Как сваривать чугун со сталью

Виды

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.

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.

Особенности сварки чугуна

У металла есть характеристики, которые оказывают влияние на процесс соединения:

• быстрое охлаждение приводит к появлению на поверхности шва чугуна белого типа, который не обрабатывается, а также саморазрушается;
• превышение допустимой температуры обработки приводит к микротрещинам в сварочном шве;
• при горении электрической дуги в ванне образуются избыточные газы, из-за которых шов получается пористый;
• при формировании могут появляться трудности, расплавленный металл может вытекать из сварочной ванны;
• в составе материала присутствует кремний, при его взаимодействии с кислородом получается тугоплавкий оксид, шов будет непроваренный.

В результате соединения чугунных деталей могут проявляться трудности, но это не делает сварку металла менее распространенной. Она применяется для обработки возможного брака после литейного производства, а также при изготовлении сложных конструкций. характеристики материала требуют применения приспособлений и комплектующих (электроды и проволока), от которых зависит качество соединения.

Соединение чугунной трубы сваркой

1 Сложности при сварке изделий из чугуна

Под чугуном понимают сплав углерода и железа. В нем, как правило, также имеются некоторые (обычно несущественные) количества фосфора, марганца, кремния, серы. Кроме того, в интересующих нас сплавах присутствуют и легирующие компоненты (магний, ванадий, хром, алюминий, никель и иные). Марки чугуна без специальной термической обработки либо те, в которых нет указанных легирующих добавок, отличаются малой твердостью, прочностью, пластичностью в сочетании с повышенной хрупкостью.

Технологическая свариваемость чугуна находится на низком уровне, что обуславливается следующими факторами:

• Формирование тугоплавких оксидов в сварочной ванне (на ее поверхности), вызываемое окислением различных элементов (в частности кремния). Такие окислы способны стать причиной появления непроваренных участков.
• Охлаждение околошовной области и непосредственно сварного шва очень быстрыми темпами. Из-за данного явления на металле образуются высокотвердые зоны с выделениями цементита, которые специалисты называют отбеленными участками. Эти участки не позволяют впоследствии осуществлять эффективную механическую обработку чугунных конструкций.
• Трудности с формированием шва и с удержанием металла, расплавляющегося под действием высокой сварочной температуры, которые обусловлены тем, что чугун причисляется к жидкотекучим материалам.
• Реальный риск появления трещин в околошовной зоне и в самом шве при неравномерном охлаждении и прогреве металла.
• Вероятность (и немалая) образования пор в месте сварного соединения из-за активного выделения из сварочной жидкой ванны газов.

Технология

Рассмотрим технологические особенности сварки чугуна электродами.

Подготовка

При работе с чугуном в домашних условиях именно подготовительному этапу стоит уделить максимум внимания. От него зависит, не появятся ли дефекты в дальнейшем. Трещины внутри металла отличаются глубиной и весьма тонкой структурой. Их нужно разделывать как можно глубже. Практикуется разделка в варианте:

• вырубки;
• шлифовальных работ;
• дуговой строжки;
• кислородной подготовки;
• термической резки.

Независимо от конкретного варианта, разделывают трещины на 5-6 мм шире их границ. Выходить на поверхность нужно плавно. Глубина разделки сквозной трещины на 1-2 мм меньше, чем толщина обрабатываемого изделия. Если работают с глухой трещиной, глубина разделки должна быть больше ее нижней точки залегания на те же 1-2 мм.

Разделанные трещины засверливают на концах. Если это почему-либо невозможно, их полностью вырезают, а концы скругляют. На кромках толстых деталей готовят скосы под углом 45 градусов, при этом следят, чтобы сами кромки не имели острых углов. Обязательна очистка поверхности перед началом работы, иначе никакой выбор режимов не поможет

Внимание: если обычные механические и термические способы очистки не помогают, придется использовать газовую горелку

Процесс

Горячая сварка чугуна практикуется главным образом в промышленных условиях. Дома почти невозможно прогреть его до 600-650 градусов Цельсия. Проблемы могут возникнуть и с обеспечением пожарной безопасности.

Сварка чугуна инвертором с плавящимся электродом обычно производится в холодном режиме. В этом случае применяют инструмент с содержанием меди либо никеля. При использовании ЦЧ-4 диаметром 3 мм нужно подавать ток на 65-80 А. Если используется электрод сечением 4 мм, силу тока увеличивают до 90-120 А. Пятимиллиметровые инструменты прогревают током от 130 до 150 А. Для ОЗЧ-2 эти показатели составляют соответственно 90-110, 120-140 и 160-190 А.

Разумеется, есть еще целый ряд технологических тонкостей и нюансов. Непрерывный шов можно делать длиной не более 3-5 см. Категорически следует избегать перерывов при работе – их делают только в самых критических случаях. Варить чугун, если не указано другое в конкретном случае, надо только на обратной полярности.

Отдельно стоит рассказать про обработку ковкого чугуна. Его электродуговая сварка возможна различными способами, в том числе с использованием разнообразных электродов. Стальной инструмент можно применять только в том случае, когда потом будет проводиться дополнительный отжиг. Отказ от такой процедуры вызовет избыточную хрупкость шва и сильно ухудшит качество готового изделия. Гораздо практичнее поэтому использовать латунные либо медно-никелевые электроды, снимающие проблему дополнительной обработки.

Довольно широкое распространение получили сварочные инструменты с медным стержнем сечением от 3 до 6 мм. Снаружи используется оборачивание тонкой жестью и нанесение дополнительного покрытия. Периодически применяют даже медные трубки с сердечниками из железа. Если работать правильно и аккуратно, можно сформировать отличные швы такими электродами. Но надо понимать, что есть риск образования пор, особенно на границе чугуна с наплавленным металлом.

Варить чугун на полуавтоматах надо с проволокой марок:

• Св-08ГС;
• Св-08-Г2С;
• Нп-30ГХСА.

Иногда применяют также и порошковую проволоку. Силу тока всегда делают меньше, чем при сварке стали. В околошовной области температура не должна подниматься выше 80 градусов Цельсия. После любого прохода, пока металл не успел остыть, делают «проковку» валика. Шпильки с резьбой можно расставить в шахматном порядке по краям свариваемых деталей.

В следующем видео представлен мастер-класс по сварке чугуна электродами.

Разновидности электродов для сварки чугуна

Электроды, предназначенные для сварки чугунных изделий, подразделяются на несколько разновидностей, изготовленных из следующих материалов:

• чугунный пруток;
• стальная сварочная проволока;
• проволока на основе легированных сталей;
• проволока на основе меди или сплавов этого металла. 

Предназначенные для сваривания чугунных изделий электроды на основе стали обязательно должны иметь покрытие, в котором содержится ферросилиций. Присутствие этой составляющей позволяет получить в ходе сварочного процесса серый чугун. Как правило, сварка с использованием стальных стержней применима только для соединения между собой простых по форме изделий, конструкция на основе которых в дальнейшем будет эксплуатироваться при незначительных нагрузках. В том случае, когда операцию с подобными электродами производит специалист высокой квалификации, получается соединение, характеризующееся наличием высокой плотности, в результате чего в дальнейшем изделие можно дополнительно обрабатывать одним из механических способов. 

Электроды на основе стальной проволоки, предназначенные для сваривания чугунных изделий, характеризуются маркировкой — Св-08А и Св-08. К этой категории относятся следующие разновидности сварочных электродов:

• ЦЧ-4. Данная разновидность электродов для сварки чугунных изделий имеет наиболее широкое в сравнении с другими разновидностями распространение. Эти электроды характеризуются наличием особого покрытия, которое состоит из компонентов, способных интенсивно вступать в химическую реакцию с углеродом. В ходе подобной химической реакции возникают карбиды, которые не способны растворяться в расплавленном железе. 
• ЦЧ-3А. Этот тип электродов нашел широкое применение в процессе сварки деталей из серого чугуна. Стержни электродов этой категории изготовлены из стальной проволоки, на которую нанесено фтористокальциевое покрытие. Использование данных электродов гарантирует наличие прочного сварного шва, возможность его механической обработки и отсутствие трещин в области контакта свариваемых деталей.
• ЭМЧС. Стержень этих электродов выполнен на основе проволоки из низкоуглеродистых разновидностей стали. Специальное покрытие создано трехслойным, состоящим из шлакоформирующей и газообразующей, легирующей и газозащитной составляющей. Использование электродов данной разновидности не требует предварительного разогрева заготовок. Как правило, электроды этого типа используют для сваривания между собой изделий небольшой толщины (10 мм). 
• МНЧ-1. Использование электродов на основе монель-металла, который представляет сплав никеля и меди в соотношении 70:30, позволяет добиться высокой стойкости исходных свариваемых изделий к образованию в их теле трещин и возможностью механической обработки наплава. Присутствие в составе стержня монель-металла на основе меди и никеля снижает степень растворимости углерода в железе и способствует штатному течению процесса графитизации, что снижает вероятность возникновения эффекта отбеливания. 
• МНЧ-2. Этот тип используют для сварки всех разновидностей чугуна. В результате сваривания двух чугунных изделий, шов между ними получается устойчивым к коррозии, он хорошо поддается механическим видам обработки. 
• Чугунные стержни. В ходе изготовления на стержни из чугуна наносят покрытие двух разновидностей – из углекислого бария и карборунда, соединенных жидким стеклом, а также на основе графитообразующих составляющих. 

Кроме описанных выше типов электродов для сварки чугунных изделий на основе стальной проволоки, используют следующие комбинированные сварочные стержни:

• ОЗЧ-1. Этот электрод является железомедным стержнем, имеющим сечение 4-5 мм, на которое нанесено покрытие, состоящее на 50% из железного порошка и 50% специального состава УОНИ-13. 
• ОЗЧ-2 используют в ходе сварки изделий из ковкого и серого чугуна.
• ОЗЧ-4 применяют в ходе сваривания деталей из серого и высокопрочного чугуна. При этом, образовавшийся сварной шов обладает высокой степенью устойчивости к нагрузкам ударного характера. Изделия, сваренные этими электродами, могут эксплуатироваться в условиях трения. 
• ОЗЧ-6 используют в ходе сварки тонкостенных изделий на основе серого и ковкого чугуна. 
• Медные разновидности электродов, обладающие жестяной оплеткой.
• Пучки стержней, состоящие из стальных и медных прутков.

Рабочее давление компрессора

Пара слов о маркировке

Наименование изделий, установленное ГОСТом, даст информацию об элементах, образующих электрод. Хоть железо и является основным элементом для большинства марок, часто попадаются другие. Если рассмотреть популярную марку МНЧ-2, обнаружатся следующие химические элементы (с количеством для данного электрода):

• медь (М) — здесь порядка 30%;
• никель (Н) — около 65%;
• Ч — предназначенность строго для чугунных изделий;
• 2 — порядковый номер электродов данной серии, указывающий на соотношение элементов (встречаются с тем же составом, но другим количеством).

Теперь предлагаем читателю ознакомиться с самыми известными моделями для соединения чугуна.

3 Электроды по чугуну – какими бывают?

Сварочные электроды для работы с чугунными деталями описываются и выбираются по используемому виду стержня. Он может быть сделан из следующих материалов:

• проволока из сталей легированного класса;
• сварочная стальная проволока;
• чугунные прутки;
• проволока из меди либо сплавов данного химического элемента.

Сварочные электроды из стали обязательно имеют покрытие, в котором в немалых количествах присутствует ферросилиций. Его наличие в покрытии дает возможность получить при сварке серый чугун. Стальные стержни обычно применяются при соединении несложных по форме деталей, которые планируется эксплуатировать в дальнейшем при малых нагрузках. Если сварочные работы с такими электродами производит опытный специалист, полученное соединение отличается превосходной плотностью, что позволяет осуществлять механическую обработку изделия.

Маркировка сварочных электродов для чугуна из стальной проволоки – Св-08А и Св-08. Также к данной категории сварочных стержней относят изделия:

• ЭМЧС. Стержень этих электродов сделан из проволоки (низкоуглеродистой), а специальное покрытие состоит из трех слоев – газообразующего и шлакоформирующего, легирующего, газозащитного. ЭМЧС позволяют не выполнять предварительный нагрев заготовок, они идеальны для сваривания деталей малой толщины (до 10 миллиметров и не более того).
• ЦЧ-4. Самые, пожалуй, распространенные электроды с особым покрытием из компонентов, вступающих очень интенсивно в соединение с углеродом. В процессе такой химической реакции формируются нерастворимые в железе карбиды.
• МНЧ-1. Электроды из монель-металла (от 60 до 70 процентов никеля и от 25 до 30 процентов меди) обеспечивают стойкость материала к формированию трещин, характеризуются качественной обрабатываемостью наплава. Наличие в стержнях из монель-металла никеля и меди способствует процессу графитизации, а также снижению растворимости в железе углерода (и это при том, что указанные элементы с углеродом никаких соединений не образовывают). Озвученные процессы гарантируют значительное снижение опасности отбеливания.
• Чугунные стержни. На них наносятся покрытия двух видов: из 24 % (примерно) углекислого бария и 55 % карборунда, соединенных жидким стеклом, и из графитообразующих компонентов.

Информация о том, какими электродами варить чугун, будет неполной без описания комбинированных сварочных стержней. К таковым относят далее приведенные изделия:

• ОЗЧ-1: железомедные стержни сечением 4–5 миллиметров с покрытием из 50 % железного порошка и такого же количества специальной смеси УОНИ-13;
• пучки стержней для сварки (стальной электрод плюс два прутка из меди, реже один);
• медные виды электродов с жестяной оплеткой.

Другие разновидности электродов

Наиболее распространенными являются рутиловые электроды. Электроды с рутиловым покрытием предназначены для работы со стальными изделиями. Они наиболее распространенные и имеют ряд преимуществ, выделяющих их среди других типов. Главное преимущество – это выделение защитного газа, безвредного для здоровья сварщика. При этом газовое облако защищает рабочую область, позволяет сохранять мощное горение дуги, создавать качественный шов с отделением шлаков, а также минимизировать разбрызгивание во время работы.

Сварочные электроды классифицируются не только исходя из назначения или типа покрытия, но и толщины. На сегодняшний день выделяют тонкие, средние, толстые и особо толстые. Такая классификация зависит не от толщины электрода, а от коэффициента, который рассчитывается ка отношение толщины покрытия к толщине основы, то есть стержня.

Тонкие соответствуют коэффициенту 1,2, средние – до 1,45, толстые – до 1,8, а особо толстые – от 1,8 и больше.

Как сварить чугун в домашних условиях

Проведение ремонта чугунных деталей в условиях домашней мастерской возможно при соблюдении следующего порядка действия. Получения качественного результата возможно при наличии определённых навыков проведения сварочных работ. Порядок действий заключается в следующем:

• подготовительный этап (выбор сварочного аппарата, необходимых электродов, подготовка рабочего места);
• аккуратная разделка дефектного места, на котором будет производиться сварка;
• установка требуемого режима сварочного аппарата;
• соблюдение техники безопасности в процессе проведения работ.

Каждый из этих этапов требует тщательного подхода, и соблюдения существующих правил. Всё в этой операции можно сделать своими руками. В различной литературе и на специализированных площадках Интернет предлагается большое количество схем и вариантов самостоятельной сборки сварочных аппаратов. Даже электроды можно приобрести готовые, а можно изготовить своими руками. Например, предлагается вариант изготовления электродов, в котором за основу (стержень) изготавливают из медной проволоки и наносят на его поверхность соответствующую обмазку.

Расшифровка, отличие

Как правило, код состоит из нескольких групп букв и цифр, которые наносятся на упаковку, а иногда дублируются на покрытии изделия, чтобы легко идентифицировать нужный электрод во время работы. Группы отличаются по индивидуальному значению и характеру применения:

• первая литера и цифры обозначают сферу применения;
• затем идет маркировка, помогающая определить изготовителя;
• далее идет назначение и толщина обмазки, например, У — для сталей, обогащенных углеродом, Д — величина покрытия;
• отдельно обозначается тип сердечника;
• цифры после типа изделия указывают величину предела прочности шовного соединения в МПа;
• потом указывается относительное удлинение, а в скобках — температура сохранения вязкости;
• в окончании шифра проставлены условия использования и тип покрытия.

М. И. Кондратенко, образование: колледж по подготовке специалистов сварочных работ, специальность: сварщик пятого разряда, опыт работы: с 2004 года: Получение надежного и качественного соединения напрямую зависит от правильного подбора электродов по типажу и маркировке, учитывается при этом диаметр и тип тока — это аксиома для начинающего сварщика».

УОНИ

Используются при монтаже ответственных конструкций, где нужны пластичные швы, способные выдерживать нагрузки от случайного удара и температуру окружающей среды до -40 C. Сварка проводится в любом положении, УОНИ 13/45 и 13/55 используются повсеместно, вторая разновидность — это судостроение, сварка цистерн, ёмкостей, находящихся под высоким давлением.

АНО

Аббревиатура расшифровывается довольно просто первые две буквы — академия наук, а литера О — обмазка, далее идут цифры обозначающие номер модели расходного материала. Химический состав весьма обширный: марганец, кремний, фосфор и сера, в десятых или сотых долях процента. Для прочного соединения металлов с толщиной более 3 мм, надо повышать значение сварочного тока, а чтобы избежать прилипания электрода к металлу — соблюдают оптимальный режим сварки.

ОЗЛ

Изделия с цифрами 6 и 8 после буквенного обозначения применяются для сталей с повышенным содержанием хрома и никеля, шовное соединение не подвластно коррозии и выдерживает температуру не выше +1000 °C.

ОЗС

Применяются для соединения углеродистых сталей, во время наплавки металлов с помощью электродов и их резке, положение в пространстве выбирается любое, перемещения по вертикали. Ток обратной полярности переменного или постоянного типа. Электроды выпускаются с сечением 2,5—6,0 мм, наиболее распространены ОЗС-4, 6 и 12 с покрытием Р, упаковки имеют массу 5 кг.

МР-3

Во время монтажа ответственных сооружений, отличаются от УОНИ тем, что работают во влажной среде и соединяют неочищенные от ржавчины металлы. Работают при любом токе и обратной полярности, чаще всего такие электроды используют для сварки трубопроводов с горячей водой, паром или содержащих внутри мазут и техническое масло. Устойчиво работают от сварки, подключенной к обыкновенной бытовой электрической сети.

ЦЛ

Электроды с таким обозначением и цифрой 11 имеют расход 1,8 кг на килограмм наплавленного металла, покрытие основное (Б). Шов относится к спокойной стали. ЦЛ-11, 39, и 45 — это электроды с повышенной толщиной обмазки, которые применяют для сварки сталей высокого легирования, устойчивых к тепловому воздействию, например, агрегатов для котельной.

Толщина внешнего покрытия в полтора раза больше сечения металлического стержня, выпуск — картонная тара весом от 1 до 5 кг. Нельзя прокаливать более двух раз, иначе обмазка будет обсыпаться.

ЛЭЗ

Обозначенные цифрой 4 изделия используются при ремонте ж/д крестовин, расход — 1,6 кг электродов на наплавку 1 кг металла

ЛЭЗ-8 и 11 специально разработаны для сварки конструкций из нержавеющей стали, продаются только в фирменных магазинах компании или на официальном сайте.

ЛЭЗ-99 используется при сварке оцинкованных конструкций и металлов аустенитного класса. Выпускаются с поперечным сечением 3—5 мм.

Производством аналогичных марок сварочных электродов занимается Лосиноостровский Электродный Завод, имеющий разветвленную сеть складов, охватывающую многие регионы РФ.

Маркировка электродов

Марки сварочных электродов говорят о трех важнейших вещах:

• химический состав;
• целевое применение;
• серия продукта.

Когда изделие обозначено как МНЧ-2, можно не сомневаться, что это медно-никелевый (МН) электрод 2-й марки. Подобная серия содержит и ряд аналогичных изделий. Однако их состав может заметно отличаться. Маркировка может быть, впрочем, куда изощреннее.

Рассмотрим модель Э46-ЛЭЗС-УД-Е431 (3) РЦ13. Символы Э46 показывают, что сопротивление разрыву составляет 46 кг на 1 мм2. Вторая составляющая марки сокращенно показывает бренд производителя. Последние цифры в маркировке обозначают диаметр инструмента. Сокращение «УД» говорит о том, что электроды можно использовать для работы с углеродистыми и слаболегированными сталями. А буквы «РЦ» показывают наличие толстого рутилово-целлюлозного покрытия.

Специалисты отмечают, что чугунные коллекторы следует сваривать при помощи ЦЧ-4. Их толщина составляет от 3 до 5 мм. Работа возможна при нижнем расположении деталей. В зависимости от толщины электрода используют силу тока:

• 65-80 А;
• 90-120 А;
• 130-150 А.

Обычным делом для сваривания самых разных чугунных деталей можно считать МНЧ-4. Полученные с использованием такого электрода швы очень хороши

Дополнительно принимают во внимание вариант обмазки и толщину инструмента. Кроме перечисленных марок электродов, могут использоваться и другие приспособления

Горячую сварку чугуна обычно ведут при помощи ЦЧ-4.

Если же металл разогревают слабо, рекомендуют применять ОК 92.18. На такой инструмент разрешается подавать и постоянный и переменный ток. Используя же ЦЧ-4 для холодной сварки чугуна (такое тоже возможно), требуется подавать электричество обратной полярности. Другим важным требованием будет нижнее размещение обрабатываемых деталей. Основная часть сварщиков отдает предпочтение электродам с маркировкой, закрепленной в ГОСТ 2671.

В большинстве таких изделий присутствует меловое покрытие. Однако у ОМЧ-1 и некоторых других разновидностей используют покрытие специального образца. Иногда применяют также:

• электроды на угольной основе;
• УОНИ и АНО (сделанные из стали);
• электроды с чугунным стержнем.

Варить тонкий чугун в холодном состоянии рекомендуется при помощи ОЗЧ-6. Такой инструмент отлично проявляет себя, если детали поставлены вертикально либо находятся в нижнем положении. Для ответственных деталей правильнее использовать МНЧ-2. Этот тип электродов поможет устранить дефекты, появившиеся в ходе отливки металла. Он же применяется и в наплавочных работах.

Можно легко создать прочный и надежный шов. Работа выполняется как в нижнем, так и в вертикальном положении. Некоторые опытные сварщики и вовсе работают в потолочном положении. Специалисты рекомендуют применять токи обратной полярности. Иногда наплавка чугуна без предварительного нагрева производится с помощью ОЗЖН-1.

Данный тип электродов пригоден даже для серьезных работ, когда есть крупные дефекты. Можно будет с их помощью наплавить значительный объем металла. Предпочтительны вертикальное и нижнее расположения деталей. Технологи подчеркивают необходимость использовать постоянный ток с обратной полярностью.

Если возникает необходимость сваривать чугун со сталью, рекомендовано использование ЦЧ-4. Такой электрод применяют и по холодной, и по горячей схеме. Он обеспечивает наплавку 1 или 2-х слоев металла, оперативное устранение дефектов. Оптимальна работа в нижнем положении. Специалисты отмечают, что для ЦЧ-4 идеально подходит ток обратной полярности.

Ficast NiFe K берут, если нужно сваривать деталь из разносортной стали с чугунным изделием. Выбор технологического положения неограничен. Можно получить крепкий шов без трещин и обеспечить легкую обработку. Похожими параметрами отличается и Zeller 855. Эти типы электродов подходят даже для работы с неочищенными изделиями, ржавыми кромками, необязательно удалять и пятна от машинного масла.

Отдельно стоит упомянуть такие популярные иностранные модели, как:

• UTP 86 FN;
• Capilla 41, 43, 44;
• разнообразные угольные электроды от Team Binzel;
• Nickel-333N Unitor;
• Amerarc Ni 99;
• ОК NiFe-Cl-A;
• Oerlikon Monel.

Какие технологии используются

Сварку материалов осуществляют несколькими способами. Выбор зависит от толщины заготовок, марки стали, имеющегося в наличии оборудования.

С плавящимися электродами

Такие расходники предназначены для ручной дуговой сварки. В процессе работы металл сердечника плавится и переносится в сварочную ванну.

С целью предотвращения контакта соединяемых материалов с азотом и кислородом атмосферного воздуха на стержни наносят обмазку. При сгорании она продуцирует облако газов, окружающее сварочную ванну. Для соединения чугуна и стали используют электрод с обмазкой основного типа. В отличие от других покрытий, содержащих органику, она не выделяет водород.

Плавящиеся электроды предназначены для ручной сварки.

Холодная сварка

По способу предварительной подготовки деталей различают 3 вида сварки:

1. С нагревом до +600…+700°С (горячая технология). Небольшие заготовки помещают в печь целиком, у крупных кромку разогревают паяльной лампой. По достижении указанной температуры чугун излучает малиновое свечение.
2. С нагревом до +200…+300°С (полугорячая).
3. Без предварительного нагрева (холодная).

Первый метод позволяет получить самое надежное соединение. Предварительный нагрев уменьшает неравномерность распределения температур в массиве заготовки и этим снижает риск раскрытия трещин.

Холодная сварка наименее энергозатратна. Но соединение получается малонадежным. Данный метод допускается применять только в случае, если шов будет работать на сжатие.

При помощи аргонодуговой сварки

Данный способ предполагает использование тугоплавких электродов.

Аргонодуговая сварка происходит в среде инертного газа.

Их делают из следующих материалов:

1. Вольфрама.
2. Прессованного графита искусственного происхождения.
3. Электротехнического угля.

Неплавящийся расходник не имеет обмазки и не служит источником металла для сварочной ванны. Поэтому в рабочую зону подают:

1. Защитный газ. В большинстве случаев это аргон, иногда его смешивают с углекислотой.
2. Присадочный материал в виде проволоки или пластин. В первом варианте изделие может быть полым с содержанием внутри флюса.

Сварка чугуна со сталью электродом неплавящегося типа осуществляется одним из следующих способов:

1. Полуавтоматическим. Сварщик одной рукой удерживает горелку, второй — подает присадочный материал.
2. Автоматическим. Процесс сваривания обходится без участия человека.

Методы сварки чугунных изделий электродами

В настоящее время существуют три основных способа сваривания чугунных изделий:

• сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуются цветные металлы;
• сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуется низкоуглеродистая сталь;
• сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуется чугун.

По способу реализации технологии сварка чугуна подразделяется также на три разновидности:

• холодная сварка, в которой отсутствует предварительный нагрев свариваемых изделий;
• сварка с подогревом, при которой свариваемые детали нагревают до температуры 450°С;
• сварка с предварительным подогревом до температуры 650°С.

Холодную сварку используют в тех случаях, когда технология соединения двух изделий не подразумевает между ними наличия чугунного сварочного шва. Предварительный разогрев свариваемых деталей используют с целью предотвращения появления отбеленных и закаленных участков, а также трещин в теле свариваемых изделий. Горячие, так же как и полугорячие, способы сварки незаменимы в ситуациях, когда в теле сварного шва необходимо получить такой же по химическому составу чугун, из которого состоят две свариваемые между собой детали.

В ходе сварки чугунных изделий электродуговым способом в соответствии с требованиями горячей технологии применяют чугунные, а в некоторых случаях угольные, электроды. Подобные стержни производят на основе чугуна разновидностей «А» и «Б»

При этом, до начала процесса сваривания двух чугунных изделий очень важно точно выбрать метод, максимально подходящий для каждой конкретной ситуации. Главная особенность горячего метода заключается в том, что в ходе его реализации сваривание проводят с использованием больших токов без каких-либо перерывов, до полного завершения сварочного процесса

Если объем сварочных работ очень велик, сварку выполняют одновременно несколько специалистов, которые время от времени сменяют друг друга, не позволяя сварочному процессу прерваться ни на секунду. В том случае, когда сваривание деталей из чугуна производится специальными угольными электродами сечением от 8 мм до 20 мм, используют постоянный ток необходимой величины с соблюдением прямой полярности. Держатель сварочного стержня должен обладать специальным защитным экраном, который будет эффективно предохранять руки сварщика от возникающего в ходе процесса мощного инфракрасного излучения. Несмотря на то, что горячий метод сваривания чугунных изделий имеет неоспоримые достоинства, следует отметить, что он не лишен некоторых недостатков, основными из которых являются следующие факторы:

• весьма высокая продолжительность и дороговизна операции;
• трудоемкость сварочного процесса, которая обусловлена необходимостью преодоления ряда трудностей, связанных с равномерным разогревом свариваемых деталей и необходимостью формовки сварочного места.

Читайте также