Основные виды электродов для сваривания изделий из чугуна, их характеристики и особенности

Часто случается, что необходимо соединить сваркой детали, которые изготовлены из чугуна. Такой вид сварки - один из самых сложных и для ее выполнения необходимы знания и опыт работы.

Чтобы качественно выполнить сваривание, а сварочные швы были ровные – необходимо должным образом выбирать электроды по чугуну.

Эта статья написана для ознакомления со сваркой чугунных деталей. Разберём, химический состав чугуна и какие виды электродом применяется в данном случае.

Характерные свойства при выполнении сварки чугуна

Железоуглеродистый сплав называют чугуном. Углерод добавляют в сплав железа для увеличения твердости и уменьшения пластичности.

Его содержание составляет примерно 2,14%. Такое соединение придает сплаву легкость и делает его более устойчивым к воздействию неблагоприятной среды.

Так же это позволяет уменьшить вероятность возникновения коррозии. Что бы достичь высоких показателей стойкости сплав проходить процесс легирования. Это процесс добавление в состав материалов примесей для повышения свойств основного материала.

В данном случае это могут быть: алюминий, ванадий, хром, никель и другие.

Без добавления этих примесей чугун становится сильно хрупким.

Существуют такие виды чугуна:

• белый чугун - самый твердый и хрупкий, поэтому плохо отзывается на сварочные работы.
• серый чугун более мягкий из-за добавления в состав кремния (от 1,2—3,5 %) и углерода. Этот вид чугуна хорошо реагирует на сварку.
• ковкий чугун образовывается при продолжительном отжиге белого чугуна. На выходе получается графит хлопьевидной формы. Такой вид чугуна наиболее пластичный и вязкий.

Препятствия, представляющиеся при сваривании деталей с чугуна

Углерод, входящий в состав чугуна, затрудняет процесс сварочных работ. Поэтому стоит с ответственностью выбирать тип электродов.

Обстоятельства, которые затрудняют сварку чугуна:

• при сваривании чугунных  деталей образовывается достаточно газа, в результате образовываются пузырьки, которые способствуют образованию трещин на сварочном шве. В случае недостаточного охлаждения - шов потеряет свою прочность из-за повышения пористости.
• при сваривании деталей из очень тонкого чугуна, нужно быть предельно внимательными, так как из-за превышения допустимых температур, детали просто могут рассыпаться.
• накалины, которые могут возникнуть из-за нарушения правил сваривания, очень трудно удалить с чугунных деталей.
• так как температура плавления некоторых окислов, что входят в состав, очень большая некоторые части могут плохо поддаваться свариванию. Поэтому между материалом и расплавом может образоваться пленка. Если она возникла, то чтобы удалить ее, нужно приложить немалые усилия.
• в сплав, который находится в сварочном шве, очень быстро снижается температура. В результате образовывается цементит. Он придает белый цвет свариваемым деталям и плохо поддается обработке.
• также возможна утечка расплава из сварочного шва.

Порядок проведения сварочных работ  с чугунными деталями включает:

• перед началом работы необходимо зачистить свариваемую поверхность и удалить оксидную пленку, если она всё-таки образовалась.
• шлифовка кромки, один из важных этапов. Потому что, если на поверхности есть трещины, то в процессе сварки можно ожидать утечку массы со сварочного шва. Для недопущения такой ситуации применяют форму с вставками с графита. Ее можно сделать, используя песок.

Примечание! Чтобы избежать ситуации с вытеканием расплавленной массы через существующие трещины, что может навредить тому, кто выполняет работы, необходимо применять графитовую вставку. Собрать ее можно из огнеупорного кирпича.

Правильный прогрев

Чтобы прогреть заготовку, необходимо приложить усилия. Температура при которой плавится чугун находится в пределах от 1150 Со до 1200 Cо, что на 300 Cо ниже, чем у железа без примесей.

Основываясь на этом, предварительно разогревают заготовки до 500-700 Cо. Нужно с осторожностью подойти к этому этапу, так как прогреть нужно и детали, которая будет свариваться, и зону вокруг. При правильном выполнении прогрева металл не будет трескаться.

При выполнении профессиональных работ, для прогрева применяют специальные устройства – тигли. При выполнении сварочных работ в домашних условиях можно использовать газовую горелку.

Для получения положительного результата, лучше выполнять такие работы вдвоем. Так один сможет выполнять и контролировать нагрев поверхности, а второй выполнять сваривание.

После того, как закончился процесс сварки нужно понизить температуру заготовки. Для этого ее можно поместить в обычный песок. Чтобы уменьшить вероятность возникновения трещин, нужно охлаждать ее как можно дольше.

Примечание! Чтобы не допустить получение ожогов рук, всю работу нужно выполнять в рукавицах, которые имеют дополнительную теплозащиту. Нельзя пренебрегать использованием отражающего щитка, чтобы не получить ожог сетчатки глаза или лица и шеи. В случае получения ожогов необходимо обратиться в медицинское учреждение, для правильной диагностики степени ожога и квалифицированного лечения!

В домашних условия достаточно трудно достигнуть прогрева в 600 Cо, чтобы провести сварочные работы с высокими температурами. Поэтому, чаще всего, применяется полугорячая сварка, для которой достаточно температуры прогрева до 400Cо.

Этот метод используют если необходимо выполнить работы с важными деталями. В любых других случаях можно использовать методом холодной сварки.

При выполнении горячей сварки можно нижнюю часть свариваемой поверхности охлаждать водой. Существует специальное средство, применение которого продлевает износоустойчивость. Это кастолин, его наносят на сварочный шов, после сваривания.

Основные виды электродов для сварки чугуна и их особенности

Среди электродов, для сварки чугуна различают такие основные типы электродов:

• электроды типа ЭМЧС. Эти электроды с особой проволоки, в состав которой входит углерод в малых количествах. Они состоят из трех слоев. Первый – газообразующий слой, способствует образованию защитного слоя расплава, и предотвращает образованию пузырьков, второй – шлакоформирующий, он защищает сварочную ванну от окисления.
• легирующий. Он улучшает химические и физические характеристики свариваемого материала. Электроды такого типа наиболее производительны при сваривании чугунных деталей толщиной до 1 см. Особенность есть то, что в начале сварки не нужно разогревать детали.
• электроды типа ЦЧ-4. Этот тип особенно известный. Их толщина составляет 3 – 5 мм. В их состав входит химические элементы, которые, при высокой температуре воздействия способствуют образованию первоклассному сварочному шву. Первоначальный нагрев также не является обязательным. На 1 кг наплавленного металла расход таких электродов составит всего 1,8 кг.
• электроды типа ОЧЗ-1. Основой является железомедный сплав, который покрыт железным порошком с примесью УОНИ-13. Дополнительными компонентами в составе есть жидкое стекло. Такие электроды дают возможность эффективно выполнять сварочные работы в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях.
• электроды, которые в процессе сварки не плавятся. Этот тип электродов характеризуется применением вольфрамовых, угольных или графитовых стержней с подачей специального чугунного круга или проволоки. К ним относят угольные, графитовые и вольфрамовые.

Ознакомившись с изложенной информацией, можно сказать, что сварка чугунных поверхностей достаточно непростой вид работы. Для упрощения таких видов работ необходимо выбрать правильный вид электродов, чтобы получить удовлетворительный результат.