Сварка чугуна полуавтоматом в среде углекислого газа: оборудование, выбор проволоки, технология процесса

Сварка чугуна полуавтоматом – особенности и специфика, подбор проволоки для качественной результатаСплав железа с углеродом, при количестве последнего более 2,14 весовых процента, называется чугуном….

Преимущества

  • Практически отсутствует длительная подготовительная работа, как это случается с другими проблемными металлами;
  • Процесс производительности сварки становится более эффективным, при использовании правильных расходных материалов;
  • После восстановления несущая способность сваренных деталей становится выше, если сварочный процесс проходил достаточно качественно;
  • Подходит как для ручной газовой сварки, так и для полуавтоматической аргонодуговой сварки;
  • Проволока расширяет возможности для ремонта чугунных изделий;
  • Состав сбалансирован для температурной обработки чугуна;
  • Если сравнивать со сваркой электродами, то материала здесь расходуется на четверть меньше.

В чем специфика сварки чугуна

Чугун чаще всего используют в изделиях, производимых путем литья. Но такой металл довольно хрупок и наиболее распространенные поломки это трещины. Их, как правило, заваривают, используя электросварку. В чем трудность проведения такого вида работы?Чугунная деталь после сварки

  • Расплавленный чугун очень текучий, что создает трудности при заваривании сквозных трещин и пробоин. Это же свойство часто приводит к сквозному прожиганию металла.
  • Чугун имеет относительно невысокую температуру плавления. Воздействие высокотемпературной электрической дуги приводит к его отбеливанию (изменение структуры), вследствие чего материал в месте сварки становиться более хрупким и трескается уже при остывании.
  • Кислород, который находиться в атмосфере вступает в контакт с углеродом, это провоцирует образование множества пор в теле сварного шва. Соединение от этого имеет намного меньший запас прочности.

Это — основные проблемы сварки чугунных деталей. Для их решения применяют несколько технологий, которые позволяют избежать быстрого разрушения соединения.

Как купить Сварочная проволокаДля сварки чугуна, Для полуавтоматов в Москве ?

  • Позвонить на региональный номер: Москва +7 (499) 704-23-60;
  • Бесплатно позвонить по номеру горячей линии: 8-800-511-82-38, действующему по всей территории РФ;
  • Отправить заявку в электронном виде на адрес: msk@snabtechmet.ru;
  • Посетить офис отдела продаж по адресу: 1115241, г. Москва, ул. Электродная 4Б с1 офис 314;
  • Воспользоваться формой обратной связи на сайте и получить консультацию менеджера.

Способы сварки чугуна

Сразу стоит заметить: если Вам нужно сделать сварочный шов по чугуну — не нужно экспериментировать! Не надо варить такой металл стальными электродами — шов трескается в 100% случаев. То же касается и полуавтомата с использованием проволоки для варки стали!

В основном, для сварки чугунных деталей используется две основные технологии: горячая и холодная. Также может применяться и полугорячий метод варки такого металла.

Холодный способ варки

Такой метод позволяет варить чугун без предварительного нагрева деталей. Особенно он актуален, когда конструкции имеют довольно большие габариты.

Обязательное условие такого способа — это использование специальных электродов.

Обычно для этого выбирают расходники, в составе которых есть железо, медь и никель. Эти элементы не приводят к образованию сплавов с углеродом, от чего шов не получается слишком хрупким.

rashodniki-dlja-svarki

ПОСМОТРЕТЬ Расходники на AliExpress →

Горячий и полугорячий способы

Это более надежные методы сварки чугуна. Детали предварительно разогревают либо в печах, либо специальными индукционными нагревателями (промышленные масштабы).Сварочный шов полуавтоматом

Главное — это соблюдение температурных режимов. Чугун нельзя нагревать более чем на 600 градусов. Иначе начинается процесс, которого и пытаются избежать во время сварки — изменение структуры и отбеливание (образование белого вида чугуна).

Этот способ может быть нескольких видов в зависимости от того, до какого показателя происходит нагрев. Например, при полугорячем способе детали нагреваются в пределах от 350 до 400°, а теплый предусматривает подогрев в пределах 250 градусов.

После завершения сварки детали нужно медленно охлаждать (иногда до 5 суток!), чтобы шов не треснул от слишком быстрого снижения температуры.

Горячие способы сварки более трудоемки. Но позволяют при этом получить качественные соединения.

Способы сварки

Варить чугун полуавтоматом можно в разных температурных режимах, с соответствующей проволокой:

  • холодный без нагрева детали ;
  • теплый или полугорячий с подогревом до 300⁰;
  • горячий — деталь прогревают до 600⁰.

Технологический процесс полуавтоматической сварки в каждом случае свой. Шов получается с разными эксплуатационными характеристиками.

Фото 7Нагрев детали перед сваркой (Фото: Instagram / svarka70)

Холодный метод

Холодные чугунные детали варят короткими швами, практически точечными. Металл не должен успеть прогреться и потрещать. Основание проволоки — сталь с покрытием из меди.

Швы получаются пластичные, мягкие, с высокой прочностью на разрыв и изгиб. Не выдерживают больших динамических нагрузок и перепада температур.

Полугорячий метод

Применяется в основном, чтобы сваривать тонкостенные детали. Проволока используется медно-никелевая, чугунная с покрытием меди и наоборот, чугунная пыль служит обмазкой для меди и флюсом.

Швы до 5 мм толщиной можно не заделывать. Чтобы металл не вытекал нужно подложить медные подкладки.

Соединения получаются прочные, иногда даже превосходят по твердости основной металл.

Горячий метод

Прогрев чугуна перед сваркой позволяет создавать прочные соединения деталей любого размера. В качестве флюса используется инертный газ, в основном аргон. Корневой шов варится прямым проходом проволоки без колебаний в стороны. От вытекания металла снизу устанавливаются медные или графитовые подкладки. Последующие проходы варятся зигзагообразно, с движением дуги от одного торца к другому.

Прочные соединения практически не отличаются от основного металла. Благодаря нагреву и изотермическому отпуску, переходная зона отсутствует.

Фото 8Сварной шов (Фото: Instagram / argon4yk)

Методы борьбы с дефектами сварочного соединения

Избежать дефектов, исходя из перечисленных факторов, поможет сварка полуавтоматом. Данный тип эффективный при применении электрошлакового типа процесса и сварочной проволоки для чугуна со специальными присадками.

В случае применения пластин, для заполнения шва, они должны быть из чугуна такого типа, как основные свариваемые элементы.

Сера в составе чугуна склонна к переходу в шов и образованию хрупких эвтектик на границе зерен, снижая механическую прочность соединения. В таких случаях применяются флюсы с десульфирующим типом с повышенным содержанием фторидов. Флюсы, присадки помогают добиться высокого качества шва при использовании полуавтомата с применением предварительного нагрева, частичным нагревом, без такового. При этом отказываться от неокислительных и фторидных флюсов нецелесообразно для любого типа сварки полуавтоматом.Зависимость параметров сварки от толщины металла

Особенностью сваривания чугуна при помощи метода MIG/MAG обеспечивает сварной шов, лишенный дефектов, сопряженных с внутренними напряжениями, возникающими при температурных превращениях фаз, переходе металла из жидкого вида в твердый, при зарождении и росте кристаллов графита. Визуализацией качества сварного соединения является отсутствие трещин и микротрещин на поверхности шва, отсутствие раковин при снятии верхнего слоя металла после механической обработки.

Отличительной чертой сваривания чугуна с наведением электросварочного шлака всегда было получение шва, исключающего отбел металлической матрицы, закаленных областей, отсутствие или минимизация усадочных трещин.

Недостатки

  • Необходимо четкое следование режимам, так как при отклонения качество соединения резко падает и проявляются все негативные моменты, связанные с неподатливостью к свариванию чугуна;
  • Проволока требует дополнительной защиты инертными газами, так как не имеет защитного покрытия, что делает себестоимость ремонта более высокой;
  • Нужно следить за температурой прогрева и последовательностью данного процесса, так как из-за неравномерной температурной обработки появляются трещины, как внутренние, так и внешние, что может испортить заготовку.

Разновидности

  • Стальная проволока, которая дает относительно низкое качество соединения и не рекомендуется к использованию, если есть какая-либо другая альтернатива.
Стальная проволока

Стальная проволока

  • Медная проволока применяется для исправления дефектов, которые возникли во время литья и не предназначена для соединения разрывов и трещин.
Медная проволока

Медная проволока

  • Применение сварочной проволоки из сплава железа, меди и никеля применяется для стандартного сваривания, так как данное соотношение позволяет обеспечить надежное соединение.
Проволока из сплава железа, меди и никеля

Проволока из сплава железа и никеля

  • Также может применяться никелевая или железно-никелевая проволока, в которой содержание данного металла составляет, примерно 90%.
Железно-никелевая проволока

Железно-никелевая проволока

  • Медно-железная порошковая проволока, которая отлично подходит для работы с полуавтоматом.
Медно-железная порошковая проволока

Медно-железная порошковая проволока

Физико-химические свойства

Сварочная проволока для чугуна позволяет снизить теплопроводность в месте сваривания, что помогает избежать некоторых проблем из-за перепада температур. Снижение тепловложений благодаря воздействию проволоки не вызывает больших структурных превращений в металле. Предел прочности готового соединения может достигать до 500 Н/мм квадратный, если соблюдать все правила проведения. Твердость при этом составляет до 180 НВ, а коэффициент удлинения возрастает до 25%. Предел текучести материала – 300 Н/мм в квадрате.

Сварочная проволока для чугуна

Сварочная проволока для чугуна

Химические свойства зависят от того, из какого сплава сделан материал, но многое здесь определяется вкраплениями углерода, так как слишком большое его количество приведет к ухудшению качества и снижению прочности.

Технические характеристики популярных марок

Марка Характеристики
ПАНЧ-11 Никель – основа; Медь -2,7%; Марганец – 5,7%; Железо – 2%; Кремний – 0,3%; Углерод – 0,3%.
06Х15Н60М15

Температура плавления 1453 градуса Цельсия

Температура кипения 2140 градусов Цельсия

OK Tubrodur 15. 66 Предел прочности материала до 500 Мпа
относительное удлинение 12%
Механическая обработка – без ограничений.

СВ08Г2С

Предел прочности – 500 Н/мм

Твердость – 180 НВ

Предел текучести – 300 Н/мм

Относительное удлинение – 25%

Особенности выбора

Диаметр сварочной проволоки и толщина металла всегда являются тесно взаимосвязанными параметрами, поэтому, при тонких заготовках следует выбирать проволоку толщиною 1-2 мм, которая будет легко плавится и не вызовет переплавленное основного металла. Основным параметром выбора является материал. Не все виды расходного материала предназначены для сваривания, так как некоторые служат исключительно для наплавки, хотя есть и универсальные разновидности. В составе не должно присутствовать много углерода, а также желательно наличие элементов, которые снизят теплопроводность металла на данном участке.

Особенности сварки чугуна проволокой

Чугун очень чувствителен к перепадам температуры и благодаря этому перед свариванием его нужно подогревать. Подогрев должен производиться постепенно, после чего можно начинать процесс соединения. Когда шов будет закончен, то его также следует подогревать, постепенно охлаждая до нужной температуры. При толщине заготовки от 5 мм требуется разделывать кромки, чтобы проварить деталь на всю глубину. Как правило, ведется ремонт толстых деталей, что делает разделку кромок обязательной.

Популярные фирмы и марки

  • ПАНЧ-11;
  • СВ08Г2С;
  • OK Tubrodur 15. 66;
  • 06Х15Н60М15;
  • Nicore 55;
  • UTP85FN.

Технология сварки чугуна полуавтоматом

При выборе режима сварки чугуна важно учитывать ряд его физико-химических особенностей, затрудняющих работу с материалом классическими методами. В первую очередь, к ним относятся:

  • низкая температура плавления металла;
  • изменение структуры вещества под действием высоких температур («отбеливание»);
  • высокая жидкотекучесть чугуна, увеличивающая риски прожогов и деформаций заготовок;
  • появление пор в материале под воздействием атмосферного кислорода.

Это обусловило необходимость применения щадящих режимов сварки с постоянной защитой шва активными или инертными газовыми средами. Широкое распространение получили холодная и горячая технологии полуавтоматической сварки чугуна.

