Как варить чугун инвертором электродами по чугуну?

В промышленных масштабах все больших оборотов набирает метод электрохимического воздействия соляного раствора, разогретого до 512оС для удаления поверхностно активного углерода (графита).

Низкотемпературная пайка 

Особого подхода и дополнительной предварительной обработки требует пайка при невысоких температурах. Предварительно спаиваемые поверхности необходимо обработать флюсом ПВ209 либо его близкой заменой ПВ284ЧХ. Температура обработки 620-695оС. Хороший результат приносит электрохимическая обработка соляным раствором с последующим обезжириванием поверхностей ацетоном, спиртом или другим пригодным для этих целей веществом. Выбор применения паяльника или газовой горелки остается за исполнителем и не влияет на полученный результат.

Низкотемпературная пайка 

Свариваемость чугуна и другие свойства

Сварка чугунного блока двигателя полуавтоматом предполагает соблюдение всех особенностей обработки данного материала. Чугун является сильно насыщенным углеродом. Но при температурном воздействии он начинает испаряться и вступает в реакцию с окружающими элементами, что образует СО. Когда данное соединение попадает в металл, то это приводит к появлению трещин во время сваривания.

Сварка чугунного блока

Свариваемость чугуна и другие свойства

Также стоит отметить свойство быстрого остывания металла. Если допустить резкий спад температуры, что в данном случае может произойти вполне естественным способом, то в металле могут образоваться поры и трещины, не говоря уже о других деформациях. Во время остывания в чугуне образуются различные по структуре кристаллической решетки соединения. Соответственно, все эти соединения могут иметь различных объемы. Из-за этого могут образовываться внутренние поры.

Также стоит отметить низкие пластичные свойства, что приводит к появлению перенапряжений в металле, от которого также появляются трещины. Особенно характерно это, когда идет сварка тонкого металла электродом. Металл обладает высокой хрупкостью, что создает дополнительные сложности в обработке и делает такие условия, при которых трещины могут образоваться даже при относительно небольших механических ударах.

Как правильно подготовить материал для сварки

Технология сварки чугуна включает и грамотный процесс подготовки металла, учитывающий свойства материала, и предотвращающий появление дефектов после окончания работы. В подготовку включается:

  • Распил трещин. Часто трещины в чугуне имеют тонкую и глубокую структуру. Если обрабатываемая деталь толще 4 мм, то наложенный сверху шов минимально заплавит верхнюю часть трещины, оставив разрозненную структуру внутри. Сопротивление на разрыв и излом будет очень слабое. Чтобы хорошо заваривать подобные места, необходимо распиливать трещины «болгаркой» с тонким диском. Чем толще металл, тем глубже можно делать запил.
  • Просверливание краев. Окончания трещин могут быть глубже и дальше, чем позволяет увидеть зрение. Поэтому перед тем, как сваривать трещину, важно просверлить отверстия по ее краям, отступив на 5 мм от визуально различимого конца разлома. Это позволит хорошо заполнить металлом пространство внутри и поможет предотвратить продолжение раскола.
  • Разделка кромок. Свариваемость чугуна отличается перекалкой в месте соединения, что ведет к хрупкости участка. Чтобы предупредить это явления важно осуществлять равномерный прогрев по всей длине шва, и достаточно разбавить место соединения присадочным металлом. В этом помогает грамотная разделка кромок. При соединении толстых пластин стоит выполнить скосы краев под 45 градусов, и оставить небольшое притупление у основания в 3-4 мм. Подобная разделка поможет хорошо заполнить место соприкосновения и создать устойчивый к трещинам участок.
  • Подформовка. Когда варится тонкий элемент из чугуна, то велика вероятность протечки жидкого металла. Подкладка из графита позволит поддержать прогретый участок и сохранить первоначальную форму изделия.

Классификация

Холодная сварка классифицируется по двум основным признакам. Первый — это агрегатное состояние, в котором она находится перед применением. Бывают две формы выпуска — в виде бруска пластилинообразной массы либо в виде двух флаконов или тюбиков (всегда идут в комплекте) с жидким или полужидким составляющим.

Читайте также:  10 безупречно работающих советов от дизайнера интерьера

Один из тюбиков содержит в себе клей, а второй — наполнитель. Перед использованием необходимо отмерить нужное количество каждого вещества и смешать в соответствии с инструкцией.

Брусок пластичной массы также может быть двухкомпонентным, но чаще выпускают однокомпонентное средство в виде застывшей пасты. С практической точки зрения форма выпуска не так важна, как область применения.

По сфере использования разные составы можно ранжировать следующим образом.

Универсальная холодная сварка подходит для различных материалов, в том числе металлов, дерева, пластика, керамики.

Для временного ремонта металлических изделий лучше приобрести специализированный клей. В его состав входит металлический порошок из стали, чугуна, алюминия или других металлов. Имеют наилучшее сцепление со своим «профильным» металлом.

Холодная сварка для ремонта автомобилей тоже включает в свой состав металлический порошок. Кроме этого в ней есть полимерная масса и специальные присадки, которые обеспечивают устойчивость к агрессивным средам (кислотам и растворителям), а также повышенную механическую прочность и стойкость к вибрации.

Для ремонта сантехники лучше выбрать водостойкие виды холодной сварки. Они, как правило, двухкомпонентные, и выдерживают длительное сопротивление воде. Некоторые производители выпускают составы, которые можно наносить на влажную поверхность, например, на трубу прямо поверх течи.

Особая разновидность холодной сварки – термостойкая – выдерживающая воздействие высоких температур. Как правило, устойчива и к воздействию низких температур (ниже -20 °) и высоких (выше +150 °), при которых обычная сварка может начать трескаться.

Холодная сварка чугуна

Данный способ используют чаще. Чтобы подготовить деталь к сварке, ее зачищают, фрезеруют, высверливают до тех пор, пока поверхность не будет чистой и ровной. Если дефекты, находятся друг от друга на расстоянии более 2 см, их зачищают по отдельности. При расположении менее 2 см вырубается полностью весь дефектный участок.

В ежедневной практике используют несколько способов холодной сварки:

  • медно-железная;
  • медно-никелевая;
  • никелевая;
  • железоникелевая;
  • со сталью и другим.

Используя первые два способа можно получить наплавленное железо, которое хорошо поддается обработке.

Заваривание последним способом выполняется несколько иначе. Чтобы сделать прочный слой наплавленного железа, в чугунную деталь вставляют штыки, которые в дальнейшем сбиваются. Данный способ актуален для ремонта больших, тяжелых деталей. В данном случае в металлическом шве содержится высокое количество углерода, за счет чего повышается его твердость. Чтобы ее минимизировать, используют 2 способа:

  1. Метод сокращения глубины проплавления чугуна.
  2. Нанесение большого количества графитизирующего вещества на стальные стержни.

Если дефекты отдельные и небольшие, используют медно-железный электрод. Сварной шов будет представлять собой смесь из меди и сплава из железа и углерода.

Холодная сварка чугуна

Медно-никелевый электрод используется при сварке литейных браков рабочих поверхностей, на которых повышать твердость категорически не допускается.

Железоникелевый электрод применяется для заваривания незначительного отдельного брака на ответственной поверхности чугунных отливок.

Дуговую сварку используют для заделки дефектов в литье. Сварка выполняется постоянным током прямой полярности.

Газовую сварку применяют крайне редко и используют ее только для ремонтных работ. Наиболее результативной является сварка с применением специальной горючей смеси. Перед началом работ деталь предварительно прогревают как местно, так и полностью.

Общий нагрев маленьких деталей осуществляется специальными печами до 400 градусов, а крупных – до 700. Для местного прогревания используются газовые горелки или паяльные лампы. Из-за того, что у чугуна высокая текучесть, работа с ним выполняется только для нижнего положения шва. Специальная емкость огораживается флюсами, которые подаются в ручном режиме.

Кроме вышеперечисленных способов, существуют еще механические методы крепления. К таким относят электросварку, которая позволяет обеспечить положительный результат на сварном шве. Данный способ подразумевает использование литых чугунных пластин вместо электродов. Если правильно подобрать электрод и применить все флюсы, а также позволить детали остыть постепенно, можно в результате получить сварной шов без трещины и дефекта.

Читайте также:  Топ-5 стран с самыми красивыми женщинами

Технология сварки чугуна электродом в домашних условиях, практические советы

Сложность сварки чугуна обусловлена составом этого материала. Большое количество углерода является не только определяющим фактором при формировании свойств этого материала, но и зачастую становится причиной некачественного сварного шва. Поэтому перед началом работ рекомендуется ознакомиться с правилами выбора электродов и определить оптимальный режим работы аппарата.

Основные параметры

Пример качественного шва

Предварительно нужно подготовить поверхность материала для формирования надежного соединения. Так как чугун имеет температуру плавления намного ниже, чем обычная углеродистая сталь (от 1200 до 1250°С) – прогрев заготовки нужно проводить при более низком температурном воздействии. Рекомендуемые параметры термической обработки – от 400 до 700°С в зависимости от требуемой толщины шва и марки чугуна.

Технология сварки чугуна электродом в домашних условиях, практические советы

Перед этим поверхность очищается, а место будущего соединения обрабатывается. Кромка не должна иметь явных дефектов, неровностей и трещин. В противном случае при сварке повышается вероятность вытекания расплавленной массы из области ванны.

Кроме этого следует подготовить следующие расходные материалы:

    Электроды. Рекомендуемые марки для сварки чугуна в домашних условиях: ОЗЧ2, ОЗЧ6 (медные стержни с обмазкой из ферритового порошка); ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4 (железно-никелевые и никелевые электроды); МНЧ2 (никель, железо и медь). Рекомендуется использование специальных форм из графита, которые предотвратят растекание расплавленного металла из ванны. Из-за высоких температур необходим дополнительный щиток на держатель электродов. Таки образом можно обеспечить защиту рук от термического воздействия.

Формирование шва происходит с небольшими перерывами, чтобы дать поверхности остыть. Важнейшим условием технологии является предварительный разогрев детали. В промышленности для этого используют специальные печи. В домашних условиях подобную процедуру термической обработки сделать невозможно.

Поэтому следует использовать электроды для так называемой «холодной» сварки с содержанием никеля и сплавов меди, например — МНЧ2. Во время работы железо в сочетании с никелем образует состав, исключающий взаимодействие с углеродом. Таким образом можно предотвратить образование отбеленного чугуна в месте формирования сварного стыка.

Параметры сварки чугуна с помощью электродов без предварительного нагрева

Характеристики из таблицы указаны только для сварки в нижнем положении. Если работы выполняются в вертикальном направлении – для всех марок электродов, кроме ЦЧ-4, значение тока следует уменьшить на 10-20 А.

Практические советы

Технология сварки чугуна электродом в домашних условиях, практические советы

Как сделать шов равномерным и надежным? Для этого рекомендуется правильно подобрать соответствующую марку электродов и их диаметр. Добиться хороших прочностных характеристик соединения можно воспользовавшись советами от профессиональных сварщиков.

    Во время выполнения работ нужно поддерживать максимальный объем жидкого металла и одновременно предотвращать его вытекание за пределы ванны. При больших объемах это следует делать вдвоем. Также нужно использовать специальные графитовые формы. Для медленного охлаждения деталей можно использовать сухой песок или мелкий древесный уголь. Они предотвратят появление отбеленных зон из-за разности температур на поверхности чугуна. При использовании угольных электродов диаметром 8-20 мм величина постоянного тока сварочного аппарата должна быть от 280 до 600 А. Если выполнение работ затруднено или есть вероятность формирования соединительного (ремонтного) шва с помощью дуговой сварки – можно выбрать альтернативный метод. Наиболее эффективным является использование аргона. Без предварительного нагрева чугуна характеристики шва будут отличаться от исходных. Это нужно учитывать при дальнейшей эксплуатации детали (заготовки).

Пример технологии сварок различных деталей из чугуна

Важно знать, что холодный метод соединения применяется только для устранения трещин и дефектов, а также при сваривании деталей из различных видов чугуна и сталей. Его нельзя использовать для устранения дефектов литья, а также при обработке поверхности.

Наплавка чугуна

Наплавка чугуна может производиться с помощью специальных электродов следующих марок:

МНЧ-2, применяется для ответственных стыков, наплавка выполняется без подогрева. ОЗЖН-1 предназначены для осуществления работ по заделке серьезных дефектов. ОЗЧ-2 используются для наплавления ковкого и серого чугуна. Технология наплавки чугуна представлена в статье «Наплавка металла: электродом и другие».

Газовая наплавка осуществляется с помощью теплоты, выделяемой при горении смеси ацетилена (заменителей ацетилена) и кислорода. В качестве расходных материалов используются литые прутки и флюсы.

Особенности сварки стальными электродами

Стальные низкоуглеродистые электроды применяются для сварки чугуна в виду их дешевизны и доступности. Ими допускается сваривать изделия неответственных деталей и при небольших дефектах. Но чтобы ими качественно варить, необходимо первый плакирующий слой в разделке выполнять электродами марки ЦЧ-4.

Применяя обычные электроды марки АНО-4, УОНИИ 13/45 и др. марок наиболее часто используемых при сварке электродов, используют еще и медную проволоку. Она наматывается прямо на электрод, при этом ее масса должна превосходить саму массу электрода в 4 ÷ 5 раз или она используется в качестве присадочного прутка.

Замена блока цилиндров и отказ от сварки — верное решение

Любая сварка, даже в исполнении самого профессионального исполнителя, не будет столь же качественной, как установка нового блока цилиндров. При трещине в этом узле происходит быстрое разбивание составляющих частей агрегата, все выходит из строя. Даже при профессиональном сваривании невозможно соблюсти все заводские размеры до последнего микрона. Замена блока цилиндров выполняется следующие образом:

  • по марке и модели двигателя специалист выполняет поиск запчастей, проводится подбор всех периферийных деталей, которые также придется поменять, формируется бюджет;
  • также к этому бюджету добавляют стоимость работ, которые каждый мастер оценивает по-своему, но лучше обращаться на профессиональную станцию обслуживания авто;
  • далее производится разборка двигателя, изучение проблемы и ее влияния на все остальные детали, такие как поршни, шатуны, кольца и уплотнения в агрегате;
  • проводится установка нового блока цилиндров, сборка необходимых деталей на нужное место, при этом на каждом этапе выполняется раз проверок, что доказывает качество детали;
  • после сборки необходимо провести диагностику силового агрегата в разных плоскостях, затем тест-драйв автомобиля с пониманием всех посторонних звуков и шумов в моторе.
Замена блока цилиндров и отказ от сварки — верное решение

Если устанавливается подержанный блок цилиндров, нужно особенно внимательно относиться к процессам тестирования и проверки двигателя. Впрочем, при профессиональном подборе детали не должно возникнуть никаких негативных особенностей эксплуатации силового агрегата. Именно поэтому замена является оптимальным процессом для такой поломки. А вот сварка подойдет не всегда, даже в профессиональном исполнении.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Прежде, чем сваривать чугун, его нужно подготовить. Сперва нужное место зачищается болгаркой с лепестковым кругом или другой подходящей насадкой. После зачистки верхнего слоя до не окисленного металла нужно провести обязательное обезжиривание бензином или любым другим растворителем. Если вы решили заделать трещину, то металл нужно расчистить до ее окончания, и в этом месте засверлить отверстие диаметром 10 мм.

Отдельно стоит поговорить про следующие особенности подготовки:

1. Шпильки. Дуговая сварка чугуна может осуществляется как послойно без применения опорных элементов, так и с использованием шпилек. Шпильки состоят из стали. Их размеры строго регламентируются, так например диаметр не должен превышать 40% от толщины чугуна. Выступ шпильки над металлом ограничен 4-6 мм, а расстояние между шпильками не должно быть больше, чем 6 диаметров. Количество зависит только от размеров соединения, но не больше 25% от площади излома

2. Разделка кромок.

Подготовка чугуна для сварки инвертором холодным методом

Обратите внимание! Кромки не должны иметь острый срез в месте соединения двух частей метала, оптимальная форма – сферическая.

3. Электроды должны быть специальными. Заваривать такой металл обычными электродами по стали практически невозможно, поэтому стоит приобрести электрод с добавлением меди, хрома, никеля и других лигатур, способствующих наплавлению на прихотливый чугун.