Как сварить чугун со сталью электросваркой в домашних условиях
Перейти к содержимому

Как сварить чугун со сталью электросваркой в домашних условиях

  • автор:

Как заварить чугун в домашних условиях

При выполнении сварных работ в домашних условиях применяют в основном два вида сварки: газовую и ручную электродуговую сварку. Эти два вида сварки отличают наиболее качественным сварным швом при соединении неразъемных деталей металла. В свою очередь существует несколько видов сварных соединений получаемых при использовании газовой и электродуговой сварки: — стыковой шов, используемый для соединения деталей отличающихся по толщине друг от друга; — угловой шов применяется при необходимости соединения двух разных плоскостей для образования угла; — тавровый шов, это ничто иное, как переваривание торца одного изделия к поверхности другого;

  • — внахлест;
  • — торцевые;
  • — прорезные;

а также пробочные и с накладками. При сваривании изделий из чугуна применяются различные виды стыковочных швов. Сварка же этого металла осуществляется, как горячим методом, так и холодным. Горячий вид сварных работ требует прикладывания достаточное количество усилий и считается трудоемким. Для выполнения горячей сварки необходимо произвести формовку деталей, их очистку от различного вида загрязнений и предварительный нагрев до 700С. После подготовительных этапов, выполняется сварка чугуна и последующее охлаждение. Сваривание чугуна при помощи холодной сварки не требует масштабных подготовительных работ, нужно только отчистить детали и разделить кромки свариваемого металла, после чего выполняется сварка и проковка. Проковывать детали после холодной сварки обязательно нужно, так как если этого не сделать, то могут появиться трещины около выполненного сварного шва. Электроды для сварных работ холодной сваркой используется следующие:

  1. — никелевые;
  2. — стальные;
  3. — медно-никелевые;
  4. — железоникелевые.

Для качественного проведения сварочных работ по чугуну применяется как переменный, так и постоянный ток, сила которого рассчитывается исходя из 1 миллиметра используемого электрода. Так на 1 миллиметр электрода необходимо подавать примерно 70-80 А тока. Все проблемы, которые возникают, при сварке чугуна возникают из-за того, что металл имеет низкую стойкость к образованию трещин сварного шва, а также очень сложно подвергается обработке. Поэтому не стоит пренебрегать подготовительными работами и выполнять все виды сварки по чугуну, учитывая характеристики данного металла.

  • Электроды для сварки чугуна
  • Сварка чугуна инвертором
  • Сварка чугуна электродами
  • Виды чугуна в сварке
  • О сварке чугуна в целом
  • Сварка алюминия в домашних условиях
  • Сварка меди в домашних условиях
  • Сварка нержавейки в домашних условиях

Сварка чугуна в домашних условиях

В этой статье мы рассмотрим технологии сваривания чугуна в домашних условиях с применением двух основных приемов: холодным и горячим методом.

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.

  • 1 Особенности материала
  • 2 Способы сварки
    • 2.1 Холодный способ сварки
    • 2.2 Горячий способ
    • 3.1 Подготовительные работы
    • 3.2 Сваривание без подогрева
    • 3.3 Сварка с нагревом

    Особенности материала

    Структурные особенности чугуна

    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

    Процесс сварки чугуна

    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

    Горячий способ сварки чугуна

    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.

    Зачищенная чугунная деталь

    Деталь требуется хорошо зачистить

    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.

    Сварка чугуна с нагревом

    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.

    Сварка чугуна электродами

    Чугун — литьевой материал. Он обладает повышенной твердостью и хрупкостью. Но, несмотря на это, его можно варить. Сварка применяется при устранении брака литья, изготовлении сварно-литых изделий или ремонте чугунных деталей.

    И здесь можно сразу ответить на главный вопрос — да, чугун можно варить обычными электродами. В том числе в домашних условиях. Но есть нюансы. И для получения прочного, надежного шва важно выбрать наиболее подходящий способ сварки, правильно подготовить материал и строго придерживаться технологии.

    Чугун: особенности материала и работы с ним

    Чугун делят на белый и серый. Первый варить невозможно, он поддается только шлифовке. Второй – можно, но при этом важно учитывать его высокую текучесть, скорость охлаждения и другие особенности. Так:

    • При усадке шва могут образоваться трещины. Чугун хрупкий, и это нужно учитывать, так как во время варки происходит его интенсивная закалка.
    • В месте варки могут образоваться поры. Это происходит из-за выделения в процессе сваривания окиси углерода, которая не всегда полностью выводится из материала.
    • В месте обработки может образоваться белый хрупкий чугун. Он не подлежит дальнейшей обработке и появляется из-за неправильного охлаждения.
    • Шов может быть ненадежным. Это возможно из-за образования в процессе варки тугоплавких оксидов, из-за которых формируются непроваренные участки.

    Помимо серого, есть другие виды чугуна, которые можно сварить обычными электродами. Например, ковкий, высокопрочный и половинчатый. Сваривание каждого из них осуществляется по отдельной технологии, требует особого подхода. А еще нужно быть готовым к тому, что структуры исходного материала (вне зависимости от его вида) и шва будут сильно различаться.

    Правила подготовки детали

    Правильная подготовка материала — основа качественного шва. Перед началом работы нужно выполнить следующее:

    • Тщательно зачистить. Для этого можно использовать болгарку с лепестковым кругом, металлическую щетку или наждачку. Пескоструйка тоже подойдет.
    • Высверлить все дефектные участки (с вырубкой до чистого металла).
    • Выполнить разделку кромок. Важно, чтобы на рабочих поверхностях не было острых углов. Это позволит избежать их перекалки и обеспечит равномерное нагревание.
    • Обезжирить или обжечь горелкой, чтобы очистить поверхности от любых загрязнений.
    • Обработать все трещины. Обработать их важно на всей глубине, чтобы обеспечить достаточную проварку. Длина разделки с каждой стороны должна быть на пять-шесть мм больше самой трещины. Концы трещин вырезать и закруглить (или засверлить).

    Отдельная подготовительная мера при работе с тонкими чугунными деталями — подкладка из графита. Она нужна для предупреждения вытекания расплавленного материала, что поможет сохранить первоначальную форму детали и поддержать нагретый участок.

    Использование специальных электродов

    Сварка чугуна обычными стальными электродами возможна. Но она не обеспечит хорошего качества шва. Но если это единственный доступный в финансовом плане вариант, можно дополнить его специальными прутками ЦЧ-4. Они предназначены для наплавки первых плакирующих слоев, а далее можно работать обычными стальными расходниками. ЦЧ-4 можно использовать при работе холодным и горячим методом. Они также подойдут для соединения чугуна и стали.

    Также перед тем, как варить чугун обычными электродами, стоит учесть, что околошовная зона у границы сплавления будет хрупкой. Высока вероятность появления на ней трещин и дальнейшего отслаивания наплавленного слоя от основного материала. Чтобы не допустить этого, при сваривании используются специальные стальные шпильки.

    Есть специальные чугунные электроды, предназначенные для устранения дефектов литья. Это литые круглые прутки с разными покрытиями. Они больше подходят для полугорячего метода сваривания, на постоянном токе.

    Если отмести стальные расходники, электроды нужно правильно подобрать под вид чугуна и способ сварки. Так, если планируется горячая ручная дуговая электросварка, вот какие расходники можно использовать для сваривания разных видов чугуна:

    • ковкий — плавящиеся и угольные электроды (марки ОЗЧ-2, ОЗЧ-6, МНЧ-2,ЦЧ-4);
    • серый — ОЗЖН-1, ОЗЖН-2, МНЧ-2, ОЗЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6;
    • высокопрочный — ОЗЖН, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, МНЧ-2.

    Если нужно заварить чугун холодным методом, подойдут обычные электроды, содержащие никель и медь (или один из этих металлов). Это расходники с медным стержнем и железным порошком в составе обмазки (ОЗЧ-2,ЗЧ-6), никелевые и железно-никелевые (ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЖН-1), а также железно-медно-никелевые (МНЧ-1).

    Процесс сварки

    Последовательность действий зависит от того, какой метод выбрал мастер. Так как в домашних условиях мастера часто варят по-холодному, ниже будут описаны рекомендации относительно этого метода.

    Если производится сваривание по шпилькам, последовательность работ будет следующая:

    • расположить в скошенных кромках в шахматном порядке;
    • обварить выступающие части шпилек по периметру, заполняя шов (варить вразброс, чтобы не допустить перегрева);
    • вокруг мест сварки наложить кольцевые швы.

    Чтобы предотвратить перегрев, также можно варить с перерывами и следить, чтобы поверхность детали не нагревалась выше 80 градусов. Все стальные шпильки должны по итогу работы скрыться под наплавами. И тогда можно делать завершающий шов, который соединит все наплавы вокруг них под собой.

    Если используется многослойный метод, обязательно проверяются фаски: на них не должно быть острых выступающих участков. Первый шов наплавляют от одного края к другому. Не давая ему остыть, аккуратно проковывают молотком. Далее деталь переворачивают, если ее размеры и конструкция это позволяют, и формируют такой же шов с тыла. Но без проковки. И так пока не будет закрыт весь дефект

    Работая этими методами, важно соблюдать правила:

    • работать с обратной полярностью подключения;
    • выставлять сварочный аппарат на минимальную мощность;
    • не делать непрерывных швов длиннее пяти см;
    • как можно чащ делать перерывы, чтобы не допустить перегрева;
    • обязательно проковать первый и последний слои, но с минимальным усилием.

    Способы варки чугуна

    Самые распространенные методы — по горячему и по-холодному. Первый применяют только в промышленных условиях, так как материал нужно нагреть до высокой температуры. Второй подходит для домашнего условия и выполняется с применением специальных электродов.

    Горячий способ с предварительным подогревом

    Сложный и трудоемкий, он применяется только на производствах, где работают с крупными изделиями со сложной конструкцией. На них воздействуют высокими температурами (до 700 градусов), при которых чугун становится мягким и пластичным. В таком виде с ним просто работать: к нему можно приварить другую деталь, заварить трещину и т.д. Далее проводится медленное охлаждение. Результат — швы без пор, трещин и других дефектов.

    Холодный способ без подогрева

    Подходит для применения в домашних условиях. Позволяет заварить чугун обычными электродами. При нем шов накладывают маленькими участками, по 3 — 5 см (но не больше). В перерывах этим участкам дают остыть до 50 — 60 градусов, чтобы не перегреть материал и не допустить появления трещин. Процесс осуществляется под постоянным током, электрод должен двигаться не по прямой линии, а зигзагами. Или по кругу.

    Ошибки, которые часто допускают при сварке чугуна

    Неправильный выбор электродов и несоблюдение режима сварки — одни из самых распространенных ошибок при работе с чугунными деталями. Также важно уделить внимание условиям, в которых хранятся электроды: это обязательно должно быть сухое место. Отсыревшие расходники можно просушить в духовке при температуре 250 градусов.

    Если выбрать для конкретного вида чугуна соответствующую технологию, точно соблюдать все ее требования и правильно подготовить материал, с высокой вероятностью получится надежное, долговечное соединение.

    Особенности сварки чугуна со сталью

    При выполнении ремонтных работ может потребоваться сварка чугуна и стали. Если точно придерживаться технологического регламента, удаётся создать достаточно прочный сварочный шов. Но всё же, металлоконструкцию желательно заменить при первой же возможности.

    Проблемы при сваривании чугуна и стали

    Несмотря на схожий химический состав — сплав железа с углеродом, материалы различаются по структуре. Чем выше содержание углерода, тем хуже свариваемость материала. В стали содержание углерода составляет до 2,14%, а в чугуне — от 2,14% Чугун характеризуется текучестью уже при температуре его плавления. В связи с этим, получить прочный однородный шов практически невозможно. Текучий металл после длительного нагрева вытекает из сварочной ванны. Его меньшая пластичность и наличие крупных зёрен углерода может привести к растрескиванию при остывании. Ещё одна сложность в различии таких характеристик металлов, как температура плавления. Так как у стали она выше, чугун к моменту плавления стали становится слишком жидким, и сварку можно выполнять только когда сталь находится в нижнем положении. Образование трещин провоцирует и различная теплопроводность двух материалов. Так как распределение углерода в металлах также сильно различается, разница в электропроводимости искажает сварочную дугу, в ней нарушается распределение плотности тока.

    Используемые технологии

    1. Основной и наиболее эффективный способ — горячая сварка с нагревом сварочной зоны до 600 – 650 оС.
    2. Полугорячая — с разогревом чугунной заготовки до 300 – 360оС
    3. Холодная, при которой заготовки соединяются без нагревания. Считается наименее прочной, и допустима, только если детали будут затем работать только на сжатие.

    ВАЖНО: сварочные швы выполняют различными способами с учётом марки металлов, массы и толщины заготовки, возможности использования оборудования. Различные методы приваривания требуют применения разных электродов.

    Расходники

    Покрытие электродов должно содержать ферросплав (ферросилиций), позволяющий получить более однородный шов. Тогда сваренная металлоконструкция может в дальнейшем подвергаться механически обрабатываться.

    На производстве чаще всего используются следующие марки электродов:

    • ЦЧ-4. Российская марка с основным покрытием (не выделяющим водород). Температура прокалки, время – 1 час. Электрод применяется при горячей, полугорячей сварки и наплавки.
    • ОЗЧ-2. Электрод с кислым покрытием, содержащим порошковое железо. Легкоионизируемые компоненты обеспечивают хорошее зажигание дуги и высокую производительность.
    • Следует соблюдать осторожность: обмазка выделяет токсичные вещества.
    • МНЧ-2. Применяется для горячей сварки.
    • Ficast. Используются три варианта: никелевый, железоникелевый, омеднённый. Избыточный углерод растворяется цветными металлами, зона в непосредственной близости шва становится мягче. Металлоконструкция после сварки может работать на изгиб.

    Как сваривать чугун со сталью, инструкция

    На первом этапе выставляются параметры тока. Сварка ведётся при постоянном токе и обратной полярности.

    При напряжении холостого хода выше 54 В, целесообразно использовать переменный ток. Начинать обработку следует с чугунной заготовки, затем крепить к ней стальную.

    При необходимости варить большую толщину металла, работать следует постепенно с проковкой перед выполнением следующего слоя. Только что сделанный шов при проковке молотком уплотняется до характерного звона.

    Швы выполняются в разных направлениях, чтобы увеличить прочность металлоконструкции.

    Горячая и полугорячая сварка требует хорошего охлаждения зоны наплавки.

    Чтобы не допустить быстрого остывания масштабного шва, его следует периодически прогревать.

    Следует избегать резкого падения температуры, не допуская напряжений, провоцирующих деформации.

    Особенности технологии

    Если предполагается, что к металлоконструкциям будет приложена высокая нагрузка. На чугун наплавляется никелевая присадка с формированием буферной зоны.

    Чтобы избежать разломов, следует избежать слишком быстрого получения шва.

    Низкая надёжность холодного способа требует более качественной подготовки поверхности, удаления участков коррозии и масляных загрязнений.

    Высокую надёжность гарантирует применение тугоплавких электродов и аргонодуговой метод горячей сварки. Этот метод используется, если необходимо варить ответственные металлоконструкции.

    Если возможно использовать только аппарат для ручной дуговой сварки, выбираются плавящиеся электроды.

    Сварка чугуна со сталью выполняется на производственном участке с высокотехнологичным оборудованием. Специалисты высокой квалификации подберут оптимальный вариант расходников, и определят способ, подходящий для решения конкретной задачи. Выбор основывается на соблюдении технологии и правил техники безопасности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *