Чугуны относится к металлам, которые тяжело поддаются свариваемости. Тем не менее, изделия и детали сваривают с помощью ручной дуговой, газовой и полуавтоматической сварки.
Содержание
Осуществляют сварку для исправления дефектов литья, при выполнении ремонтных работ для исправления дефектов, возникших в процессе эксплуатации и при изготовлении литосварных чугунных конструкций. Ручная дуговая сварка выполняется с применением специальных стержней, называемых электродами, подбор марки которых зависит от:
- вида сварки (холодная, горячая);
- вида, марки и толщины изделия;
- технологии выполнения процесса сварки;
- требований к качеству полученного шва.
Для осуществления сварки применяют электроды, которые могут быть плавящимися и неплавящимися.
Электроды по чугуну при выполнении сварки холодным способом
При сварке без подогрева (холодной сварке) необходимо применение электродов, основу которых составляет никель и медь. Никель – элемент, который хорошо растворяется в железе и не образует вредных соединений с углеродом. Такие электроды не способствуют возникновению мелких трещин и пористости в процессе сварки, полученный шов имеет удовлетворительную твердость и хорошо поддается резанию (механической обработке). Медь отличается от никеля тем, что не растворяется в железе. Шов получается твердым и неоднородным.
Электроды, изготовленные на основе меди и никеля делят на 3 группы, состоящие из марок:
- МНЧ-2 (состоят из железа, меди и никеля);
- ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2 (состоят из железа и никеля, а также только никеля);
- ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 (состоят из железа и меди).
Сварку вышеуказанными электродами выполняют на постоянном токе обратной полярности и осуществляется сварщиком в 2 положениях — нижнем и вертикальном.
МНЧ-2 – применяются для соединения методом сварки всех видов чугуна. Характеризуются тем, что шов получается коррозионностойким и хорошо поддается резанию. Электроды выпускают Ø 3, 4, 5 и 6 мм.
ОЗЧ-2 – применяются для заварки дефектов и сварки деталей, изготовленных из серого и ковкого чугунов. Выпускаются Ø 3, 4 и 5 мм.
ОЗЧ-4 – применяются для сварки высокопрочного и серого чугуна. Шов получается стойким к воздействию ударных нагрузок и изделия могут работать в условиях трения. Электроды имеют Ø 2,5; 3,0; 4,0 и 5,0 мм.
ОЗЧ-6 – предназначены для сварки тонкостенных деталей, изготовленных из ковкого и серого чугуна. Ø выпускаемых электродов в мм – 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 и 5,0.
ЦЧ-ЗА – используются для сварки изделий и деталей из серого чугуна и высокопрочного магниевого чугуна с шаровидным графитом. Стержни электродов изготавливаются из проволоки марки Св-08Н50 и имеют фтористокальциевое покрытие. Обеспечивают прочность сварного шва, удовлетворительную механическую обработку и не допускают появления трещин. Ø электродов — 2,5; 3,0; 4,0 и 5,0 мм.
ОЗЖН-1 – предназначены для сварки деталей любой толщины, изготовленных из высокопрочного и серого чугуна. Стержни электродов изготовлены из сварочной проволоки марки Св-08Н50 и имеют основное покрытие. Ø электродов — 2,5; 3,0; 4,0 и 5,0 мм.
ОЗЖН-2 – применяются для сварки высокопрочного и серого чугуна. Ø электрода – 3 мм.
Кроме того для холодной сварки применяют низкоуглеродистые электроды марки ЦЧ-4. Характеризуется эта марка тем, что имеет в своем составе карбидообразующие элементы. Сварной шов получается без трещин и без отбеливания. Варят ими только в нижнем положении. Изготавливаются из сварочной проволоки марок Св-08, Св-08А и имеют основное покрытие. Выпускаются производителями Ø 3, 4 и 5 мм.
Электроды по чугуну для горячей сварки
Горячая сварка обеспечивает хорошее качество сварного соединения при соблюдении технологического процесса ее выполнения. Сварка может производиться с помощью:
- обычных стальных электродов;
- электродов марки ОМЧ-1;
- электродами, имеющими стержень из чугуна марки А или Б.
В качестве обычных стальных электродов при сварке чугуна используют широко используемые марки: АНО-4, АНО-5; УОНИИ 13/45 и др. Диаметр электрода подбирается в зависимости от толщины свариваемого чугуна.
ОМЧ-1 – применяется для сварки и устранения дефектов в изделиях, изготовленных из серого чугуна. Изготавливают из литых чугунных прутков и покрывают специальным покрытием. Ø выпускаемых электродов 3, 4, 5 и 6 мм.
Электроды, имеющие стержень из чугуна марки А, применяют при газовой и ручной дуговой горячей сварке чугуна, а имеющие стержень из чугуна марки Б используются и при холодной и при горячей сварке. Выпускаются производителями с Ø стержня 4, 6, 8, 10, 12, 16 мм. В покрытие вводят стабилизирующие или графитизирующие добавки, а также специальную добавку, которая замедляет остывание изделия после проведения сварочных работ.
Неплавящиеся электроды
Сваривать чугун можно угольным, вольфрамовым или графитовым электродом, придерживаясь технологии сваривания.
Угольные или графитовые электроды применяются Ø 8 ÷ 18 мм, сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Сила тока подбирается в зависимости от Ø электрода и лежит в пределах 280 ÷ 600 А.
Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом переменным током является наиболее часто применяемой при сварке чугуна. Ø электрода подбирается в зависимости от толщины изделия.
Сварка толстостенного чугунного изделия
Для сварки изделий с толщиной стенок более 20 мм пользуются пучком электродов. Пучок может состоять из таких материалов или их комбинации:
- электрода УОНИ 13/45 диаметром не более 4 мм;
- стержня, изготовленного из меди, Ø не более 5 мм;
- прутка, изготовленного из латуни, Ø не более 3 мм.
Сварка осуществляется за счет тепла, которое распространяется на большую площадь, т.к. сварочная дуга автоматически переходит одного электрода на другой. В результате этого не происходит отбеливания чугуна, т.к. шов медленно охлаждается, что и требуется для осуществления качественной сварки чугуна.
Если нет возможности приобрести необходимую для сваривания марку электрода для заделки дефекта чугунного изделия или осуществления сварки чугуна, то можно изготовить электрод собственными руками. Для этого на обычные стальные электроды наматывают медную проволоку или одевают трубку, изготовленную из меди. Проволока используется Ø 3 ÷ 5 мм марки М2 или М3. Она должна быть зачищена, обезжирена и покрыта обмазкой, которую нетрудно приготовить.
Для этого необходимо измельчить покрытие от обычных электродов, смещать его с железным порошком или опилками и добавить туда силикатный клей. Смесь должна быть сметанообразной. В эту смесь методом окунания опускают подготовленный электрод. Толщина покрытия не должна превышать 2 мм. Электроды должны обязательно быть просушены и прокалены (темпе6ратура прокалки 200 ÷ 250 0С).