Многие из нас неоднократно сталкивались с необходимостью сварить металлические полосы для виноградной арки на даче или отвалившуюся петлю в гаражной двери. В большинстве случаев проблем эта операция не вызывала. Совсем не так просто обстоит дело при необходимости соединить чугунные элементы. Кто сталкивался с такой проблемой, тот знает можно забыть все, все о сварочных работах.
С целью недопущения ошибок рассмотрим, как выполняется сварка чугуна электродом в домашних условиях.
Специфика соединения чугунных изделий
Независимо оттого где производятся сварочные работы высокоуглеродистых сплавов, методика и способы ее осуществления мало рознятся. И на большом предприятии тяжелого машиностроения, и в полуподвале сомнительной фирмы проблемы, возникающие на стыке одни и те же. Обусловлен этот факт структурой и химическим составом.
Особенности сварки в основном определены графитовым включением, а точнее его формой. Ведь при одинаковой структуре железной матрицы (3 основных вида), эти включения могут принимать 4 основные формы, а также находиться в половинчатом состоянии между двух основных форм. Учитывая разницу в плотности железа и аллотропной формы углерода — графита, то очевидно, что их можно считать пустотами. Пустоты при температурном воздействии оказывают особо чувствительное влияние на пластичность металла, могут служить очагами деформации разрыва и пористости.
Чтобы избежать растрескивания шва металла, нужно использовать накопленный опыт сварщиков, которые разработали способы и приемы, учитывающие особенности сварки чугуна.
Не у каждого человека есть возможность определить химический состав и структуру чугунного изделия. Существуют простые правила известные опытным сварщикам:
- серый цвет на изломе и мелкое, практически незаметное зерно — чугун поддается сварке, практически как высокоуглеродиста сталь
- крупное зерно и практически черный окрас излома чугуна сигнализирует о том, что придется попотеть, прежде чем сваришь такую деталь
- промасленное изделие без предварительной термической подготовки сварить будет крайне тяжело, а при определенных условиях невозможно
Химический состав, физика и механика поведения чугуна при изменении температуры относит его к сплавам с ограниченной свариваемостью. Учитывайте факторы поведения чугуна, и возможно вам станет легче справиться с поставленной задачей:
- Нижнее положение шва наиболее предпочтительное для сварки этого сплава, исходя из его текучести в жидком состоянии.
- В случае отсутствия вносимого снаружи углерода при наложении сварного шва – высокая вероятность выгорания углерода в толще металла, который соединяясь с кислородом, образует пористость
- Пластичность чугуна не достигает высоких пределов и это вызывает внутренние напряжения, области со структурными изменениями, закалку и в итоге разрушительные деформации.
- При расплавлении некоторые фазы жидкого чугуна соединяются с кислородом с образованием шлаковых частиц с высокой температурой плавления. Высокая плотность таких частиц оставляет их в толще шва, ухудшая качество сварки.
Технологическими приемами можно решить некоторые проблемы образования трещин. Можно изменять диаметр электрода, минимизировать ток, варить шов то в одном, то в другом месте. Технически вопрос можно решить, сделав вставки из чугуна или металла тем самым уменьшив количество наплавленного металла. Не забываем о волшебстве обработки давлением. Пока шов имеет красный цвет (не остыл) его можно простучать молотком. Это приведет к уменьшению естественной усадки, которая является основной причиной трещин.
Перед началом работы
Как и при обычной сварке, разделка кромки свариваемых деталей. Разделка может осуществляться как ручным, так и механизированным инструментом. Стружка, снимаемая за один проход, должна быть минимальной, так как чугун склонен к отколам. При этой процедуре соблюдайте следующие правила:
- не уходите в сторону от линии раздела, без особой потребности
- сверление под вставки должно быть около 12 мм от края кромки. Диаметр сверла и вставки плюс 1-2 миллиметра к толщине раздела
Если есть необходимость провести заварочный ремонт трещины, прошедшей насквозь, зачистите до блеска деталь вокруг трещины и изготовьте заплатку из низкоуглеродистой марки стали. Для уменьшения напряжений края у металла должны иметь фаску в 30-35 градусов. Приваривание происходит внахлест.
Разновидности сварки чугуна
В зависимости от того разогреваются свариваемые детали перед сваркой или нет, принято различать горячий и холодный процесс. При первом из них детали подвергаются нагреву до 650 градусов Цельсия, после чего производится сваривание. В случае второго способа никаких термических изменений данные детали не претерпевают.
При использовании горячей сварки вам понадобится позаботиться о дополнительной оснастке, придумать, как разогревать поверхности, поддерживать этот нагрев, контролировать температуру. Наградой за такие мытарства будет идеальный шов, лишенный видимых дефектов. То есть можно добиться полного сокрытия сварочных работ на обозначенном участке.
В домашних условиях потребность в горячей сварке и настолько высоком качестве неоправдана. Поэтому есть много рекомендаций и советов по холодной сварке.
Холодный способ сварки электродом
Простые и понятные правила способны ответить на вопрос как варить чугун электросваркой. Первое и основное правило это использование специальных электродов. Распространенными и доступными являются электроды марки ОЗЧ-2, в которых роль стержня отдана прутку из меди, а также МНЧ-2, с сердцевиной из сплава никеля, железа и ряда других элементов.
Интересная информация. В случае отсутствия под рукой электродов их можно изготовить самостоятельно из обычных электродов. Для этого берем медный стержень подходящего диаметра, зачищаем его, обезжириваем. Снимите с электрода АНО-4 обмазку, измельчите, смешайте с опилками железа и жидким стеклом. В полученную массу окуните стержень и медленно его вытащите. Просушите их сначала на сквозняке, а затем прокалите в духовке при температуре 240 градусов Цельсия.
Очень интересной и оправданной выглядит технология сварки чугуна электродом АНО-4, обвитым медной проволокой. Для домашнего пользования такого электрода хватит для заварки небольших трещин. Основное условие такая спираль должна быть в 3-4 раза массивнее самого электрода.
Сварка в домашних условиях пройдет гладко и порадует результатом, если она проводилась на малом токе, вразброс и не подвергалась локально высокому нагреву и быстрому охлаждению. Главное условие всех работ, проводимых в домашних условиях, является безоговорочное выполнение элементарных норм личной безопасности. Проводите сварочные работы в хорошо проветриваемом месте. Используйте специальные средства защиты органов дыхания, зрения. Не допускайте попадания искр на открытые участки кожного покрова.
