Когда нужно приварить две стальные детали друг к другу, то домашний мастер сразу принимается за работу. Другое дело, если вопрос идет о чугуне. Тут без предварительной подготовки не обойдешься. Далее разбираемся, как заварить чугун – рассмотрим все особенности сварки этого металла электродами в домашних условиях.
Сразу необходимо оговориться, что не любой чугун можно заварить. Дело в том, что этот металл состоит из сплава железа с углеродом. А последнего содержится аж целых 2,14%. Именно это обстоятельство и мешает качественному соединению.
Весь чугун делят на белый и серый. У первого на изломе виден белый цвет. А углерод в нем метастабилен и проявляется в виде цементита. Это обстоятельство выступает решающим в отношении обработки этого металла. Сварка совершенно невозможна. А из-за повышенной хрупкости, разрешается только шлифовка.
На изломе у серого чугуна проступает серебристый оттенок. Углерод в нем перешел в стабильную фазу и проявляется в виде графита. И это состояние позволяет проводить сварочные работы. Остается определиться, чем варить чугун и как.
Железо с большим количеством стабильного углерода в виде графита сваривать можно и даже нужно. Ведь необходимо же проводить ремонт деталей из чугуна, на которых образовались дефекты. Но характеристики у металла настолько специфические, что при работе с ним не избежать серьезных трудностей.
Вот список того, с чем можно столкнуться при сварке чугуна:
Но учитывая все трудности, были разработаны технологии, позволяющие получать предельно качественные швы на поверхности чугуна. Необходимо только правильно подобрать метод воздействия на металл. А также провести предварительную подготовку и придерживаться всех нюансов методики.
Для получения добротного шва на чугун воздействуют двумя способами. Существует такое понятие, как горячая сварка. Для нее необходимо прогреть металл до 650 °C. Такой температурный режим позволяет избежать появления трещин в районе шва.
Но такие температуры возможно получить только в промышленных цехах. Поэтому в домашних условиях применяют полугорячую сварку. И чугун греют только до плюс 350 °C. В обоих случаях необходимо следить, чтобы температура шва и остальной поверхности повышалась равномерно. А самые большие проблемы связаны с правильным охлаждением металла.
Но все домашние умельцы практикуют второй способ, который называют сваркой по-холодному. Для него нет необходимости греть заготовку. А всю работу выполняют только специальными электродами. Но этого для качественного шва мало. Прежде нужно грамотно подготовить поверхность, а при сварке строго придерживаться технологической карты.
В этом видео наглядно о том, как варить чугун электросваркой:
Место будущей сварки тщательно зачищается. Для этого лучше взять болгарку с лепестковым кругом. При этом нужно следить, чтобы все кромки не имели острых углов. У рабочей поверхности должна быть только сферическая форма.
Далее необходимо провести обезжиривание. Для этого подойдет любой бензин или растворитель. Главное обеспечить полную нейтрализацию окисленного металла.
Отдельно нужно сказать о шпильках. Они являются опорными элементами и часто применяются для создания качественного соединения. Например, если нужно заварить трещину на поверхности чугунной детали, то после зачистки, на ее концах высверливаются отверстия. В них вставляются стальные шпильки.
Размер элемента имеет строгий регламент. Его диаметр не может быть больше 40 % от толщины чугунной поверхности. Выступать над плоскостью шпилька должна не более, чем 4-6 мм. А их количество ограничивается размерами трещины. Ведь расстояние между двумя шпильками не должно превышать шести их диаметров.
После подготовки поверхности, прежде, чем сваривать чугун, уделяют внимание выбору электродов. Обычные (для стали) проделают еще большую дыру. Поэтому необходимы только те, которые имеют правильное напыление, позволяющее в нужном русле воздействовать на прихотливый чугун.
Подойдут электроды, содержащие медь, хром или никель. И самые распространенные из них: ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЖН-1 и МНЧ-2. Причем нужно проследить, чтобы их диаметр не отклонялся от 3 мм.
Когда куплены все расходные материалы, будет полезным прочитать инструкции на упаковках. Там указываются полезные сведения. От режима использования до необходимого количества электродов на определенный размер шва.
А для сварки по-холодному в домашних условиях есть основные правила:
Разберем, как варить чугун на конкретных примерах.
Шпильки устанавливаются в подготовленные отверстия. Электродом, слой за слоем, вокруг каждого вспомогательного элемента наваривается металл. В конце концом шпилька полностью закрывается наплавом.
Чтобы не превышать температуру поверхности свыше 80 °C, делаются перерывы. А лучше комбинировать их с переходами между шпильками. Немного отработав на одной, на время ее оставляют и переходят к следующей. Так и двигаются по кругу с небольшими паузами.
Когда все шпильки скрываются под наплавами, делается завершающий шов. Он соединяет весь наваренный металл между собой.
Проверяются фаски. Они должны быть сферической формы, без острых выступов. Двигаясь от одного края к другому, наплавляется первый шов. Пока он не остыл, его в легкую проковывают молотком. Затем ему дают остыть.
Если возможно, деталь переворачивают на другую сторону. С тыла наносится аналогичный слой металла, который также проковывается. Деталь возвращается в исходное положение, и уже теперь слой за слоем, наплавами закрывается весь дефект. Не забывая легонько проковывать каждый наваренный шов, а также делать перерывы, чтобы не перегреть металл.
В этом видеоролике показано, чем заварить чугун:
Если появилась трещина на чугунной детали, а дома есть доступ к инвертору, то можно считать, что одна треть дела сделана. Остается правильно подобрать электроды и выбрать один из способов ремонта.
Будет ли шов накладываться на шпильки или наплавляться слой за слоем, существенной разницы не играет. Главное строго соблюдать технологию и не дать металлу перегреться. И если все условия соблюдены, то домашний ремонт ничем не уступит, сделанному в мастерской.
Для сварки чугуна дома применяют ручную дуговую сварку (MMA) специальными электродами на постоянном токе обратной полярности. Деталь предварительно очищают от грязи, а сварку ведут короткими валиками по 2–3 см, избегая перегрева металла выше 50–60 °С. После наложения каждого шва деталь медленно охлаждают под слоем песка или асбеста.
Да, сварка чугуна со сталью возможна, но требует специальной технологии из-за различий в их теплопроводности и структуре. Для этого используют электроды на основе никеля или медно-никелевые сплавы (например, МНЧ-2), которые предотвращают образование хрупких карбидов железа в зоне сплавления. Сварку выполняют прерывистыми швами с обязательной проковкой каждого валика в горячем состоянии.
Серый чугун легко обрабатывается напильником или сверлом, а на свежем изломе имеет темно-серый матовый цвет за счет чешуйчатого графита. Белый чугун чрезвычайно твердый, не поддается механической обработке, а на изломе имеет светлый зеркально-серебристый цвет. Сварка белого чугуна технологически невозможна из-за мгновенного образования трещин.
Для холодной сварки чугуна без нагрева используют электроды на основе никеля ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4, а также железоникелевые МНЧ-2. Для исправления дефектов и наплавки деталей, не несущих высоких нагрузок, применяют медно-железные электроды ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6. Если сварка производится с предварительным подогревом до 600 °C, используют стальные электроды ЦЧ-4.
Горячая сварка чугуна — это метод, при котором всю деталь перед началом работ равномерно нагревают в печи до температуры 600–650 °C. Это исключает возникновение внутренних термических напряжений, кристаллизационных трещин и закалочных зон с повышенной твердостью. После завершения сварки изделие остывает максимально медленно вместе с печью в течение нескольких часов или суток.
Стыки очищают угловой шлифмашиной или щеткой от ржавчины, краски и масла до чистого металла. Кромки трещины разделывают под углом 60–70 градусов, а по ее краям обязательно засверливают отверстия диаметром 4–5 мм для блокировки роста трещины. Перед сваркой пористый чугун прогревают горелкой до 120–150 °С для выжигания въевшихся ГСМ.
Стальные ввертные шпильки устанавливают в зону разделки кромок при ремонте толстостенных деталей, работающих под экстремальными нагрузками. Шпильки принимают на себя разрывные и изгибающие усилия, компенсируя низкую механическую прочность зоны сплавления чугуна со стальным швом. В процессе сварки сначала обваривают каждую шпильку по кругу, а затем заполняют оставшуюся разделку.
Сваренную чугунную деталь необходимо охлаждать максимально медленно во избежание термического шока и растрескивания. Металл сразу после сварки укутывают асбестовой тканью, засыпают сухим перлитом, вермикулитом или горячим речным песком. Идеальным технологическим решением является остывание детали в остывающей муфельной печи.
Проковка шва легким молотком с закругленным бойком выполняется сразу после гашения дуги, пока металл находится в горячем состоянии (выше 500 °C). Эта процедура пластически деформирует наплавленный металл, снимая временные растягивающие напряжения, возникающие при усадке шва в процессе охлаждения. Правильная проковка снижает риск образования опасных холодного типа трещин в околошовной зоне.
Поры образуются из-за интенсивного выделения углекислого газа, вызванного выгоранием углерода из чугуна, а также испарением влаги и масел из его пористой структуры. Для предотвращения пористости требуется тщательное обезжиривание и прокаливание кромок перед началом сварки. Также необходимо применять строго прокаленные сухие электроды и варить короткой дугой.
Есть народные умельцы, которые авторитетно заявляют, что чугун элементарно сваривается электродами по нержавейке. Напишите в комментариях, как думаете – такое возможно?
Ответить
1 комментарий
Просварку чугуна дополнительную информацию можете узнать здесь
Ответить Пожаловаться