Как да заваряваме чугун с електрическо заваряване: технологията на работа и необходимите материали

По състав чугунът е сплав от желязо и въглерод, която може да съдържа и примеси и някои легиращи елементи. Този метал се използва широко в промишлеността за изработване на различни носещи части и конструкции. Повечето канализационни тръби и отоплителни радиатори в битовите сгради са изработени от чугун.

Високото съдържание на въглерод усложнява свързването на чугунените части помежду им и с други метали. Нарушаването на технологичните изисквания често води до прегряване и по този начин увеличава крехкостта на метала. Ето защо, преди да започнете да съединявате чугунени конструкции, е необходимо да научите добре как да заварявате чугун чрез електрическо заваряване, както и необходимите материали и процеси такава работа.

Видове чугун

Освен въглерод (2-6 %) и желязо, чугунът се състои от манган (до 1 %), силиций (3 %), фосфор, сяра, както и от легиращи елементи като алуминий, ванадий, хром, магнезий, никел и други. Именно легиращите агенти придават на материала твърдост, якост и еластичност в зависимост от приложението му.

Електрическото заваряване на чугун се извършва в зависимост от формата и количеството на въглерода, който се намира в метала като графит или циментит. Според тези характеристики чугунът се категоризира, както следва:

1. Белият чугун има по-светъл цвят на повърхността на счупване, тъй като въглеродът в този метал е под формата на циментит. Този материал е труден за обработка поради високата си твърдост.
2. Въглеродът в сивия чугун е под формата на графит. Повърхността на счупване на метала има сив оттенък. Такъв чугун се обработва лесно и има добри характеристики за леене.
3. Топлинната обработка на белия чугун го превръща в еластичен метал, който намира широко приложение в машиностроенето.
4. Полуотлятото желязо съдържа въглерод под формата на циментит и графит. Това съотношение придава на метала висока устойчивост на износване.
5. Сферичният графит придава на чугуна високата му якост. Високоякостен чугун се използва за производството на Качествени тръби за масло и вода.

Особености на заваряването на чугун

Преди да се отговори на въпроса дали чугунът може да се заварява чрез електрическо заваряване, е необходимо да се разберат особеностите на технологичен процес метални съединения. По своята структура, както и по много други физични свойства, чугунът е една от сплавите, които не се поддават лесно на заваряване.

По време на електрическото заваряване на чугун в у дома, трябва да се внимава на следните сложни аспекти на процеса:

1. Оформянето на качествен заваръчен шев се усложнява от течно-течната природа на чугунената сплав.
2. Неправилната температура на заваряване води до прегряване на чугуна. Това води до прегаряне на въглерода в заваръчната вана и съответно до увеличаване на образуването на пори.
3. По-високата температура на дъгата също води до побеляване на желязото в точката на заваряване. Този ефект, дължащ се на хетерогенната структура на метала, води до напукване на шева.
4. По време на заваряване чугунът може да се окисли и да създаде огнеупорен оксид, чиято температура на топене е много по-висока от тази на изходния материал.

За да се избегнат всички тези проблеми при заваряване на чугун, е необходимо да се подходи отговорно към правилният избор режим на работа.

Подготовка на чугуна за заваряване

Преди заваряване на чугун с електрическо заваряване ръбовете на съединяваните повърхности трябва да се подготвят. Повърхността може да се почиства ръчно или с електрически инструмент, използващ дюза с метална нишка.

Следващата стъпка е да се уверите, че ръбовете са чисти, тъй като е много по-трудно да се заварява чугун, отколкото стомана с електрическо заваряване у дома.

Дефектните участъци в чугуна се почистват, както следва:

• рязането се извършва стриктно по протежение на пукнатината;
• Пукнатините с непробивен характер се пробиват с бормашина и след това се издълбават до основния материал;
• в зависимост от дебелината на метала, проходните пукнатини се заваряват от две или повече страни от едната страна;
• При близко разположени пукнатини се препоръчва заваряване на кръпка, която трябва да затваря дефекта с 15-20 мм от всички страни.

Обезмасляване на фугите с ацетон или разтворител след почистване на повърхността и отстраняване на ръбовете.

Основни методи за заваряване на желязо

Чугунът може да се заварява както с електричество, така и с инертен газ. Вторият метод се използва в предимно за съединяване на разнородни метали. Газовото заваряване се използва най-често за ремонт на канализационни тръби, както и за възстановяване на автомобилни части.

