующуюся во время сварки пыль.
В чем разница между сварочными аппаратами?
Существует несколько типов сварочных аппаратов, каждый из которых имеет свои особенности и применяется для определенных типов сварочных работ. Вот некоторые из наиболее распространенных типов сварочных аппаратов и их различия:
-
Сварочный аппарат на основе электродуговой сварки (MMA). Это один из самых простых и доступных типов сварочных аппаратов, который работает путем создания дуги между электродом и свариваемой деталью. Сварочные аппараты MMA обычно используются для сварки различных металлических конструкций и могут работать с различными типами электродов.
-
Полуавтоматический сварочный аппарат (MIG/MAG). Этот тип сварочного аппарата использует защитный газ, который защищает сварочную дугу и свариваемую деталь от воздействия внешней среды. Сварочный аппарат MIG/MAG обычно используется для сварки тонкометаллических изделий, таких как кузова автомобилей, а также для сварки нержавеющей стали и алюминия.
-
Сварочный аппарат на основе плазменной резки. Этот тип сварочного аппарата использует плазменную дугу для резки металлических деталей. Сварочный аппарат на основе плазменной резки обычно используется для обработки металлических листов и других тонкометаллических изделий.
-
Сварочный аппарат на основе точечной сварки. Этот тип сварочного аппарата используется для создания точечных сварных соединений между металлическими деталями. Сварочный аппарат на основе точечной сварки обычно используется для сварки металлических изделий с малой толщиной, таких как кузова автомобилей и другие автомобильные детали.
Кроме того, существуют также инверторные сварочные аппараты, которые используют более современные технологии и имеют более компактный размер и низкую энергопотребляемость. Выбор сварочного аппарата зависит от типа сварочных работ, которые необходимо выполнить, и требований
к качеству свариваемых соединений. Важно учитывать параметры сварочного аппарата, такие как ток, напряжение, скорость сварки и материал, с которым работает аппарат.
Также следует отметить, что сварочные аппараты могут быть как портативными, так и стационарными. Портативные сварочные аппараты обычно имеют более компактный размер и легче перемещать, что делает их более удобными для работы на строительных площадках и в других местах, где требуется мобильность. Стационарные сварочные аппараты обычно имеют более высокую мощность и предназначены для работы в более стационарных условиях, например, в производственных цехах и мастерских.
В целом, выбор сварочного аппарата зависит от конкретных потребностей и задач, поэтому важно тщательно изучить характеристики каждого типа аппарата и выбрать тот, который наилучшим образом соответствует требованиям работы.
Добавить комментарий