Сварка высокоуглеродистых сплавов является трудоемкой операцией, которая требует от сварщика знания рекомендованных технологий, навыков и сноровки, выработанных за определенное время. Столкнувшись первый раз с такой задачей, приходит понимание сложности получения шва с заданной геометрией, физическими свойствами, приближенными к основе свариваемых поверхностей.
Чаще всего происходит незапланированная закалка шва (в данном случае упрочнение металла препятствует дальнейшей обработке детали в целом). Игнорирование самых простых правил сварки приводит к появлению внутренних пор и трещин, снижающих срок и качество эксплуатации. С целью избежать таких дефектов все чаще применяют один из самых действенных способов сварки – аргонодуговой.
Процесс сварки аргонодуговым способом чугуна
Применение данной технологии направлено на получение шва, идентичного по своим физическим и механическим показателям к материалу основы.
Горячая сварка
Для достижения результата важен температурный режим протекания работ.
Равномерный разогрев зоны наложения будущего шва, постепенное снижение температуры по окончании укладки шва – два ключевых условия качественного выполнения работы.
Пластичность высокоуглеродистых сплавов, в отличие от сталей, намного ниже. Поэтому при изменении температуры весьма вероятны дефекты, связанные с разрушением целостности металла вблизи места сварки.
- Предварительный нагрев элемента способствует выделению графита и улучшению пластики металлической основы. Дополнительное применение графитовых электродов, прутков, порошковой проволоки или пластин из чугуна той же марки способствует гарантии однородности по химическому составу сварного соединения.
- После завершения процесса сварки технология получения качественного стыка не заканчивается. Теперь нужно добиться равномерного охлаждения при низких скоростях. В отличие от нержавеющих сталей, которые поливают водой, чугун не потерпит такой методики. Доказано практикой, что даже равномерное остывание при температуре окружающей среды не всегда может дать ожидаемый результат. В таком случае является оправданным применение экзотермических смесей и покрывающих материалов для изоляции поверхности. В домашних условиях или отсутствии специальных материалов их можно заменить сухим просеянным песком.
Холодная сварка
Для повышения рентабельности производства и уменьшения потерь фонда рабочего времени в промышленных масштабах принято применять холодную сварку чугуна аргоном. Предварительный этап подогрева деталей здесь отсутствует. Вариации такого способа составляют не менее нескольких десятков методов. Основными среди них являются использование никель — стальных, медных и электродов малого диаметра с пониженным содержанием массового процента углерода.
Преимуществом данного способа является его дешевизна и простота процесса, не требующая вовлечения дополнительной оснастки, материалов и контрольно-измерительных приборов температуры и скорости нагрева — охлаждения, как при горячей сварке.
Технологически аргонодуговая сварка высокоуглеродистого сплава обязана вестись на малых токах. Это позволяет уменьшить глубину проникновения в основу базового металла и уменьшить влияние температурных аллотропических превращений в готовом изделии. Такой режим положительно сказывается на снятии напряжений, возникающих в области шва, способствующих разрушению металлической матрицы. Защита процессов, происходящих внутри расплавленной ванны от кислорода, при помощи аргона, снижает появления окислов и пузырьковых дефектов в застывшем металле, а значит, сглаживает основной негативный фактор таких работ – хрупкость места стыка.
Основные моменты и рекомендации по аргонодуговой сварке чугуна в домашних условиях
Метод получения качественного шва стал возможен благодаря использованию инертного газа для этой процедуры. Отсутствие окислов, их вредного влияния на протекание процессов в расплаве ванны, повышение качества и механических характеристик при динамических нагрузках, отсутствие пор и пузырьков получены благодаря аргону. В горелке использован принцип большей на 38% массы аргона, по сравнению с окружающим воздухом. Следовательно, место сварки надежно защищено «падающим» облаком из этого газа. Экономить на расходе аргона при сварке капризного чугуна абсолютно не стоит. Желательно придерживаться рекомендательных режимов расхода газа из справочной литературы.
Интересная информация. Для понимания разнообразия использования аргонодуговой сварки нужно знать, что для нее существует множество обозначений: РАД (ручная аргонодуговая сварка), ААД (автоматическая аргонодуговая сварка), ААДП (автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом). Международная маркировка способа сварки неплавящимся вольфрамовым электродом обозначается как TIG/GTAW. Сварка чугуна аргоном самый распространенный метод для его соединения и ремонта.
Основные правила применения:
- Чистота поверхности свариваемых элементов обеспечит равномерность и однородность шва, поможет избежать появления непредсказуемых фаз с неопределенными свойствами и влиянием на характеристики шва.
- По возможности и экономической обоснованности лучше использовать горячую сварку. Предварительный нагрев и постепенное охлаждение соединяемых элементов способны уменьшить недостаточность навыков и сноровки при работе с железоуглеродистым сплавом.
- Минимизируйте показатели сварочного тока. Это поможет избежать непрогнозируемых термофизических процессов в толще элемента, подверженного соединению.
- Оптимальная длина шва, наложенного за один раз, не должна превышать 25 миллиметров. В случае необходимости большей длины, используется техника каскадного наложения сварочных швов.
Снятие напряжений, которые возникли в шве при производстве справочных работ, можно произвести, применив молоток и простукивание им вдоль линии сварочного соединения.
Сварка чугуна аргоном – технология способная решить многие задачи для конструкторов оборудования и ремонтников.