Възможност за заваряване на чугун чрез електрическо заваряване както по горещ метод, с предварително загряване на заготовките, така и по студен метод, без загряване на съединението. Заваряването с нагряване е технологично по-сложно от студеното заваряване и поради това прилагането му в домашни условия не е целесъобразно.

Газово заваряване

Заваряване на чугун в облак на защитния газ Използва се за създаване на заварка с висока якост, която се постига с малко проникване в метала. Практическият опит на заварчика, както и изборът на правилната процедура за заваряване оказват решаващо влияние върху крайния резултат.

Процесът на газово заваряване трябва да се извършва с два горелника. В такива случаи се осигурява предварително загряване на съединението с горелка, а проводникът се разтопява с втората горелка и чугунените части се заваряват директно. Заварените части трябва да се охлаждат бавно и често се покриват със слой пясък или азбест.

Горещо заваряване на чугун

Заваряването на изделия от чугун с предварително загряване на ръбовете на съединяваните повърхности най-често се извършва на промишлени предприятия. Детайлите могат да се нагряват в инертни пещи или с различни специализирани горелки.

Загряването на заваръчното място до 600-650 ℃ премахва възможността за напрежение и прегряване на метала в мястото на свързване.

Процедурата за заваряване е следната:

1. Предварителна подготовка на мястото за свързване.
2. Заготовката се позиционира така, че положението на заваръчния шев да е оптимално за заваряване.
3. Заваръчната машина е настроена за работа с директна полярност. При заваряване на чугун амперажът се настройва много по-високо, отколкото при заваряване на стомана.
4. Детайлът се нагрява до температура 300-600 градуса.
5. Напълване на заваръчната вана с разтопен метал по време на създаването на шева. Препоръчваме ви да разбърквате разтопеното желязо с върха на електрода.
6. След заваряване оставете детайла в пещта, за да се охлади, или го покрийте с топлоизолационен материал. Бавното охлаждане на чугуна е от съществено значение за качественото съединение.

Горещото заваряване на метали е трудоемко, но точно това е начинът, по който се получава висококачествен шев без дефекти.

Метод на студено заваряване

Когато заваръчният шев не е с високи изисквания, чугунът може да се заварява с електрозаварка в домашни условия, студена или с леко загряване.

Технологичните характеристики на студеното заваряване са следните:

1. Минималната мощност, която е допустима за определена дебелина на електрода, се настройва на заваръчната машина, за да се предотврати прегряването на метала.
2. Заваряването се извършва с ток с обратна полярност.
3. Заваръчният шев трябва да бъде направен на участъци от 30-50 mm.
4. Прегряването на съединението се предотвратява чрез прекъсвания или заваряване на разстояние.
5. При заваряване на няколко слоя всеки заваръчен шев трябва да се изкове с чук.

Качеството на чугунените съединения зависи изцяло от правилният избор електроди.

Електроди за студена заварка на чугун

Възможно е да се заварява чугун чрез електрическо заваряване, както с електрод за чугун, така и с продукти, съдържащи никел или мед. Въглеродът не се комбинира с тези цветни метали, така че в заваръчния шев не се образува бяло желязо. Най-често заваряването с такива електроди се извършва на няколко етапа, с прекъсване за охлаждане.

Следните електроди за чугун се използват за електрическо заваряване на изделия от чугун:

• OZCH-2 и OZCH-6 са електроди на медно-желязна основа, които се използват за заваряване на сив или ковък чугун;
• OZZHN-1 - този клас съдържа желязо и никел и е много ефективен за чугун с висока якост;
• MNC-2 - тези продукти съдържат мед, никел и желязо и са подходящи за заваряване на всички видове чугун.

Основни правила за безопасност при заваряване

Заваръчните работи се класифицират като много опасни за здраве заварчик. Следователно спазването на предпазни мерки за безопасност когато заваряването на чугун е предпоставка за работа.

Основните съображения за безопасност включват:

• цялата работа трябва да се извършва с лични предпазни средства (маска, ръкавици, специален костюм и обувки);
• Заваръчните работи трябва да се извършват на добре проветриво място;
• Оборудването за заваряване трябва да се поддържа в добро работно състояние;
• електрическото оборудване трябва да бъде надеждно заземено.

Чугунът е труден метал за заваряване. Ето защо, преди да се заемете с процеса на съединяване на изделия от чугун, трябва внимателно да проучите основните нюанси на качественото изпълнение на тази работа.