Холодная сварка чугуна, её особенности

Особенности сварки чугуна.

Данный материал представляет собой соединение железа(F), углерода (C) и примесей: кремния (Si), марганца (Mn), фосфора (P), серы (S) и др.

В обозначении маркировки: первые цифры – предел прочности при растяжении в кг/мм2, а вторые – при сером чугуне, предел прочности при изгибе, при ковком и высокопрочном, относительное удлинение в %.

Отжигом при высокой температуре – 1000º C, за счет графитизации, белый превращается в ковкий чугун.
Для повышения износостойкости добавляется хром (Cr), никель (Ni), вольфрам (W) и др. Такой металл называется легированным.

Для легированных марок – буквы указывают легирующие элементы, а цифры, их среднее процентное содержание. Например: ЧН19Х3 – чугун, содержащий 19% никеля и 3% хрома. Если присутствует шаровая форма графита в конце маркировки ставится буква Ш.

Из-за повышенной хрупкости и твердости, процесс усложняется. Но сварка чугуна электродом в домашних мастерских возможна при определенных условиях. Соблюдая технологию и, обладая некоторыми навыками, можно добиться качественного результата, при этом структура шва будет сильно различаться от структуры основного материала.

Аппараты и расходные материалы

Чтобы проводить сварочные работы, требуется использовать специальное оборудование. Специалисты рекомендуют использовать аппараты, вырабатывающие постоянный ток (инверторы). Сварочное оборудование, в котором используются трансформаторы, обладает низким КПД и ухудшает конечный результат.

Для работы инвертора понадобятся расходные материалы в виде электродов. Их диаметр должен быть не менее 3 мм. Сварка чугуна электродами позволяет сделать более качественный шов, чем при работе полуавтоматом. Лучшими расходными материалами для этого сплава считаются ОЗЧ-2 и МНЧ-2.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Прежде, чем сваривать чугун, его нужно подготовить. Сперва нужное место зачищается болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до не окисленного металла нужно провести обязательное обезжиривание бензином или любым другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, то металл нужно расчистить до ее окончания, и в этом месте засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Разделка трещины при сварке чугуна

Отдельно стоит поговорить про следующие особенности подготовки:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляется как послойно без применения опорных элементов, так и с
использованием шпилек. Шпильки состоят из стали. Их размеры строго регламентируются, так например диаметр не должен превышать 40% от толщины чугуна. Выступ шпильки над металлом ограничен 4-6 мм, а расстояние между шпильками не должно быть больше, чем 6 диаметров. Количество зависит только от размеров соединения, но не больше 25% от площади излома

2. Разделка кромок. 

3. Электроды должны быть специальными. Заваривать такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит приобрести электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих наплавлению на прихотливый чугун.

Чугун

Для чугуна также применим состав холодная сварка. Достаточно часто его используют в бытовых условиях при исправлении некоторых дефектов, которые проявляются в радиаторах отопления.

Для чугуна сгодится универсальный состав либо клейкая масса, имеющая в себе металлический компонент. Стоит отметить, что сварка данных видов может использоваться для чугуна лишь в случаях, когда требуется заделать незначительную пробоину или соединить негабаритные детали. Такая ситуация объясняется сравнительно низкой прочностью сварочных швов.

Выбор

Нынче на рынке присутствует достаточно большой выбор клейких субстанций для различного рода материалов. Наиболее популярным является клей “Алмаз” .Его технические и эксплуатационные характеристики соответствуют всем установленным нормативам, что определяет высокое качество работы с указанным составом.

“Алмаз” (фото) подходит для всех поверхностей, которые можно соединить посредством клея холодная сварка. Однако, покупая вещество под названием “Алмаз” необходимо руководствоваться некоторыми правилами.

Самое главное из этих правил гласит, что не нужно думать, будто клей “Алмаз” универсальный, ровно, как и состав любой другой марки, является идеальным средством, при помощи которого можно скрепить что угодно.

Безусловно, универсальная холодная сварка способна соединять достаточно большое количество наименований материалов, однако эта же характеристика способствует снижению качества выполненных швов.

Именно поэтому, как бы клей холодная сварка не назывался, выбирать необходимо исключительно тот вариант, который подходит для работы в конкретном случае.

Клеящие составы относятся к достаточно простым в обращении средствам соединения заготовок и деталей самого различного типа. Термостойкий клей для металла в этом смысле не является исключением, поскольку позволяет обходиться без сварочной процедуры.

В отличие от прежних времён, когда клеевые вещества подготавливались в основном из натуральных составляющих, современные производители предпочитают использовать синтетические полимеры.

Термостойкие клеи относятся к категории специальных химических соединений, отличающихся высокой степенью устойчивости к повышенным температурам.

Области применения сварки чугуна

1. Исправление дефектов литья:

а) дефекты, обнаруживаемые после извлечения отливок из литейных форм в литейном цехе (раковины, недоливы, трещины, рыхлоты, пористость и др.). Большинство дефектов исправляются на специально оборудованных участках;

б) дефекты, обнаруживаемые в процессе механической обработки (раковины, пустоты, трещины). Исправление – сложная задача, требующая специальных электродов, технологии и квалификации сварщика.

2. Исправление различных повреждений, полученных в процессе эксплуатации:

а) сварка чугунных деталей на ремонтных заводах с массовой однотипной продукцией (автомобили, тракторы и др.) – это позволяет применять единообразную технологию сварки, тщательно отработанную, обеспечивающую высокое качество сварного соединения;

б) восстановление деталей больших габаритов и веса, вышедших из строя вследствие поломок и износа. Вопрос исправления таких деталей крайне сложен и требует применения специфических способов сварки.

3. Изготовление сварных изделий из отдельных чугунных отливок методом промежуточного литья или электрошлаковой сваркой (сварно-литые чугунные изделия).

Качество сварного соединения в чугунных изделиях определяется следующими показателями:

  1. обрабатываемость наплавленного слоя (сварного шва) обычным режущим инструментом;
  2. одинаковая твердость металла шва, зоны термического влияния и основного металла;
  3. равнопрочность сварного соединения основному металлу;
  4. одинаковый химический состав и структура наплавленного и основного металлов.

Особенности сварки чугуна

Основные затруднения при сварке

  1. Склонность к образованию твердых закаленных прослоек при быстром охлаждении сплава, нагретого до температуры 760 °С; обычно при этом образуются промежуточные структуры (мартенсит, тростит), обладающие высокой твердостью, затрудняющие обработку его обычным режущим инструментом.
  2. Недостаточная пластичность чугуна, что при сварке приводит к трещинообразованию, связанному с неравномерным нагревом изделия. Чем больше перепад температур между основным металлом и сварным швом, тем больше вероятность возникновения трещин. При общем равномерном нагреве детали перед сваркой до температуры 300 °С и выше опасность трещинообразования резко уменьшается.
  3. Потеря пластических свойств при плавлении и затвердевании, большая жидкотекучесть в расплавленном состоянии. Переход из твердого состояния в жидкое происходит сразу, минуя пластическое состояние.

Величина и форма графита следующим образом влияют на свариваемость чугуна.

  1. Хорошая свариваемость – мелкий пластинчатый или сферообразный графит в чугунах перлитного класса.
  2. Удовлетворительная свариваемость – графитные включения малого и среднего размера. Отдельные включения графита окружены достаточным полем металла, что обеспечивает свариваемость.
  3. Ограниченная свариваемость – крупные включения графита, образующие сплошную сетку. Сложная чугунная отливка может иметь в различных своих частях неодинаковую структуру. Толстые стенки имеют структуру крупнозернистого феррита (вследствие медленного охлаждения), тонкие вследствие быстрого охлаждения

мелкозернистую перлитную структуру.

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 заварить детали многослойным способом. В сложных случаях устанавливают шпильки с резьбой. Их монтируют в шахматном порядке по кромкам соединяемых заготовок.

При выборе размера шпилек учитывают следующие рекомендации:

  1. Диаметр крепежного элемента должен составлять 30-40% толщины соединяемых заготовок. Максимальное значение — 1,2 см.
  2. Шпилька вкручивается на 1,5 диаметра. Однако длина ввинчиваемого отрезка не должна превышать половины толщины свариваемых деталей;
  3. Размер выступающей части должен составлять 0,7-1,2 сечения шпильки.

После размещения шпилек по их периметру наваривают несколько слоев.

Холодный способ

Метод применяют для устранения незначительных повреждений чугунных конструкций. При холодной сварке не выполняют предварительной подготовки. Качество соединения ниже, чем при использовании горячих способов, поэтому технологию не используют при ремонте двигателей и других важных конструкций. При соединении деталей, испытывающих повышенные нагрузки, применяют усиливающие стальные шпильки. Их заваривают с наружной стороны, покрывают верхним швом.

При холодной сварке соблюдают следующие условия:

  1. Минимизируют нагрев детали, применяя тонкие стальные электроды. Медленному повышению температуры материала способствует применение постоянного тока.
  2. Электрод подсоединяют к плюсу агрегата. Такой вариант подключения называется обратной полярностью.
  3. Решая, какие электроды выбрать для сварки серого чугуна холодным методом, предпочтение отдают тем, что содержат минимальное количество углерода.

Желательно использование стержней, содержащих никель или медный сплав. Эти материалы считаются дорогими, поэтому их редко применяют в бытовых условиях.

В газовой среде

Газ используется для защиты и нагрева обрабатываемого участка. При сварке чугуна часто используют пропан-бутановую смесь или ацетилен. Электрод заменяют присадочной проволокой из того же металла или никеля. Для снижения вероятности окисления пруток обрабатывают флюсом. Иногда проволоку прогревают восстановительной часть горелки.

Для получения сварного соединения газовым методом выполняют следующие действия:

  1. Постепенно нагревают место сварки. Подходящую температуру выбирают опытным путем.
  2. После достижения нужного нагрева формируют соединение. Постепенно отводят горелку, добиваясь медленного охлаждения.
  3. Очищают сварное соединение от шлака, при необходимости шлифуют.

Дуговая сварка электродами

Такой способ разрешен к применению, однако он характеризуется высокой стоимостью, отсутствием преимуществ перед остальными методами. Чугун не требует тщательной защиты от окисления.

При дуговой сварке с аргоном соблюдают следующие правила:

  • исключают перегрев обрабатываемых областей;
  • постепенно повышают температуру сварочной ванны;
  • медленно охлаждают готовую конструкцию.

Процесс сварки включает следующие этапы:

  • фиксацию деталей в правильном положении с использованием тисков или струбцины;
  • формирование защитного газового облака (подачу аргона начинают за 15 секунд до возбуждения дуги, прекращают через 7 секунд после завершения работы);
  • настройку аппарата (силу тока и скорость подачи расходного материала выбирают с учетом толщины свариваемых заготовок);
  • наложение шва (электрод ведут по направлению соединения);
  • завершение сварки путем постепенного снижения мощности дуги реостатом.

При аргонодуговой технологии применяют полуавтоматический аппарат с никелевой проволокой или неплавящиеся электроды.

Рекомендуем ознакомиться
Сварка чугуна аргоном

Методика наплавки

В таким случае используют специальные электроды следующих типов:

  1. МНЧ-2. Используется при формировании сложных металлоконструкций. Наплавку осуществляют без подогрева.
  2. ОЗЖН-1. Стержни применяют при устранении крупных дефектов.
  3. ОЗЧ-2. Электроды этой марки помогают осуществлять наплавку серого или ковкого чугуна.

Газовая наплавка выполняется за счет тепловой энергии, выделяющейся при сгорании ацетиленовой смеси. В качестве присадочного материала применяют литые прутки и флюсы.

Какие сложности возникают при сварке чугуна

Холодная сварка по чугуну часто сопряжена со сложностями, обусловленными специфическими свойствами сплава. Возможные проблемы следует рассмотреть до начала работ.

Плохая соединяемость

Благодаря высокому содержанию углерода чугун имеет достаточно пористую структуру и низкую теплопроводность, что обусловливает его плохую соединяемость. Усугубляют ситуацию примеси, в т.ч. кремний. Это приводит к тому, что шов получается неоднородным с непроваренными участками.


Чугун имеет низкую теплопроводность.

Образование оксидов

Температура плавления примесей, содержащихся в сплаве, отличается от показателей главных компонентов сплава. Кроме того, они способны быстро окисляться в сварочной ванне. Это приводит к формированию оксидов, отличающихся тугоплавкостью. Повышенное содержание таких соединений при сварке становится причиной появления непроваренных участков.

Сложная обработка участков с цементитом

Шоковое охлаждение приводит к формированию участков с цементитом. Это вещество отличается повышенной прочностью и твердостью. Такие участки плохо подвергаются механической обработке при проведении сварки.

Жидкое состояние сплава

Под воздействием высокой температуры чугун быстро переходит в жидкую форму. В этом состоянии он отличается высокой текучестью. Это усложняет процесс удержания сплава в сварочной ванне. Возможно появление наплывов. Таким образом крайне тяжело сформировать шов.


Жидкое состояние сплава отличается высокой текучестью.

Склонность к образованию пор

При нагреве сплав начинает выделять газы. Это способствует формированию множества микропор. Даже при незначительном отклонении от технологии шов получается слишком пористым и хрупким.

Кроме того, чугун в жидком виде хорошо поглощает кислород. При проведении сварочных работ кислород вступает в реакцию, что способствует формированию внутренних пузырьков, наполненных водяным паром. В дальнейшем после остывания шва материал становится пористым, что создает условия для появления различных дефектов.

Особенности сварки чугуна, виды чугуна

Опытные сварщики могут определить свариваемость чугуна всего по раз
резу. Считается, что если структура металла мелкодисперсная и приближенная к серому цвету, то такой чугун можно сварить намного легче, чем крупнозернистый металл темных оттенков

Если мы говорим про сварку деталей, которые находились в масляной среде или были подвержены регулярному окислению в водной среде, грунте или других подобных условиях, то такой сварочный материал не подойдет.Так, как чугун – метал с ограниченно свариваемый материал, то стоит принять во внимание следующие его особенности:

  • Металл – жидкотекучий, поэтому основное и единственно верное сварное положение – нижнее.
  • Если не соблюдать температурные режимы и перекалывать металл, то при выгорании углерода будут образовываться поры.
  • Низкая пластичность и несоблюдение температурных режимов – основные причины возникновения напряжения, в местах сварных соединений.
  • Расплавленный чугун может создавать окислы, которые будут иметь более высокую температуру плавления, чем исходный металл.

Решить это можно только если полностью соблюдать технологию, в нашем случае – холодной сварки.

Как заделать течь в отоплении: трубы, радиатора, между секциями

Метод устранения течи в системе отопления во многом зависит от того места, где появилась течь. Утечка может быть:

  • на цельной трубе;
  • в месте соединения труб и радиаторов, труб и фитингов (переходников, тройников и т.п.);
  • между секциями батарей;
  • прямо на радиаторе.

В зависимости от масштабов бедствия (а как по-другому назвать?) действия отличаются. Если это только первые звоночки — несколько капель в час или очень тоненький ручеек — можно попытаться устранить своими руками, используя подручные или приобретенные средства.

Заделать течь радиаторе и трубе можно и своими руками. Главное, чтобы текло несильно

Если же течет сильно, для жителей многоэтажек первым делом нужно вызвать аварийную бригаду. Следующий шаг общий для всех: перекрыть подачу теплоносителя. Тут вариантов несколько:

  • Течет радиатор. При этом на его входе и выходе есть запорная арматура. Тогда просто закрываете краны. Для владельцев индивидуального отопления все просто, а вот для абонентов централизованного отопления есть несколько ситуаций.
    • Радиатор установлен с байпасом, тогда при отключении прибора у вас в квартире, с общим стояком ничего не происходит, отопление работает дальше. Никаких проблем, спокойно занимаетесь ремонтом.
    • Байпаса нет. Тогда нужно или сообщить соседям и (или) в ДЭЗ, ЖЭК и т.п. а потом заняться устранением проблемы.
  • Кранов перекрывающих подачу нет, или они ситуацию не спасают — стоят не в тех местах. Владельцам частных домов нужно останавливать отопление, обитателям многоэтажек перекрывать стояк. Если в ДЭЗ не сообщили, закрыв вентиль самостоятельно, повесьте табличку с объяснением причины, чтобы люди не включили и не испортили процесс устранения течи.

Очень мы не любим вызывать «аварийки» и часто пытаемся исправить все сами. Есть шанс устранить течь своими руками, если течет не «в радиус». Тогда попробуем локализовать проблему.

Разница между новой и использованной трубой очевидна

Чем заклеить чугунный радиатор отопления ?

Чугунный радиатор отопления подтекает: — на стыке секций — полбеды; — через боковую поверхность секции по капельке просачивается (в чугуне после отливки бывают дырки на глаз не заметные — просто чугун в этом месте пористый). Тем более обидно(и весело, конечно), что мама — металлург с 38 летним стажем: купила эти самые радиаторы. Пока трубы с батареями заменили, пока отопление запустили, гарантийный срок, как водится, прошел. Сантехники — до того достали с долгостроем, хочется им начистить .

В общем-то течет не сильно: — со стыка секций набегает блюдце в сутки; — через дырочку в боковой поверхности — капель 20 в сутки.

Вот и подумалось мне: а может можно чем-то заклеить ? Варить чугун вроде как нельзя.

Что Вы можете сказать, господа, например о: — Термостанне https://sholdytermo.pisem.net ? (видел кто-нибудь живьем, потому как сайтик этот похоже мертвый) — Или может герметик какой-нибудь ? — А может POXIPOL ?

Кстати, про нить тут уже писали, пройдитесь поиском, обязательно найдете.

Есть сварочный карандаш Оксал-М, специально для заваривания трещин в чугуне.

> Ну и нафига нужен этот ваш унилок?

А Вы попробуйте для сравнения — потом вопросов не будет.

Супер, уважаемый! Спасибо за информацию! Я про Оксал-М

Особенности материала

Чугун — это сплав углерода с железом, где содержание углерода 2,14%. Что отрицательно сказывается на качественном соединении.

Процесс трудоемок ввиду:

  • образования трещин и пор;
  • при обработке появлению каленых структур и быстрому затуплению инструмента;
  • тонкий материал рассыпается от перегрева.

По составу чугун подразделяется на серые и белые:

  1. Белые не свариваются ввиду хрупкости и твердости. Подаются шлифовке;
  2. Серые (высокопрочный, ковкий) легко обрабатываются и ограниченно свариваются.

Технология сварки чугуна электродами

Существует 2 способа сварки чугуна — горячая и холодная.

К горячей относится и полугорячая .

При горячем соединении деталь нагревают до температуры 600-700°С, выполняют сварку и медленно охлаждают чугунное изделие в печи. При полугорячем соединении поддерживают температуру 300-400°С.

Горячая и полугорячая сварка нуждается в дополнительном оборудовании. В бытовых условиях применяется холодное соединение.

Разделка кромок

Сварка чугуна электродом в домашних условиях нуждается в разделке фасок. Обезжиривать и зачищать детали не требуется.

Снятие фасок выполняется:

  • напильником;
  • наждаком;
  • болгаркой.

Нюанс : острые кромки не допускаются. Остроту снимают подходящим инструментом.

Как правильно сварить чугунные детали на холодную

При соединении не перегревайте околошовную зону (не более 80°С). Делайте частые перерывы между проходами. Используйте многопроходную сварку.

  1. сначала выполните наплавку по краям фасок;
  2. затем постепенное заполнение шва;
  3. после каждого прохода делайте проковку валика по горячему.

Валики выполняйте длиной 40 мм, вразброс для снижения нагрева детали.

Как заварить чугун электросваркой в домашних условиях. Что понадобится:

  • источник тока (инвертор);
  • электроды 3 мм;
  • щетка для зачистки шва;
  • молоток для проковки и удаления шлака;
  • шарошка или фреза для разделки фасок;
  • щиток и перчатки.
  1. сначала разделка кромок и притупление острых углов;
  2. затем наплавка по краям фасок;
  3. далее постепенное заполнение шва.

Делайте проковку каждого валика по горячему. Не спешите, давайте время для остывания детали (нагрев околошовной зоны не более 80°С).

После заполнения сварочного шва, переверните деталь и разделайте кромки с обратной стороны. Выполните сварку, как описано выше. Соблюдая температурный режим и делая проковку каждого валика. По окончанию процесса, по желанию отшлифуйте наплавленную поверхность.

Видео:

Холодной сваркой ремонтируют батареи, тиски, блок цилиндров двигателя и другие конструкции из серого чугуна.

Марки электродов для сварки чугуна

В этой статье, вы можете познакомится с заводскими электродами и самодельными для соединения разных видов чугуна.

Таблица ниже, поможет выставить ток на аппарате для разных диаметров марок электродов:

Значение тока указаны для нижнего положения электрода. Для вертикального положения ток уменьшают на 15-20 А, кроме ЦЧ-2.

В целях экономии, домашние умельцы приноровились выполнять сварку чугуна обычным электродом с медной проволокой. Видео ниже:

Также, медная проволока поможет в сварке чугуна со сталью.

Некоторые умельцы спрашивают, как варить чугун полуавтоматом? На форумах по металлообработке опытные сварщики советуют применять проволоку ПАНЧ 11. Соединение выполняется стежками по 2-5 см с проковкой, без газовой защиты на прямой полярности. Ток 90-110 Ампер в зависимости от толщины металла.

Чем резать чугун

Виды резки делятся на термические и механические. Перечень инструментов и способов:

  1. Болгарка — простой и доступный способ. Минус: рез происходит по прямой.
  2. Труборезы хорошо себя зарекомендовали при работе с трубами.
  3. Сабельная пила.
  4. Электродом.
  5. Газокислородная резка — неплохой вариант. Кислородно флюсовая улучшит качество резки чугуна.
  6. Мобильные установки Терморезак 2М (вес до 5 кг).
  7. Кислородно-копьевая резка и плазменная.

Как видите, есть из чего выбрать! В бытовых условиях широко применяется болгарка.

Характеристики и состав холодной сварки

Основными характеристиками холодной сварки являются:

  • Наличие и состав наполнителя.
  • Время первичного высыхания — время т.н. «схватывания», за это время состав должен быть нанесен на место склейки и разровнен.
  • Время окончательного отверждения — раньше этого срока изделие нельзя эксплуатировать.
  • Температура применения — рекомендуемая температура, при которой смесь можно наносить на поверхность.
  • Максимальная температура эксплуатации.

Пластичный клеящий состав холодной сварки может состоять из одного или двух компонентов. Обязательными компонентами его являются:

  • Клеевая основа в виде эпоксидной смолы, определяющей пластические свойства.
  • Наполнитель — пудра из металла, равномерно распределенная по объему.
  • Улучшающие качество добавки, например, сера.

Качество получаемого методом холодной сварки шва зависит от таких условий, как:

  • Качество клеящего материала.
  • Подготовка поверхностей деталей для склеивания.
  • Соблюдение технологии.

Прочность получающегося шва в реальных условиях будет ниже, чем у шва, полученного горячим методом.

KAMINBLOG
Добавить комментарий