Технология сварки чугуна - из поколения в поколение


Чугун – разновидность железа, содержащего значительное количество углерода (от 2 до 5 %). Различают серые, былые и ковкие модификации чугуна, отличающиеся именно концентрацией примесей. Для каждой из них технология сварки чугуна характеризуется определенными нюансами.

 

Характерные особенности разновидностей чугуна.

Белый чугун содержит углерод в форме карбида железа, на изломе такой металл имеет белый отлив. Как материал он практически не нашел применения, служит для изготовления ковких чугунов в процессе томления в печи при определенных условиях.

 

Белый чугун

 

Серый чугун, материал, излом которого характеризуется серебристым оттенком, получается благодаря примеси графита. Эта разновидность сплавов отлично обрабатывается различными резцами, из-за жидкотягучести его сварка возможна только при расположении шва ниже исполнителя.

 

Серый чугун

 

Ковкий чугун обладает повышенной пластичностью, но не стоит его ковать, понадеявшись на название, чугун, по большому счету является материалом, непригодным к такому виду обработки. Изделия из него получаются литьем. Эти сплавы просто менее остальных склонны к образованию трещин.

 

Изделия из ковкого чугуна


Физическая и технологическая свариваемость чугунов.

По физическим свойствам чугуны относят к группе материалов, которые хорошо свариваются. Но, что касается технологической свариваемости, то сварка без ухудшения качества металла основного материала и шва делает чугун трудно свариваемым.

К причинам, по которым ухудшается свариваемость чугуна, относят:

  • Высокую жидкотекучесть, а также низкую пластичность, из-за которой создается напряженное состояние структуры, и появляются трещины.
  • Высокую вероятность образования в швах и околошовных зонных структурах  закалки и высокотвердого отбела.
  • Отсутствие пластичного состояния, резкий переход при смене температур из одного состояния в другое (твердый - жидкий).
  • Пористость в связи с большим содержанием окиси углерода, довольно быстрое затвердевание и накапливание газов.
  • Серый чугун склонен к увеличению объема при нагревах.

 

При газовой сварке уменьшается вероятность появления закалки и отбелов в чугуне. Отдельные виды изделий из такого сплава, как горелый серый чугун, не поддаются  сварке в принципе. В подобных состояниях чугун слишком рыхлый и не смачивается жидкими металлами. Крайне плохо поддается сварке чугун с черным изломом.

 

Виды сварки чугуна.

Технология сварки чугуна отличается множеством методов и разновидностей сварки, но все они не универсальны, а лишь наиболее приемлемы для одного или другого случая. Сварка чугуна технологически сложна, поэтому ее применяют лишь при ремонте и устранении небольших дефектов. Относительно самого лучшего и надежного метода сварки чугуна мнения профессионалов расходятся.

 

Горячая и холодная сварка чугуна

 

Различают такие разновидности сварки сплава:

  • Горячая сварка, или как ее называют сварка с  предварительным подогревом.
  • Холодная сварка или сварка по холодному, без применения подогрева.
  • Газовая сварка (спайка, напыление газоплазменным методом).


Холодная сварка.

Большинство строительных компаний рекомендуют исключительно метод холодной сварки чугуна. Для этой разновидности сварки применяются материалы содержащие железо, никель или медь. Технология не требует предварительного подогрева изделия, температура при изменении состояния составляет всего 60°C. Процесс холодной сварки состоит из таких этапов:

  • разделение трещины
  • зачистка сварочного участка
  • засверливание концов трещины
  • сварка только короткими проходами
  • проковывание в горячем состоянии.

 

Холодная сварка чугуна

 

Разделку трещины рекомендуют осуществлять в форме «U». Зачистка поверхности предотвращает образование острых кромок. Короткие проходы можно получить, используя, так называемый, метод сварки «пилигрим» - шаг от центра влево. Это предупредит дальнейшее расширение трещин. Сразу после сварки стоит провести рихтовку материала молотком для снятия усадки.

Иногда при холодной сварке требуется приварить накладку. Это снимает внутреннее напряжение со швов и распределяет его по площади изделия. Технология приваривания накладки:

  • Вырезание накладки и закругление всех ее острых кромок.
  • Установка накладки на место сварки
  • Прорисовка контуров накладки мелом.
  • Проварка первого слоя по очерченным линиям, но без самой детали.
  • Вставка накладки, проварка второго слоя.

 

Горячая сварка чугуна.

При горячей сварке чугуна изделие предварительно подогревают до температуры не менее 600, и не более 800°С. Этот метод требует предварительной установки сварочной ванны большого объема, место сварки заформовывается для удержания жидких металлов.

 

Горячая сварка чугуна

 

Последовательность технологических операций:

  1. Подготовка детали к варке. Поверхности очищаются пламенем или металлической щеткой, при необходимости - зубилом.
  2. Подогрев деталей.
  3. Установка деталей. Детали устанавливаются в зонах вытяжной вентиляции. Дефект должен располагаться горизонтально и снизу.
  4. Нагрев поверхности и ее обработка. Кромки дефектов прогреваются до расплавления, одновременно наносится флюс и распределяется по всей поверхности детали присадочным прутиком.
  5. Заполнение присадочным металлом места сварки.
  6. Сварка.
  7. Окончание процесса варки. Горелка отводится медленно, в начале направленный металл все еще подогревают, затем накрывают листом асбеста (для замедления охлаждения). 

Читайте также:

Всем известны сложности, возникающие при необходимости соединения алюминиевых элементов. Не так давно применялась механическая клепка заготовок. Но существует и альтернатива, - так называемая холодная сварка алюминия.

Данная статья познакомит вас с особенностями структуры сварных соединений. В процессе работы сварщик воздействует на определённые зоны металла – их типы перечислены здесь, а также описаны их свойства и влияние на качество сварного шва.  Также предоставлена наглядная информация о том, где именно в отношении сварного шва расположена каждая зона.

Что такое термическая обработка сварных швов, а также изделия в целом? Для чего необходимо обрабатывать швы после сварки? Какими способами осуществляется обработка, и какие виды ее существует. На все эти вопросы вы найдете ответы в этой статье.

Рекомендовано: