Сварка чугуна электродом в домашних условиях

Чугунные детали применяются не только в промышленности и на производстве. Из этого материала изготавливаются декоративные решетки и другие полезные изделия. Некоторые из них иногда ломаются, и в таких случаях требуется сварка чугуна с использование электрода в домашних условиях. Здесь существуют определенные сложности технического плана, поскольку чугун по своей сути является сплавом железа и углерода с добавлением различных примесей и легирующих добавок.

По сравнению с обычными металлами, такая структура требует особого подхода и специальных подготовительных работ. В противном случае, материал перекаливается и становится более хрупким.

Специфические качества чугуна

Чугун как особый металл имеет несколько разновидностей, определяемых в первую очередь его структурой. Опытные сварщики легко определяют, как и каким способом сваривать тот или иной образец, на основании одного лишь разреза.

При мелкозернистой структуре и цвету, близкому к серому оттенку, сварка чугуна инвертором осуществляется намного проще, чем таких же деталей с крупным зерном темного цвета. Следует учитывать и другие факторы. Например, чугунные заготовки, продолжительное время находящиеся в масле или подверженные постоянным окислениям во влажных грунтах, воде и другой такой же среде, совершенно не годятся для сваривания.

Таким образом, возможности для сварки этого материала довольно ограничены по причине его физических свойств и специфических особенностей:

• Чугун обладает повышенной текучестью, поэтому все детали из этого материала могут свариваться только в горизонтальном положении.
• Если не соблюдается температурный режим, в большинстве случаев происходит перекаливание. В результате выгорания углерода, во внутренней структуре металла возникают пустоты.
• В местах сварочных швов нередко образуются напряжения металла из-за его низкой пластичности и под влиянием слишком высоких или низких температур окружающей среды.
• При контакте расплавленного чугуна с окружающей средой могут появиться оксиды, у которых температура плавления превышает этот же показатель у первоначального материала.
• Во время остывания детали, в районе сварочного шва могут образоваться трещины, что указывает на несоблюдение технологии производства работ.

Подготовка чугуна к сварочным работам

Перед началом сварочных работ чугун необходимо подготовить. Эта процедура начинается с зачистки мест соединения при помощи болгарки со специальными насадками. Слой металла, расположенный на самом верху, очищается до чистой структуры, после чего эти места обезжириваются растворителем или бензином.

Трещины обнаруженные при зачистке, шлифуются до тех пор, пока полностью не исчезнут. В остаточных местах трещин сверлятся отверстия диаметром 10 мм.

На подготовительном этапе следует учитывать ряд особенностей, имеющих важное значение:

• Использование стальных шпилек для придания структуре детали дополнительной прочности. Их количество строго регламентировано величиной соединений, но не выше 25% от общей площади изломов. Крепление может быть выполнено послойно, без каких-либо опорных элементов.
• Разделка кромок, при которой удаляются острые края в местах соединений. После обработки они приобретают сферическую форму.
• Для сварки чугуна понадобятся специальные электроды с присадками из никеля, меди, хрома и других материалов, облегчающих наплавление металла на чугун.

На шпильках следует остановиться более подробно. После того как они окончательно зафиксированы на своих местах, можно приступать к непосредственному свариванию швов. Вокруг шпилек послойно наносится металл, формирующий сварочный шов. Температура нагрева не должна превышать 800С, поэтому все действия рекомендуется производить поочередно с разных концов или в шахматном порядке. В самом конце наносится верхний соединительный шов проволокой из нержавейки, прочно объединяющий сталь, нанесенную возле шпилек.

Сварка чугуна в домашних условиях

Чугунные детали вполне возможно сварить в домашних условиях постоянным током при помощи инвертора. Данное устройство обеспечивает качественное проплавление заготовок, его использование позволяет снизить количество брызг, образующихся под действием дуги.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором могут быть выполнены одним из двух способов. Первый так называемый холодный метод применяется для заваривания небольших трещин или устранения раковин на поверхности изделия. В этом случае не требуется предварительный прогрев до начала работ. Место соединения очищается от загрязнений и окислов. Узкие трещины, шириной до 1 мм, запиливаются болгаркой с установленным тонким диском. После этого расплавленный металл будет затекать глубоко внутрь, усиливая тем самым сварочный шов. Данный метод подходит для второстепенных соединений, не подверженных серьезным нагрузкам.

Более ответственные работы выполняются с использованием горячего метода, с предварительным подогревом деталей до 3500С. Изделие укладывается в горн на 20 минут, после чего оно извлекается и начинаются сварочные работы. Вместо горна можно воспользоваться паяльной лампой или газовой горелкой. Предварительный разогрев материала способствует сглаживанию температурного перепада между электродом или присадочным металлом и самой деталью. Данный метод способствует минимизации трещин и предотвращает образование твердых соединений, с трудом поддающихся шлифовке.

Все соединения получаются качественными и способны переносить заданные эксплуатационные нагрузки. Дополнительный эффект от данного метода получается за счет медленного постепенного остывания металла по окончании работ. С этой целью деталь помещается в сухой песок или печную золу. Применять изделие можно только после его окончательного остывания.

Выбор электродов и настройка аппарата

Для соединения чугунных заготовок с помощью инвертора необходимо сделать правильный выбор электродов. Как правило, материал стержня содержит определенные добавки, облегчающие контакт со свариваемым металлом. Они же активно сдерживают выделение углерода, препятствуют образованию трещин и пор.

Чаще всего, сварка чугуна выполняется электродами ОЗЧ-2, МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЖН-1. Они содержат медные и никелевые добавки, связывающие углерод, укрепляющие шов и придающие ему более высокую пластичность. После этого сопротивление шва изломам и разрывам существенно увеличивается.

Нередко возникают ситуации, когда требуется проведение срочного ремонта, а электроды для работы с чугуном отсутствуют. В этом случае они могут быть изготовлены самостоятельно. Потребуется обыкновенный стандартный электрод, на который наматывается медная проволока в один слой витков, плотно прилегающие друг к другу. Намотка начинается с рабочего конца, на котором появится электрическая дуга. Точного диаметра для медной проволоки не существует, его значение составляет 0,5-1 мм. В процессе горения основной стержень расплавляется вместе с намотанной медью, а обмазка обеспечивает защиту сварочной ванны от внешних воздействий.

Большое значение для получения качественного соединения имеют правильные настройки инвертора. Они выполняются в зависимости от диаметра и типа электрода, соответствующего сварочному току. Существуют таблицы, облегчающие этот процесс:

Эти показатели идеально подходят для сваривания чугуна в горизонтальном положении. Если же требуется сварить вертикальные конструкции, в этом случае сварочный ток понижается на 15-25 ампер. За счет этого предотвращается стекание расплавленного металла и обеспечивается формирование качественного шва.

Технология сваривания чугунных деталей

Правильное соединение чугунных деталей с помощью инвертора требует обязательного соблюдения установленных правил выполнения работ:

• На толстых заготовках кромки разделываются под 450 с помощью болгарки или точильного станка.
• Заготовки толщиной менее 3 мм свариваются на графитовом основании, препятствующем растеканию металла с внутренней стороны.
• Детали с большими швами фиксируются специальными прихватками.
• Проводка первого шва делается быстро, непрерывно, избегая поперечных колебаний электрода. Длинный шов более 100 мм накладывается с разных сторон за несколько проходов. Изделие прогревается равномерно и не перекаливается.
• Слишком толстые пластины рекомендуется сваривать за несколько раз. После первого ровного слоя электроды могут перемещаться колебательными движениями, чтобы расширить границу шва и более качественно связать металлы между собой.
• Образующийся при работе шлак, должен удаляться по окончании каждого прохода. Таким образом, гарантированно не останется пропущенных мест сварки, а поры, образующиеся снизу, будут надежно перекрыты.
• По окончании сварки изделие нужно не спеша охлаждать в сухом песке и пускать в работу только после полного остывания.
• Начинающим мастерам перед началом работ рекомендуется потренироваться на ненужных чугунных заготовках, чтобы прочувствовать все особенности данного вида сварки.