Чугуном называется сплав железа и углерода, как правило, с несущественным количеством серы, фосфора, кремния и марганца. Также присутствуют легирующие компоненты: ванадий, магний, алюминий, хром и прочие. Марки чугуна без особой термической обработки или не имеющие указанных легирующих элементов, отличаются небольшой твердостью, пластичностью, прочностью, повышенной хрупкостью. Чугунные изделия плохо соединяются сваркой, между тем она может быть выполнена эффективно, если использовать специальные электроды для сварки чугуна.
Основные сложности
Варить чугунные изделия сложно главным образом из-за химической структуры и свойств данного материала.
Плохая свариваемость объясняется следующими факторами:
В сварочной ванне окисляются разные элементы, в частности, кремний. В итоге на поверхности ванны образуются тугоплавкие оксиды. Тугоплавкость оксидов приводит к образованию в зоне соединения непроваренных участков.- Место соединения очень быстро охлаждается, и в структуре чугуна образуется цементит, отличающийся повышенной твердостью. Участки с такой структурой, называющиеся отбеленными, крайне сложно поддаются последующей механической обработке.
- Чугун — материал жидкотекучий, и в расплавленном состоянии его сложно удержать. Расплавленными ручейками он буквально вытекает из-под стержня.
- При сварке должны быть обеспечены равномерный нагрев и охлаждение. Пренебрежение данными требованиями повышает риск появления в зоне соединения трещин.
- В расплавленном состоянии чугун склонен активно выделять газы, что приводит к образованию в сварном шве пор.
Сварка
Сварка чугуна предполагает использование покрытых или угольных стержней для чугуна, инверторов и газосварочных аппаратов. Если в процессе сварки применяется газовая горелка, для образования шва используют присадочный материал.
По формируемому шву сварка разделяется на три категории:
- Шов формируется при использовании цветных металлов и сплавов их;
- Чтобы получить шов, используют низкоуглеродистую сталь;
- Шов из чугуна.
Способы предварительной подготовки деталей:
- Без предварительного нагрева деталей;
- С предварительным нагревом до 450° и до 650°.
Подогрев позволяет защитить от появления зон с отбеленным металлом и свести к минимуму риск появления трещин в месте соединения. С использованием данной технологии чугуну в области шва придаются такие же характеристики, что у главного металла. Холодная технология нужна, когда шов формируется путем использования электродов со стержнями из стали и цветных металлов.
Для предварительного подогрева используются электроды из чугуна марок «А», «Б». Работы выполняются с током большой величины и в непрерывном режиме! В случае необходимости выполнения большого объема сварочных работ для одной конструкции, они не останавливаются за счет посменной работы нескольких специалистов.
Хоть технология горячей сварки и безальтернативна во многих ситуациях, имеет и существенные недостатки, в частности:
- Дороговизна технологического процесса;
- Длительность процесса;
- Трудоемкость сварочных работ (ведь требуется равномерный нагрев поверхности деталей и формирование мест соединения).
Виды стержней
Электроды по чугуну маркировка в первую очередь зависит от материала изготовления стержня. Это может быть:
- Сварочная проволока из углеродистой стали;
- Проволока из легированных сталей;
- Прутки из чугуна;
- Медная проволока (или из сплавов меди).
Стержни из стали покрываются особым составом, обязательно содержащим ферросилиций. Использование этой присадки для обмазки электрода позволяет получить сварочный шов из серого чугуна. Обычно с помощью таких электродов сваривают несложные детали, не испытывающие при эксплуатации серьезные нагрузки. Такие электроды нередко используются для сварки чугуна в домашних условиях. Перед выполнением такой сварки лучше ознакомиться с обучающим видео, дающим представление о нюансах процесса. Опытный специалист получит плотный надежный и с такими электродами.
Электроды из стальной проволоки маркируются как Св-08 и Св08А. Также используются электроды марок:
ЭМЧС — стержни с сердечником из низкоуглеродистой стали, чье многослойное покрытие одновременно выполняет несколько функций: образует газ, защищает зону сварки, легирует металл, формирует шлак. С применением таких электродов отпадает необходимость предварительного нагрева чугунных деталей. Между тем эти электроды могут использоваться только для соединения деталей толщиной не более 10 мм.- ЦЧ-4 — самые распространенные электроды для соединения чугунных деталей. Покрытие их содержит в составе компоненты, активно вступающие в химическую реакцию с углеродом, что ведет к образованию карбидных соединений, которые не растворяются в железе.
- МНЧ-1 — электроды со стержнем из монель-металла, который представляет сплав меди (25−30%) и никеля (60−70%). Сварочный шов из такого металла имеет повышенную устойчивость к образованию трещин и хорошую обрабатываемость. Эти электроды способствуют графитизации металла шва и сокращают количество в нем растворенного углерода, благодаря чему минимизируется риск формирования отбеливания, то есть цементитной структуры.
- Электроды с чугунными стержнями выпускаются с покрытием двух типов. Первый представляет смесь карборунда (55%) и углекислого бария (24%), соединяющиеся с жидким стеклом. Второй тип изготовлен из компонентов графитообразующей группы.
Еще электроды делают из стержней комбинированного типа. Это могут быть:
- Стержни из меди и сплава железа, в качестве покрытия для них используют специальную смесь УОНИ-13, которая соединена с железным порошком;
- Стержни из одного-двух медных прутков, которые соединены в пучок со стальной проволокой;
- Медные, имеющие жестяную оплетку.
Выбирая стержни, учитывайте характеристики металла деталей, геометрические их характеристики и требования, предъявляемые к готовым соединениям. В процессе электросварки соблюдайте положенные требования и выполняйте положенные для выполнения сварочных работ правила безопасности.
