Termokings.ru

Домашний Мастер
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие выбрать электроды для сварки чугуна: маркировка, правила выбора

Какие выбрать электроды для сварки чугуна: маркировка, правила выбора

Соединив железо и углерод, человек получил особенный материал – чугун. Но без специальных добавок он получается хрупким. Поэтому обязательно выполняется легирование сплава, то есть, к основным компонентам добавляют хром, никель или магний. Элементы придают соединению такие свойства, как:

  • легкость;
  • прочность;
  • устойчивость к коррозии.

Но они не облегчают процесс сварки, в которой нуждаются изделия из сплава. Для выполнения работы требуются специальные электроды по чугуну. Они бывают разных видов, что слегка усложняет выбор. В статье рассматриваются виды и отличия расходных материалов, маркировка электродов по чугуну, а также их выбор.

Особенности и сложности

Разговор про сварку чугуна электродами стоит начать с характеристики этого материала. От стали он отличается содержанием большого количества углерода. Такая добавка позволяет существенно увеличить твердость материала, однако его однородность оказывается под вопросом. Чугун не просто порист – включения углерода нарушают нормальную кристаллическую решетку. Точки такого нарушения подвержены образованию сильных механических напряжений, и потому плохо поддаются свариванию.

Чтобы хотя бы отчасти решить эту проблему, нужно применять тщательно подбираемые присадки. Стоит учесть, что существует большое количество марок чугуна. Не на все из них даже есть проработанная сварочная документация. Опытным сварщикам обычно удается подобрать оптимальные электроды и режимы, ориентируясь на цвет излома, его механическое состояние. А вот в домашних условиях сварка чугунных изделий является подобием лотереи.

Особенности

По причине высокого содержания углерода чугун, помимо своей прочности, достаточно хрупок. Выбранные электроды должны компенсировать приведенные отрицательные качества физических и химических свойств материала. Перед выполнением работ каждый раз приходится подбирать подходящие по составу электроды, а также выбирать тип термообработки.

Главная особенность сварки – максимальное совмещение времени остывания электрода со временем остывания металла. Помимо этого, необходимо, чтобы присадка содержала столько же углерода, сколько и сам материал. В противном случае будут возникать чрезмерные напряжения внутри заготовки, а неумелый выбор электродов приведет к выгоранию углерода.

Сварочные электроды, рассчитанные для работы с чугуном, даже по внешнему виду отличаются от обычных, они более массивны. Но выбирают расходные материалы не по внешнему виду, а по маркировке, определенной в ГОСТ 7293-85 и ГОСТ 9466.

Существует два способа сварки чугуна: горячий и холодный.

  1. При горячем способе производится предварительный разогрев заготовки до температуры в несколько сотен градусов. В качестве расходного материала используется проволока с порошковой присадкой. Разогрев металла производится электрическим током, после чего в течение 70-100 часов происходит его постепенное остывание. В промышленности применяются специальные тигли. Для сварки чугуна в бытовых условиях можно воспользоваться обычной газовой горелкой.
  2. Сварка в холодном режиме чаще применяется и с первого взгляда технологически более проста. Однако она требует тщательной предварительной подготовки материала (зачистка, фрезеровка, сверление).

Многолетний опыт работы с чугуном позволил современным производителям сварочного оборудования и расходных материалов изготавливать именно специальные электроды. Они в своем составе имеют такие вещества, как сталь, железо, никель. Все изделия принято делить на никелевые, ферро-никелевые, медно-никелевые и медно-железные.

Стальные электроды чаще всего применяются при сварке деталей, ранее подвергавшихся действию высоких или низких температур, а также с плохо обработанными поверхностями. Примером таких деталей служат корпуса промышленных печей или насосов. Обязательным условием считается предварительная подготовка зоны будущего шва. Биметаллические электроды подходят для графитсодержащего чугуна. Ковкий чугун сваривают ферро-никелевыми электродами.

Каждый сварщик может без труда подобрать необходимые электроды для конкретного вида работ. Несмотря на множество торговых марок, представляющих свою продукцию, все изделия на российском рынке имеют определенную ГОСТом маркировку. По ней можно определить состав покрытия и самого стержня. Чаще всего в продаже попадаются электроды с железным стержнем, но это не означает, что другие материалы не используются.

В качестве примера можно рассмотреть такой популярный вид электродов для сварки чугуна, как МНЧ-2. В их состав входит медь, причем в пересчете на общую массу изделия ее количество составляет 20%. Литера «Н» означает присутствие никеля. Его в изделии около 65%. Буква «Ч» свидетельствует о том, что данные электроды можно использовать только лишь для сварки чугуна. Наконец, индекс 2 является номером серии. Эти серии отличаются друг от друга не составом, а его распределением, то есть, встречаются те же элементы, но в другом соотношении.

Читать еще:  Термитная сварка электрохимической защиты трубопроводов

Сварка чугуна без его предварительного нагрева возможна только с применением электродов, в которых содержится никель и медь. Благодаря тому, что медь не растворяется в расплавленном чугуне, формируется однородный шов. С другой стороны, никель способен хорошо растворяться, однако он не взаимодействует с углеродом. В итоге получается качественный шов, который подлежит обработке, так как он не имеет трещин и пор. Существует несколько классов подобных электродов.

  • Электроды МНЧ-2 состоят из железа, меди и никеля. Помимо сварки применяются также для плавки чугуна. Данная модель подходит к любому виду чугуна. Показатели качества шва находятся на высоком уровне. Помимо этого, полученный шов легко поддается обработке за счет чистоты поверхности и плотности. МНЧ-2 незаменимы при изготовлении конструкций из чугуна, которые впоследствии будут эксплуатироваться в жестких температурных условиях.
  • Электроды марки ОЗЧ-6 и ОЗЧ-2 подходят для работы с тонкими листами серого и ковкого чугуна. Внутри электрода находится медный стержень. Обмазка ОЗЧ-2 содержит большое количество графита. Считается, что данные марки годятся лишь для ограниченного вида работ (устранение мелких дефектов или многослойное наплавление). Аналогичными свойствами обладают такие модели, как ЦЧ-4 и МНЧ-2.

  • В электродах ОЗЧ-3 и ОЗЖН используется никель или железо с никелем. Электродами ОЗЧ-3 варят серый и высокопрочный чугун, однако к качеству обработки заготовки при этом предъявляются достаточно высокие требования. ОЗЧ-4 дают ударопрочный шов. Детали, сваренные этими электродами, могут подвергаться высоким нагрузкам. Обмазки ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4 одинаковые. ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2 – стандартные модели для литого высокопрочного чугуна. Сварка должна проводиться в вертикальном положении.
  • Электроды ОК92.18. также подходят для чугуна. Но для сварки приходится предварительно нагревать металл. К тому же, количество накладываемых слоев ограничивается. Обычно такими электродами пользуются при ремонте трещин. Их стержень содержит никель. Сварка может вестись как постоянным, так и переменным током. Запрещено работать с чугуном, в котором содержится сера или фосфор.

Как подобрать диаметр электрода в зависимости от толщины металла

При выборе следует учитывать зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла изделий и элементов. Чем толще последний — тем, соответственно, больше и толщина стержня электрода. Так,

  • при толщине свариваемых элементов в 1,5-2,5 мм толщина электрода будет составлять 2-2,5 мм;
  • при толщине в 3 мм — соответственно 2,5-3 мм;
  • при 4-5 мм — 3-4 мм;
  • при 6-10 мм — 4-5 мм.

Допустимые значения сварочного тока также варьируются в зависимости от диаметра расходника (об этом — ниже). При повышенных значениях тока (всегда указываются на упаковке) и превышении рекомендуемых показателей диаметра существуют риски образования в металле шва пор. Следует также сказать о том, что если толщина изделий не более 1,5 мм, ручная дуговая сварка обычно не используется.

Типы чугунных электродов

Все существующие электроды для сварки чугуна делятся в зависимости от:

  • Вида сварки: горячая или холодная.
  • От марки чугуна: серого, ковкого или высокопрочного.
  • Толщины свариваемых деталей.
  • Технологического процесса.
  • Требований к качественным показателям сварного шва.

Сварка холодным способом

Для сваривания чугуна холодной технологией необходимо использовать электроды, в состав которых входят такие металлы, как медь и никель. Медь не растворяется в чугуне, поэтому шов получается однородным. Никель, наоборот, хорошо растворяется в железе, но при этом не взаимодействует с углеродом. Следствие – ровный шов без трещин и пор, хорошо поддающийся обработке.

Эта разновидность электродов для чугуна делится на три подвида, в каждом из которых свои марки.

  1. МНЧ-2. Состоит из железа, никеля и меди. Может использоваться дополнительно для плавки и заварки литья. Варит все виды чугунов при обратной полярности. Шов из такого электрода легко поддается механической обработке, после которой стык обеспечивается высокой чистотой поверхности и прекрасной плотностью заполненного пространства. Рекомендуется использовать эти электроды, когда соединяются заготовки, работающие в агрессивных средах.
  2. ОЗЧ-6 и ОЗЧ-2. Это железо и медь. ОЗЧ-6 используется, когда надо сварить тонкие детали из серого или ковкого чугуна. В них используется основная обмазка, сварка производится постоянным током, полярность обратная. ОЗЧ-2 – все то же самое, что и у предыдущей марки, только обмазка у них кислая.
  3. ОЗЧ-3 и 4, ОЗЖН-1 и 2. Это железо и никель или только никель. ОЗЧ-3 используется, если предъявляются повышенные требования к обрабатываемой чугунной заготовке. Варить такими электродами можно серый или высокопрочный чугун. ОЗЧ-4 используют для соединения или ремонта деталей, которые подвергаются большим ударным нагрузкам или работают в зонах истирания. У них основная обмазка, как и у ОЗЧ-3. ОЗЖН-1 или 2 – это стандартная марка, подходящая под сварку серого и высокопрочного чугуна. Рекомендуется сварку этими электродами проводить в нижнем или вертикальном положении.
Читать еще:  Как использовать телевизор с разъемом SCART в качестве монитора

Есть еще несколько марок сварочных электродов по чугуну. Это электрод ОК92.18. Применяют его при сварке не очень толстых заготовок (максимум три слоя) с предварительным нагревом металла. Чаще всего используют при ремонтных работах, когда необходимо заварить трещины. Варит ковкий и высокопрочный чугун, как на переменном, так и на постоянном токе. Стержень на никелевой основе. Обмазка – основная с большим содержанием углерода, поэтому варить чугуны, в которых в большом процентном содержании находятся сера или фосфор запрещается.

ЦЧ-4 используют для сварки деталей из чугуна и стали. Одна из самых распространенных марок. Чугун в этом случае может быть и ковким, и высокопрочным, и серым. Можно сварку проводить и с предварительным нагревом, можно без такового. Ток сварки постоянный, при высоких токах можно использовать переменный. Положение сварки – нижнее.

Ficast NiFe K – это марка относится к третьей подгруппе, используется, когда появляется необходимость приварить стальную заготовку к чугунной (серый или ковкий). С его помощью можно варит швы в любых положениях. Получается достаточно прочный стык без трещин, который легко поддается обработке.

ZELLER 855 обладает всеми характеристиками, что и предыдущий электрод. Правда, им можно варить загрязненные детали, кромки с ржавчиной, с масляными пятнами и так далее.

Горячая сварка чугуна

При правильном подходе к сварочному процессу результат может быть высококачественным. Сам сварочный процесс может проводиться:

  • Стальными электродами. Здесь могут быть использованными марки УОНИ или АНО.
  • ОМЧ-1. Варить можно заготовки только из серого чугуна. По сути, это литые чугунные прутки, которые покрываются специальной обмазкой. Диаметр таких электродов варьируется в пределах 3-6 мм.
  • Электродами с чугунным стержнем марки А или Б. Марка «А» — применяется для дуговой или газовой сварки. «Б» для дуговой холодной и горячей. Диаметр стержней от 4 мм до 16 мм. В покрытие этих электродов специально вводятся добавки, которые стабилизируют сварочный процесс. Особенно хочется отметить добавку «термит», которая замедляет остывание сварочного металла. А это повышение качественных характеристик стыка. Правда, широкого применения эта технология не нашла. Лучший результат показала полугорячая сварка при температуре 300С.

Горячая сварка чугуна – это возможность получить сварной шов по плотности и составу точно таким же, как свариваемые чугунные заготовки. Поэтому обрабатывать его очень легко, да и механические качества стыка ничем не отличаются от свариваемого чугуна. Но у этого способа немало сложностей. К примеру, сложность организации самого сварочного процесса. Особенно это касается формовки в зоне сваривания. Не просто провести прогрев деталей на всю толщину. Да и продолжительность сварочного процесса слишком большая, что приводит к увеличению себестоимости сварки в целом.

Но горячая сварка чугуна избавляет от всех негативных моментов, которые появляются при холодном способе. К примеру, отсутствие отбеливание материала или закалки металла. В настоящее время сварщики используют разные температуры нагрева зоны сваривания.

  • 500-600С – это горячая сварка.
  • 300-400С – это полугорячая.
  • 150-200С – теплая.

Внимание! Сильный нагрев чугуна приведет к изменению его структуры, поэтому не рекомендуется его нагревать свыше +650С. При этом скорость нагрева должна быть 120-150С в час. Нужно придерживаться и медленного остывания.

Сварка неплавящимися электродами – это еще одна разновидность соединения двух чугунных заготовок. Здесь могут быть использованы и вольфрамовые электроды, и угольные, и графитовые. Главное правильно подобрать присадочный элемент. А вот тут разнообразие большое. Здесь могут быть использованы литые чугунные стержни, стальные с содержанием никеля, медные, алюминиевые и другие металлы. Сварка может проводиться при помощи бура (флюса) или инертного газа. Чаще всего сварщики пользуются сваркой с вольфрамовыми электродами в зоне защитного газа (аргона) с применением никелевой присадки.

Разнообразие электродов для сварки чугунных заготовок достаточно широкое. У каждого из них свои условия сварки, поэтому при выборе нужно правильно подобрать электрод к требованиям сварочного процесса. Немного ошиблись, и получите низкое качество конечного результата. А это трещины, поры, отбеленный чугун и сложность дальнейшей обработки.

Современные производители предлагают широкий ассортимент изделий для осуществления сварки. Оптимальный подбор производится на основе оценки следующих параметров:

  • какой материал планируется сваривать (только чугунные заготовки или чугун с другим металлом, например сталью);
  • марка металла;
  • каким методом планируется сварить чугун;
  • цели и решаемые задачи (сварка двух отдельных деталей, наплавка, заварка брака в литье);
  • надёжность производителя;
  • стоимость.
Читать еще:  Сварка потолочного шва, научим даже новичка!

Проанализировав эти положения можно точно подобрать необходимую марку. Профессионалы советуют производить выбор электродов для сварки чугуна на основе существующих стандартов, рекомендаций и опыта проведения подобных работ.

Маркировка электродов по чугуну

Современные стандарты устанавливают для применения различные типы изделий для сварки. В них приведено, какие марки, для каких условий сварки пригодны. Маркировка состоит из двух составляющих. Первая это набор заглавных букв, каждая из которых позволяет расшифровать состав. Заглавная М указывает на наличие в его составе меди, буква Н свидетельствует о присутствии никеля. Последняя буква объясняет, для какого металла он предназначен, например буква Ч – это чугун. Последующий набор цифр указывает на марку в предлагаемой серии. В отдельных случаях в маркировку добавляют аббревиатуру, позволяющую уточнить конкретную принадлежность. Например, буквы УД – свидетельствуют о необходимости их применения для сварки стали углеродистой и низколегированной.

Важные рекомендации

Нужно помнить, что электроды для стальных заготовок непригодны для сварки чугуна по причине других физических свойств и структуры материала. Остаточные напряжения и усталостные явления способны вызвать разрушение сварного шва при дальнейшей эксплуатации. Электроды для чугуна куда толще расходников для стали, что определяется массивностью материала.

У применяемых электродов должно соответствовать время охлаждения с основным металлом, которое у чугуна очень большое. Процент содержания углерода в чугуне и присадочном материале должен совпадать. Соблюдение основных условий поможет избежать выгорания углерода и возникновения избыточных внутренних напряжений.

Чаще используются стержни с основным типом покрытия. Кислое напыление менее распространено.

2 Способы и технология сварки чугуна электродами

Для сварки используются угольные либо покрытые виды электродов по чугуну.

Кроме того, соединение чугунных деталей может производиться аппаратами для газовой сварки, порошковой проволокой и некоторыми иными редко применяемыми методами.

Специалисты выделяют три ключевых технологических варианта процесса сваривания чугунных изделий:

  • с получением цветных сплавов в металле сварочного шва;
  • с получением низкоуглеродистой стали в металле шва;
  • с получение непосредственно чугуна в металле шва.

По виду сварочные мероприятия делят также на три типа:

  • без предварительного нагрева – холодная сварка;
  • с подогревом свариваемых поверхностей до температуры около 450 градусов по Цельсию;
  • с подогревом до температуры около 650 градусов.

Предварительный подогрев изделий применяется для предотвращения возникновения закаленных и отбеленных зон на металле и трещин в нем. Полугорячие и горячие методы незаменимы в случаях, когда необходимо получить чугун в металле сварного шва с такими характеристиками, которые практически идентичны параметрам основного металла заготовки. Холодные сварочные операции рекомендованы для ситуаций, не предусматривающих получение в металле шва чугуна.

Для электродуговой ручной сварки чугунных изделий по горячей технологии используют чугунные электроды (иногда – угольные). Такие стержни изготавливают из чугуна двух видов – «А» и «Б». При этом важно разобраться в вопросах того, как правильно варить чугун электродами в данной ситуации. Ничего сложно в этом мероприятии нет. Главное помнить – сварка по горячей методе выполняется на больших токах по непрерывной схеме вплоть до полного завершения заварки. Если требуется соединение больших по объему работ конструкций, сварка производится несколькими специалистами, которые сменяют друг друга, не прекращая ни на минуту операцию.

Когда используются угольные электроды для сварки чугуна (их сечение должно быть не более 20 и не менее 8 миллиметров), процесс ведется на прямом по полярности постоянном токе. Держатель стержня обязательно оснащается защитным щитком, который предохраняет от мощного теплового излучения руки сварщика.

Горячий способ соединения чугунных изделий при всех своих достоинствах имеет и некоторые недостатки, к коим относят:

  • дороговизну и достаточно-таки высокую продолжительность процесса;
  • повышенную трудоемкость операции, которая связана с трудностями обеспечения нагрева всей поверхности металла максимально равномерно, а также с потребностью в формовке сварочного места.

Электроды для сварки меди

Медь, как правило, варится тремя разновидностями электродов – присадочные из мягкого металла, графитовые электроды высокой мощности электрической дуги и электроды в аргоновой защите графитовые электроды всегда используются при постоянном токе высокой мощности.

Длина дуги электрода не должна превышать 35-40 мм.

В качестве присадочных электродов используются тонкие прутки меди.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×