Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором

Сила тока указана для сварки в нижнем положении. При сварке вертикальных труб, например, этот ток уменьшается на 15-25 А.

Как сварить чугун с помощью электросварки в домашних условиях

Чугун широко используется в различных сферах деятельности человека. Из него изготавливают различные бытовые изделия, в том числе сантехническое оборудование. Монтаж и ремонт металлических конструкций требует надежного соединения, для чего используются различные технологии. Сварка чугуна электросваркой является одним из самых популярных методов, но требует знания специфики процесса.

Как и сталь, чугун представляет собой сплав железа и углерода, однако содержание железа превышает 2,14% и может достигать 6,65%. Кроме того, присутствуют примеси в виде кремния, марганца, серы и фосфора, а также легирующие добавки (хром, никель, магний и т.д.). Металл обладает высокой прочностью, но высокое содержание углерода приводит к низкой пластичности и отсутствию вязкости. По этой причине чугун трудно поддается сварке.

Сварочные характеристики чугуна

В зависимости от формы, в которой присутствует углерод, чугун делится на несколько типов:

1. Белый чугун. Содержит углерод в форме цементита. Он очень твердый и не поддается обработке режущими инструментами. Его чрезвычайно трудно сваривать.
2. Серый чугун. Содержит углерод в форме графита. Сплав относительно легко поддается механической обработке. Надежный шов можно получить, используя инвертор для электродной сварки чугуна в домашних условиях.
3. Легируемый тип. Получается путем специальной обработки белого чугуна, при которой углерод преобразуется в чешуйчатый графит. Этот сплав широко используется в машиностроении. Его можно сваривать специальными электродами.
4. Ковкий чугун. Содержит углерод в обеих формах – цементит и графит. Используется для изготовления изделий с повышенной износостойкостью.
5. Высокопрочный чугун. Содержащийся в нем углерод имеет сферическую форму, которая получается в процессе кристаллизации. Этот металл используется для производства особо ответственных изделий, в том числе труб.

Как правильно сваривать чугун

Особые свойства этого материала предъявляют высокие требования к выполнению процесса сварки. Правильный подход требует тщательной подготовки. Рабочая зона должна быть тщательно очищена от всех загрязнений. Для этого используются: шлифовальная машинка, металлические щетки, наждачная бумага. Масляные пятна удаляются с помощью растворителей. В случае сильного загрязнения используют горелки или пескоструйный аппарат.

Интересное: Методы проверки качества сварных соединений и швов

Поверхностные трещины на кромках чугунных изделий – не редкость. Их заделка требует особого подхода. Трещины вырезаются и зачищаются по всей длине, чтобы полностью заполнить их расплавленным материалом. При необходимости заготовки сверлят по краям, а концы обрезают под нужным углом для сварки.

Чугун можно сваривать несколькими способами, и важно выбрать наилучший из них.

Процедура и процесс сварки

Существует 3 основных способа сварки чугуна, в зависимости от предварительного подогрева:

1. Горячий метод. Перед сваркой детали нагревают до 600-680 °C, что повышает пластичность металла и снижает риск образования трещин. Этот метод идеально подходит для производственных условий, где имеются специальные печи. Такой нагрев в бытовых условиях крайне затруднителен и даже опасен.
2. Полугорячий процесс. Металл предварительно нагревается до 320-360 °C. Нагрев осуществляется с помощью специальных нагревателей. Этот метод сложно реализовать в домашних условиях, но если у вас есть отдельная мастерская, то процесс можно осуществить.
3. Холодная сварка. Это наиболее распространенная техника для работы в домашних условиях. Предварительный нагрев не производится или не превышает 60-80 °C. При использовании этого метода необходимо учитывать все трудности, связанные с работой с чугуном.

При выборе метода следует учитывать безопасность, тип металла и наличие необходимого оборудования.

Возникающие трудности

Сложность сварки чугуна электродом в домашних условиях заключается в том, что сварной шов может получиться некачественным по следующим причинам:

1. Во время сварки происходит интенсивная закалка металла. Поскольку чугун обладает низкой пластичностью, он становится хрупким. В результате при сжатии сварного шва образуются трещины.
2. При углеродном обжиге активно выделяется угарный газ, который не всегда полностью удаляется из металла. Это приводит к образованию пор в зоне сварного шва.
3. В зоне сварки, если металл не охлажден должным образом, он может обесцветиться. На поверхности появляется слой белого, хрупкого чугуна, который не поддается обработке.
4. Из-за окисления кремния образуются тугоплавкие оксиды, которые трудно прожечь. Когда это происходит, появляются дефекты, снижающие надежность сварного шва.

Чтобы избежать дефектов, необходимо тщательно соблюдать технологический процесс. Информацию о некоторых деталях процесса сварки можно найти на сайте mrmetall.ru.

Предварительная подготовка

В домашних условиях сварка чугуна начинается с правильной подготовки узлов и деталей к процессу сварки:

• зачистки и удаления заусенцев на свариваемых кромках;
• фрезерование или растачивание дефектных участков на кромках с разделкой до голого металла;
• очистка, обезжиривание и сушка рабочих поверхностей.

Свариваемые кромки срезаются под углом 45º зубилом или шлифовальным кругом для предотвращения перегрева материала. Это способствует равномерному нагреву рабочей поверхности.

Обезжирьте бензином, ацетоном или другими органическими растворителями и обработайте сильно загрязненные участки резаком.
Трещины должны быть обработаны – на всю глубину трещины – для того, чтобы металл был достаточно проварен. Длина разреза должна быть на 5-6 мм больше дефектного участка с обеих сторон. Концы трещин должны быть просверлены или вырезаны и закруглены.

Для тонкостенных деталей подкладывают графитовые шайбы, чтобы предотвратить вытекание расплавленного металла. Это поддерживает нагретую область и сохраняет форму детали.

Процесс сварки

Чтобы соединить две чугунные детали, их необходимо положить на верстак или сварочный стол, желательно закрепить струбцинами, зажимами, специальными приспособлениями, чтобы уменьшить вероятность деформации. Если необходимо заварить трещину, не обязательно закреплять детали. Существует два способа сварки чугуна – с помощью покрытого электрода и инвертора.

Метод горячего нагрева

Полная сварка чугуна в домашних условиях затруднена из-за высоких температур, при которых необходимо нагревать детали. Принцип метода описан в ГОСТ 30430-96:

1. Изделие собирается путем прихватки.
2. Детали свариваются горячей сваркой при температуре 400-600 градусов.
3. Сварка осуществляется при тщательном перемешивании расплавленного металла. Важно не прерывать процесс до того, как графит сгорит в сварочной ванне. Наконец, электрод должен быть выведен из шва и сварной шов должен быть разорван на основном металле.
4. Затем заготовку повторно нагревают и медленно охлаждают..

Для контроля температурного режима используются карандаши, которые плавятся при определенных температурах (ставят метку на утюге), или ручные пирометры. Заготовку помещают в песок, чтобы она медленно остывала.

Если необходимо сварить чугун в домашних условиях, детали можно нагреть газовой горелкой или резаком.

Метод холодной сварки без предварительного подогрева

Этот универсальный метод подходит для использования в полевых условиях – в гараже или на даче. Однако для сварки необходимо использовать подходящие электроды. Суть процесса:

1. После подготовки детали укладываются на верстаки, если необходимо, зажимают.
2. Выполняют несколько прихваток, дают материалу остыть. Проверьте размеры детали.
3. Сваривайте небольшими участками, избегая перегрева.. Удалите шлак после охлаждения и зачистите щеткой до металлического блеска.

Ошибки, часто допускаемые при сварке чугуна. Советы

Разные чугуны свариваются по-разному. Некоторые сплавы не могут быть сварены вместе. Типичные ошибки:

1. Слишком высокая сила тока – При слишком высокой силе тока металл сильно нагревается, после кристаллизации раздаются щелкающие звуки, а в сварном шве образуются трещины.
2. Высокая скорость сварки – Горячие и холодные трещины образуются из-за слишком быстрого охлаждения металла. Эту ошибку часто допускают при использовании "холодного" метода. Рекомендуется сваривать небольшие швы с разных сторон, меняя местами детали.
3. Низкий ток – Сварной шов плохо сформирован, а кромки недостаточно проплавлены.

Даже если видимых дефектов не замечено, это не означает, что деталь сварена надежно. Необходимо проверить ответственные швы: на изгиб, на растяжение.

Для получения качественного соединения также используются резьбовые стержни – стальные стержни с резьбой. Они ввинчиваются в стыки свариваемых деталей, чтобы удерживать их вместе. Затем выступающие головки срезаются. Важно подготовить свариваемые детали перед установкой шарниров, а затем склеить и сварить заготовки. Желательно вкрутить шарниры, чтобы будущий сварочный шов правильно соединил их с чугуном.

При заварке трещин используется метод повторного засверливания концов трещины. Это предотвращает повторное появление трещины. Необходимо отступить от края на 5-10 мм и просверлить отверстия диаметром 5-6 мм.

Сложность сварки чугуна в домашних условиях заключается в том, что сплав имеет высокое содержание углерода (более 2,14%). После сварки шов получается более пластичным, чем область шва. Это приводит к образованию трещин и изломов. Соблюдение данной техники поможет получить надежный шов. Если "холодный" метод не дает удовлетворительных результатов, рекомендуется попробовать "горячий" метод.

Техника сварки

Для того чтобы сварщик хорошо понимал, как сваривать чугун электросваркой, полезно знать несколько важных нюансов этого процесса. Один из них заключается в том, чтобы избежать перегрева поверхности. Для этого рекомендуется выбирать меньшую силу тока, чем при сварке обычной стали, и электроды диаметром 3 мм.

Читайте также:
Как происходит кремация?

Можно ли хорошо сварить чугун, также зависит от ровности сварного шва. Для этого необходимо разделить края пластин и начать сварку. Сварка корня производится без колебаний. Однако рекомендуется делать это прерывисто. Участки, которые не были перемещены, должны быть сварены вторым проходом. Последовательные слои свариваются чередующимися рядами. Свариваемый участок равномерно прогревается и насыщается низкоуглеродистым металлом.

Сварка шпильками используется в ответственных случаях. Она намного эффективнее в создании равномерного нагрева, чем все предыдущие методы, но занимает больше времени. Чтобы понять, как устанавливать шпильки на пластины, вы можете посмотреть видео о критической сварке чугуна. Методика предполагает вкручивание дюбелей по краю и на расстоянии от стыка. Процесс начинается со сварки ввинченных компонентов с минимальной наплавкой. Сварка выполняется в шахматном порядке. После обхода шпилек пластины соединяются вместе. Постепенное перекрытие валиков и равномерный нагрев, а также наличие более пластичного металла для сварки позволяют получить надежное соединение.

Сварка серого чугуна, распространенного в промышленности, сопровождается обеспечением медленного охлаждения. Для этого необходимо оставить изделие, покрытое золой или песком, до тех пор, пока температура материала не снизится до комнатной. Это уменьшает напряжение в металле и позволяет избежать микротрещин.

Перед сваркой посыпьте шов бурой или другим порошком флюса. Это уменьшит контакт наружного воздуха с углеродом в материале и сократит поры. В то же время сварщики должны иметь хорошую вентиляцию, чтобы защитить свои органы дыхания от газового облака.

Холодный метод

Холодная сварка чугуна используется на малых предприятиях и при домашнем ремонте. Она может осуществляться с помощью электродов или пламени горелки с присадкой. Суть метода заключается в обработке металла без предварительного нагрева. Он используется для наплавки истертых поверхностей, потрескавшихся кромок и сколов на предметах незначительного назначения.

Метод относительно быстрый и недорогой. Недостатком является то, что после сварки появляются поры и микротрещины. Швы требуют последующей механической обработки для достижения визуально привлекательного внешнего вида.

Сварка чугуна в домашних условиях

Чугунные детали можно сваривать в домашних условиях постоянным током с помощью инвертора. Инвертор обеспечивает хорошее сплавление свариваемых деталей и минимизирует разбрызгивание дуги.

Инверторная сварка чугуна в домашних условиях может осуществляться двумя способами. Первый, так называемый холодный способ, используется для заварки небольших трещин или устранения обвалов на поверхности изделия. В этом случае не требуется предварительного подогрева перед началом работы. Сварной шов очищается от грязи и окислов. Узкие трещины шириной до 1 мм зачищаются угловой шлифовальной машиной с установленным тонким диском. Расплавленный металл стекает в шов, укрепляя его. Этот метод подходит для вторичных швов, которые не подвергаются большим нагрузкам.

Читайте также:
Точечная сварка аккумуляторов

Более сложные работы выполняют методом горячей сварки, предварительно нагревая детали до 350 С. Заготовка помещается в печь на 20 минут, после чего ее вынимают и начинают сварку. Вместо печи можно использовать паяльную лампу или газовую горелку. Предварительный нагрев материала выравнивает разницу температур между электродом или присадочным металлом и самой свариваемой деталью. Этот метод помогает свести к минимуму образование трещин и предотвращает образование твердых сварных швов, которые трудно шлифовать.

Все сварные швы получаются высокого качества и способны выдерживать заданные рабочие напряжения. Дополнительный эффект этого метода достигается за счет медленного охлаждения металла после завершения работы. Для этого заготовку помещают в сухой песок или печную золу. Заготовку можно использовать только после полного остывания.

Выбор электродов и настройка машины

Для соединения чугунных деталей с помощью инвертора необходимо правильно выбрать электроды. Материал стержня обычно содержит определенные добавки, которые облегчают контакт со свариваемым материалом. Они также активно препятствуют выделению углерода и предотвращают образование трещин и пор.

Наиболее часто для сварки чугуна используются электроды ОЗЧ-2, МНЧ-2, СЧ-4 и ОЗЖН-1. Они содержат присадки меди и никеля, которые связывают углерод, укрепляя шов и делая его более пластичным. Это значительно повышает устойчивость сварного шва к растрескиванию и разрыву.

Часто возникают ситуации, когда требуется срочный ремонт, а электродов для чугунных работ нет в наличии. В этом случае их можно изготовить самостоятельно. Потребуется обычный стандартный электрод, на который наматывается медная проволока в один слой витков, плотно расположенных друг к другу. Намотка начинается с рабочего конца, где будет возникать электрическая дуга. Точного диаметра медной проволоки не существует, его значение составляет 0,5-1 мм. Во время горения основной стержень сплавляется с намотанной медью, а наплавка защищает сварочную ванну от внешних воздействий.

Для получения качественного сварного шва необходима хорошая центровка инвертора. Они выполняются в зависимости от диаметра и типа электрода, соответствующего сварочному току. Для облегчения этого процесса имеются таблицы: