Как варить чугун аргоном?

Сварка чугуна аргоном: подготовка чугуна, необходимое оборудование, технология сварки и особенности процесса

В промышленности и в быту применяется большое количество чугунных изделий. Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором может содержаться от 2 до 6,7% углерода. Высокое содержание углерода приводит к наличию у чугуна ряда свойств, которые делают его сварку обычными способами неэффективной. Для такой сварки разработаны специальные технологии. Одной из наиболее востребованных технологий является дуговая сварка в защитной среде аргона.

выбор Подготовка чугуна к сварке

Подготовка деталей из чугуна к сварке должна быть более тщательной, чем при сварке других материалов. Это связано со склонностью этого материала к образованию трещин и разрушению.

При этом совершаются следующие операции:

Технология сварки аргоном

В зависимости от вида механизации аргоновая сварка бывает ручная, механизированная, автоматизированная и роботизированная.

В первом случае перемещение горелки и сварочной проволоки осуществляется сварщиком. Во втором случае горелку перемещает сварщик, а проволока подается механизировано. В третьем случае движение горелки и проволоки осуществляется механическими средствами, всем процессом управляет оператор. При роботизированной сварке процесс происходит без участия человека.

В состав оборудования, используемого для сварки чугуна в среде аргона, входят:

  • источник сварочного тока;
  • горелка или набор горелок;
  • устройство для возбуждения дуги или поддержания стабильного тока (осциллятор);
  • баллон с газом;
  • провода, шланги.

Источник тока может быть трансформаторным или инверторным. Инверторный аппарат обладает рядом преимуществ. Такое устройство обеспечивает высокое качество шва, имеет небольшой вес и размеры и простое управление. В инверторе обычно используются дополнительные функции – ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция тока.

Важным элементом установки для сварки аргоном является горелка. Она представляет собой сложное устройство, на конце которого смонтировано сопло. Из сопла в область сварочной ванны подается аргон. Сопло изготавливается из термоустойчивого материала, так как температура сварочной ванны может достигать 2000°С. Внутри сопла расположен электрод, с помощью которого образуется электрическая дуга. В сопло с помощью шлангов подается газ из баллона, а к электроду с помощью кабелей подается напряжение от источника тока. Горелка может иметь водяное охлаждение, с помощью которого можно регулировать температуру электрода и ванны.

Схема аргонодуговой сварки

При сварке чугуна аргоном используются неплавящиеся электроды. В качестве таких электродов применяют электроды из вольфрама. Они имеют высокую температуру плавления и не принимают участие в формировании сварочного шва. В соответствии с ГОСТ используют электроды из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением лантана, иттрия, тория. Такие добавки улучшают качество электродов и увеличивают температуру их плавления.

Выбор присадки

При сварке чугуна рассматриваемым методом основным материалом для создания шва является присадка.

В качестве присадочного материала используются пруток или проволока. Тип присадочного материала выбирают в зависимости от требований к качеству шва.

Например, для получения более пластичного шва используют сплавы с никелем, а для шва с повышенной твердостью – медь. Для получения шва со средней твердостью применяют сплав никеля и меди (монель-металл). Толщина присадочных прутков зависит от толщины свариваемых деталей и равна приблизительно ее половине.

В домашних условиях иногда используют самодельный присадочный пруток, состоящий из скрученных медной и нержавеющей проволок.

Сварочная проволока представляет собой трубку из присадочного материала, внутри которой находится флюс. В зависимости от типа сварки применяют проволоку типа ППЧ-1 (для горячей сварки), ППЧ-2 (для полугорячей) или ППЧ-3 (для холодной).

Процесс сваривания чугуна

Существует три вида сварки чугуна аргоном:

  • горячая. Перед сваркой детали нагреваются до температуры 600-650°С и последующим медленным охлаждением (в течение нескольких суток);
  • полугорячая. Нагревание до 300-350°С;
  • холодная. Без нагрева и с естественным охлаждением.

Алгоритм сваривания деталей из чугуна:

  1. Закрепить подготовленные для сварки детали (с помощью струбцин или иных приспособлений).
  2. Включить подачу аргона.
  3. Зажечь дугу (на отдельной графитовой пластине).
  4. Ввести присадочный пруток под углом 25-30°.
  5. Выполнить сварку участками по 2,5-3 см.
  6. Для снятия остаточных напряжений произвести молотком проковку шва.
  7. Выполнить 2-й проход и так далее (каждый новый шов простукивается молотком).
  8. После формирования шва дать сборке остыть при нормальных условиях.
  9. Удалить налет (брызги).
  10. Обработать шов наждачной бумагой, шлифмашиной, металлической щеткой.

Особенности сварки чугуна аргоном

При сварке чугуна аргоном необходимо обращать внимание на следующие моменты:

  • при сварке электрод должен быть расположен близко к шву для получения дуги минимальных размеров. Это обеспечивает увеличение глубины проплава и уменьшает ширину шва;
  • горелка должна двигаться только по оси шва. В результате получается прочное соединение красивой формы;
  • чтобы избежать появления брызг, необходимо присадочную проволоку подавать плавно;
  • электрод и присадка не должны выходить из газовой зоны;
  • заварку кратера производить с понижением тока;
  • нельзя прекращать сварку обрывом дуги при отведении горелки;
  • работа по сварке не должна прерываться. В случае приостановки новый шов надо начинать с края уже сделанного и затвердевшего шва;
  • при сварке горелка должна все время двигаться. При остановке ее на одном месте произойдет перегрев материала и сильное испарение углерода. Это приведет к локальному возрастанию твердости и ухудшению свариваемости;
  • сварку лучше производить в нижнем положении. В этом случае пластичный расплавленный металл не вытечет из ванны;
  • для вывода газов и предотвращения появления в шве пор необходимо иногда перемешивать раствор в ванне.

Аргонодуговая сварка чугуна

Что такое чугун? Это сплав железа и углерода, в котором последний может быть представлен в виде графита или цементита (Fe3C). Если в производстве используется графит, то получается серый чугун, который хорошо поддается обработке и сварке. Если цементит, то получается белый чугун, который варить нельзя. Просто не получится. Сам сварочный процесс может производиться практически любыми технологиями. Нас в этой статье будет интересовать сварка чугуна аргоном с применением неплавящегося вольфрамового электрода ( TIG ).

Но перед тем как начать с ней разбираться, необходимо сказать о том, что существует три основных направления сваривания.

  1. Свариваемые чугунные детали соединяются между собой чугунным швом.
  2. То же самое, только шов будет из низколегированной стали.
  3. И последний – шов из цветных металлов.

То есть, получается так, что аргонная сварка чугуна (ТИГ) может производиться с применением разных по составу присадочных элементов. Но надо обязательно добавить, что сама аргонная технология сваривания чугуна обязательно включает в себя предварительный нагрев заготовок. Хотя все чаще появляются присадки, с помощью которых можно варить чугун и без нагрева. В зависимости от того, до какой температуры будут нагреваться чугунные детали, зависят и разновидности сварки чугуна. Их также три.

  1. Горячая сварка, когда заготовки нагреваются до 600С.
  2. Полугорячая – до 400С.
  3. Холодная – вообще не нагреваются.

Два первых вида обычно используются для того, чтобы создать сварочное соединение таким же по составу, как и сам свариваемый металл. Третий используется, когда создаваемый шов по составу не является чугунным.

Сварка аргоном – технология и последовательность

Процесс аргонодуговой сварки делится на несколько этапов, которые проводятся в определенной последовательности. А именно:

  • Подготовка свариваемых заготовок.
  • Их подогрев.
  • Сам сварочный процесс.
  • Медленное охлаждение стыка.

К подготовительному процессу можно отнести зачистку соединяемых поверхностей и формирование кромок. Очень важно правильно кромкам придать необходимую форму. Она не должна быть острой, она должна быть скругленной, как показано на фото ниже. Такое скругление обычно достигается с помощью обычной болгарки. Кромки нужно формировать только в том случае, если толщина соединяемых чугунных заготовок превышает 4 мм.

Подогрев чугуна производится горелкой, после чего можно переходить непосредственно к свариванию металла. Если производится сварка деталей со сложной формой, где присутствуют перемычки, отверстия, участки с разными толщинами, то нагревать необходимо будет всю деталь, а не только участок, где производится сварка.

Читайте также  Уфимский завод пластиковых труб

Чугунные стержни для сварки

Очень важно правильно выбрать присадочный материал. В основном для этого используют стержни, изготовленные из чугуна. Некоторые мастера просто удаляют обмазку с чугунных электродов и применяют их в качестве присадки.

Вот такие марки используются для аргонодуговой сварки чугуна (ТИГ).

  • Для горячего сваривания – «А».
  • Для горячей сварки с местным нагревом – «Б».
  • Для соединения тонкостенных чугунных заготовок при полугорячей сварке – «НЧ-1».
  • Для толстостенных чугунных деталей при полугорячей сварке – «НЧ-2».
  • Для соединения с повышенными характеристиками износостойкости – «БЧ» или «ХЧ».

Диаметр присадочного стержня выбирается из расчета толщины свариваемых заготовок. Обычно он в два раза должен быть меньше.

Технология сварки

В принципе, варить чугун аргонодуговой технологией нужно точно так же, как и другие металлы. Никаких отклонений или технологических нюансов. Важно правильно настроить сварочный аппарат, который должен выдавать ток силой 40-80 ампер. Разброс величины достаточно большой, потому что в таком диапазоне можно варить детали разной толщины. Оптимальный показатель достигается опытным путем, при котором при сварке металл не трещит.

Сам процесс сварки можно проводить в двух направлениях: горелка движется впереди присадочного прутка или наоборот. Это не нарушает качество шва. Если свариваются две толстые заготовки, то, во-первых, делается Х-образная кромка, во-вторых, сам шов проваривается с двух сторон.

Есть несколько моментов, на которые необходимо обращать внимание, сваривая чугун аргонодуговой сваркой ТИГ.

  • Погружать сварочный присадочный стержень в сварную ванну можно после того, как он хорошо нагреется.
  • Лучше, если присадка из зоны сваривания не будет выноситься в процессе всего процесса. Но это не критично, потому что после заполнения ванны расплавленным металлом приходится его равномерно распределять по всему зазору, образовывая сварной шов. Именно в это время присадочный элемент там будет только мешать. Но на это уходят доли секунды, так что пруток не успевает остыть.
  • Сварка неплавящимся электродом в аргоне должна проводиться непрерывно. Насколько это возможно. Если по каким-то причинам процесс был на время приостановлен, новый шов надо накладывать на край старого, уже остывшего.
  • Долго держать пламя горелки на одном месте не допускается. В процессе сильного нагрева чугуна из него начинает испаряться углерод, что приводит к отбеливанию металла. Он становится прочным и твердым, то есть, снижаются его сварные характеристики.
  • Лучше всего, если сварку чугуна в аргонном защитном слое проводить в нижнем положении. Таким образом, расплавленный металл не будет вытекать из сварной ванны под действием своего веса и под действием давления самого защитного газа.
  • Если свариваются две большие и толстые чугунные заготовки, то зазор между ними будет достаточно большим. Поэтому наплавку производят в несколько слоев. При этом концом присадочного прутка необходимо периодически помешивать содержимое сварочной ванны, чтобы внутри расплавленного металла не образовались поры. Именно таким способом удаляются растворенные в металле газы.

Как видите, сварить чугун с помощью аргонодуговой технологии TIG не очень сложно. Специалисты считают, что именно таким способом соединение чугунных деталей будет самым качественным. Но чтобы качество на самом деле было высоким, нужно обязательно, чтобы чугун после сварки остывал медленно (естественным путем).

Сварка чугуна аргоном

Автор: Игорь

Дата: 18.07.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Даже в наше время сварка чугуна аргоном является нелегким делом. Тем не менее, сам материал обладает хорошими для машиностроения свойствами, благодаря чему он широко применяться в этой сфере. Металл имеет высокое содержание углерода в своем составе. Оно колеблется от 2 до 6%, тогда как в других сплавах данный показатель, примерно, в 10 раз меньше. Среди всех имеющихся на сегодняшний день разновидностей, сварка чугуна в среде аргона является наиболее качественным способом получить неразъемное соединение. Конечно же, здесь имеются свои особенности, куда входит подготовка металла под сварку при помощи подогрева. Здесь также могут использоваться специальные электроды из вольфрама, которые не плавятся. Также применяются особые присадочные материалы, в которых также имеется высокое содержание углерода, чтобы соединение было максимально идентичным основному металлу. Сам аргон создает условия защиты для сварочной ванны, на которую оказывает негативное влияние кислород из атмосферы и прочие посторонние факторы. Параметры данного процесса должны соответствовать ГОСТ 14771-76.

Сварка чугуна аргоном

Свариваемость чугуна и другие свойства

Сварка чугуна аргоном предполагает учет всех свойств данного металла. Он имеет ряд определенных особенностей, которые следует знать, чтобы не навредить. Ведь свариваемость чугуна находится не на самом высоком уровне и применение всех дополнительных технологий помогает избежать проблем. Среди важных свойств стоит отметить:

  • Высокая скорость остывания металла. Это свойство приводит к эффекту «отбеливания». В это время, на поверхности материала появляется слой белого чугуна, который уже впоследствии не поддается обработке.
  • Металл обладает низкими пластическими свойствами. Это приводит к перенапряжениям отдельных участков, особенно в местах сваривания. Из-за этого на месте шва образуются трещины, которые могут проявляться не сразу, а через несколько часов после остывания.
  • Уменьшение количества углерода от температурного воздействия. При выгорании углерода, появляется окись СО, что способствует появлению пор внутри шва и на его поверхности.
  • Хрупкость материала также оказывает множество проблем при сваривании отдельных частей.

Способы

Сварка чугуна аргоном может проводиться несколькими способами. Так как все это проводится в одной и той же защитной среде, то основная разница состоит в том, каким инструментом нужно будет пользоваться. Тут выделяют неплавкие электроды и присадочную проволоку, которая может иметь различный состав, в зависимости от того, для каких целей создается шов.

Использование неплавкого электрода из вольфрама оказывается не столь удобным, как при использовании плавкого присадочного материала и не может осуществлять процесс сваривания, если между деталями имеется зазор. Сваривание, в таком случае, должно происходить только в стык. Но данный способ позволяет создать сварочную ванну достаточной температуры, чтобы проварить необходимую глубину металла.

Электроды из вольфрама для чугуна

Другие виды и способы сварки металла аргоном предполагают использование присадочной проволоки. Она может заполнять собой зазоры и осуществлять сварку под углом, делать потолочные и вертикальные швы.

Технология сварки чугуна аргоном

Выбор способа

Наиболее распространенным является вариант с использованием присадочной проволоки. Он является более дорогостоящим, так как здесь необходимо тратиться на расходные материалы. В то же время, это более универсальный метод, с которым можно работать практически в любом положении. Если необходимо уменьшить расходы на сварочный процесс, то можно использовать более дешевую проволоку, если позволяет состав чугуна. Для толстых слоев металла этот метод оказывается не всегда удобным.

Сварка неплавким электродом применяется тогда, когда можно создать большую ванну, что осуществимо при высокой толщине металла. Вольфрам не плавится во время сварки, так что можно постоянно пользоваться одним и тем же инструментом. Но здесь обязательно нужно использовать дополнительный флюс для улучшения свариваемости, а также для обогащения металла углеродом.

Необходимый материл

Когда идет сварка чугуна аргоном присадка подбирается из определенных вариантов, которые выпускаются серийно. Наиболее распространенным материалом, отвечающим требованиям качества, является никелевая проволока. Она отлично подходит практически для любого типа чугуна. Дополнительным материалом здесь послужит флюс, который должен содержать углерод для обогащения шва при сварке.

Присадочный материал для сварки чугуна

Для более дешевого варианта используют алюминиево-бронзовые прутки. Они дают более бюджетный шов, но его потом нежелательно применять при высоких температурах, так как температура плавления у него будет ниже, чем у основного металла. Также могут использоваться неплавкие, вольфрамовые или угольные электроды, толщина которых подбирается по толщине металла.

Читайте также  Меднение нержавеющей стали

Угольный электрод для сварки чугуна

Режимы

Сварка чугуна аргоном требует точного следования инструкции, чтобы качество соединения было максимально высоким. Ведь для избегания трудностей при сваривании нужно действовать уже по проверенным режимам. Для сварки неплавким электродом это должно быть так:

Технология сварки чугуна аргоном своими руками

Выражение «чугун — хлеб промышленности», впервые прозвучало в первой половине XX века. Прошло почти сто лет, появились новые его сорта, повысилось качество обработки.

И, кроме того, был получен положительный ответ на вопрос: можно ли варить чугун электросваркой, а главное, как это делать на практике.

Долгое время получение надежного сварного соединения чугунных деталей, по трудоемкости соперничало с изготовлением новых. Сегодня процессы хоть и остались непростыми, но стали доступным даже для домашних мастеров.

Особенности

Основу чугуна, как и стали составляет железо, но углеродом оно насыщено в десятки раз сильнее. Содержание этого элемента составляет от 2,14 до 6,7%. Различают два вида чугуна:

  • белый или «передельный», в котором углерод присутствует в виде цементита (карбид железа или Fe3C);
  • серый.

Второй и есть тот самый «хлеб», который используется для изготовления деталей и конструкций. Углерод в нем содержится в виде кристаллов графита.

Что касается белого, он служит сырьем для получения стали, изготовления ковких и высокопрочных сортов серого чугуна.

Для сварки чугунных деталей сегодня используют десятки технологий, одна из которых — это сварка чугуна аргоном, вернее — в аргоновой среде.

Характеристики свариваемости

Сложности сварки чугунных изделий вызваны особенностями его поведения при высоких температурах.

При нагреве металл начинает плавиться уже при 1150ºС. При этом его высокая текучесть оказывает сварщику плохую услугу. Металл плохо удерживается в сварочной «ванне», вытекая из шва.

Выгорание углерода, обильное газообразование в сварочной ванне вызывает образование пор и трещин.

Образование тугоплавких окислов за счет наличия кремния, приводит к частичному непровару.

При быстром охлаждении детали, углерод переходит в связанное состояние, образуя цементит. То есть чугун зоны сварки переходит из серого в белый — хрупкий и одновременно твердый.

Неравномерный нагрев и охлаждение, наличие отбеленных зон создает зоны напряжения, приводящие к появлению трещин.

Перечисленное выше относит чугун к трудно свариваемым металлам. Можно ли сварить чугун, с образованием надежного шва, зависит от того какая технология используется.

Особенности технологии

Аргоновую среду используют при любом из видов сварки чугуна, а именно:

  • горячей, с предварительным нагревом заготовок до 600-650ºС и последующим постепенным охлаждением (иногда до 6 суток)
  • полугорячей, когда детали нагревают лишь до 300-350ºС;
  • холодной, выполняемой без нагрева, с естественным охлаждением. Устранить кислород из зоны сварки на все сто процентов невозможно. Так в сварочной ванне всегда присутствует некоторое количество закиси железа (FeO). Реагируя с углеродом, она создает угарный газ (окись углерода CO) , образующий поры, поскольку не растворяется в металле.

Тем не менее, наличие инертной среды на порядок снижает объем и скорость протекания окислительных процессов, поскольку устраняет присутствие атмосферного кислорода. Кроме того, отсутствие воздушного азота исключает возникновение азотистых соединений.

Все перечисленное позволяет получить даже при холодном способе соединение по прочности, мало уступающее основному металлу.

Что касается горячего и полугорячего способа, наличие аргонового компонента упрощает соединение и выполнить сварку различных по составу металлов. Причем, как сварить чугун и сталь (к примеру), так и ускорить процесс сварки чугуна.

При этом используют как обычные аппараты для дуговой сварки. Так и полуавтоматические устройства.

Подготовительный этап

В первую очередь, до начала работы выполняют подготовку самих заготовок. Свариваемые края очищают от грязи, ржавчины, шлаковых корок. Чем лучше это сделано, тем меньше в зоне сварки окажется веществ газообразующих, содержащих вредные добавки.

Острые грани скругляют, снимая фаску заточным диском «болгарки». Если выполняется заваривание трещины, ее предварительно прорезают на всю глубину. При этом поверхность очищается, одновременно сглаживаясь.

Наилучший эффект дает использование нижнего шва. Поэтому, если необходимо обваривание с нескольких сторон подготавливают соответствующие струбцины. Их задача — удерживать детали вместе на протяжении всего процесса. Делать возможным их поворот, не создавая нагрузки на незавершенный стык.

Для предотвращения вытекания расплавленного чугуна из сварочной ванны, с помощью графитовых пластин устраивают обечайки.

Кроме перечисленных мероприятий, готовят оборудование, вспомогательные инструменты. Подбирают сварочные прутки, проволоку, необходимые присадки для чугуна и аргонной сварки и т.д.

Последовательность действий

Методика соединения чугунных деталей зависит от их размеров, веса, а также формы. Иногда приходится использовать систему шпилек, многослойную сварку и т.д. Тем не менее, общая последовательность ведения работ приблизительно одинакова.

Закрепляем подготовленные к сварке элементы с помощью струбцин, либо иным способом.

Зажигаем дугу, включаем подачу аргона. Вводим присадочный пруток под углом 25-30 градусов (если автоматическая подача проволоки не используется).

Выполняем сварку отдельными участками по 2,5-3 см. Пока шов не остыл, молотком со скругленным бойком производим его проковку. Удары наносим точно, не особо сильно. Сигналом готовности служит «отбой» шва: он перестает подаваться, а звук удара становится звонче.

Выполнив один проход, немедленно приступаем к заполнению промежутков, затем (при необходимости) к следующему слою наплавки. Работы ведут непрерывно, пока стык не окажется заварен полностью.

[stextbox дуги при работе неплавким электродом выполняют на отдельной угольной (графитовой) пластине. Делают это во избежание загрязнения основного металла вольфрамом электрода, а также чтобы уберечь сам электрод от оплавления его кончика.[/stextbox]

Сварка чугуна полуавтоматом ведется по схожему алгоритму. Отличие — отсутствие присадочного прутка, поскольку его заменяет специальная проволока. Разумеется, баллон с углекислым газом заменяет емкость с аргоном.

Материалы

При работе с использованием аргона штыревые плавкие электроды не используются. Основным материалом является присадка, оформленная как пруток или проволока.

Состав присадочных прутков выбирают в зависимости от необходимого качества шва. Для получения более пластичного стыка используют сплавы с никелем. Твердый шов получают, применяя медь.

Получить шов средней твердости (обычно, наиболее востребованный) возможно с использованием так называемого монель-металла. Это сочетание никеля и меди, в пропорциях приблизительно 60:40.

[stextbox отсутствии подходящей присадки, можно воспользоваться самодельным прутком, скрутив вместе нержавейку и медную проволоку толщиной приблизительно по 1 -2 мм.[/stextbox]

Сварочная проволока по чугуну представляет собой тонкую трубку из металла присадки, с флюсом внутри. Подбирают ее так же применительно к технологии. Для холодной сварки применяют тип ППЧ-1, полугорячей ППЧ-2, и ППЧ-3 используя горячую.

Кроме специальных марок, при аргоновой сварке используют нихромовую проволоку, омедненную стальную и некоторые другие.

Особенности в домашних условиях

Оборудование для аргоновой сварки сейчас не является чем-то из ряда вон выходящим. Некогда запредельные цены на TIG устройства сегодня свелись к вполне доступным для рядового мастера.

Как правило домашние мастера не используют аргоновую сварку для изготовления серийных изделий, крупных конструкций. Чаще этим способом ремонтируют элементы двигателей, коробок передач. Реже — чугунной запорной фурнитуры, деталей эл. двигателей.

Проверенное сочетание при этом — нагрев газовой горелкой до температуры порядка 350 градусов, с последующей обваркой инвертором.

Подробной инструкции для такой «штучной» сварки нет и быть не может. Ответ на большинство вопросов, возникающих в процессе, дает только практика.

Трудности и технология сварки чугуна аргоном

  1. Особенности и сложности
  2. Способы сварки
  3. Оборудование и материалы
  4. Технология
  5. Рекомендации

Чугун относят к высокоуглеродистым сплавам, сварка которых считается сложной, а также емкой по затратам времени и сил процедурой. В процессе ее довольно сложно выполнить процесс так, чтобы в результате получился прочный и аккуратный шов. Устойчивое к механическим воздействиям соединение можно получить, если использовать определенные способы, одним из которых считается сварка аргоном. Применение аргона как газа в бытовых условиях дает возможность отремонтировать любую чугунную вещь, вышедшую из строя.

Читайте также  Инструменты для обработки дерева в домашних условиях

Особенности и сложности

Сварка чугуна аргоном выполняется несколькими методами, которые сопряжены с определенными сложностями из-за физико-химических свойств чугуна.

Рассмотрим особенности и сложности аргонодугового сварочного процесса.

  • Перегрев заготовок – в процессе сварки в аргоне зону возле шва легко можно перекалить, так как чугун имеет низкую температуру плавления. Под воздействием сварочной дуги, которая обладает высокой температурой, низкоплавкий чугун подвергается плавлению. Результатом такого воздействия могут стать трещины различной глубины, образующиеся возле сварочного шва. В дальнейшем такие трещины приведут к разрушению изделия, их сложно удалить шлифованием. Перекаливать чугун нельзя, и чтобы этого избежать, перед работой заготовки прогревают, а после выполнения сварки обеспечивают деталям медленное остывание.

  • В процессе сварки поверхность чугуна выделяет большое количество углерода, что проявляет себя повышенной пористостью шва. При проведении процесса сварки углерод незаметен, но, когда шов начинает остывать, углерод вытесняется кислородом, и пористость становится заметной. Для защиты заготовок от пористости используют флюс в виде порошка, а также в материал для сварки добавляют специальные компоненты, препятствующие образованию пор.

  • Чугун при работе может проявить себя высокой степенью текучести, из-за чего подвергается прожигу, когда расплавленный металл выходит наружу с другой стороны заготовки. Чтобы предотвратить появление прожига, применяют прокладки из графита. Они помогают сформировать плотный и прочный шов, сохранив при этом цельность заготовки.

Аргонную сварку высокоуглеродистых материалов можно выполнять на сварочных аппаратах с малой фазой тока.

Такой подход дает возможность снизить степень проникновения сварочной дуги в толщу материала и снижает воздействие физико-химических преобразований, возникающих под воздействием высоких температур. Кроме того, сварка на малом электротоке в значительной мере снижает напряжение, которое неизбежно появляется в сварочном шве, ведущем к снижению прочности металла.

Способы сварки

Сварка чугуна в аргоне может быть осуществлена холодным или горячим методом.

Горячий

Горячий метод сварки зависит от обеспечения необходимого температурного режима процесса. Равномерный прогрев рабочей зоны, где будет проложен сварочный шов, а затем постепенное его остывание – ключевые этапы данного метода. Объясняется это тем, что у чугуна пластичность металла несколько ниже по сравнению, например, со сталью. Неправильный выбор температурного режима приведет к появлению дефектов, ведущих к разрушению шва и металла возле него.

Нагрев заготовок перед выполнением сварки обеспечивает высвобождение графита и повышает пластичность порошковой основы флюса.

Если дополнительно использовать еще и графитовые электроды, а также прутки порошковой проволоки или тонкие платы чугуна такой же марки, что и заготовка, все это будет гарантировать однородное шовное соединение, сходное по составу с основой заготовки.

Когда процесс сварки завершается, то для получения стыковочного шва высокого качества потребуется добиться плавного и медленного остывания области сварки. Если сталь для остывания можно подвергать воздействию воды, то чугун от такой методики потрескается. Даже при условии медленного остывания гарантии того, что металл не даст трещину, никакой нет. Чтобы избежать растрескиваний, чугун покрывают специальным экзотермическим составом, прочно изолирующим поверхность от быстрого охлаждения. В бытовых условиях такую смесь можно заменить чистым и сухим мелким песком.

Холодный

При холодном способе предварительный прогрев области сварки у деталей отсутствует. Метод позволяет экономить время и средства.

Варианты холодной аргонной сварки чугуна имеют несколько различных подходов. Суть этих методов сводится к применению медных или никель-стальных электродов небольшого диаметра.

У этих сварочных электродов массовый уровень углерода понижен. При этом готовый шов не подвергается пористому изменению из-за поднимающихся пузырьков углерода.

Оборудование и материалы

Для успешного проведения сварки чугуна важно то, какая присадка используется для этого процесса. Для этой цели используют прутки, сделанные из чугуна. Иногда в качестве присадки мастера используют обмазку с чугунных стержней.

Для выполнения аргонодуговой сварки используют следующие виды присадок:

  • марка А – горячий метод сварки;
  • марка Б – горячий метод сварки с локальным нагревом заготовки;
  • марка НЧ-1 – соединение чугунных заготовок с предварительным прогревом;
  • марка НЧ-2 – соединение толстых листов чугуна с предварительным локальным прогревом;
  • марки ХЧ и БЧ – позволяют сделать шов, обладающий высокой степенью стойкости к износу.

Подбирая диаметр присадочного прутка, мастер его рассчитывает исходя из толщины чугунной заготовки. Пруток должен быть вдвое тоньше, чем стенка заготовки.

Для аргонодуговой сварки надо иметь аргонодуговой аппарат, в котором используется 2 вида технологий – электрическая и газовая сварка. С помощью такого аппарата можно добиться сварочного шва высокого качества. Аргонодуговые сварочные аппараты бывают как полуавтоматическими, так и полностью автоматическими.

Технология

Популярность аргонодуговой сварки чугуна высока из-за того, что варить этим способом довольно просто, а качество получается высоким. Если приобрести никелевые присадочные прутки, то такая присадка обеспечит ровный и прочный шов. Работа в аргонной среде требует соблюдения определенной технологии.

Подготовка

Перед началом выполнения сварочных работ чугунные поверхности очень тщательно готовят. Прежде всего металл очищают механическим путем, а затем удаляют масляные или жировые загрязнения. Если поверхность сильно загрязнена маслом, то такое изделие из-за его пористой структуры сварить невозможно, так как масляный состав в этом случае проникает довольно глубоко, и адгезивность в этом случае будет равна нулю.

Если в заготовках имеются трещины, их высверливают на всю их глубину, очищая поверхность для сварки, а при наличии металлической окалины, ее снимают шлифовальной машинкой. Поверхностные незначительные масляные загрязнения удаляют с помощью органического растворителя, либо масло выжигают пламенем газовой горелки.

Процесс

Для получения высококачественного прочного шва выполняют последовательно ряд действий.

  1. Проверяют качество подготовки рабочих поверхностей заготовок.
  2. Настраивают режим сварки на сварочном аппарате. Если заготовка имеет толщину не более 10 мм, то силу тока выбирают не выше 350 А, если толщина чугуна составляет от 10 до 20 мм, потребуется сила тока 400 А, если чугун толщиной 30 мм и более, потребуется сила тока до 600 А.
  3. В одну руку берут газовую горелку, а во вторую руку – присадочную проволоку.
  4. Газ из горелки подают за 20 секунд до начала сварки.
  5. Расстояние между швом и электродом выдерживают до 2-х миллиметров.
  6. Сварочный аппарат включают, в область электрода подается электроток, и образуется электродуга.
  7. В место сварки подают газ. В это время присадка начинает плавиться, и расплавленный состав начинает заполнять зазор между заготовками, соединяя их между собой.

Если соблюдать технологию сварки и технику безопасности, в результате сварочных работ получится шов высокого качества, который будет устойчив к износу и механическим воздействиям.

Рекомендации

Если вы решите выполнить аргонную сварку чугуна в бытовых условиях, вам помогут следующие рекомендации:

  • половина успеха заключается именно в предварительной подготовке металла;
  • заготовки из чугуна лучше немного прогреть, для этого используют любые подручные средства;
  • в зависимости от толщины выбирайте изначально минимальный уровень напряжения тока;
  • выполнение шва делайте небольшими отрезками длиной по 2,5-3 см.

Иногда может случиться так, что даже идеально выполненный шов будет иметь небольшое напряжение металла, что отрицательно сказывается на его долговечности. Чтобы снизить подобное остаточное напряжение, аккуратно постучите по остывшему шву молотком, выполняя это по всей протяженности сварного стыка.

Как правильно варить чугун, смотрите далее.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: