Часто соединение металлов проводится c применением сварочного оборудования. Сварка может проходить в домашних условиях, для чего достаточно соблюдать рекомендации профессионалов. Сварка чугуна в сравнении с другими металлами проходит намного сложнее, что связано с особыми свойствами материала. Нередко сварка чугуна в домашних условиях приводит к образованию низкокачественного сварного шва. Термическая обработка становится причиной повышения хрупкости металла, в месте сварки могут появиться трещины и другие дефекты. Рассмотрим все особенности данного процесса подробнее.
Сварка чугуна
Содержание
- Особенности сварки чугуна
- Способы сварки
- Холодный способ
- Горячий способ
- Вам также могут быть интересны статьи:
Особенности сварки чугуна
Чугун характеризуется большой концентрацией углерода в составе (от 2 до 6%), что определяет повышенную хрупкость. Кроме этого, в составе есть довольно большое количество вредных примесей, к примеру, фосфор, сера и марганец. В последнее время проводится и легирование чугуна: добавляются хром, никель, молибден и так далее.
Рассматривая свариваемость чугуна, следует учитывать, что во многом этот показатель зависит от химического состава металла. От вида используемых примесей зависит то, какими именно свойствами будет обладать чугун.
Низкая стоимость материала, простота в производстве и его высокая обрабатываемость определяют особенности сварки чугуна. Рассматривая особенности проведения сварки, отметим нижеприведенные моменты:
- Плохая степень свариваемости связана с необычной структурой рассматриваемого материала.
- Выделяют металл с тонкодисперсным изломом. Он обладает повышенной свариваемостью.
- Промышленный чугун практически не поддается сварке, что также можно связать с особенностями структуры материала.
Сварной шов у чугунного изделия
Получаемые детали из чугуна могут обладать высокой хрупкостью. При проведении сварки следует учитывать следующие особенности процесса:
- Чугун обладает повышенной текучестью при нагреве, поэтому сварку рекомендуют проводить в нижнем положении.
- Из-за высокой концентрации углерода при его нагреве и выгорании образуются поры. Именно поэтому получаемый шов обладает высокой хрупкостью.
- Сниженная пластичность становится причиной возникновения внутренних напряжений. Они приводят к появлению большого количества трещин, в результате чего соединение не обладает требующейся прочностью.
- В расплавленном состоянии металл начинает окисляться. Получаемая окись имеет более высокую температуру плавления, чем обрабатываемый материал.
При ручной дуговой сварке довольно часто образуются дефекты в виде трещин. Перед работой с рассматриваемым материалом подробно изучается его состав и структура.
Повысить качество получаемого шва можно при:
- исключении вероятности перегрева чугуна на момент сварки;
- снижении вероятности возникновения напряжений, приводящих к структурной деформации.
Существует довольно большое количество методов сварки рассматриваемого металла, каждый обладает своими определенными достоинствами и недостатками.
Способы сварки
Рассматривая способы сварки чугуна, отметим, что для этого может использоваться самое различное оборудование. Большое распространение получила электросварка полуавтоматом в среде углекислого газа.
Провести классификацию проводимой работы можно следующим образом:
- Сварка при изготовлении.
- Соединение металла при проведении ремонта или восстановления изделия.
- Сварка при сборке чугунных изделий.
Сварка чугуна аргоном
Технология сварки чугуна аргоном также в последнее время распространена. Сварка чугуна аргоном применяется для восстановления стальных шпилек или выполнения другой подобной работы.
Холодный способ
Сварка чугуна электродом в домашних условиях может проводиться для соединения различных деталей. В качестве электрода применяется ОЗЧ-2 с медным стержнем. В продаже встречаются и другие варианты исполнения электродов, которые на сегодняшний день считаются дефицитными из-за сложностей, возникающих при их изготовлении.
Холодная сварка чугуна
Технология холодной сварки чугуна характеризуется следующим образом:
- Обработанный подобным образом металл обладает лучшей обрабатываемостью резанием.
- Рассматриваемые электроды обладают высокой стоимостью, являются дефицитным материалом.
- В быту может использоваться электрод медно-стального типа.
Холодная сварка чугуна электродами проводится при низком токе, так как нагрев металла может ухудшить качество получаемого шва. Кроме этого, работа должна проводится с периодическими перерывами, так как требуется время для охлаждения металла.
Изготовить электроды можно самостоятельно. К особенностям процесса их изготовления можно отнести нижеприведенные моменты:
- В качестве основы могут использоваться медная проволока.
- Стержень очищается от загрязнений органическим растворителем.
- Покрытие представлено сочетанием крошки с железных электродов, а также порошка из мелких железных опилок.
- Полученная смесь соединяется с водянистым стеклом.
- Покрывается стержень слоем толщиной не менее 2-х миллиметров.
- Сушка проводится на открытом воздухе, после чего проводится запекание нанесенного состава. Для нагрева среды может использоваться обычная духовка, так как температура запекания относительно невысокая.
При применении самодельных электродов создается недлинная дуга, а также неизменный ток. Не стоит забывать о том, что следует оставлять металл для его остывания. Рекомендуемая температура составляет 50 градусов Цельсия. Для обеспечения высокого качества получаемого шва следует его накладывать маленькими частями, длина которых составляет 30-50 миллиметров. За счет этого исключается вероятность появления трещин.
Горячий способ
Горячая сварка чугуна намного сложнее холодной технологии. Несмотря на возникающие трудности, ее в последнее время применяют крайне часто, так как подобный метод позволяет избежать трещин в переходных областях шва. Рекомендуется проводить равномерный нагрев металла, что и позволяет избежать появления разломов и трещин.
Горячая сварка чугуна
К особенностям подобной технологии можно отнести нижеприведенные моменты:
- Перед нагревом материала следует закрепить в подготовленном каркасе. За счет этого снижается вероятность возникновения напряжений. Именно напряжение приводит к появлению трещин.
- Обязательно следует использовать жесткий каркас в том случае, если проводится локальный нагрев рассматриваемого материла.
- В большинстве случаев нагрев проводится при помощи индуктора с использованием токов промышленной частоты. Кроме этого, могут применяться пламенные горелки и паяльные лампы, горны.
- Для заварки сквозных трещин применяются графитовые формы. При их изготовлении принято применять графитовые пластинки, которые соединяются с формовочной смесью.
- Перед проведение сварочных работ следует подготовить место шва. Подготовка предусматривает удаление пыли и грязи, которые могут стать причиной ухудшения качества получаемого шва.
Также выделяют несколько рекомендаций, связанных с особенностями рассматриваемой технологии:
- Нужно контролировать объем расплавленного материала во время проведения работы. Для этого во время сварки расплавленный состав смешивается с концом присадочного стержня или электрода.
- Охлаждение следует проводить равномерно. Для того чтобы исключить слишком быстрое остывание металла заготовка засыпается древесным углем или горячим песком. Как показывает практика, на остывание небольших деталей уходит от 3 до 40 часов, более крупные могут остывать в течение 5-ти суток.
- На момент нагрева металл может окисляться. За счет этого существенно повышается температура плавления, что усложняет процесс сварки. Для исключения вероятности окисления металла применяются флюсы на борной основе.
Газовая сварка чугуна имеет довольно большое количество особенностей, которые определяют популярность технологии. К особенностям этой технологии отнесем нижеприведенные моменты:
- Газовая сварка позволяет получить качественное соединение. Для этого можно использовать горелку, которая работает на различном типе горючего.
- Подобная технология позволяет провести восстановление деталей. Примером назовем случай, когда к изделию нужно присоединить поврежденную часть.
- При применении подобной технологии можно провести более равномерный нагрев заготовки. За счет этого получаемый шов будет качественным также менее хрупким.
Эта информация определяет то, что при применении технологии ручной дуговой сварки газом проводится нагрев обрабатываемой поверхности. В качестве присадочного материала применяются литые чугунные прутья.
Высокой эффективностью обладает технология газовой сварки с применением прутьев из латуни. У этого сплава температура плавления намного ниже, чем у обрабатываемого чугуна.
К особенностям технологии отнесем следующие моменты:
- Процедура предусматривает применение различного флюса, который не позволяет образоваться окиси.
- Кромки обрабатываемых трещин следует нагреть до температуры около 900 градусов Цельсия, после чего поверхность покрывается флюсом.
- Следующий шаг заключается в обработке краев латунью.
Вся приведенная выше информация определяет то, что сварка чугуна затруднена. Лишь только соблюдение всех рекомендаций позволяет получить качественное соединение, которое прослужит дольше.
В заключение отметим, что для проведения сварки следует выбирать менее тугоплавкий чугун. Примером можно назвать ковкий чугун, который менее восприимчив к образованию внутренних дефектов.
Источник: