Мы привыкли к сварным работам со сталью и довольно редко, когда приходится работать с чугуном. Ниже мы опишем особенности работы с этим материалом и что отличительного в работе по сравнению с обычной сталью.
Свойства чугуна
Чугун – это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2.14%. В зависимости от концентрации углерода в составе чугуна, различают следующие виды:
Белый чугун – в нем весь углерод находится в виде цементита. Очень хрупкий и жесткий. Плохо поддается обработке. Имеет белый отлив в месте излома. Используется для дальнейшей переделки.
Серый чугун – углерод представлен в виде пластинчатого графита. Неплохо подвергается механической обработке. Соответственно излом имеет характерный серый цвет. Используется в сложной отливке (например, художественное литье).
Высокопрочный чугун – сплав, который получается в результате добавления в содержание чистого магния, график в таком чугуне имеет шаровидную форму. Используется для изготовления износостойких деталей, которые должны обеспечивать ударопрочность и стойкость к высоким температурам. Наиболее схож по свойствам со сталью.
Ковкий чугун – продукт отжига белого чугуна, имеет график в форме хлопьев. Используется при изготовлении деталей, подверженных выдерживать высокие вибрации.
Свойства чугуна, которые влияют на обработку этого металла:
- ввиду его высокой прочности, требует качественного режущего инструмента;
- ввиду низкой пластичности подвержен к растрескиванию;
- по причине той же высокой прочности и низкой пластичности сложно изготавливать детали малой толщины;
Так как наш материал на тему сварочных работ, то при сваривании используют именно серый чугун.
Подготовительные работы
Как и все металлы перед свариванием чугун необходимо обработать. Для этого используют шлифовочную машинку. После зачистки металл обезжиривают растворителем.
В случае, если предстоит работа с удаления трещины, то зачистка выполняется по всей длине до ее окончания. Также выполняется рассверливание металла на противоположных сторонах трещины. В данные отверстия вставляются шпильки.
Помимо такой особенности, как использование шпилек, разделка кромок выполняется с приданием им округлой формы. Сварные работы выполняют специальными электродами.
Рекомендации
При выполнении работы используют следующие рекомендации:
Для исключения появления трещин при сваривании не допускают быстрого остывания металлов. Для увеличения времени остывания детали, на ее поверхность насыпают сохраняющий тепло материал. Для этого могут использовать уголь или песчаную смесь. В случае сваривания чугуна со сталью, подвергают медленному остыванию именно сталь.
При сваривании необходимо учитывать высокую текучесть чугуна, который находится в жидком состоянии.
Если сваривание выполняется неплавящимся электродом на основе вольфрама, формируют плотный шов. При работе с разнородными металлами, учитывают эти особенности.
Поскольку сварка чугуна является сложным процессом, люди, выполняющие эти операции должны четко придерживаться инструкций. Сварщик должен иметь достаточно опыта и придерживаться технологии сварки.
При ремонте чугунных деталей придерживаются следующих рекомендаций:
Поверхность металла должна быть подготовлена к работе. Все недостатки должны быть удалены. Трещины и дефекты на расстоянии менее 20 мм удаляются вместе.
Как уже было сказано выше, поверхность обязательно шлифуется и обезжиривается. Если же металл промаслен, его невозможно будет сварить.
Исполнитель работ должен четко представлять с каким металлом он работает. Так как разный металл имеет разные свойства к тепловым воздействиям. Лучше всего сварке поддается серый чугун. Если перед вами другой вид металла, следует предпринимать рекомендации по свариванию именно этого рода металла. Например, если перед вами ковкий чугун, то до начала сварочных работ его необходимо обязательно разогреть.
Применение шпилек улучшают сцепку металла, тем самым укрепляя шов. Придерживайтесь рекомендаций в отношении количества таких шпилек.
При сварке могут использоваться специальные присадочные прутки из чугуна.
Готовый шов хорошо осматривают, чтобы исключить места непроварки. При выявлении трещин, шов необходимо снова зачистить и выполнить процедуру сварки заново.
При сваривании чугуна с другим металлом рекомендуют накладывать второй шов.
После завершения сварочных работ на швы могут насыпать песчаную смесь для замедления остывания. Использование детали возможно только после ее полного остывания.
Электроды
Учитывая особенности сварки чугуна необходимо понимания сочетаемости металлов. При подборе электродов большое внимание придают содержанию графита.
В случае сваривания с использованием электродов, происходит сгорание углерода, по этом необходимо регулировать содержание графита. Достаточно распространенными электродами являются те, которые содержат примеси никеля и меди. Включение этих металлов способствует улучшению процесса сваривания:
Поскольку никель растворяется в железе, то конечный шов будет незакаленным и его можно будет по окончанию сварки беспроблемно обрабатывать.
Медь в отличие от никеля не растворяется в железе, однако придет шву дополнительной прочности.
Ассортимент электродов достаточно большой. Вам не составит подобрать нужные именно для ваших условий работы.
Ниже приведены популярные марки:
МНЧ-2 – самые универсальные электроды и применимы при работе с различным чугуном. Позволяют работать даже без предварительного разогрева деталей.
ЦЧ-4 – применяется для ремонтных целей по применению наплавки на поверхность бракованной детали;
ОЗЧ-4 – применимы при выполнении холодной сварки, а также при наплавке финальных слоев. Имеют в своей основе никель. Следует отметить, что электроды ОЗЧ-2 также применяются при холодной сварке, однако содержат медь.
ОЗЖН-1 – применимы для холодной сварки серого чугуна, состоят из никеля и железа.
Помимо никеля и меди, в состав электродов нередко добавляют различные примеси для достижения лучшего результата. Это может быть, как алюминий, так и ферросилиций, или даже мрамор.
Сварка
При работе с чугуном используют холодную, полугорячую и горячую технологию сварки.
Холодная – это не означает, что отсутствует процесс нагревания. Метод такой сварки не предусматривает предварительный нагрев деталей перед их свариванием. Одной из причин использования такого метода – отсутствие возможности прогреть деталь или деталь является слишком большого размера.
Полугорячая – предусматривает предварительный прогрев свариваемых деталей до температуры порядка 350 градусов по Цельсию.
Горячая – аналогично полугорячей, но прогрев производят до температур не выше 600 градусов. Следует отметить, что этот метод применим на производствах, поскольку, прогрев выполняют в специальных печах.
Резка
Существует два варианта резки чугуна – теплом и механическим воздействием.
Самым простым и распространенным является механический способ резки с применением режущего инструмента (турбинки). В случае с резкой труб, необходим специальный инструмент. Также применяют сабельные плиты с различным напылением.
Термически осуществляют резку обычным электродом (в защитной газовой среде или без), либо плазменным резаком.
Безопасность
Никогда не стоит забывать о мерах безопасности. Всегда необходимо придерживаться безопасных методов выполнения работ. Ниже мы приведем основные, ноне исчерпывающие рекомендации, о которых не следует забывать при выполнении сварочных работ:
- работа в достаточно освещенном помещении, которое имеет доступ к воздуху (проветривается) либо оборудовано вытяжной вентиляцией;
- не пренебрегайте заземлением электросварочного оборудования.
Работа должна производится в защитной одежде. Необходимо позаботиться про защиту открытых участков тела, а также органов зрения.
Не допускается резкое охлаждение чугуна, исключается работа в условиях повышенной влажности.
