Медные электроды для сварки чугуна

Широкое применение при холодной сварке чугуна имеют медные электроды. Обычно такие электроды представляют медные стержни диаметром 3—6 мм, обернутые жестью толщиной 0,3 — 0,5 мм, с покрытием. В некоторых случаях применяют медные трубки с железным сердечником. Швы, наплавленные такими электродами (при правильном ведении сварки), легко обрабатываются. Участок отбеленной структуры имеет небольшие размеры и поэтому не затрудняет обработку. Прочность соединения несколько большая, чем при сварке стальными электродами. Однако швы могут получаться пористыми, особенно возле линии сплавления с чугуном.

Для уменьшения пористости рекомендуется применение флюсов или специальных покрытий. Простейшим флюсом может быть пережженная бура, а простейшим покрытием — меловое с добавкой буры.

Было предложено пользоваться медными электродами без обертки из жести, но с покрытием следующего состава:

Алюминий в порошке

Широко известны электроды Московского опытного сварочного завода типа ОЗЧ-1 с составом покрытия (в %):

Сварка такими электродами выполняется на постоянном токе обратной полярности.

На многих заводах применяются медные электроды с аналогичными покрытиями. Эти покрытия способствуют мелкокапельному переносу электродного металла и этим самым стабилизируют процесс сварки, защищают расплавленный металл от окисления, обеспечивают раскисление и легирование металла шва, способствуют улучшению устойчивости горения дуги.

В результате при удачном подборе покрытий и правильном выполнении процесса сварки сварные швы получаются совершенно плотные, достаточно прочные, легко обрабатываемые обычным режущим инструментом.

Сварку медными электродами следует вести при умеренной силе тока тонкими валиками. Медные электроды выбираются небольшого диаметра (3—4 мм). Выбор рода тока зависит от состава покрытия. Однако в большинстве случаев лучшие результаты получаются при применении постоянного тока обратной полярности.

Разработан способ холодной сварки чугуна комбинированным пучком электродов, состоящим из стальных толстопокрытых электродов и медных стержней, связанных вместе. Лучшие результаты получаются при применении стальных электродов с покрытиями УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 или К-5. Рекомендуются пучки, состоящие из одного стального электрода диаметром 3—4 мм и двух медных стержней такого же диаметра. Весьма желательно в пучок добавлять латунный пруток диаметром 1,5—3 мм или полоску сечения от 4 до 9 мм 2 .

Рекомендуется при сварке вести пучок с наклоном к детали под углом 35—45° (в направлении сварки). Конец электрода должен совершать поперечные дугообразные колебания.

При холодной сварке чугуна любыми электродами важное значение имеет подготовка под сварку: правильная разделка кромок, зачистка кромок от различных загрязнений, от формовочного песка на поверхности и т. д.

Чугунные детали встречаются в промышленности и быту. При соединении деталей применяют электроды для сварки чугуна. Для того чтобы получить соединение высокого качества необходимо знать технологический процесс и требования безопасности.

Можно ли варить чугун?

Мастера могут определить свойство свариваемости чугуна по разрезу. Если на срезе выявляют, что материал имеет мелкозернистую структуру, то соединение деталей не вызовет трудности. Однако, если материал на срезе имеет крупную структуру, то при сварке необходимо применять дополнительное оборудование и комплектующие. Непригодным к обработке считается чугун, который длительное время подвергался воздействию влаги, масла, а также кислой среды.

Чугун представляет собой металл с ограниченной свариваемостью, при соединении деталей учитывают следующие особенности материала:

• при сварке заготовки устанавливают в горизонтальном, нижнем положении, так как металл жидкотекучий;
• соблюдают температурный режим, при нарушении в месте шва могут образовываться дефекты;
• в результате превышения температур, а также низкой текучести чугуна могут увеличиваться внутренние напряжения в месте сварного шва;
• при плавлении металл образует оксиды, которые расплавляются при высоких значениях.

На сварном шве при остывании могут появляться трещины. Для предотвращения такого явления рекомендуется соблюдать технологию.

Особенности сварки чугуна

У металла есть характеристики, которые оказывают влияние на процесс соединения:

• быстрое охлаждение приводит к появлению на поверхности шва чугуна белого типа, который не обрабатывается, а также саморазрушается;
• превышение допустимой температуры обработки приводит к микротрещинам в сварочном шве;
• при горении электрической дуги в ванне образуются избыточные газы, из-за которых шов получается пористый;
• при формировании могут появляться трудности, расплавленный металл может вытекать из сварочной ванны;
• в составе материала присутствует кремний, при его взаимодействии с кислородом получается тугоплавкий оксид, шов будет непроваренный.

В результате соединения чугунных деталей могут проявляться трудности, но это не делает сварку металла менее распространенной. Она применяется для обработки возможного брака после литейного производства, а также при изготовлении сложных конструкций. характеристики материала требуют применения приспособлений и комплектующих (электроды и проволока), от которых зависит качество соединения.

Технология сварки чугуна

При наличии дополнительного подогрева, а также его отсутствия и величины температуры сварочной ванны выделяют три способа сварки чугуна электродами:

Горячая

Применяется в промышленном производстве. Деталь разогревают до температуры 650°С, чего трудно добиться в домашних условиях, так как необходимо иметь специальное оборудование. В результате избегают появления разрушений в месте сварочного шва.

При обработке следует равномерно разогревать заготовки. В результате различия температуры места соединения и основного металла может произойти разлом. Перед работой детали закрепляют, что помогает уменьшить внутренние напряжения при разогреве. Запрещается превышать показание 750°С, это приводит к плавлению материала.

Полугорячая

Применяется в промышленном производстве и частной мастерской. Нагрев не превышает 450°С.

Холодная

Мастер не проводит предварительный нагрев детали. При отсутствии аппаратов, а также для штучного ремонта и разовой обработки применяется холодная сварка. Однако соединение, выполненное таким способом, имеет низкое качество.

Какими электродами варить?

• проволока из легированных сталей;
• из углеродистого материала;
• чугунные прутки;
• медные прутки, а также изготовленные и сплавов.

Стальные электроды покрываются смесью, содержащей ферросилиций. С его применением мастер может получить на месте соединения деталей серый чугун, который отличается от аналогов полезными характеристиками. Данный тип электродов используют для соединения деталей, которые не подвержены повышенным нагрузкам при эксплуатации.

Марки электродов для сварки чугуна:

1. ЭМЧС. Сердечник электрода содержит сталь с низким уровнем углерода. Поверх сердцевины находится покрытие, состоящее из нескольких слоев, при этом каждый из них обеспечивает защиту сварной ванны, образует газ, улучшает свойства металла. Данный вид электродов не требует предварительного нагрева чугунных деталей, толщина которых не должна превышать 10 мм.
2. ЦЧ4. Считается обычным электродом. Сердечник покрывают веществом, которое при эксплуатации вступает в химическую реакцию с углеродом и образует карбиды, не вступающие во взаимодействия с железом.
3. МНЧ-1. Сердечник состоит из сплавов меди и цинка. Шов при этом получают высокого качества, он не подвергается разрушению, легко обрабатывается. В месте шва снижается количество растворенного углерода.
4. Чугунные. Изготавливают двух видов: углекислый барий и карборунд которые смешивают с раствором жидкого стекла.

Комплектующие выполняют из комплекса стержней:

• медно-железный сплав, покрытый железным порошком;
• медные, покрытые проволокой из стали;
• медные, покрытые жестью.

При выборе комплектующих ориентируются на толщину металла, величину тока, а также требование к шву.

Как приварить чугун?

Перед соединением деталей необходимо подготовить место сварного шва. При помощи шлифовальной машинки снимают металла, затем стык протирают для обезжиривания. При наличии на кромке дефектов их полностью удаляют. Детали закрепляют и прогревают при необходимости.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях выполняется при соблюдении следующих условий:

• клеммы подключают в обратной последовательности;
• номинальная мощность устанавливается в соответствии размерами металла;
• один сварной шов не превышает 50 мм;
• для предотвращения критического нагрева чугуна рекомендуется прерывать электрическую дугу, как при соединении обычными электродами.

Соблюдение требований безопасности и условий технологического процесса позволяет мастеру получить шов высокого качества, место соединения в дальнейшем не разрушится.

Чугун — сплав железа и углерода (содержание превышает 2,11-2,14%), в состав которого входят примеси: кремний (не более 3%), марганец (до 1%), сера, фосфор и легирующие добавки: хром, никель, ванадий, алюминий, магний и другие. Без специальных добавок и термической обработки чугун обладает низкими прочностью, твердостью и пластичностью.

Углерод может присутствовать в сплаве в виде цеменита и графита. В зависимости от доли данных веществ в составе, можно выделить несколько видов чугуна.