Холодный способ

Холодная технология используется преимущественно в бытовых условиях для создания швов, не воспринимающих прямые механические нагрузки. Она проще и дешевле, однако, не обеспечивает достаточно качественного соединения заготовок. Алгоритм действий включает следующее:

  1. Обработка стыка, кромкование в случае необходимости.
  2. Закрепление заготовок на опорной поверхности с зазором в 1,5-2 мм.
  3. Установка полуавтоматического СА в режим низкого постоянного тока с обратной полярностью.
  4. Обеспечение подачи защитного газа в зону сварки и поджигание дуги.
  5. Проварка шва углом вперед (уклон составляет 50-60°, чего достаточно для визуального контроля).
  6. Обрыв дуги и прекращение подачи защитного газа (через 15-30 секунд).
  7. Очистка шва от шлаков и механическая обработка.

В отличие от MIG- и MAG-сварки стали, работа с чугуном не требует колебательных и поперечных движений электрода.

Кроме того, холодная технология допускает наложение однослойного шва на стыки деталей толщиной до 4 мм.

Горячий способ

Наилучшее качество шва по чугуну обеспечивает горячий способ полуавтоматической сварки, который массово применяется в условиях ремонтных мастерских, а иногда и промышленных комплексов. Он требует выполнения такой последовательности действий:

  1. Обработка стыка, кромкование в случае необходимости.
  2. Подготовка опорной поверхности, установка на нее графитовой подкладки.
  3. Прогрев заготовок в печи до температуры около 600℃.
  4. Быстрое закрепление заготовок на подкладке и скорейшее начало сварки низким постоянным током с обратной полярностью в защитной газовой среде.
  5. Проварка шва углом вперед (уклон составляет 50-60°, чего достаточно для визуального контроля).
  6. Повторная проварка шва (в зависимости от толщины металла наносится от 2 до 5 слоев), во время которой допустим метод поперечного ведения электрода.
  7. Обрыв дуги и прекращение подачи защитного газа (через 15-30 секунд).
  8. Очистка шва от шлаков, обеспечение медленного снижения температуры детали под слоем асбеста, древесного угля или другого негорючего материала.
  9. Окончательная очистка и механическая обработка шва.

Важно помнить, что скорость полуавтоматической сварки значительно выше, чем ручной. Если вы раньше не работали с «полуавтоматом», потренируйтесь на чугунном ломе, прежде чем приступать к сварке ответственных соединений.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Как варить чугун полуавтоматом

Полуавтомат применяется для ремонта деталей при образовании трещин и отверстий в процессе эксплуатации и для сборки и создания изделий из чугуна. Для сварки применяются технологии:

  • MAG для наплавки и заделки трещин;
  • MIG при изготовлении чугунных деталей из нескольких элементов, наплавке поверхности.

В домашних условиях предпочтение отдается холодной точечной сварке.

Подготовительные работы

При подготовке деталей, кромки разделывают под углом 60⁰ на станке. Небольшие трещины выбираются болгаркой. Использовать зубило и другой инструмент с динамическими нагрузками не рекомендуется. Хрупкий металл разрушится.

Поверхности следует очищать от грязи и масел, используя растворители, очищенный бензин. Заготовки выставляются и прихватываются. После этого производится сварка. Положение горизонтальное, пол.

Фото 9Подготовка материалов (Фото: Instagram / kievwelding)

Выбор проволоки для чугуна

Марка расходного материала выбирается в зависимости от температурного режима. На производстве в основном используется проволока:

  • ПП АНЧ-1 — холодная сварка;
  • ПП АНЧ-2 — режим с подогревом детали;
  • ПП АНЧ-3 — нагрев до 600⁰.

В состав стержня входят медь, никель, железо и кремний.

Процесс сварки

Оборудование настраивается на малый ток с обратной полярностью. Под шов устанавливают графитовую подкладку. Сварка чугуна производится в зависимости от технологии, короткими точечными швами или многорядными.

Защитный газ включается за 5–7 сек до разжигания дуги, и закрывается через 10 сек после завершения работы.

После наложения шва с него сразу же сбивается шлак или делается прокол.

В домашних условиях сварка чугунных деталей на полуавтомате проводится с целью ремонта. Можно заделать трещину, наплавить небольшую поверхность. Все делается по холодной технологии.

Смотрите видео об одном простом способе сварки чугуна полуавтоматом:

Сварка полуавтоматом ковкого и высокопрочного чугуна

Сварка ответственных узлов из особых типов чугуна производится в среде углекислого газа проволоками марки Св-08ГС, Св-08Г2С, Нп-30ГХСА, а также порошковой проволокой, не производя предварительный нагрев свариваемых деталей и наплавляемых площадей.

  • С целью уменьшения массы металла в объеме шва процесс должен производиться, соблюдая перекрытие одной трети ширины валика. Направление дуги при этом должно стремиться в сторону расплавленного металла. Для минимального изменения структуры металла шва рекомендуется использовать «каскадное» наложение шва с использованием отжигающих валиков. Именно такой технологический ход сохраняет, ожидаемую, ферритно-перлитную структуру без изменений.
  • Проволока для сварки чугуна марки Нп-30ГХСА создает в толще шва мартенситные, трооститные, аустенитные включения, повышающие сопротивляемость к истиранию наплавленных слоев.
  • Сваривание высокопрочного чугуна с шаровидными включениями графита со стальными деталями и заготовками происходит при помощи проволоки марки Св-08ГС, Св-08Г2С в стартовом соединении. Последний рабочий слой, для улучшения механических свойств лучше наплавить Нп-30ГХСА.Сваривание высокопрочного чугуна

Сварка чугуна полуавтоматом — технология, хорошо зарекомендовавшая себя на различных стадиях производственных и ремонтных процессов. Она позволяет уменьшить количество брака на стадии производства чугунных отливок, продлит срок эксплуатации машин и механизмов, уменьшит непроизводственные простои, снижая себестоимость продукции и повышая рентабельность производства.

Особенности чугуна

Необходимо обратить внимание на структуру материала. Если она серого цвета и мелкозернистая, то ее варить легче. Особенно тяжело вести работы с чугуном крупнозернистой структуры. А также с тем, который работал в масляной среде или подвергался окислению. При варке чугуна стоит обращать внимание на такие особенности:

  • Учитывая, что чугун — материал текучий, варить его нужно в нижнем положении.
  • Несоблюдение температурного режима приводит к выгоранию углерода. Как результат, формируются поры. Вокруг сварных швов образуется остаточное напряжение.
  • Если чугун плавить, он дает окислы с более высокой температурой плавления, чем у основного металла.

Что учесть в организации защитной среды?

Следует предусмотреть два аспекта. Во-первых, это оборудование, которое обеспечит подачу газа к горелке. Во-вторых, непосредственно тип и свойства газа. Для технической организации потребуется баллон с соответствующим наполнением и монтажно-соединительная арматура с соплом, редуктором и прочей необходимой оснасткой. Что касается второго аспекта, сбалансированная сварка чугуна полуавтоматом в углекислой среде является наиболее распространенным методом. Углекислый газ как таковой является самодостаточным и обеспечивает нужную защиту для сварки. Другое дело, что он не всегда гарантирует устойчивость дуги и при высокоточных работах проявляет себя не лучшим образом. Альтернативным вариантом выступит аргоновая или углекислотно-аргоновая смесь, которая открывает больше возможностей для получения модифицированных легированных сплавов.

Сварка чугуна полуавтоматом с газом

Подготовительный этап

В первую очередь, до начала работы выполняют подготовку самих заготовок. Свариваемые края очищают от грязи, ржавчины, шлаковых корок. Чем лучше это сделано, тем меньше в зоне сварки окажется веществ газообразующих, содержащих вредные добавки.

Острые грани скругляют, снимая фаску заточным диском «болгарки». Если выполняется заваривание трещины, ее предварительно прорезают на всю глубину. При этом поверхность очищается, одновременно сглаживаясь.
Наилучший эффект дает использование нижнего шва. Поэтому, если необходимо обваривание с нескольких сторон подготавливают соответствующие струбцины. Их задача — удерживать детали вместе на протяжении всего процесса. Делать возможным их поворот, не создавая нагрузки на незавершенный стык.
Для предотвращения вытекания расплавленного чугуна из сварочной ванны, с помощью графитовых пластин устраивают обечайки.

Кроме перечисленных мероприятий, готовят оборудование, вспомогательные инструменты. Подбирают сварочные прутки, проволоку, необходимые присадки для чугуна и аргонной сварки и т.д.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *