Сварка чугуна обычным электродом в домашних условиях
Содержание:
- Чугун — виды, применение
- Виды сварки
- Подготовка к сварке электродами
- Особенности сварного процесса
- Техника безопасности
- Заключение
- Интересное видео
Прочный и надежный — чугун является одним из самых распространенных материалов, используемых в быту и промышленности. У него есть свои неоспоримые преимущества: он служит долго, стоит относительно недорого, легко поддается сварке, со временем не теряет своих эксплуатационных характеристик. Когда может понадобиться сварка чугуна электродом? Если, например, прохудился шов в радиаторе отопления, его требуется залатать, или к батареям требуется приварить еще несколько отсеков.
Чугун — виды, применение
Чугуном называется своего рода смесь из железа и углерода. Материал твердый и износостойкий, но, парадокс, довольно хрупкий, если неправильно с ним обращаться. Вот почему сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором, должна производиться только после тщательной подготовки (об этом будет сказано чуть ниже).
В мире чугун известен давно — считается, что он появился в 6 веке до нашей эры.
Средняя температура плавления составляет более 1000 градусов по Цельсию. Работать с материалом можно при нагреве до 600 градусов.
По видам чугунный металл делят на следующие категории:
- белый;
- половинчатый;
- серый;
- высокопрочный;
- ковкий.
С течением времени чугун не теряет своей актуальности, его используют в разных сферах жизнедеятельности человека. Применяют материал для следующих целей и задач:
- ковки оградок;
- производства станков;
- выпуска сковородок для домашнего хозяйства;
- изготовления радиаторов отопления, труб, сантехнических соединений;
- создания ванн;
- в автомобилестроении — для выпуска коленчатых валов, цилиндров, двигателей и прочего.
Это — лишь малая часть задач, с которыми успешно справляется обыкновенный чугун. Важная особенность заключается и в том, что наплавка чугуна электродами осуществима в домашних условиях без помощи профессионального сварщика.
Виды сварки
Чтобы знать, как заварить чугун обычным электродом, важно разбираться в видах сварки вообще. Они подразделяются на:
- горячую;
- полугорячую;
- холодную.
Горячая действительно является таковой, происходит при температуре от 600 до 700 градусов по Цельсию. Нагревают металл в промышленных печах, которые считаются сверхмощным оборудованием. Чугун становится подвижным, как пластилин, с ним удобно работать. В процессе на изделии не появляются трещины или поры, которые препятствуют нормальной работе в дальнейшем.
Эксперты называют этот способ сварки максимально идеальным для чугуна. Естественно, на вопрос: можно ли варить чугун обычными электродами дома методом горячей сварки, ответ будет отрицательным. Создание такой колоссальной температуры в квартире или гараже, например, опасно для жизни и здоровья.
Полугорячая сварка тоже невозможна в домашних условиях. Она осуществляется при температуре в 300-400 градусов по Цельсию. Для нагрева используют специальные фены либо тэны. Данный способ применяют в промышленности. Основное его преимущество — скорейшее остывание в сравнении с горячим методом. Для начинающего мастера полугорячая технология сварки чугуна электродами практически неосуществима.
Холодная сварка подходит для дома. Она происходит при температуре максимум в 80 градусов по Цельсию.
Подготовка к сварке электродами
Чтобы начать сварочный процесс, необходимо произвести тщательную к нему подготовку. В частности:
- произвести ошкуривание поверхности;
- обезжирить части агрегата в обязательном порядке;
- подготовить сварочный аппарат, убедиться в том, что он технически исправен;
- определиться, как именно будет происходить сварка: по шпилькам или многослойно;
- приготовить достаточное число электродов;
- вспомнить правила техники безопасности.
Запрещается начинать работу, если поверхность не зачищена и не ошкурена — это создает вероятность возникновения опасной ситуации: острый элемент в процессе сварки отскочит и нанесет травму мастеру. Простые электроды в данном случае не подойдут. Необходимо приобрести те, что содержат в своем составе хром, медь и никель.
Нельзя начинать работу без теоретической подготовки к процессу. Несоблюдение технологии приведет к тому, что при застывании на материале образуются многочисленные поры и трещины, чугун потеряет свои превосходные эксплуатационные свойства, использовать его в дальнейшем будет просто нецелесообразно.
Особенности сварного процесса
Теперь расскажем: как сваривать чугун электросваркой. Когда мастер убедился в надежности оборудования, он может приступать к процессу. Для этого требуется выбрать, как варить чугун простыми электродами:
- по шпилькам;
- многослойно.
В первом случае мастер сначала устанавливает сами шпильки, а вокруг них образует шов. Опытные сварщики рекомендуют выполнять процедуру в шахматном порядке, чтобы не допустить перегрева материала. Завершают работу соединительным швом — он идет от одной шпильки и ее «окружения» к другой.
Многослойный способ заключается в следующем: создаются фаски, потом наплавляют начальный слой, его проковывают молотком, далее кладут второй слой, опять простукивают и так далее. После остывания шва, его в обязательном порядке ошкуривают, чтобы придать изделию эстетичный вид. Если есть возможность доступа к внутренней части изделия, то начальный слой при многослойном методе кладут с наружной и внутренней сторон. Так соединение становится еще прочней.
В целом, в том, как правильно варить чугун электродами, нет ничего сложного. Главное, соблюдать правила техники безопасности.
Техника безопасности
Еще до того, как варить чугун обычным электродом, важно позаботиться о соблюдении техники безопасности:
- рядом с рабочим местом поставьте огнетушитель;
- убедитесь в исправности сварочного аппарата;
- наденьте на руки специальные защитные перчатки для сварных мероприятий;
- закройте лицо маской или хотя бы очками;
- работайте исключительно в плотной одежде, чтобы частички раскаленного металла не имели возможности соприкоснуться с кожей;
- важно, чтобы в помещение, где производится сварка, всегда поступал свежий воздух;
- если сварку вы производите впервые, разумно пригласить помощника или хотя бы стороннего наблюдателя, чтобы в случае ЧП, было кому прийти на помощь.
Естественно, работать желательно в светлое время суток или хотя бы при достаточном освещении, в абсолютно трезвом и здоровом состоянии.
Заключение
В целом, процесс того, как сварить чугун с металлом электродом, описан выше. Детали и тонкости расскажут опытные сварщики. Не стесняйтесь обратиться к ним за советом. Для работы дома выбирайте холодный метод. Работайте только с проверенным оборудованием, не забывайте про технику безопасности.
Интересное видео
Можно ли использовать «нержавейку» и «обычную» сталь вместе?
Рекомендуется избегать прямого контакта метизов из разных металлов, особенно в узлах крепления.
Проблемы, возникающие при контакте крепёжного изделия из «обычных» углеродистых сталей с изделием из нержавеющих аустенитных сплавов,
изучены инженерами BEST-Крепёж по факту частых обращений в наш технический отдел.
Ниже рассмотрим основные причины, по которым нельзя допускать их контакта.
В нержавеющих сталях аустенитного класса по ГОСТ ISO 3506-2014 содержание легирующих элементов ≈30%.
Основные из них: хром (Cr≥15%) и никель (Ni≥8%).
Стали марки А4 дополнительно легируют молибденом в пределах 2-3%.
Такое содержание легирующих элементов обуславливает заметную разницу электродных потенциалов между «обычными» углеродистыми сталями и коррозионно-стойкими аустенитными сплавами.
В зависимости от активности электролита при контакте двух металлов с разными потенциалами растут риски возникновения контактной коррозии.
Согласно ГОСТ 5272-68:
«Контактная коррозия – это электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите».
При контакте двух электрохимически разнородных металлов анодом выступает тот, потенциал которого более отрицательный.
Катодом — металл с более положительным потенциалом.
При возникновении контактной коррозии коррозионному разрушению подвергается анод.
Скорость растворения анода зависит, в первую очередь, от разности потенциалов между сплавами.
Но особенную опасность при этом представляет близость морского побережья и промышленных предприятий.
С одной стороны может показаться, что разница потенциалов между разными сталями не такая значительная, как например, у той же стали с алюминием.
Однако, разница потенциалов между «обычной» углеродистой сталью и нержавеющими аустенитными сплавами имеет место быть:
* «Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы.» Томашов Н.Д., Чернова Г.П. М.: Металлургия, 1986
К сожалению, нам не известны какие-либо научные исследования коррозионной стойкости крепёжных узлов, состоящих из аустенитной «нержавейки» и «обычной» углеродистой стали.
Однако, возникновение контактной коррозии между ними подтверждается частыми обращениями в технический отдел BEST-Крепёж по этому вопросу:
Следы коррозии на тросе из стали А2.
Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.
Причина: посторонняя ржавчина.
Имеют место образования ржавчины на поверхности троса из стали А2 вследствие коррозии микрочастиц углеродистой оцинкованной стали, попадающих на трос при перемещении по нему стальных карабинов.
Рекомендации.
Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности троса.
Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO3.
Следы коррозии на головках болтов из стали А2.
Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.
Причина: посторонняя ржавчина.
Следы коррозии находятся в верхнем левом углу каждой грани головки болта — это место контакта биты монтажного инструмента с головкой болта. Как известно, такие биты массово производят из обычной углеродистой стали.
В таком случае можно сделать вывод, что показанная на фото ржавчина на нержавеющем крепеже, не что иное, как коррозия микрочастиц углеродистой стали от монтажного инструмента.
Рекомендации.
Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности головки болта.
Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO3.
Следы коррозии на гайках из стали А4.
Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.
Причина: посторонняя ржавчина.
Как и в предыдущем примере – не что иное, как коррозия микрочастиц углеродистой стали от монтажного инструмента.
Рекомендации.
Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности гаек.
Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO3.
Во всех перечисленных примерах микрочастицы углеродистой стали быстро корродируют из-за своего малого объема.
Как результат на поверхности нержавеющих метизов проявляются хорошо всем знакомые «рыжие пятна» ржавчины.
Стоит обратить внимание, что при кажущейся простоте решения проблемы – «обработал раствором и готово», остаются риски усугубления проблемы.
Если своевременно не удалить постороннюю ржавчину с поверхности коррозионно-стойкой стали, возникает риск возникновения точечной коррозии самого метиза.
Поэтому ГОСТ 9.005–72 исключает контакт между метизами из хромоникелевых аустенитных сплавов и углеродистыми сталями как в атмосферных условиях, так и в морской среде.
В этом вопросе инженеры технического отдела BEST-Крепёж присоединяются к требованиям ГОСТ-а, пусть даже от 1972 года, с учётом накопленного нами опыта.
Введение Чугун значительно хуже поддается сварке, чем низкоуглеродистая сталь. Наиболее важным аспектом сварки чугуна является наличие чистой и свободной от дефектов поверхности перед сваркой, поскольку отливки, бывшие в эксплуатации, могут быть пропитаны маслом или смазкой. Все поверхностные загрязнения должны быть удалены с помощью растворителей, коммерческих чистящих средств или средств для удаления краски. Литьевая корка должна быть удалена со свариваемых поверхностей. Глухие трещины и ямки должны быть полностью зачищены до прочного металла механическими средствами, такими как шлифовка, скалывание, заполнение роторным способом или дробеструйная обработка. Пропитанное масло или другое летучее вещество можно удалить, используя окисляющее кислородно-ацетиленовое пламя для нагрева отливки или канавки под сварку примерно до 900°F в течение примерно 15 минут, а затем проволочной щеткой, шлифованием или ротационным заполнением для удаления остатка. Преимущество этого метода заключается в дегазации отливки и удалении некоторого количества графита с поверхности. Новые отливки представляют меньше проблем с очисткой, чем отливки, бывшие в эксплуатации. Однако из свариваемого стыка и прилегающих поверхностей отливки необходимо удалить литейную корку, песок и другие посторонние материалы. Для ремонта отливок с трещинами просверлите отверстие на каждом конце трещины, чтобы предотвратить ее дальнейшее распространение, и зашлифуйте до дна. Начинайте сварку с просверленного конца трещины, где сопротивление больше всего, и двигайтесь к свободному концу. Отливки, которые должны передавать довольно большие рабочие нагрузки, часто имеют сварное соединение с помощью механических средств, таких как болтовые ленты или обручи, которые усаживаются. Сломанные зубья крупных чугунных шестерен иногда ремонтируют шиповкой. На поверхности излома сверлятся и нарезаются резьбы, и в них ввинчиваются шпильки из мягкой стали. Затем они покрываются наплавленным металлом и наращиваются до требуемых размеров. После этого они подвергаются механической обработке или шлифуются до нужной формы. Меры предосторожности при сварке чугуна
Хотя многое можно сделать без предварительного нагрева, растрескивание (из-за недостаточной пластичности отливок, особенно сложной формы) можно свести к минимуму за счет соответствующего предварительного нагрева. Как правило, все чугуны необходимо предварительно нагревать при кислородно-ацетиленовой сварке. Этот предварительный нагрев снижает требования к тепловложению при сварке. При использовании чугунного присадочного металла требуется сильный предварительный нагрев, поскольку металл сварного шва имеет низкую пластичность при температуре вблизи комнатной.
Термическая обработка после сварки может состоять из полного отжига или снятия напряжений: когда термическая обработка не применяется, сваренную отливку обычно медленно охлаждают от температуры сварки до комнатной температуры, покрывая ее изоляционным материалом, таким как известь, измельченный асбест, или вермикулит. По возможности рекомендуется снимать напряжение при температуре 1150°F и затем охлаждать печь до температуры не менее 700°F. Полный отжиг при 1650°F иногда используется для получения максимального размягчения зоны сварки или более полного снятия напряжения. Однако отжиг снижает предел прочности на растяжение в литом состоянии для всех видов чугуна, кроме самого мягкого. В критических случаях, требующих радиографического или ультразвукового контроля после термообработки, отливки часто проверяют и перед обработкой, чтобы избежать ненужных затрат в случае наличия внутреннего дефекта. Упрочнение Удовлетворительные сварные швы могут быть выполнены на чугуне без предварительного нагрева с использованием электродов, наплавляющих мягкие металлы, и проковки сварного шва тупым инструментом (например, шаровым молотком) сразу после сварки. Это расширяет металл сварного шва и противодействует эффекту усадки. Наиболее подходящими электродами для дуговой сварки защитным металлом являются Aufhauser NickelRod # 99 и NickelRod # 55 . Серый чугун Никелевый стержень № 99 больше подходит для одиночных слоев и для заполнения небольших дефектов, так как наплавка остается легко обрабатываемой. Однослойные сварные швы из NickelRod #55 не так хорошо поддаются механической обработке, как NickelRod #99, однако обладают повышенной прочностью и пластичностью. Сварные швы NickelRod № 55 более устойчивы к таким загрязняющим веществам, как сера и фосфор, и превосходят электроды NickelRod № 99 при сварке отливок с высоким содержанием фосфора. Проклевка является обязательной для серых чугунов. Соединение чугуна со сталью может выполняться литым никелевым стержнем № 55 или никелевым стержнем № 99, но предпочтительнее использовать никелевый стержень № 55. Электроды на основе железа, в том числе электроды с водородным управлением, как правило, не рекомендуются для сварки чугуна. Кронштейны, проушины и даже изнашиваемые пластины могут быть прикреплены к отливке с использованием правильных параметров и Ковкий чугун Ковкий чугун можно ремонтировать только с помощью NickelRod #55 из-за его более высокой прочности на растяжение и лучшей пластичности. При сварке ковких чугунов проплавление должно быть низким, а широкие швы или полости должны наращиваться по бокам к центру. Следует использовать бусины-стрингеры или узкие переплетения. Отсадите короткие шарики и дайте остыть до температуры предварительного нагрева. Обычно привариваются с никелевым стержнем № 55 . Хотя аустенитные отливки можно сваривать никелевым стержнем № 55, такой сварной шов может оказаться непригодным для применений, где свойства коррозионной/термостойкости не соответствуют основному металлу. GMAW чугуновЧугун обычно считается непригодным для сварки с использованием процесса дуговой сварки металлическим газом. FCAW из чугуна Дуговая сварка чугуна порошковой проволокой выполняется с использованием более высокого тока, чем при дуговой сварке защищенным металлом. Это компенсируется более высокими скоростями перемещения, как при обычной дуговой сварке порошковой проволокой. Для успешной кислородной сварки необходимо, чтобы деталь была предварительно нагрета до тусклого красного каления (примерно 650°C). Нейтральное или слегка уменьшающее пламя следует использовать со сварочными наконечниками со средней или высокой скоростью пламени. Температуры должны поддерживаться во время сварки. Как и при подготовке SMAW, необходимо использовать печь, чтобы обеспечить равномерный нагрев крупных отливок. Важно, чтобы отливка была защищена от сквозняка во время сварки, и должны быть приняты меры для поддержания необходимого предварительного нагрева. Важно избегать резкого охлаждения отливки; в противном случае может быть получен белый чугун, очень твердый и хрупкий. Кислородно-кислородная сварка подходит для серых чугунов с электродом типа AWS A5.15 RCI Aufhauser RCI , RCI-A и должна использоваться с подходящим флюсом, таким как Aufhauser Cast Iron Flux. Аустенитный чугун можно сваривать в кислородной среде только с использованием расходных материалов типа AWS RCI-B. Сварка чугуна пайкойСварку пайкой следует использовать только для ремонта старых отливок из-за плохого соответствия цвета новым отливкам. Сварка пайкой подходит для серого, аустенитного и ковкого чугуна. Однако прочность соединения, эквивалентная сварке плавлением, возможна только для серого чугуна. Следует использовать нейтральное или слегка окисляющее пламя. Техническая и торговая информация Сварка пайкой имеет преимущества перед кислородной сваркой, поскольку плавится при более низкой температуре, чем чугун. Пайка чугунаК чугуну применимы любые процессы пайки, подходящие для стали. Операции до и после пайки должны быть аналогичны стандартным процессам пайки. Расходные материалы, подходящие для пайки углеродистой стали, можно использовать для чугуна. Порошковое напыление чугуна Порошковое напыление особенно подходит для краев, углов, неглубоких полостей и тонких срезов, так как на них обычно нет подрезов. Пористые участки должны быть отшлифованы до формы блюдца или чашки без выступающих краев. Острые углы, кромки и выступающие точки должны быть удалены или закруглены, так как они могут раствориться в расплавленном металле, образуя твердые пятна. Распыление и плавление должны производиться в соответствии с обычным процессом порошкового распыления. Некачественный или сложный чугун можно соединить, покрыв обе части по отдельности 1-2 мм расплавленным сплавом, а затем соединив покрытие вместе с подходящим никелевым электродом SMAW. В основе расходных материалов лежит никель-кремниево-борная смесь. Пайка чугуна обычно ограничивается ремонтом небольших дефектов поверхности, часто заделкой участков от утечек жидкости или газов. Литье должно быть тщательно очищено.
|
Можно ли сваривать чугун? (Отвечено) – Часто задаваемые вопросы по чугуну
Чугун можно сваривать, но используемый метод и оборудование зависят от типа чугуна. Чугун – очень прочный и долговечный материал; однако сама эта прочность несколько затрудняет работу с ним при сварке, поскольку он расширяется и сжимается с разной скоростью из-за высокого теплового расширения его сплавов.
Сварка чугуна
Чугун представляет собой сплав, состоящий более чем из 2% углерода и часто содержащий другие элементы. Чугун не ковкий, поэтому его нельзя ковать. Его можно отлить (переплавить в форму), но большинство людей, имеющих опыт сварки, предпочитают использовать ковкий чугун.
В большинстве случаев ремонт чугуна можно производить только с помощью специальных стержней, плавящихся при температуре литейного материала, находящегося в чугунной детали. Эти стержни обычно содержат никелевый сплав и другие металлы, которые дополняют состав литейного материала.
Дело в том, что без качественного оборудования и обучения самостоятельно сделать успешный ремонт вряд ли получится. Если вы все равно решите попробовать, вы можете обжечь себя или других, уничтожить ценное имущество или даже создать угрозу пожара в своем доме или офисе.
Какой чугун можно сваривать?
В большинстве случаев можно сваривать серый чугун. Однако прочность сварного шва обычно очень низкая (около 10% от основного металла). Серый чугун нередко трескается после сварки. Для повышения свариваемости в процессе литья добавляют небольшое количество углерода и кремния.
Какой чугун нельзя сваривать?
Белый чугун нельзя сваривать, так как он содержит углерод в форме цементита (Fe3C). Это делает белый чугун хрупким.
Почему нельзя ковать чугун?
Чугуны имеют более высокую температуру плавления, чем другие металлы, такие как сталь или алюминий. Кроме того, они являются плохими проводниками тепла. Это затрудняет их подделку.
Высокая температура плавления в сочетании с плохой теплопроводностью затрудняет достижение температуры ковки только с помощью кузнечного огня. На самом деле, если вы попытаетесь выковать чугун без использования соответствующих методов нагрева, он растрескается и сломается, вместо того чтобы принять желаемую форму.
Чугун нельзя выковать, потому что он не имеет зернистой структуры, поэтому он треснет во время ковки.
Почему металл сварного шва из чугуна должен быть пластичным?
Чугунный наплавленный металл Пластичность важна для большинства сварочных процессов, но она особенно важна в случае сварки кованого железа или стали с серым или ковким чугуном, когда усадочные напряжения в металле сварного шва обычно достаточно велики, чтобы вызвать растрескивание соединения в сплавах, не обладающих высокой пластичностью.
Кто сваривает чугун?
Сварщик, имеющий опыт работы с этими типами металлов, может сварить их для вас. Если вы решите нанять кого-то, убедитесь, что они знают, какой тип материала требуется вашему проекту, прежде чем начинать работу над ним, чтобы не было сюрпризов в будущем!
Стержневой электрод, имеющий классификацию E70XX или E80XX, является лучшим выбором для этого применения. Стержневой электрод с низким содержанием водорода, такой как EXX18, обеспечит более стабильный наплавленный металл при сварке чугуна со сталью и поможет свести к минимуму растрескивание в области сварного соединения.
Будет ли JB Weld работать с чугуном?
Это зависит от того, какой ремонт вам нужно сделать и сколько времени у вас есть. Если это всего лишь небольшая трещина в чугунной посуде, то да — jb Weld, вероятно, подойдет, но если вы стараетесь не покупать новые кастрюли/сковородки, то, возможно, не так много…
JB Weld можно использовать как альтернативу пайка/сварка в неструктурных применениях, где заметные нагрузки отсутствуют или не ожидаются.