Дуговая сварка чугуна: особенности


Чугун – это материал, представляющий собой сплав железа, углерода и других элементов (кремния, серы, марганца, фосфора). Также в состав чугуна обязательно входят легирующие присадки (например, ванадий, хром или никель), без которых материал не обладает достаточной для последующей обработки  и изготовления изделий прочностью и пластичностью.

При изготовлении продукции из чугуна, а также для ремонта изделий из этого материала часто не обойтись без применения сварки, и основным методом в данном случае становится ручная дуговая сварка чугуна. Но выполнение этого вида работ всегда бывает связано с определенными сложностями, которые базируются на химических и физических особенностях чугуна.

 

Специфические характеристики сварки чугуна.

Основной проблемой при изготовлении изделий и конструкций из чугуна является то, что он плохо поддается сварке. При выполнении этой операции необходимо учитывать следующие специфические особенности этого материала:

  • При быстром охлаждении места сварки на поверхности сварного шва и зоны, расположенной около него, могут появиться участки белого цвета – это из чугуна выделяется цементит, твердость которого намного выше твердости самого чугуна. В результате этого могут возникать проблемы при дальнейшей обработке металла. Избежать этого помогает предварительный подогрев чугунной детали.
  • Если нагрев и дальнейшее охлаждение чугуна производились неравномерно, то в материале могут появиться трещины – связано это с достаточно значительной хрупкостью этого материала.
  • Формирование сварного шва на чугуне – также не слишком простая операция, так как чугун при нагревании становится жидким и просто растекается. При этом происходит довольно сильное выделение газов, которое не останавливается и после того, как сварка бывает закончена, а шов начинает кристаллизоваться. В итоге в сварном шве могут появиться поры, снижающие его прочность.
  • Некоторые вещества, входящие в состав чугуна (например кремний), при взаимодействии с кислородом воздуха образуют оксиды, плохо поддающиеся плавке. Это приводит к тому, что в сварном шве могут образоваться непроваренные места.

 

Все эти характерные черты приводят к тому, что дуговая сварка чугуна существенно осложняется, и справиться с этой работой качественно может только довольно опытный сварщик.

 

Особенности дуговой сварки чугуна.

Для того чтобы свести к минимуму возможность появления на поверхности сварного шва закаленных участков, а также образования в нем трещин применяют метод горячей дуговой сварки чугуна. Одним из этапов этой операции является предварительный нагрев чугунного элемента до температуры в 600-650 градусов С. Это  помогает придать процессу нагрева и последующего охлаждения свариваемой детали равномерность.

До того как элемент подогревают для сварки, его необходимо особым образом подготовить. Для этого участок детали, который будет подвергаться сварке, необходимо тщательно очистить от любых загрязнений и произвести разделку кромок. Кроме того, во многих случаях производится формовка участка, подвергающегося сварке – это помогает предотвратить вытекание жидкого металла из сварной ванны. Для этого применяются специальные формы, сделанные из графитовых пластин, скрепленных между собой особой формовочной массой, в состав которой в большинстве случаев входит кварц и жидкое стекло.

Следующим этапом работ является непосредственно сама дуговая сварка. Производят ее с помощью плавящихся электродов с чугунными стержнями (марка А и Б) или угольных электродов.

 

Электроды для дуговой сварки чугуна

 

Профессионалы называют два основных требования к  сварочным работам в этом случае:

  • сварка производится на больших токах;
  • процесс должен быть непрерывным.

 

Для того чтобы выполнить эти требования при сварке довольно объемных деталей, к работе привлекаются два сварщика, которые ведут сварку попеременно.  Такой метод сварки считается наиболее подходящим в том случае, если к сварному шву предъявляются довольно высокие требования, но при этом специалисты отмечают, что горячая дуговая сварка  – это довольно трудоемкий, длительный и дорогостоящий процесс. Поэтому в тех случаях, когда характеристики сварного шва не имеют столь большой важности, применяют другие технологии сварки – полугорячую или холодную сварку чугуна.

 

Схема дуговой сварки чугуна

 

Последним этапом горячей дуговой сварки чугуна является постепенное охлаждение свариваемого изделия (замедленное охлаждение). Для этого изделия покрываются специальным теплоизолирующим материалом – например, засыпаются сухим песком или древесным углем или «упаковываются» в асбестовые листы. Остывают детали в такой «упаковке» довольно медленно – например, значительные по размеру изделия могут охлаждаться до нормальной температуры в течение 5 суток. Но в результате на них  получается сварной шов из чугуна, который по своим характеристикам ничем не отличается от материала, из которого сделана вся деталь, то есть обладает той же степенью прочности, твердости и пластичности, что и все изделие, что позволяет говорить о его высочайшем качестве и долговечности.

Читайте также:

Сварка чугуна – это задача, с которой нередко сталкиваются мастера, привыкшие все ремонтные работы по дому или работы, связанные с мелким ремонтом автомобиля, делать своими руками. Но задача эта не слишком проста и требует определенных знаний и навыков. И одним из самых популярных методов в данном случае является сварка чугуна  при применении аргона.

Под термином "холодная сварка принято понимать два совершенно разных метода соединения деталей - с помощью давления, вызывающего пластическую деформацию и соединение слоёв металла, и с применением специального двухкомпонентного состава, фактически склеивающего заготовки.

Сварной шов – это та часть металлоконструкции, требования к которой предъявляются наиболее строгие. Именно от свойств, характеристики и качества сварного шва зависит срок службы и надежность металлоконструкции. Недаром все эти параметры шва регламентируются целым рядом нормативных документов.

Рекомендовано: