Сварка чугуна обычным электродом в домашних условиях

Что такое чугун?

Как и сталь, чугун представляет собой сплав железа с углеродом, но содержание последнего компонента в его составе превышает 2,14% и может достигать 6,65%. Кроме того, присутствуют примеси в виде кремния, марганца, серы и фосфора, а также легирующие добавки (хром, никель, магний и др.). Металл обладает высокой прочностью, но повышенное содержание углерода приводит к низкой пластичности и отсутствию пластичности. Это затрудняет сварку чугуна.

Особенности сварки чугуна

В зависимости от формы, в которой присутствует углерод, чугун делится на несколько видов:

1. Белый чугун. Содержит углерод в виде цементита. Он отличается высокой твердостью и не поддается обработке режущими инструментами. Готовить крайне сложно.
2. Серый чугун. Содержит углерод в виде графита. Со сплавом довольно легко работать. При сварке чугуна электродом в домашних условиях обеспечивается надежное соединение с инвертором.
3. Податливый тип. Его получают путем специальной обработки белого чугуна для преобразования углерода в пластинчатый графит. Этот сплав активно используется в машиностроении. Его можно сваривать специальными электродами.
4. Половина чугун. Содержит углерод в обеих формах: цементит и графит. Его используют для изготовления изделий с повышенной износостойкостью.
5. Ковкий чугун. В нем углерод имеет сферическую форму, приобретенную в процессе кристаллизации. Металл используется для изготовления особо ответственных изделий, в том числе труб.

Последние 2 типа сплавов подходят для электродной сварки, но требуют особого подхода. Технология сварки разных видов чугуна существенно отличается, что необходимо учитывать при работе.

Сварка чугуна сопряжена со следующими трудностями:

1. Некоторые компоненты сплава легко окисляются при плавлении с образованием тугоплавких оксидов. Они приводят к неравномерности сварного шва и появлению незавершенных участков.
2. При быстром охлаждении области вблизи сварного шва образуется цементит, который впоследствии не поддается механической обработке.
3. Отливка из чугуна имеет более высокую текучесть, что затрудняет формирование сварного шва и удержание его в сварочной ванне.
4. Любой неравномерный нагрев и охлаждение зоны сварного шва приводит к поломке металла.
5. По мере плавления чугуна выделяются газы, которые могут вызвать образование пор в сварном шве.

Важно! Структура и особые свойства чугуна приводят к плохой свариваемости в домашних условиях. Однако при соблюдении режимов, правильном выборе метода и расходных материалов большинство используемых в доме чугунных изделий можно сваривать качественно.

Как правильно заваривать чугун

Особые свойства металла обуславливают повышенные требования к осуществлению сварочного процесса. Правильный подход требует тщательной подготовки. Рабочая зона должна быть хорошо очищена от любых загрязнений. Применяются: болгарка, проволочные щетки, «наждачная бумага». Масляные пятна удаляются растворителями. При сильном загрязнении используются горелки или пескоструйный аппарат.

Частое явление — поверхностные трещины по краям чугунных изделий. Их вывод требует особого подхода. Трещины вырезаются и зачищаются по всей длине для полного заполнения расплава. При необходимости детали просверливаются по краям и концы срезаются под углом, необходимым для сварки.

Чугун можно производить по-разному, и важно правильно выбрать подходящий вариант.

Технология и способы сварки

В зависимости от предварительного нагрева существует 3 основных метода сварки чугуна:

1. Горячий метод. Перед сваркой детали нагревают до 600-680 ° С, что увеличивает пластичность металла и снижает риск образования трещин. Этот метод идеально подходит для производственных помещений, где доступны специальные печи. Обеспечить такое отопление в доме крайне сложно и даже опасно.
2. Полугорячая технология. Металл предварительно нагревают до 320-360 ° С. Нагрев осуществляется специальными фенами. В домашних условиях метод сложно реализовать, но если у вас есть отдельная мастерская, вы можете осуществить процесс.
3. Холодная сварка. Это самая распространенная техника для работы дома. Подогрев не проводится или не превышает 60–80 ° С. При таком способе придется учесть все сложности работы с чугуном.

При выборе метода нужно учитывать безопасность, вид металла и наличие необходимого оборудования.

Особенности сварки в домашних условиях инвертором

Для электросварки в домашних условиях можно использовать обычный инвертор или специальный домашний полуавтомат. Самый распространенный метод — это сварка холодным электродом, когда в качестве источника питания используется инвертор. Инверсия полярности устанавливается при подключении устройства. Включается на минимальной мощности для данного типа электрода. Сварка производится короткими швами длиной 40-50 мм.

Обеспечить прочность сварного шва можно двумя способами:

1. Сварка шпилек. Как правило, используются стальные штифты диаметром до 0,4 толщины чугуна. Их вставляют в просверленные по краям отверстия. Их выступ не превышает 4-5 мм, а этап монтажа — до 5 диаметров. На начальном этапе выступающую часть ошпаривают и отливка заполняет шов. Затем металл приваривается от штифта к штифту, образуя кольцевой шов. Постепенно вся поверхность стыка должна быть равномерно заполнена наплавленным металлом.
2. Многослойная сварка. После тщательной подготовки кромок деталей и формирования скосов детали соединяются и начинается послойное формирование шва. После нанесения первого слоя его тщательно забивают. Затем процедура повторяется со вторым слоем и т.д. Если нужно запечь плоские кусочки, после нанесения каждого слоя части переворачивают и слой наносят на изнанку.

Ссылка! При сварке важно помнить, что металл нельзя перегревать и поэтому требуются частые прерывания процесса.

Подготовительные работы

Перед запуском сварщика требуется подготовка поверхности. Этапы подготовки:

1. Удалите грязь и ржавчину металлической щеткой или наждачной бумагой. Если загрязнение сильное или на поверхности чугуна есть окалина, можно использовать шлифовальный станок с абразивным диском.
2. Кроме того, поверхность обезжиривается растворителем.
3. Свариваемые кромки должны быть скругленными.

Последний этап подготовки — очистка поверхности деталей до металлического блеска. Это нужно делать вокруг точек, которые будут свариваться.

Подготовка поверхности

Сваривание без подогрева

В первую очередь необходимо приобрести расходные материалы. Лучшим вариантом будут электроды, в состав которых входит медь или никель. Готовый шов легко обработать. Как пользоваться сварочным оборудованием, указано на упаковке с расходными материалами. Сваривать чугун необходимо без предварительного постепенного нагрева заготовки. Сначала накладывается первоначальный шов, которому дают остыть. Второй применяется выше. Важно не перегревать материал.

Сварка с нагревом

Основная проблема с растрескиванием чугуна заключается в том, что материал резко нагревается и остывает без предварительного нагрева. Из-за этого образуются трещины. Зная, как сварить чугун горячим методом, можно добиться надежного соединения деталей.

Этапы сварочных работ:

1. Рабочая поверхность очищается от ржавчины, грязи, краски.
2. Сквозные отверстия привариваются с помощью специальных форм.
3. Детали предварительно нагреваются в индукционных печах до 600 градусов.
4. Сварщик включается. Сварщик должен настроить его для работы с постоянным током и прямой полярностью.

Когда шок будет готов, изделие нужно поместить в разогретую духовку и выключить. Им нужно остыть вместе.

Варианты сварки чугуна и их краткие характеристики

В зависимости от требований к прочности и характера повреждений чугунных деталей применяется один из нескольких способов сварки.

Горячая сварка

Горячая сварка применяется в тех случаях, когда необходимо добиться высокой обрабатываемости шва и близости его состава и структуры к остальной массе чугуна. Свариваемые детали подготавливают, как описано выше, и нагревают до температуры 700 ° C. При необходимости перед нагревом подготовьте форму из материалов, используемых в литейном производстве. Это необходимо при сквозных и краевых повреждениях (сколах). Гладкие поверхности и резьбы необходимо защитить глиной.

Термосварку применяют для изделий с большой массой в тех случаях, когда требуется большая прочность. Тепло для ванной получается либо от электрической дуги, либо от газовой горелки. Тепловая сварка отличается от других видов объемом самой большой ванны (до 0,5-1 дм3). Для этого нужно только поместить заготовки в нижнее положение.

Присадочный материал для горячей сварки — чугунные электроды увеличенного диаметра (8 мм и более) или порошковая проволока.

Полугорячая сварка

Полугорячая сварка чугуна выполняется так же, как описано выше, но здесь температура предварительного нагрева ниже, около 300-350 ° C. Это помогает снизить скорость охлаждения металла после сварки.

При полугорячей сварке степень «побеления» чугуна ниже, чем при тепловой сварке, что также способствует меньшему риску образования трещин. Кроме того, для нагрева деталей требуется меньше энергии.

Полугорячая сварка выполняется электродами из низкоуглеродистой стали с легированными или автогенными добавками с добавлением чугунного стержня для добавки.

Холодная сварка

Холодная сварка чаще всего используется для мелких повреждений. Слово «холодный» здесь означает, что предварительный нагрев свариваемых деталей не производится. Это значительно упрощает процесс, хотя не позволяет добиться качества шва, достигаемого горячим методом. А вот при небольших дефектах разряженных деталей — корпусов механизмов, крышек и так далее — этот способ вполне оправдан.

Для несущих частей может применяться армирование стальными шпильками, которые снаружи привариваются, а затем закрываются верхним швом. При холодной сварке они стремятся как можно меньше нагреть металл и используют тонкие стальные электроды (3-5 мм). Для уменьшения нагрева используется постоянный ток, а электрод подключается к плюсу устройства (обратная полярность). Материал электрода должен содержать как можно меньше углерода. Но и без этого в шве образуется тонкий слой белого чугуна. Продолжительный отжиг тоже не помогает от него избавиться.

Хорошие результаты достигаются при использовании в сварочных электродах никеля или монеля (70% никеля, 20% меди), но этот метод дорогостоящий. Его следует использовать в тех случаях, когда требуется последующее точение, шлифование или фрезерование детали. Но нужно учитывать, что механическое сопротивление «никелированного» чугуна снижается.

Электрошлаковая (ЭШС)

Технология используется для соединения деталей из серого чугуна и позволяет получить соединение с удовлетворительными характеристиками. При соблюдении требований технологического процесса исключается образование пор, трещин, обесцвеченных участков и ряд других эффектов. Этот способ оптимален в случаях, когда необходимо исправить дефекты отливок из чугуна, то есть в ситуации, когда планируется сваривать большое количество металла. ЭШС требуется для производства массивных конструкций из высокопрочного чугуна. Чугун в виде пластин и флюсов используется как расходный материал.

Лазерная

Безопасный метод сварки высококачественного чугуна. Технологи позволяют получить сварной шов без трещин. Есть два типа:

1. Индукционный нагрев. Нагревать изделия можно как заранее, так и во время работы. С помощью термической обработки снимаются внутренние напряжения, уменьшается количество трещин; сварной шов умеренно мягкий, без излишней твердости. Конечно, скорость выполнения работ значительно увеличивается.
2. С добавкой. Метод эффективен для соединения закаленных и цементированных чугуна и конструкционной стали. Метод применяется при изготовлении корпусов различных узлов, осей, шестерен, других деталей и узлов в машиностроении и других отраслях промышленности.

Контактная

Оптимальный вариант для работы с трубами разного диаметра. Требуется предварительный нагрев и оплавление стыков соединяемых деталей. В этом случае исключается образование твердеющих структур. Сварные соединения отличаются высокой плотностью.

Плазменная пайка

В структуре чугуна присутствует графит, который препятствует сцеплению сварного шва с поверхностью материала. Его нужно удалить. Проще всего это сделать с помощью пескоструйного аппарата. Далее поверхность при температуре 600-700 градусов Цельсия обрабатывается флюсом н. 209 или 284. Затем края необходимо обезжирить ацетоном, растворителем или щелочным раствором. Сварку можно производить паяльником или газовой горелкой с использованием флюсов хлористого цинка.

Легкие сплавы, в том числе оловянно-свинцовый, подходят для пайки при низких температурах. Припои из меди и серебра подходят для высокотемпературной сварки.

Методы сварки чугуна с инструкцией

Выбор технологии зависит от толщины деталей и условий эксплуатации будущей металлоконструкции.

Сварка по шпилькам

Зернистая структура сплава не всегда позволяет выполнять многослойную сварку деталей. В сложных случаях устанавливаются шпильки с резьбой. Они крепятся в шахматном порядке по краям соединяемых деталей.

При выборе размера шпилек учитываются следующие рекомендации:

1. Диаметр крепежа должен составлять 30-40% толщины соединяемых деталей. Максимальное значение — 1,2 см.
2. Шпилька ввинчивается на 1,5 диаметра. Однако длина привинчиваемого сегмента не должна превышать половину толщины свариваемых деталей;
3. Размер выступающей части должен составлять 0,7-1,2 штыревого сечения.
   

После размещения штифтов по их периметру сваривают несколько слоев.

Во избежание перегрева операция выполняется попеременно с разных сторон. На завершающем этапе металл шва сваривается несколькими швами.

Ручная дуговая сварка

Универсальный вариант, позволяющий работать со всеми технологиями соединения чугуна: горячим, полугорячим и холодным. Расходные материалы подбираются для каждого метода. Ручная дуговая сварка с предварительной подготовкой деталей проводится в несколько этапов:

1. совместная подготовка;
2. нагрев деталей;
3. сварка;
4. охлаждение.

Для подключения ковкого чугуна используются электроды следующих марок: ОЗЧ-2, МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-6. Сварка серого чугуна производится расходными материалами ОЗЧ-2, МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2. Высокопрочные марки соединяются электродами ОЗЖН, МНЧ-2, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4. Сварной шов формируется непрерывно при высоких настройках силы тока. Какая именно должна быть настройка тока, зависит от марки электрода.

Недостатки технологии:

• процесс сварки трудоемок;
• равномерно обогреть рабочую зону достаточно сложно;
• на выполнение работы уходит много времени;
• необходимое для сварки оборудование дорогое.

В случаях, когда к качеству шва не предъявляются жесткие требования, можно прибегнуть к технологии полугорячей или даже холодной сварки чугуна. Можно выбрать стандартные стальные электроды. По возможности лучше всего использовать чугунные электроды с медно-никелевой основой.

Неплавящимися электродами

Используется широкий спектр расходных материалов: вольфрам, графит, углерод. Для добавки подходят специальные прутки, в состав которых входят никель, медь, алюминий и другие металлы. Область формирования сварного шва защищена инертными газами. Чаще всего используется флюс на основе аргона или буры. Что касается технологии, то лучшим вариантом является AC TIG — сварка вольфрамовыми электродами в среде, защищенной источником переменного тока.

Холодный способ

Метод применяется для устранения мелких повреждений чугунных конструкций. При холодной сварке предварительная подготовка не производится. Качество соединения ниже, чем при использовании горячих методов, поэтому технология не используется при ремонте двигателей и других ответственных конструкций. При соединении деталей, подверженных повышенным нагрузкам, используются стальные арматурные шпильки. Они приварены снаружи, перекрыты верхним швом.

При холодной сварке соблюдаются следующие условия:

1. Сведите к минимуму нагрев детали, используя тонкие стальные электроды. Медленному повышению температуры материала способствует использование постоянного тока.
2. Электрод подключается к положительной стороне устройства. Такой тип подключения называется обратной полярностью.
3. Решая, какие электроды выбрать для сварки серого чугуна холодным методом, предпочтение отдается тем, которые содержат минимальное количество углерода.

желательно использовать стержни, содержащие никель или медный сплав. Эти материалы считаются дорогими, поэтому в домашних условиях используются редко.

В газовой среде

Газ используется для защиты и обогрева обрабатываемого участка. При сварке чугуна часто используют смесь пропан-бутана или ацетилена. Электрод заменяется присадочной проволокой из того же металла или никеля. Чтобы снизить вероятность окисления, брус обрабатывают флюсом. Иногда проволока нагревается редукционной частью горелки.

Для получения сварного шва газовым методом выполните следующие действия:

1. Постепенно нагрейте точку пайки. Подходящая температура подбирается опытным путем.
2. После достижения желаемого нагрева формируется соединение. Горелка постепенно убирается, что приводит к медленному охлаждению.
3. Сварной шов очищают от шлака и при необходимости шлифуют.

Дуговая сварка электродами

Этот метод разрешен к применению, но отличается дороговизной, отсутствием преимуществ перед другими методами. Чугун не требует сильной защиты от окисления.

При дуговой сварке аргоном соблюдаются следующие правила:

• исключить перегрев обрабатываемых участков;
• постепенно повышают температуру паяльной ванны;
• готовую конструкцию медленно остудить.
  

Процесс сварки включает следующие этапы:

• зафиксируйте детали в правильном положении с помощью тисков или зажима;
• образование облака защитного газа (подача аргона начинается за 15 секунд до зажигания дуги, прекращается через 7 секунд после завершения работ);
• настройка устройства (сила тока и скорость подачи расходных материалов подбираются с учетом толщины свариваемых деталей);
• наложение шва (электрод направляют по направлению соединения);
• завершение сварки путем постепенного снижения мощности дуги с помощью реостата.

При аргонодуговой технологии используется полуавтоматический аппарат с никелевой проволокой или неплавящимися электродами.

Методика наплавки

В этом случае используются специальные электроды следующих типов:

1. МНЧ-2. Применяется при формировании сложных металлических конструкций. Наплавка осуществляется без нагрева.
2. -1. Стержни используются для устранения крупных дефектов.
3. ОЗЧ-2. Электроды этой марки позволяют делать поверхность из серого или высокопрочного чугуна.

Покрытие газа осуществляется за счет тепловой энергии, выделяющейся при сгорании ацетиленовой смеси. Литые стержни и флюсы используются в качестве присадочного материала.

Правильный выбор электродов для сварки чугуна

Для сварки чугуна можно использовать разные электроды:

1. МНЧ2. Это универсальный электрод, который можно использовать практически со всеми типами чугуна. Его можно использовать для соединения деталей и направления металла для заполнения трещин и других дефектов. Применимо только с инвертором постоянного тока и обратной полярностью. Ориентация электродов в пространстве не ограничена.
2. ОЗЧ2. Эти электроды подходят для серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом. Их можно использовать холодным способом. Важно помнить, что они наносятся вертикально лицевой стороной вниз.
3. CCC. Его можно использовать в технике холода и тепла, но только в нижнем положении. Его можно использовать в устройствах переменного тока, но на максимально возможное напряжение.
4. ОЗЖН1. Электрод используется только для холодной сварки серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом. Его можно использовать для приготовления массивных деталей. Рабочее положение — нижнее или вертикальное.
5. ОК9218. Электроды можно использовать только при нагреве деталей. Можно использовать источники переменного и постоянного тока, но они очень чувствительны к правильной настройке режима.

Маркировка электродов дает необходимую информацию: буква «H» указывает на исключительное использование чугуна, а «H» и «M» — на присутствие в их составе никеля и меди соответственно. Выбор электродов определяется маркой чугуна. При сварке поверхностей твердых изделий рекомендуется использовать электроды с покрытием.

Выбор силы тока зависит от марки электрода.

Неплавящиеся

Готовить чугунные детали можно с разными типами таких элементов:

• вольфрам;
• графит;
• каменный уголь.

Чугун или присадочные электроды, содержащие легирующие добавки (медь, никель), используются в качестве расходных материалов, участвующих в формировании сварного шва. Сварочную ванну защищают флюсами на основе аргона или буры. Наиболее распространена сварка TIG на переменном токе с использованием вольфрамового стержня.

Простые для стали

Сварка чугунных элементов обычными электродами не позволяет получить качественный шов. Такие расходные материалы используются из-за их невысокой стоимости. Для снижения вероятности образования дефекта используются присадочные прутки марки ЦЧ-4. Они предназначены для формирования первого слоя покрытия с дальнейшим продолжением сварки простыми материалами.

Электроды УОНИ используются только для устранения мелких дефектов конструкций, не испытывающих высоких нагрузок.

Покрытые дополнительным металлом

Такие элементы используются для сварки чугуна электродом в домашних условиях, когда необходимо устранить дефекты отливки. Они имеют форму круглых прутков, покрытых защитными материалами. Чаще всего процесс сварки проводится на постоянном токе. Переменная используется реже. Необходимая сила тока рассчитывается по формуле 50-60 А на 1 мм электрода. Сварной шов с элементами с покрытием неоднороден.

Почему чугун может не свариться, как надо

Чугун — металл, который сложно сваривать, поэтому качество сварного шва зависит от многих факторов. Если методы не соблюдаются и расходные материалы выбраны неправильно, процесс может пойти не так, как ожидалось. Это, прежде всего, низкая прочность соединения, неравномерность сварного шва, наличие незаваренных участков и плохой внешний вид.

Причины дефектов

Основные причины некачественного припоя следующие:

1. Образование пластинчатого графита в сером чугуне, который под действием растягивающих напряжений вызывает холодное растрескивание.
2. Нарушение температурного режима (перегрев и слишком быстрое охлаждение) приводит к образованию горячих трещин.
3. Быстрая кристаллизация приводит к образованию пор в сварном шве за счет выделения водорода, азота, водяного пара, оксида углерода.
4. Чрезмерная скорость формирования шва может привести к появлению незавершенных участков.
5. Чрезмерный нагрев металла чаще приводит к появлению дефектов. Расплав просто выходит из сварочной ванны во время слишком длительного процесса. Своевременные остановки во избежание перегрева.

Важно! Основная причина дефектов — несоблюдение режима сварки и неправильный выбор электродов.

Исправление ошибок

Если при визуальном осмотре или при использовании специальных методов контроля качества обнаруживаются существенные дефекты, ошибку необходимо исправить. Основной метод — заполнение дефектов литьем. Некачественный шов следует максимально обработать болгаркой и металлической щеткой. Трещины обрабатываются особым образом. Для плавки используются электроды МНЧ-2, ОЗЖН, ОЗЧ-2, ЦЧ-4, Т-590. Перед процедурой желательно предварительно нагреть место сварки до максимально возможной температуры, чтобы повысить пластичность металла.

можно использовать простой и недорогой метод. Стальную проволоку Св-08 (СС-08А) обматывают тонкой медной проволокой и окунают в жидкое стекло. Ею можно обернуть место некачественного стыка, после чего его можно спаять, оплавив электродом.

Какой инвертор использовать

Детали из чугуна обычно имеют внушительную толщину и прогреть их по глубине без заметного расширения зоны нагрева — довольно сложная задача. Лучше всего готовить короткими закусками в импульсном режиме, давая частям время остыть.

Не все инверторы будут эффективно работать в этом режиме. Наиболее подходящими для этих целей являются современные устройства с улучшенным зажиганием и дожиганием дуги, мощной системой охлаждения. Токи при сварке чугуна увеличиваются за счет дополнительной проводимости обмотки и покрытия электродов. Верхний предел диапазона тока должен составлять примерно 200–250 А с временем включения при максимальной нагрузке не менее 50%.

В целом, чем более совершенная схема управления сварочным током, тем лучше. При сварке чугуна требуется быстрое зажигание, равномерное горение и быстрое гашение дуги без образования высокотемпературного пожара. При этом ни один из отечественных и даже профессиональных автоматов не имеет специальных режимов для чугуна.

Профессиональное оборудование FoxWeld или KEMPPI без проблем справится с поставленной задачей. Из бюджетных вариантов можно порекомендовать инверторы таких производителей, как Aurora и Tesla, которые стоят от 10 000 рублей. С переменным успехом можно использовать даже более дешевые инверторы («Ресанта», «Сварог»), но для сварки ответственных деталей они мало пригодны.

Правила подготовки детали

Для деталей из чугуна качество сварного шва также определяется при обработке и подготовке сварного шва. В отличие от других материалов здесь также может иметь значение наличие жирной пленки. Для удобства разделим препарат на три вида в зависимости от характера соединений.

Трещины в чугуне необходимо просверлить по краям перед сваркой, чтобы избежать дальнейшего растрескивания из-за термической усадки. Далее по трещине болгаркой делается надрез. Необходимо развести шов до ширины примерно 3 мм, оставив столб такой же толщины внизу стержня электрода или чуть больше.

Детали, разделенные пополам, обычно можно очень плотно сложить, и их следует использовать при пайке. Единственное, что нужно сделать, это обеспечить неподвижность при помощи струбцин или болтового соединения, а также развязать шов.

Третий вариант — две независимые детали, которые регулируются перед сваркой. На концах необходимо убрать опасности от режущего инструмента напильником или наждачным бруском и скосить со стороны сварного шва по аналогии с растворением шва. При сборке деталей их нужно обрезать очень аккуратно, не допуская перегрева.

Соединяемые кромки необходимо обезжирить непосредственно перед сваркой. Оптимально, если под рукой есть ацетиленовая или пропановая горелка: ею прокаливают сварной шов, выжигая графит, с нагревом чугунной детали до темно-красного цвета.

Использование специальных электродов

Разновидностей электродов для сварки чугуна разных марок великое множество. Мы рассмотрим только самые подходящие для домашнего использования.

Наиболее популярные марки чугунных сварочных электродов — ЭСАБ (ОК) 92.60, 92.58 и 92.18. Первые два имеют умеренное содержание никеля, которое имеет TCR, сравнимый с таковым у чугуна. Марка 92.18 имеет высокое содержание никеля и требует горячей штамповки для герметизации кристаллической решетки и повышения пластичности сварного шва. Эти электроды отлично подходят для сварки серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом.

Несколько иной принцип сварки, иначе называемый высокотемпературной пайкой, используется при работе с медно-никелевыми электродами, такими как МНЧ-2. Этот сварной шов состоит из веществ, которые не вступают в реакцию с графитом, поэтому вероятность «дрожания» на краю сварного шва значительно ниже. Медные электроды подходят для большинства чугунов.

Для сварки деталей без предварительного нагрева применимы марки ОЗЖН-1 и УТП 86 ФН. Это электроды на основе железо-никеля с легирующими добавками, в основном они используются для сварки серых чугунов. Толщина электродов любого типа для домашних работ должна составлять 3 мм, для особо массивных деталей — не более 4 мм, иначе инвертор просто не будет вырабатывать ток, необходимый для полного нагрева.

Применение присадочной проволоки

В некоторых случаях в процессе ручной дуговой сварки чугуна возможно введение специальных добавок, придающих материалу шва особые свойства. В основе этих добавок тот же никель и медь, иногда железо, нержавеющие сплавы и олово. Использование нити потребует маски-хамелеона, надежной посадки и некоторой практики.

Самая популярная присадочная проволока — ПАНЧ-11, которая применяется при полуавтоматической сварке чугунных изделий. Проволока вводится небольшими порциями при каждом зажигании дуги, и контакт электрода с поверхностью происходит посредством сварки. Таким образом достигается хорошая смешиваемость и смягчается воздействие высоких температур.

Добавки на основе монеля также очень полезны при сварке чугуна. Это довольно редкий и дорогой сплав, но он имеет требуемые TCR, твердость и пластичность, сопоставимые с таковыми у того же чугуна. Монель наносят небольшими дозами сразу после зажигания дуги. При этом прожиг более длительный, что практически не влияет на качество шва.

Режимы сварки, токи, техника работы

Чугун варят на постоянном токе, чаще всего обратной полярности, хотя для некоторых марок электродов (МНЧ-2) может потребоваться включение минуса на держателе. Из-за высокой текучести чугуна его всегда следует готовить только в положении нижнего шва.

В домашних условиях можно использовать два вида сварки: с частичным подогревом и без него. Это определяется индивидуально для каждой марки электродов. Детали нагреваются задолго до начала сварки с помощью бензиновой или газовой паяльной лампы или ацетиленовых горелок. Нагрев чугунной детали должен продолжаться в процессе сварки, поэтому работа выполняется двумя людьми.

Чугун сваривают короткими швами (по 2-4см) с отступом в 2-3 длины шва. Каждая «точка» состоит из множества точек со временем горения дуги от 0,5 до 1,5 секунд, в зависимости от толщины металла и марки электродов.

Участок шва нагревается в течение 2-3 минут, затем сварщик прикладывает металл к основанию разрезаемого шва, а помощник осторожно нагревает сварной шов. Когда «точка» закончена, ее накрывают сухим песком или асбестовой тканью и пламя гаснет.

При сварке чугуна необходимо медленное охлаждение. Без него металл сразу же покроется сеткой трещин, исходящей от сварочной ванны, и изделие будет непоправимо повреждено. Теплоизоляционное покрытие также можно установить заранее на обратную сторону шва, но даже тогда каждую воронку сварного шва нужно сразу же защищать от прямого контакта с воздухом. Мелкие детали рекомендуется отправить в горячую духовку на час.

При сварке в первую очередь заполняется корень шва, полная сварка производится после полного остывания детали по точно такой же технологии с регулярным отпуском. Если требуется герметичность соединения, между «стежками» делаются промежуточные, так что шов полностью рыхлый. Однако для обеспечения герметичности гораздо лучше использовать полимерные или эпоксидные герметики.

Резка

Существует 2 вида резки чугуна: термическая и механическая. Рассмотрим несколько способов:

• резка болгаркой — простой метод;
• при необходимости использовать труборезы для резки труб;
• сабельная пила;
• резка электродом;
• кислородное топливо;
• плазменная резка.

Вариантов много, болгарку часто используют в домашних условиях.

Преимущества и недостатки ручной сварки чугуна

Преимущества:

• рентабельность;
• работа может вестись без защитного газа;
• можно сварить конструкцию в труднодоступных местах;
• мобильность;
• простота использования оборудования.

Недостатки:

• образование шлака в зоне стыка;
• результат определяется мастерством специалиста;
• низкая урожайность;
• нет возможности автоматизировать отдельные операции.

Меры безопасности

при взаимодействии с металлами и бытовой техникой важно позаботиться о безопасности своего здоровья. Перечислим важные моменты:

• работы необходимо проводить в освещенном и проветриваемом помещении;
• электросварочный аппарат должен быть заземлен;
• материал нельзя резко охлаждать, поэтому необходимо беречь его от влаги;
• использовать средства индивидуальной защиты: перчатки, защитные очки и специальную одежду.

Для лучшего восприятия информации стоит посмотреть видео.