Как приварить чугун к стали?

Сварка чугуна электродами по чугуну, как правильно варить, какие электроды лучшие выбрать

Как приварить чугун к стали?

Чугун – сплав железа и углерода (содержание превышает 2,11-2,14%), в состав которого входят примеси: кремний (не более 3%), марганец (до 1%), сера, фосфор и легирующие добавки: хром, никель, ванадий, алюминий, магний и другие. Без специальных добавок и термической обработки чугун обладает низкими прочностью, твердостью и пластичностью.

Углерод может присутствовать в сплаве в виде цеменита и графита. В зависимости от доли данных веществ в составе, можно выделить несколько видов чугуна.

Некоторые из них поддаются обработке методом сваривания, другие – нет. Для каждого вида сплавов существует определенные марки электродов. Далее мы рассмотрим сварка какого чугуна электродами выполняется в различных ситуациях.

Белый чугун характеризуется тем, что весь углерод присутствует в сплаве в виде цеменита. Этот вид обладает высокой твердостью, не подлежит обработке режущим инструментом.

Большая часть или весь углерод присутствуют в сером чугуне в виде графита. Данный вид хорошо поддается обработке; обладает высокими литейными свойствами, благодаря которым активно используется в качестве материала для литья. Сварка серого чугуна электродом ОЗЧ-2 выполняется постоянным током обратной полярностью.

Также для данного вида предназначены марки ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-2, МНЧ-2.

Ковкий чугун является результатом отливки и термообработки белого чугуна с образованием хлопьевидного графита; используется при производстве автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Электроды, предназначенные для работы с ковким сплавом: ОЗЧ-2 и 6, МНЧ-2, ЦЧ-4.

Сваривание осуществляется постоянным током, полярность при сварке чугуна – обратная.

В половинчатом чугуне углерод присутствует в двух видах: графит и цеменит; применяется при изготовлении деталей, эксплуатирующихся в условиях повышенной износостойкости.

Высокопрочный чугун содержит шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации; используется для производства ответственных деталей в машиностроении, а также для нефте- и газопроводов, труб водоснабжения.

В статье мы рассмотрим, как варить электродами по чугуну в зависимости от применяемого способа соединения.

Сложности при сварке чугуна

Прежде чем, приступать к работе исполнителю необходимо учесть особенности сварки чугуна электродами. Данные специфические черты обусловлены уникальными свойствами чугуна.

Одним из главных недостатков чугуна является плохая свариваемость, которая обусловлена следующими факторами:

  • плохая соединяемость чугуна методом сварки объясняется его химической структурой и свойствами;На фото: пора в сварочном валике
  • различные элементы, в частности кремний, окисляются в сварочной ванне, что приводит к образованию оксидов. Тугоплавкость этих оксидов приводит к появлению непроваренных участков;
  • быстрое охлаждение соединения и околошовной зоны приводит к образованию участков цеменита, отличающегося повышенной твердостью. Данные участки сложно поддаются механической обработке;
  • чугун характеризуется высокой жидкотекучестью, что затрудняет удержание расплавленного металла в ванне и осложняет формирование шва;
  • неравномерный нагрев и охлаждение хрупкого чугуна с большой вероятностью может привести к появлению трещин;
  • расплавленный чугун склонен к выделению газов из-за чего в шве могут образоваться поры.

Несмотря на данные трудности и особенности, исполнителю любого уровня по силам получить качественное и надежное соединение. Для этого необходимо верно подобрать расходные материалы. О том, какие электроды для сварки чугуна выбрать мы расскажем далее.

Подготовка чугуна к сварке

Прежде чем варить чугун электродом, необходимо произвести подготовительные процедуры. Хрупкость сплава и трудности в удалении загрязнений с его поверхности требуют тщательной подготовки к сварочному процессу.

Читайте также  Как сделать овальное отверстие в металле?

Трещины, имеющие на поверхности изделий, нужно разделать на всю длину с достаточным для качественной проварки углом разделки и засверлить по краям. Если трещины не засверлены, то их необходимо вырезать, а концы трещины можно закруглить.

Рабочую зону следует очистить от посторонних включений с помощью болгарки, металлической щетки или наждачной бумаги. Зачистку также можно произвести пескоструйным способом. Масло удаляется с помощью растворителей. Сильные загрязнения рекомендуется удалять пламенем горелки.

Способы сварки чугуна

Выделяют три метода сварки чугуна, в зависимости от температуры предварительного подогрева изделий:

Горячая сварка является основным и наиболее “правильным” способом. Перед свариванием заготовки прогревают до температуры в 600-650°C.

Полугорячая сварка подразумевает нагревание чугунных деталей до температуры 300-350°C.

Холодная сварка не предусматривает нагрев рабочих изделий.

Применяя различные виды сварки чугуна – виды электродов при этом также разнятся. Независимо от выбранного исполнителем способа, следует четко следовать правилам и рекомендациям. Тому, как правильно варить чугун электродами различного вида и посвящена данная статья.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Холодная сварка чугуна специальными электродами

Электроды сварочные МНЧ-2.

Холодная сварка проста и удобна в исполнении. Соединение осуществляется с применением специальных электродов, содержащих никель и/или медь. Существует достаточно много специальных стержней подобного типа. Наиболее популярными марками, изготовленными отечественными производителями, являются:

  • основу электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 составляет медный стержень, покрытый обмазкой, в состав которой входит железный порошок;
  • никелевые и железно-никелевые расходники ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, с помощью которых проводится сварка чугуна постоянным током.
  • железно-медно-никелевые МНЧ-2. Сварка чугуна электродами мнч 2 позволяет получить высокотехнологичный шов, обладающий коррозионностойкостью в жидких агрессивных средах и горячих газах. Данная марка обладает достаточно высокой стоимостью, поэтому используется, в основном, при реализации ответственных работ и в тех случаях, когда к соединению предъявляются жесткие требования относительно качества.

Или посмотрите презентацию холодной сварки чугуна электродом Zeller 855. Это действительно очень хорошие электроды, но дорого стоят и трудно купить.

О том, как варить чугун электродами по чугуну, будет рассказано далее.

Основные принципы. Сварка электродами по чугуну может выполняться в вертикальном и нижнем пространственных положениях. При этом применяется постоянный ток. Существует также ещё одно правило – стараться придерживаться небольшого проплавления основного металла. Для этого необходимо использовать небольшие величины тока, стержни малого диаметра и короткие швы. После наложения каждого шва следует делать перерыв, чтобы охладить деталь до 50-60°С.

Сварка всеми перечисленными марками электродов выполняется с помощью постоянного тока. Чтобы определить, какой полярностью варить чугун, следует ознакомиться с техническими характеристиками расходников, все марки которых у нас собраны на соответствующей странице.

Сварка чугуна простыми электродами (по стали)

Сваривание чугуна обычными стальными электродами не обеспечивает хорошего качества шва. Применяются расходники подобного типа ввиду их доступности и небольшой стоимости. Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения стальных электродов, необходимо использовать специальные прутки ЦЧ-4. Эта марка является одной из самых популярных и востребованных у сварщиков.

Поэтому важно знать, как правильно варить чугун электродами ЦЧ-4. Данная марка предназначена для наплавки первых плакирующих слоев с последующим продолжением сварочного процесса обычными материалами (на картинке). Кроме этого, ЦЧ-4 подойдут как для горячей, так и для холодной сварки чугуна, заделки дефектов и соединения стали с чугуном.

Что касается УОНИ. Часто исполнители задаются вопросом про электроды УОНИ, можно ли варить чугун данной маркой. Следует отметить, что обычные электроды можно использовать только при заварке небольших дефектов в неответственных конструкциях. Так как качество соединения не будет отличаться высоким уровнем. Чтобы получить более или менее удовлетворительное качество, следует соблюдать те же правила, что и при сварке специальными электродами. Еще один эффективный способ повысить качество соединения – небольшой предварительный нагрев до 150-200°C и медленное охлаждение.

Читайте также  Преобразователь ржавчины какой лучше для металла?

Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

При сваривании чугуна электродами общего назначения самым слабым местом является – околошовная зона у границы сплавления. Данная зона характеризуется хрупкостью и наличием трещин. Эти дефекты часто приводят к отслаиванию наплавленного слоя от основного металла. Чтобы этого избежать, необходимо использовать стальные шпильки или болты.

Шпильки имеют резьбу и ввертываются в свариваемую поверхность. Из размеры зависят от толщины рабочего изделия. Существуют рекомендации относительно размеров шпилек:

  • диаметр должен составлять 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм;
  • глубина ввертывания – 1,5 диаметра шпильки, но не больше половины толщины свариваемых изделий;
  • высота выступающей части шпильки – 0,75-1,2 ее диаметра.

Шпильки располагаются в скошенные кромки деталей в шахматном порядке на расстоянии в 4-6 диаметра.

Выступающие части шпилек обвариваются по периметру, постепенно заполняя шов. В первую очередь осуществляется сварка всех шпилек кольцевыми швами с помощью электродов, диаметр которых составляет 3 мм. Применяется напряжение малой величины. Сваривание производится вразброс, чтобы избежать сильного перегрева. После вокруг места сварки накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Мы надеемся, что приведение здесь вышеперечисленных правил и рекомендаций позволит сориентироваться, как варить электродами правильно по чугуну, и успешно выполнить работы.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Сварка чугуна неплавящимися электродами

Чугун можно сваривать различными видами неплавящихся электродов: вольфрамовые, угольные или графитовые. Литые чугунные или специальные присадочные прутки, содержащие никель, алюминий, меди и другие металлы, используются в качестве присадочного материала. Для защиты сварочной зоны применяются инертные газы, чаще всего, аргон или флюсы, основным компонентом которого является бура. Наибольшей популярностью пользуется технология AC TIG – сварка вольфрамовым электродом с применением переменного тока в среде аргона.

Сварка чугуна покрытыми электродами

Чугунные электроды – специальные материалы для исправления дефектов чугунного литья, которые представляют собой литые круглые прутки с покрытием различного состава. В большинстве случаев соединение осуществляется на постоянном токе, но возможно и использование переменного. Величина тока определяется из расчета 50-60 А на 1 мм. электрода.

Качество шва, полученного в результате холодной сварки чугунными электродами, отличается неоднородностью. Поэтому следует выполнять полугорячее сваривание.

Как правильно варить чугун электродами, видео представлено далее.

Ознакомившись со всем спектром информации, исполнитель сможет выбрать лучший электрод по чугуну.

Электроды для наплавки чугуна

Наиболее распространенными марками электродов для наплавки чугуна различных видов являются:

  • МНЧ-2;
  • ОЗЖН;
  • ОЗЧ-2;
  • ЦЧ-4.

Наплавка чугуна электродами т 590 также гарантирует получение качественного соединения. Данная марка широко применяется в различных сферах деятельности, для работы с разными конструкциями и деталями. Доступная цена стержней Т-590 делает эти расходники такими популярными у мастеров сварочного дела.

Более подробная информация представлена в статье “Наплавка металла: электродом и другие”.

Данная статья поможет каждому исполнителю выяснить, какие лучшие электроды по чугуну.

Источник: https://weldelec.com/info/kak-pravilno-varit/chugun/svarka-elektrodami/

Сваривание чугуна и стали: подбор электродов под методы сварки

Как приварить чугун к стали?

Применение разнородных элементов в конструкциях современных машин и механизмов уже никого не удивляет и не является чем-то особенным. Но зачастую возникает вопрос о соединении таких классических материалов как сталь и чугун. Сваривание металлов является одним из самых надежных и выгодных по капиталовложениям способом соединения ремонтируемых или производимых узлов.

Преимущества чугунных изделий

Преимущества чугуна и его невысокая стоимость способствуют широкому распространению в конструкциях в наше время нанотехнологий и синтетических материалов с невероятными характеристиками. Имея металлическую основу, он способен снизить вибрационные нагрузки, износоустойчив, а низкая температура плавления и литья снижают цену до приемлемых значений.

Читайте также  Как заварить дырку в тонком металле?

Сваривание этот материал переживает сразу после отливки при устранении литейных раковин, усадочных трещин и других технологических дефектов. Ремонт оборудования тяжело себе представить без сварочного аппарата и сваривания узлов.

Сваривание чугуна с другими металлами все чаще возникает в условиях современного производства. Рассмотрим, как приваривать чугун к стали.

Как приваривают чугун к стали

Начнем с обращения вашего внимания на необходимость предварительной подготовки поверхностей обоих металлов. Уделите внимание чистоте поверхностей. Таким образом, будет обеспечен отвод лишнего тепла, неизбежно возникающего при процессе свариваемых деталей. Перегрев чугуна выше 900 градусов Цельсия приводит к аллотропным превращениям металлической фазы в перлит, который сам по себе хрупок и снижает механические свойства шва и приграничной области. Многие видели когда после сваривания металла и чугуна разрушение происходит рядом с наложенным швом. Недостаточное внимание к чистоте поверхности стает причиной такого разрушения.

Читайте так же:  Расход песка для пескоструйной обработки металла

Идеальным вариантом подготовки будет изготовление фасок на свариваемых элементах, которые увеличивают массу и объем наплавленного металла. Такой технологический ход упрочняет шов, гарантирует более продолжительный срок эксплуатации отремонтированного узла. Предварительный разогрев чугунной составляющей позволит уменьшить количество усадочных и шлаковых раковин в теле шва. Электрохимическая обработка поверхности чугуна позволяет законсервировать и нейтрализовать воздействие графита, который уменьшает смачивание расплавленного металла другого узла и стержня электрода.

Выбор электродов под методы сварки

Следующим важным шагом для получения надежного соединения наших металлов необходимо определиться с электродами для сварки чугуна со сталью. Основными электродами для сваривания чугуна определенно являются серии ОЗЧ, ЦЧ, МНЧ и другие. Правильный подбор в данном случае должен ориентироваться и на чугун, и на сталь. Хороший результат по свариванию только одного компонента не способен обеспечить наложение качественного шва и надежное скрепление элементов.

По опыту многих ремонтных бригад наиболее подходящими для рядовой стали и серого чугуна являются электроды ЦЧ. В сочетании с горячим методом сваривания можно достичь максимального результата. При холодном процессе необходимо обязательно соблюсти обратную полярность и нижнее положение шва. Также этот тип подходит для наплавки сопряженных частей из разнородных элементов. ЦЧ-4 позволяют работать с высокопрочным чугуном с шаровидным графитом. Серый, ковкий и другие типы также сочетаются с этими электродами.

Если возникла необходимость наложить вертикальный шов при соединении стали и чугуна постарайтесь найти электроды серии ОЗЧ. Они подходят для холодного и горячего способа. При этом дополнительным бонусом использования данной номенклатуры расходных материалов будет возможность сваривания тонкостенных чугунных конструкций со сталью. Технологически оправдан предварительный нагрев обоих элементов до температуры 640-670 градусов Цельсия.

Для получения высоких механических и физических свойств шва процесс должен протекать без остановок и невозможности быстрого остывания контакта. В идеале нужно сразу по окончании формирования шва накрыть его теплоизоляционным материалом для получения низких скоростей температур остывания. Такой технологический ход исключит появление крупных раковин и пустот, вызванных различными линейными коэффициентами теплового расширения.

В производственных масштабах разрабатываются технологические карты по обжигу в печи сваренных элементов из чугуна и стали.

Необходимо отметить, что при всех возможных и разработанных методах соединения этих металлов, конструктивно выгоднее избегать соединения разнородных элементов в ответственных узлах и элементах на этапе проектирования и создания агрегата. В случае неизбежности такого контакта необходимо продумать о его защите от воздействия разрушающих факторов. Сварка чугуна и стали в домашних условиях возможна, но при последовательном и безусловном выполнении всех норм и правил по созданию таких соединений.

Источник: http://solidiron.ru/obrabotka-metalla/svarivanie-chuguna-i-stali-sposoby-i-metodyvybor-ehlektrodov.html