2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как варить чугун инвертором электродами по чугуну

Сварка чугуна в домашних условиях с использованием электрода

Особенности материала

Чугун является смесью железа с углеродом. Выделяют несколько видов чугуна с примесями:

  • Серый (1,9% — 2,5% кремния, 3,2% — 3,5 % углерода, присутствуют еще марганец, фосфор и сера) – пластичный и вязкий, обрабатывается резкой, используется в художественном литье;
  • белый (2,14% — 6,67% углерода) – хрупкий, но твердый, в дальнейшем переплавляется на сталь;
  • ковкий (2,4% -3,0% углерода) – получают из белого чугуна с помощью нагрева;
  • высокопрочный (3,2% — 3,8% углерода) – получают при помощи добавки магния, свойства этого материала близки к свойствам углеродистых сталей.

Сложность обработки чугуна заключается в следующем:

  • на поверхности образовываются микротрещины и поры, что влияет на прочность сплава;
  • появляются каленые образования;
  • инструмент для резки металла стремительно затупляется;
  • тонкий слой материала рассыпается под воздействием высокой температуры.

Для сварки используется серый чугун.

Подготовка к сварке

Первое действие – зачистить металл. Это делается болгаркой. Используется насадка, которая называется лепестковым кругом. Допускается использование и других насадок. Затем поверхность обезжиривается растворителем, например, ацетоном.

Если обрабатывается трещина, то она зачищается до ее окончания, делаются отверстия радиусом 5 мм.

Подготовка к работе имеет особенности:

  1. использование шпилек (состоят из стали, диаметр составляет 40% и меньше от толщины чугуна);
  2. разделка кромок (придается шаровидная форма);
  3. использование особых электродов.

Кроме особенностей и нюансов, будет рассказано, как правильно варить чугун.

Технология сварки

Специалисты выделяют 3 технологии электросварки:

  • холодная;
  • полугорячая;
  • горячая.

При наплавке шва мастер должен учитывать следующие моменты.

  • Не стоит быстро охлаждать поверхность детали. При выполнении мастером стыковки совместно со сталью продлевается интервал охлаждения последней. Для этого посыпают поверхность детали углем или сухим песком. Быстрое уменьшение температуры чревато возникновением трещин.
  • Жидкому состоянию чугуна свойственна текучесть. Это следует учитывать во время работы.
  • При сварке TIG необходимо обеспечивать плотный шов. Сложным считается электросварка двух неоднородных металлов. При проведении действий стоит учитывать свойства всех задействованных материалов.

Профессиональные сварщики строго выполняют технологию сварки чугуна электродами. Они ознакомлены со всеми документами, в которых описан процесс и алгоритм работы с чугуном и другими металлами. Перед ними не стоит вопрос о том, как заварить чугун.

Для инвертора (источник тока) используются электроды. Их можно приобрести или создать самостоятельно.

Характерные свойства реконструкции чугунных деталей электросваркой состоят из следующих моментов:

  • Подготовка поверхности – удаление недостатков. Это делается вручную или механически. Если повреждения находятся на расстоянии больше 20 мм друг от друга, их удаляют отдельно. При нахождении ближе их стоит удалить вместе.
  • Важно правильно определить состав металла, от этого зависит спектр всех работ. Опытный сварщик выявляет, насколько материал устойчив к тепловому воздействию. Серый чугун поддается к обработке лучше, дополнительные меры предпринимаются при потемнении металла. Черный хуже всех поддается электросварке. Если материал промаслен, то вопрос «как сваривать чугун» отпадает. Это становится невозможным. Ковкий чугун разогревается перед произведением действий над ним, другие варианты не приведут к желаемому результату.
  • Для поддержания качественной сцепки шва в некоторых случаях применяются стальные шпильки: в обрабатываемую поверхность вставляется их необходимое количество. Они помогают усилить сварной шов, снизить долю углерода в материале шва. Объем графита в электроде стоит контролировать самостоятельно.
  • При проведении сварочных манипуляций необходимо, чтобы немного расплавленного материала находилось в сварной ванне. При осуществлении задачи его равномерно перемешивают.
  • Для сварки могут пригодиться присадочные прутки из чугуна.
  • При завершении деталь покрывается слоем песка или измельченного угля, чтобы предотвратить быстрое остывание. Качество проверяется визуально. На шве не должно остаться непровареных мест. Если выявлены неточности, прожоги и трещины, поверхность зачищается, действия выполняются повторно. При соединении чугуна с другими металлами накладывается двойной шов.

Допускается использование детали после охлаждения.

Электроды для сварки

При совершении действий над сплавами возникают вопросы: можно ли варить их, как сочетать различные металлы. Опытные мастера знают, как варить чугун так, чтобы деталь прослужила долго.

В процессе электросварки обычным электродом сгорает углерод сплаве, поэтому часто в электрод дополнительно добавляется графит. Широкое распространение получили материалы, которые содержат никель и медь. Использование такого рода материалов оправдано их свойствами.

  • Никель растворяется в железе. Образовавшийся шов не закаляется, получается податливым для последующей обработки.
  • Медь не растворяется в железе, а образует очень прочный шов. Мастера специально выбирают этот вид, чтобы добиться высокой прочности.

Современный рынок предлагает десяток различных электродов, которые имеют уникальные свойства. Они употребляются в подходящих ситуациях.

Распространенные марки электродов:

Последний вид помогает получить добротный шов. Он используется для холодной и горячей сварки.

Первый вариант хорошо зарекомендовал себя при использовании во время холодной сварки, а также для соединения швом чугуна и стали.

Электрод в своем составе может иметь такие вещества, как:

  • ферросицилий;
  • термит;
  • мрамор;
  • алюминий;
  • жидкое стекло;
  • титановый порошок.

Вместо электрода иногда применяется присадочная проволока. Она имеет графитовый стержень.

Методы сварки

Выделяют 3 варианта.

  1. Горячий метод – считается основным и правильным способом. Его суть заключается в следующем: перед началом процесса электросварки заготовку нагревают до определенной температуры. Она варьируется от 600 до 650 градусов. Вне предприятий использовать метод проблематично, так как нужен специальный нагревающий прибор, знания нюансов, умение взаимодействовать с нагретым металлом.
  2. Полугорячий метод похож на первый способ, температура вдвое меньше – 300-350 градусов.
  3. Холодный метод не предусматривает нагрева заготовки. Он имеет особенности, которые стоит учитывать. Способ используется для сварки чугуна электродом в домашних условиях.
Читать еще:  Как проверить батарейку таблетку мультиметром

Для процесса электросварки используется источник тока, который называется инвертором.

Резка

Выделяют 2 вида резки чугуна – термический или механический. Рассмотрим несколько способов:

  • резка с помощью болгарки является простым методом;
  • при необходимости разрезать трубы используют труборезы;
  • сабельная пила;
  • резка при помощи электрода;
  • газокислородная резка;
  • плазменная резка.

Вариантов много, в домашних условиях чаще всего используется болгарка.

Меры безопасности

Важно заботиться о сохранности своего здоровья во время взаимодействия с металлами и электрическими приборами. Перечислим важные моменты:

  • работа должна проводится в помещении, которое освещается и проветривается;
  • аппарат для электросварки должен быть заземлен;
  • нельзя резко охлаждать материал, поэтому нужно защищать его от попадания влаги;
  • используйте личные средства защиты: перчатки, очки и специальная одежда.

Для улучшенного восприятия информации стоит посмотреть видео.

Технология сварки чугуна инвертором в домашних условиях

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.

Читать еще:  Как убрать монтажную пену с плитки

Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Чугунные детали применяются не только в промышленности и на производстве. Из этого материала изготавливаются декоративные решетки и другие полезные изделия. Некоторые из них иногда ломаются, и в таких случаях требуется сварка чугуна с использование электрода в домашних условиях. Здесь существуют определенные сложности технического плана, поскольку чугун по своей сути является сплавом железа и углерода с добавлением различных примесей и легирующих добавок.

По сравнению с обычными металлами, такая структура требует особого подхода и специальных подготовительных работ. В противном случае, материал перекаливается и становится более хрупким.

Специфические качества чугуна

Чугун как особый металл имеет несколько разновидностей, определяемых в первую очередь его структурой. Опытные сварщики легко определяют, как и каким способом сваривать тот или иной образец, на основании одного лишь разреза.

При мелкозернистой структуре и цвету, близкому к серому оттенку, сварка чугуна инвертором осуществляется намного проще, чем таких же деталей с крупным зерном темного цвета. Следует учитывать и другие факторы. Например, чугунные заготовки, продолжительное время находящиеся в масле или подверженные постоянным окислениям во влажных грунтах, воде и другой такой же среде, совершенно не годятся для сваривания.

Таким образом, возможности для сварки этого материала довольно ограничены по причине его физических свойств и специфических особенностей:

  • Чугун обладает повышенной текучестью, поэтому все детали из этого материала могут свариваться только в горизонтальном положении.
  • Если не соблюдается температурный режим, в большинстве случаев происходит перекаливание. В результате выгорания углерода, во внутренней структуре металла возникают пустоты.
  • В местах сварочных швов нередко образуются напряжения металла из-за его низкой пластичности и под влиянием слишком высоких или низких температур окружающей среды.
  • При контакте расплавленного чугуна с окружающей средой могут появиться оксиды, у которых температура плавления превышает этот же показатель у первоначального материала.
  • Во время остывания детали, в районе сварочного шва могут образоваться трещины, что указывает на несоблюдение технологии производства работ.

Подготовка чугуна к сварочным работам

Перед началом сварочных работ чугун необходимо подготовить. Эта процедура начинается с зачистки мест соединения при помощи болгарки со специальными насадками. Слой металла, расположенный на самом верху, очищается до чистой структуры, после чего эти места обезжириваются растворителем или бензином.

Трещины обнаруженные при зачистке, шлифуются до тех пор, пока полностью не исчезнут. В остаточных местах трещин сверлятся отверстия диаметром 10 мм.

На подготовительном этапе следует учитывать ряд особенностей, имеющих важное значение:

  • Использование стальных шпилек для придания структуре детали дополнительной прочности. Их количество строго регламентировано величиной соединений, но не выше 25% от общей площади изломов. Крепление может быть выполнено послойно, без каких-либо опорных элементов.
  • Разделка кромок, при которой удаляются острые края в местах соединений. После обработки они приобретают сферическую форму.
  • Для сварки чугуна понадобятся специальные электроды с присадками из никеля, меди, хрома и других материалов, облегчающих наплавление металла на чугун.

На шпильках следует остановиться более подробно. После того как они окончательно зафиксированы на своих местах, можно приступать к непосредственному свариванию швов. Вокруг шпилек послойно наносится металл, формирующий сварочный шов. Температура нагрева не должна превышать 80 0 С, поэтому все действия рекомендуется производить поочередно с разных концов или в шахматном порядке. В самом конце наносится верхний соединительный шов проволокой из нержавейки, прочно объединяющий сталь, нанесенную возле шпилек.

Сварка чугуна в домашних условиях

Чугунные детали вполне возможно сварить в домашних условиях постоянным током при помощи инвертора. Данное устройство обеспечивает качественное проплавление заготовок, его использование позволяет снизить количество брызг, образующихся под действием дуги.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором могут быть выполнены одним из двух способов. Первый – так называемый холодный метод – применяется для заваривания небольших трещин или устранения раковин на поверхности изделия. В этом случае не требуется предварительный прогрев до начала работ. Место соединения очищается от загрязнений и окислов. Узкие трещины, шириной до 1 мм, запиливаются болгаркой с установленным тонким диском. После этого расплавленный металл будет затекать глубоко внутрь, усиливая тем самым сварочный шов. Данный метод подходит для второстепенных соединений, не подверженных серьезным нагрузкам.

Более ответственные работы выполняются с использованием горячего метода, с предварительным подогревом деталей до 350 0 С. Изделие укладывается в горн на 20 минут, после чего оно извлекается и начинаются сварочные работы. Вместо горна можно воспользоваться паяльной лампой или газовой горелкой. Предварительный разогрев материала способствует сглаживанию температурного перепада между электродом или присадочным металлом и самой деталью. Данный метод способствует минимизации трещин и предотвращает образование твердых соединений, с трудом поддающихся шлифовке.

Все соединения получаются качественными и способны переносить заданные эксплуатационные нагрузки. Дополнительный эффект от данного метода получается за счет медленного постепенного остывания металла по окончании работ. С этой целью деталь помещается в сухой песок или печную золу. Применять изделие можно только после его окончательного остывания.

Читать еще:  Как правильно паять водопроводные трубы

Выбор электродов и настройка аппарата

Для соединения чугунных заготовок с помощью инвертора необходимо сделать правильный выбор электродов. Как правило, материал стержня содержит определенные добавки, облегчающие контакт со свариваемым металлом. Они же активно сдерживают выделение углерода, препятствуют образованию трещин и пор.

Чаще всего, сварка чугуна выполняется электродами ОЗЧ-2, МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЖН-1. Они содержат медные и никелевые добавки, связывающие углерод, укрепляющие шов и придающие ему более высокую пластичность. После этого сопротивление шва изломам и разрывам существенно увеличивается.

Нередко возникают ситуации, когда требуется проведение срочного ремонта, а электроды для работы с чугуном отсутствуют. В этом случае они могут быть изготовлены самостоятельно. Потребуется обыкновенный стандартный электрод, на который наматывается медная проволока в один слой витков, плотно прилегающие друг к другу. Намотка начинается с рабочего конца, на котором появится электрическая дуга. Точного диаметра для медной проволоки не существует, его значение составляет 0,5-1 мм. В процессе горения основной стержень расплавляется вместе с намотанной медью, а обмазка обеспечивает защиту сварочной ванны от внешних воздействий.

Большое значение для получения качественного соединения имеют правильные настройки инвертора. Они выполняются в зависимости от диаметра и типа электрода, соответствующего сварочному току. Существуют таблицы, облегчающие этот процесс:

Проведение сварки чугуна электродом в домашних условиях

С помощью инвертора или аппарата на постоянном токе можно успешно провести сварку чугуна электродом в домашних условиях. Нужно правильно подобрать инструменты и проводить процедуру без перегрева отдельных участков материала. Перед началом манипуляций с основным изделием следует потренироваться на черновом железе.

Чугунные изделия широко применяются в промышленности и быту. Для частного использования из них изготавливают сантехнику, элементы ограждений, запчасти к автомобилям. Активная эксплуатация сплава приводит к необходимости проведения сварочных действий.

Особенности чугуна

Работа с чугуном имеет некоторые тонкости. Для качественной сварки потребуются правильные электроды. Нужно знать особенности металла.

Чугун — это сплав железа и углерода, последнего содержится не более 2,14%. Он включает также определенные добавки и примеси. При электросварке углерод способен кристаллизоваться, поэтому данный вид стали при обработке становится хрупким. Это влияет на качество сварного соединения.

Проблемы при сварке чугуна электродом возникают по следующим причинам:

  • материал склонен к появлению трещин и пор;
  • образуются каленые структуры, удалить которые с поверхности непросто;
  • тонкий металл при перегреве может рассыпаться;
  • быстро затупляется режущий железо инструмент;
  • белый сорт, твердый, хрупкий, не реагирует на обработку, его можно лишь шлифовать;
  • мягкий (ковкий) металл хорошо поддается обработке.

Для сварки применяют серый чугун. Он вязкий, пластичный, помимо 3,2—3,5% углерода имеет в составе серу, кремний, марганец, фосфор.

При обработке железа важно знать некоторые технологические особенности:

  • непрерывный шов должен иметь длину не более 5 см;
  • при варке инвертором нельзя нагревать материал до температуры выше 80°C, исключить перегрев помогут периодические перерывы в процессе сварки;
  • соблюдение обратной полярности.

Подготовительный этап перед проведением сварки

Для получения качественного соединения необходимо основательно подготовиться к проведению сварочных работ. Нужно внимательно выполнить следующие предварительные действия:

  • болгаркой с лепестковым кругом очистить элементы от загрязнений и пыли;
  • обезжирить конструкцию растворителем;
  • при манипуляциях с тонким металлом оборудовать место работы подкладками для отведения тепла;
  • перед варкой толстого материала напильником или болгаркой произвести разделку кромок;
  • трещины засверлить по краям и разделать по длине или вырезать трещины и закруглить концы;
  • перед горячей сваркой изделие нужно нагреть с помощью печи, газовой горелки или паяльника.

Для работы подойдут проводящие ток стержни, содержащие медь или никель (ОЗЖН-1, ОЗЧ-2,3, 4,6, МНЧ-2 и другие).

Технологический процесс варки чугуна в домашних условиях

Для правильной сварки чугуна электродом в домашних условиях следует соблюдать требования к подготовке изделий и ведению сварного шва:

  • При работе с толстым материалом выполняется разделка кромок под углом 45°. Это делается с помощью болгарки или точильного станка.
  • Графитовое основание размещают под материалом толщиной 3 мм и менее. Это предотвратит вытекание расплавленного металла с обратной стороны.
  • Очищают поверхности от грязи, разогревают его паяльником или иным методом.
  • При достижении необходимой температуры начинают варить чугун. Ставятся прихватки, фиксирующие конструкцию (кроме заварки швов и раковин). Их число должно быть больше на 20%, чем при работе с малоуглеродистой сталью.
  • Шов делают быстро, избегая колебаний электродом. Для соединений более 10 см он ведется с разных сторон в несколько заходов. Благодаря этому все части изделия прогреваются равномерно.
  • Толстые пластины требуют многопроходных швов. Второй и последующие слои делаются при колебании электродом. Так границы шва расширяются, чугун прочнее связывается.
  • Каждый проход завершается отделением шлака. Это предупреждает непровары, позволяет перекрыть поры нижнего шва.
  • Закончив работу, материал присыпают песком или углем и дают остыть.

Иногда качественную сцепку шва производят при помощи металлических шпилек с резьбой. Они вкручиваются в кромки изделия и должны иметь диаметр до 40% от толщины рабочего материала. Их требуемое количество вставляют в обрабатываемую поверхность в шахматном порядке. Такое расположение исключает перегрев изделия. Они усиливают сварное соединение, снижают содержание в нем углерода.

Вокруг каждой шпильки металл наплавляют послойно. Затем заваривается пространство между нетронутыми креплениями. Выполняют один соединительный шов или несколько.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector