Termokings.ru

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

Как варить чугун аргоном? Применяемая присадка (проволока)

Как варить чугун аргоном? Применяемая присадка (проволока)

Всегда в домашнем хозяйстве найдется чугунное изделие. Будь то бытовая утварь или деталь автомобиля.

Сварка чугуна аргоном актуальна для реставрации треснувшей вещицы или отвалившегося куска хрупкого металла. Ремонт обойдется в разы дешевле, чем покупка новой детали. Которую бывает ещё и не найти!

Сварочные аппараты не дорогие и каждый домашний мастер может купить понравившийся прибор.

Для сварки чугуна применяют постоянный ток, но лучше приобретать универсальный аппарат с функцией переключения подачи тока. К примеру, алюминий варится на переменном токе. Особой разницы между аппаратами нет, выбор делается по индивидуальному вкусу мастера.

Аргонная сварка чугуна требует наличие припоя — прутки железо-никелевые и из кремнистой, олявинистой, алюминиевой бронзы. Хотя бронза больше подходит для пайки, чем сварки. Таблица с характеристиками проволоки.

Некоторые умельцы в кустарных условиях используют одну нержавеющую проволоку, нержавеющую присадку с обмотанной медной проволокой или отбитые от обмазки стержни электродов по чугуну.

На некоторых форумах советуют в качестве присадки применять чугунные поршневые кольца.

Любой присадочный материал, перед работой рекомендуется очистить, протереть салфеткой пропитанной ацетоном.

Виды чугуна и особенности сварки изделий

Чтобы разобраться, как сварить чугун, решить возникающие при этом сложности, нужно знать, что он собой представляет, чем отличается от стали.

Существует два основных вида этого металла:

  • белый;
  • серый.

Первый отличается хрупкостью, которую придают ему включения цементита — карбида железа (Fe3C). Он же дал чугунам этого типа название, окрашивая излом металла белым или светло-серым цветом.

Используют их для переделки на сталь (передельный), получения ковкого чугуна.

Серый получил название от излома темно-серого цвета, с блесками, который придает графит. Возможность получать материал разной степени прочности и пластичности, высокие литьевые качества, сделала его основным сырьем промышленных изделий.

Одновременно, текучесть усложняет сварку чугунных деталей. Металл стремиться вылиться, не образуя шва. Помимо этого, температура дуги приводит к появлению тугоплавких окислов. Графит на стыке выгорает, образуя поры.

На этом проблемы того, как сварить чугун электросваркой не заканчиваются.

При снижении температуры от 750ºС, графит соединяется с железом, образуя цементит. При этом шов из серого становится белым и хрупким.

В зависимости от вида механизации аргоновая сварка бывает ручная, механизированная, автоматизированная и роботизированная.

В первом случае перемещение горелки и сварочной проволоки осуществляется сварщиком. Во втором случае горелку перемещает сварщик, а проволока подается механизировано. В третьем случае движение горелки и проволоки осуществляется механическими средствами, всем процессом управляет оператор. При роботизированной сварке процесс происходит без участия человека.

В состав оборудования, используемого для сварки чугуна в среде аргона, входят:

  • источник сварочного тока;
  • горелка или набор горелок;
  • устройство для возбуждения дуги или поддержания стабильного тока (осциллятор);
  • баллон с газом;
  • провода, шланги.

Источник тока может быть трансформаторным или инверторным. Инверторный аппарат обладает рядом преимуществ. Такое устройство обеспечивает высокое качество шва, имеет небольшой вес и размеры и простое управление. В инверторе обычно используются дополнительные функции – ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция тока.

Важным элементом установки для сварки аргоном является горелка. Она представляет собой сложное устройство, на конце которого смонтировано сопло. Из сопла в область сварочной ванны подается аргон. Сопло изготавливается из термоустойчивого материала, так как температура сварочной ванны может достигать 2000°С. Внутри сопла расположен электрод, с помощью которого образуется электрическая дуга. В сопло с помощью шлангов подается газ из баллона, а к электроду с помощью кабелей подается напряжение от источника тока. Горелка может иметь водяное охлаждение, с помощью которого можно регулировать температуру электрода и ванны.

Схема аргонодуговой сварки

При сварке чугуна аргоном используются неплавящиеся электроды. В качестве таких электродов применяют электроды из вольфрама. Они имеют высокую температуру плавления и не принимают участие в формировании сварочного шва. В соответствии с ГОСТ используют электроды из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением лантана, иттрия, тория. Такие добавки улучшают качество электродов и увеличивают температуру их плавления.

Выбор присадки

При сварке чугуна рассматриваемым методом основным материалом для создания шва является присадка.

В качестве присадочного материала используются пруток или проволока. Тип присадочного материала выбирают в зависимости от требований к качеству шва.

Например, для получения более пластичного шва используют сплавы с никелем, а для шва с повышенной твердостью – медь. Для получения шва со средней твердостью применяют сплав никеля и меди (монель-металл). Толщина присадочных прутков зависит от толщины свариваемых деталей и равна приблизительно ее половине.

В домашних условиях иногда используют самодельный присадочный пруток, состоящий из скрученных медной и нержавеющей проволок.

Сварочная проволока представляет собой трубку из присадочного материала, внутри которой находится флюс. В зависимости от типа сварки применяют проволоку типа ППЧ-1 (для горячей сварки), ППЧ-2 (для полугорячей) или ППЧ-3 (для холодной).

Процесс сваривания чугуна

Существует три вида сварки чугуна аргоном:

  • горячая. Перед сваркой детали нагреваются до температуры 600-650°С и последующим медленным охлаждением (в течение нескольких суток);
  • полугорячая. Нагревание до 300-350°С;
  • холодная. Без нагрева и с естественным охлаждением.

Алгоритм сваривания деталей из чугуна:

  1. Закрепить подготовленные для сварки детали (с помощью струбцин или иных приспособлений).
  2. Включить подачу аргона.
  3. Зажечь дугу (на отдельной графитовой пластине).
  4. Ввести присадочный пруток под углом 25-30°.
  5. Выполнить сварку участками по 2,5-3 см.
  6. Для снятия остаточных напряжений произвести молотком проковку шва.
  7. Выполнить 2-й проход и так далее (каждый новый шов простукивается молотком).
  8. После формирования шва дать сборке остыть при нормальных условиях.
  9. Удалить налет (брызги).
  10. Обработать шов наждачной бумагой, шлифмашиной, металлической щеткой.
Читать еще:  Ультразвуковой метод контроля качества сварных соединений

Особенности сварки чугуна аргоном

При сварке чугуна аргоном необходимо обращать внимание на следующие моменты:

  • при сварке электрод должен быть расположен близко к шву для получения дуги минимальных размеров. Это обеспечивает увеличение глубины проплава и уменьшает ширину шва;
  • горелка должна двигаться только по оси шва. В результате получается прочное соединение красивой формы;
  • чтобы избежать появления брызг, необходимо присадочную проволоку подавать плавно;
  • электрод и присадка не должны выходить из газовой зоны;
  • заварку кратера производить с понижением тока;
  • нельзя прекращать сварку обрывом дуги при отведении горелки;
  • работа по сварке не должна прерываться. В случае приостановки новый шов надо начинать с края уже сделанного и затвердевшего шва;
  • при сварке горелка должна все время двигаться. При остановке ее на одном месте произойдет перегрев материала и сильное испарение углерода. Это приведет к локальному возрастанию твердости и ухудшению свариваемости;
  • сварку лучше производить в нижнем положении. В этом случае пластичный расплавленный металл не вытечет из ванны;
  • для вывода газов и предотвращения появления в шве пор необходимо иногда перемешивать раствор в ванне.

Немного о холодной сварке.

Холодная сварка чугуна – сварка без предварительного нагрева детали. Она может осуществляться электродами, аргоновой дугой, либо полуавтоматом. Самым простым и наиболее распространенным способом является холодная сварка чугуна электродами. Для этого можно использовать электроды на никелевой, стальной и медной основе. Электроды на медной основе изготавливаются из сплава олова или алюминия. Первые помогают получать пластичные швы, удобные для дальнейшей обработки, а вторые – увеличивают прочностные характеристики шва. А с помощью стальных электродов можно получить шов, который вообще не поддастся механической обработке. Все эти моменты необходимо учитывать при выборе материалов.

Следующий способ холодной сварки – аргоновая дуга. Лучше всего для сварки чугуна подходят никелевые присадочные прутки. Способ довольно дорогой, и чтобы сэкономить, часто используют алюминиево-бронзовые прутки. Они дешевле, но их применение ограничено: если деталь будет подвергаться тепловому воздействию, их применять нельзя! И не стоит забывать о специальных средствах защиты – испарения, образующиеся во время соединения металла аргоном, очень вредны для здоровья. Если есть возможность, используйте маски или респираторы с принудительной вентиляцией.

Так же холодная сварка чугуна возможна и полуавтоматическими машинами. Для полуавтоматической обработки чугуна используют следующие типы проволок и смеси газов:

  • Кремний-бронзовая проволока с защитой из аргона и гелия (50% + 50%)
  • Никелевая проволока с защитой из аргона (100%)
  • Стальная проволока с защитой из аргона и углекислого газа (80% и 20%)

Независимо от выбранного способа холодной сварки, существуют общие требования – своеобразная инструкция, которая поможет получить отличный результат:

  • Детали должны быть чистыми (это правило действует не только при сварке чугуна)
  • Швы необходимо простукивать молотком (для снятия остаточных напряжений)
  • Сварку нужно проводить низкими токами и на коротких участках (идеальная длина шва – не более 30 мм).
  • После окончания работ необходимо, чтобы изделие остывало постепенно.
  • Не забывайте об общих требованиях безопасности — рабочее место должно быть хорошо освещено и оборудовано вентиляцией, а у вас должна быть вся необходимая спецодежда.

Сварка чугунных изделий с подогревом

Холодная сварка чугуна применяется главным образом при мелком ремонте, когда нет возможности организовать полноценный технологический процесс. Этот вид сварки дает хорошие результаты, но требует осторожности, так как есть большой риск испортить деталь. Преимуществом холодного метода является возможность работать в одиночку.

Сварка с подогревом – уровень «Мастер»

Идеальной с точки зрения получения качественного результата при сварке чугуна является горячая сварка. Она позволяет в корне пресечь такие неприятности, как растрескивание швов, появление белого чугуна и образование пор. Горячая сварка чаще всего используется на крупных предприятиях, где есть необходимое оборудование: нагреватели, печи, изоляционные камеры, а так же грузоподъемные механизмы.

Технологический процесс горячей сварки довольно сложен. Суть его в том, чтобы обеспечить нагрев детали до определенной температуры и поддержание этой температуры в процессе обработки. Инструкция довольно проста:

  • Нагреть деталь до 600 градусов
    Вести сварку высокими токами
  • Обеспечить равномерное постепенное охлаждение детали (для этого ее можно накрыть специальным материалом, поместить в печь или просто в песок).

Можно нагреть деталь до температуры 300-400 градусов. Такая сварка называется полугорячей.

Температура — не выше 750 градусов по Цельсию. Иначе чугун начнет плавиться. Подача тепла — равномерная. Резкие скачки температуры приведут к растрескиваниям металла и деталь будет безнадежно испорчена.

Для горячей сварки используются чугунные или угольные электроды. Это позволяет получить в шве металл, идентичный тому, из которого изготовлена деталь и придает шву хорошие механические свойства.

Горячую сварку, в отличие от холодной, ведут большими токами и непрерывно, до окончания заварки дефекта, либо завершения шва. При больших объемах работают попеременно два сварщика. Чем непрерывнее шов – тем он лучше.

Выбор режимов сварки зависит от толщины металла. Чем толще металл – тем больше сила тока и диаметр используемых электродов. Рекомендуемые диаметры электродов и силы тока представлены в таблице 1.

Толщина металла (мм)Диаметр электрода (мм)Сила тока (А)
6–108–10280–350
10–2010–12300–400
20–3012–16350–500
30 и более16–18350–600

Вот, пожалуй, основные способы сварки чугуна. Можно сделать вывод, что сварка чугуна – процесс хоть и сложный, но отнюдь не невозможный. При правильном подходе к делу нет ничего, что могло бы помешать вам получить качественный результат. Надеемся, данная статья была вам полезна. Свои отзывы, пожелания, предложения вы можете написать в комментариях!

Читать еще:  Характеристики и применение оцинкованной сварной сетки

Сварка чугуна — технологии и особенности

  • размер шрифта уменьшить размер шрифта увеличить размер шрифта
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Чугун является сплавом железа, который имеет значительное содержание углерода в составе. Содержание углерода колеблется от 2% до 6%. Этот процент примерно в 10 раз больше, чем в других сплавах, например, таких как кованое железо или сталь.

В процессе литья чугун образуется относительно легко, и это выглядит следующим образом:

— Сначала обычное железо, которое было очищено в доменной печи, выливается в форму и смешивается с требуемым количеством углерода.

— Процесс перемешивания происходит тогда, когда железо находится в полу расплавленном состоянии. Температура расплавленного металла составляет около 790°С. Это предотвращает углерод от сжигания и помогает смешаться с основным железом.

— Полученному чугуну позволяют постепенно остыть.

— Процесс охлаждения делает поверхность чугуна гладкой и защищает его от растрескивания. Углерод, который присутствует в расплавленном железе, образует хлопья графита в сплаве, что придает чугуну хрупкость. Если процесс охлаждения нарушить, то в чугуне могут появиться трещины.

Особенности сварки чугуна

Чугун имеет ряд специфических свойств и особенностей, которые требуется принимать во внимание перед его сваркой и требуют применения специальных технологий.

    Высокие скорости охлаждения чугуна. Это приводит к так называемому «отбеливанию», когда на поверхности образуется слой белого хрупкого чугуна, который является необрабатываемым.

Низкие пластические свойства чугуна. Делает чугун способным к перенапряжениям и в результате сварки могут образовываться трещины.

  • Выгорание углерода при сварке. В результате выгорания образуется окись CO, которая способствует образованию пор при сварке.
  • Хотя чугун имеет множество применений, его особенность быть хрупким становится основной головной болью, когда дело доходит до ремонта объектов из чугуна. Ниже приведены некоторые из процессов, которые окажутся полезными при ремонте и сварке чугуна.

    Технологии сварки чугуна

    Перед сваркой и ремонтом литья из чугуна, всегда желательно, чтобы поверхность под сварку была гладкой и чистой. Чистота поверхности обеспечивает очень хорошее качество сварки, а также защищает чугун от растрескивания. Сварка чугуна может осуществляться в двух направлениях:

      С подогревом — горячая сварка чугуна

  • Без подогрева — холодная сварка чугуна
  • Сварка чугуна с предварительным подогревом – горячая или полугорячая

    Технология сварки чугуна с подогревом, как правило, используются в тяжелой промышленности. Концепция применения подогрева делает процесс сложнее, так как для него требуется специальное оборудование для подогрева.

    В большинстве случаев изделие под сварку нагревается до температуры от 250 до 650°С. Следует избегать нагрева более 750°С, когда металл переходит в стадию расплавления.

    После того, как металл достигает требуемой температуры, начинают его сварку на малых токах, чтобы минимизировать перемешивание и остаточные напряжения.

    Большое внесение тепла при сварке также может привести к растрескиванию. После сварки изделие должно охлаждаться постепенно. Для постепенного охлаждения изделие следует поместить в песок или накрыть при помощи специальных изоляционных материалов.

    Холодная сварка чугуна – без предварительного нагрева

    При технологии холодной сварки (без подогрева) очень важно иметь хороший контроль над сварочной дугой и делать как можно короткие сварочные швы. Самый лучший вариант, чтобы швы были длиной не больше 25 мм. Также очень важно, чтобы они остывали постепенно.

    Процессы электродуговой сварки чугуна

    • Ручная дуговая сварка электродами

    Аргонодуговая сварка

  • Полуавтоматическая сварка
  • Ручная дуговая сварка чугуна покрытыми электродами

    Существует четыре типа электродов, которые могут быть использованы для ручной дуговой сварки чугуна: чугунные электроды, электроды с медной основой, электроды с никелевой основой и стальные электроды. Для использования каждого из этих типов электродов есть свои причины и особенности: обрабатываемость, прочность и пластичность шва после сварки.

    При сварке чугунными электродами, необходим разогрев детали до температуры в диапазоне от 120 °C до 425 °C, в зависимости от размера детали. Обычно чугунные электроды бывают диаметром от 6 до 15 мм, и сварочный ток для них требуется от 200 до 600 Ампер. Лучше использовать электроды малого диаметра и относительно низкие токи сварки.

    Существует два типа электродов с медной основой: электроды из сплава олова (ECuSn) и электроды из сплава алюминия (ECuAl). Электродами из сплава олова производят производить пайку с получением швов с хорошей пластичностью. Алюминиевые электроды применяют для получения более прочного сварного шва.

    Существует три типа электродов с никелевой основой. Первый тип (ENiFe-CI) содержит около 50% никеля, второй (ENiCI) содержит около 85% никеля и тип (ENiCu) содержит никель и медь. Применение этих электродов дает примерно одинаковые результаты. Эти электроды могут быть использованы для сварки без подогрева, но рекомендуется нагрев до 40 °C.

    Стальные электроды (E-St) не рекомендуются для сварки чугуна, если сварочный шов будет впоследствии механически обрабатываться. Этот тип электродов должен использоваться только для мелкого ремонта.

    Технология полуавтоматической MIG MAG сварки

    Для сварки чугуна может использоваться и MIG MAG процесс. При этом процессе может быть использовано несколько типов сварочной проволоки, в том числе:

    Стальная проволока (E70S-3) с использованием смеси газов 80% Ar + 20% CO2.

    Никелевая проволока (ENiCu-B) с использованием 100% аргона для защиты.

    Кремний бронзовая проволока (ECuZn-C) с использованием 100% аргона (50% аргона +50% гелия).

    Технология полуавтоматической сварки MIG MAG аналогична другим процессам. Так как требуются малые токи, то и диаметр сварочной проволоки должен быть соответственно минимальным.

    Читать еще:  Термитный карандаш для сварки своими руками

    Особенности аргонодуговой TIG сварки чугуна

    Сварка чугуна в аргоне (TIG) возможна, но этот процесс очень сложный. Чугун содержит большое количество углерода, от 2% до целых 6%. Это содержание углерода, как говорилось выше, делает чугун очень хрупким и очень сложно свариваемым. При сварке чугуна требуется соблюдение технологии и тщательный контроль температуры для обеспечения качества сварного шва и предотвращения образования трещин.

    При сварке аргоном используются никелевые присадочные прутки. Они являются наиболее предпочтительными и популярными для TIG сварки чугуна. Так же применяются в качестве присадки алюминиево бронзовые прутки, которые намного дешевле. Но их использование не рекомендуется, если деталь впоследствии будет подвергаться тепловому воздействию.

    Как и при любом другом процессе, при сварке аргоном необходимо соблюдать ряд требований:

      — поверхность места сварки должно быть тщательно очищено от пыли и ржавчины

    — деталь перед сваркой аргоном должна быть предварительно нагрета, чтобы предотвратить возможность трещин

    — сварка должны вестись на низких токах короткими участками сварочного шва, чтобы контролировать температуру и препятствовать образованию трещин

    — каждый сварочный шов требуется простукивать молотком для снятия остаточных напряжений

  • — после окончания сварки необходимо, чтобы изделие остывало медленно и постепенно
  • Итогом данной статьи можно сделать следующие выводы

    Сварка чугуна является достаточно сложным процессом, используется холодная или горячая сварка, электроды, сварка аргоном или полуавтоматом. Если использовать правильную технологию и учитывать особенности, указанные выше, можно добиться оптимальных результатов. А, следовательно, и отличного качества сварки.

    Особенности чугуна

    Рассматриваемый материал является сплавом железа с повышенным содержанием углерода в составе. Если, к примеру, у кованой или закаленной стали этот показатель составляет 0,3-0,5 %, то у чугуна он в десять раз больше (от 2 до 6%). Однако во внимание стоит принять ряд других особенностей материала. Среди них:

    • высокая скорость охлаждения, приводящая к появлению слоя «белого» чугуна, который не поддается какой-либо обработке;
    • образование пор в процессе сварки за счет выгорания углерода и образования смеси СО;
    • низкая пластичность материала — верная предпосылка к появлению трещин.

    Увы, недостатки материала зачастую перекрывают все его достоинства, вызывая головную боль у сварщиков. При термообработке общеизвестными методами (ручная сварка и т. д.) и последующем застывании шва его хрупкость приводит к нарушению целостности заготовок. К тому же, чугун выступает трудносвариваемым металлом, поэтому альтернативный метод создания соединений просто необходим. Здесь то на помощь приходит дуговая сварка в среде защитного газа — аргона.

    Оборудование и материалы

    Для успешного проведения сварки чугуна важно то, какая присадка используется для этого процесса. Для этой цели используют прутки, сделанные из чугуна. Иногда в качестве присадки мастера используют обмазку с чугунных стержней.

    Для выполнения аргонодуговой сварки используют следующие виды присадок:

    • марка А – горячий метод сварки;
    • марка Б – горячий метод сварки с локальным нагревом заготовки;
    • марка НЧ-1 – соединение чугунных заготовок с предварительным прогревом;
    • марка НЧ-2 – соединение толстых листов чугуна с предварительным локальным прогревом;
    • марки ХЧ и БЧ – позволяют сделать шов, обладающий высокой степенью стойкости к износу.

    Подбирая диаметр присадочного прутка, мастер его рассчитывает исходя из толщины чугунной заготовки. Пруток должен быть вдвое тоньше, чем стенка заготовки.

    Для аргонодуговой сварки надо иметь аргонодуговой аппарат, в котором используется 2 вида технологий – электрическая и газовая сварка. С помощью такого аппарата можно добиться сварочного шва высокого качества. Аргонодуговые сварочные аппараты бывают как полуавтоматическими, так и полностью автоматическими.

    Свариваемость чугуна и другие свойства

    Сварка чугуна аргоном предполагает учет всех свойств данного металла. Он имеет ряд определенных особенностей, которые следует знать, чтобы не навредить. Ведь свариваемость чугуна находится не на самом высоком уровне и применение всех дополнительных технологий помогает избежать проблем. Среди важных свойств стоит отметить:

    • Высокая скорость остывания металла. Это свойство приводит к эффекту «отбеливания». В это время, на поверхности материала появляется слой белого чугуна, который уже впоследствии не поддается обработке.
    • Металл обладает низкими пластическими свойствами. Это приводит к перенапряжениям отдельных участков, особенно в местах сваривания. Из-за этого на месте шва образуются трещины, которые могут проявляться не сразу, а через несколько часов после остывания.
    • Уменьшение количества углерода от температурного воздействия. При выгорании углерода, появляется окись СО, что способствует появлению пор внутри шва и на его поверхности.
    • Хрупкость материала также оказывает множество проблем при сваривании отдельных частей.

    Технология газовой сварки

    Газовую пайкосварку относят к процессам с низкой температурой из-за того, что обычно кромки соединяемых деталей не нагреваются до температур расплавления. При этом присадочный металл имеет более низкую, чем у основного, температуру расплавления. Пайкосварка представляет собой промежуточный процесс, содержащий и пайку, и сварку. Он служит пайкой в отношении к соединяемым кромкам чугунного изделия, заполняющей припоем всю их разделку.

    Производится пайкосварка с помощью ацетиленокислородного пламени с использованием припоев – прутков из латуни либо чугуна. К особенностям сварки чугуна этим методом стоит отнести раздельное, независимое нагревание флюсов, основного металла и присадочных.

    До начала пайкосварки изделие разогревается с помощью печи, а для небольших габаритов – в пламени газовой горелки. Затем подготовленные к обработке кромки обжигают этим пламенем в присутствии кислорода для удаления с их поверхности графита. Подогретые кромки обсыпают флюсом и сваривают. От действия пламени с флюсами жидкий припой покрывает кромки и заполняет собой пустоты в металле, обеспечивая прочное соединение.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector
    ×
    ×