Некоторые из них поддаются обработке методом сваривания, другие — нет. Для каждого вида сплавов существует определенные марки электродов. Далее мы рассмотрим сварка какого чугуна электродами выполняется в различных ситуациях.

Белый чугун характеризуется тем, что весь углерод присутствует в сплаве в виде цеменита. Этот вид обладает высокой твердостью, не подлежит обработке режущим инструментом.

Большая часть или весь углерод присутствуют в сером чугуне в виде графита. Данный вид хорошо поддается обработке; обладает высокими литейными свойствами, благодаря которым активно используется в качестве материала для литья. Сварка серого чугуна электродом ОЗЧ-2 выполняется постоянным током обратной полярностью. Также для данного вида предназначены марки ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6, ОЗЖН-2, МНЧ-2.

Ковкий чугун является результатом отливки и термообработки белого чугуна с образованием хлопьевидного графита; используется при производстве автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин. Электроды, предназначенные для работы с ковким сплавом: ОЗЧ-2 и 6, МНЧ-2, ЦЧ-4. Сваривание осуществляется постоянным током, полярность при сварке чугуна — обратная.

В половинчатом чугуне углерод присутствует в двух видах: графит и цеменит; применяется при изготовлении деталей, эксплуатирующихся в условиях повышенной износостойкости.

Высокопрочный чугун содержит шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации; используется для производства ответственных деталей в машиностроении, а также для нефте- и газопроводов, труб водоснабжения.

В статье мы рассмотрим, как варить электродами по чугуну в зависимости от применяемого способа соединения.

Сложности при сварке чугуна

Прежде чем, приступать к работе исполнителю необходимо учесть особенности сварки чугуна электродами. Данные специфические черты обусловлены уникальными свойствами чугуна.

Одним из главных недостатков чугуна является плохая свариваемость, которая обусловлена следующими факторами:

плохая соединяемость чугуна методом сварки объясняется его химической структурой и свойствами;

На фото: пора в сварочном валике

Несмотря на данные трудности и особенности, исполнителю любого уровня по силам получить качественное и надежное соединение. Для этого необходимо верно подобрать расходные материалы. О том, какие электроды для сварки чугуна выбрать мы расскажем далее.

Подготовка чугуна к сварке

Прежде чем варить чугун электродом, необходимо произвести подготовительные процедуры. Хрупкость сплава и трудности в удалении загрязнений с его поверхности требуют тщательной подготовки к сварочному процессу.

Трещины, имеющие на поверхности изделий, нужно разделать на всю длину с достаточным для качественной проварки углом разделки и засверлить по краям. Если трещины не засверлены, то их необходимо вырезать, а концы трещины можно закруглить.

Рабочую зону следует очистить от посторонних включений с помощью болгарки, металлической щетки или наждачной бумаги. Зачистку также можно произвести пескоструйным способом. Масло удаляется с помощью растворителей. Сильные загрязнения рекомендуется удалять пламенем горелки.

Способы сварки чугуна

Выделяют три метода сварки чугуна, в зависимости от температуры предварительного подогрева изделий:

Горячая сварка является основным и наиболее «правильным» способом. Перед свариванием заготовки прогревают до температуры в 600-650°C.

Полугорячая сварка подразумевает нагревание чугунных деталей до температуры 300-350°C.

Холодная сварка не предусматривает нагрев рабочих изделий.

Применяя различные виды сварки чугуна — виды электродов при этом также разнятся. Независимо от выбранного исполнителем способа, следует четко следовать правилам и рекомендациям. Тому, как правильно варить чугун электродами различного вида и посвящена данная статья.

Холодная сварка чугуна специальными электродами

Электроды сварочные МНЧ-2.

Холодная сварка проста и удобна в исполнении. Соединение осуществляется с применением специальных электродов, содержащих никель и/или медь. Существует достаточно много специальных стержней подобного типа. Наиболее популярными марками, изготовленными отечественными производителями, являются:

• основу электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 составляет медный стержень, покрытый обмазкой, в состав которой входит железный порошок;
• никелевые и железно-никелевые расходники ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, с помощью которых проводится сварка чугуна постоянным током.
• железно-медно-никелевые МНЧ-2. Сварка чугуна электродами мнч 2 позволяет получить высокотехнологичный шов, обладающий коррозионностойкостью в жидких агрессивных средах и горячих газах. Данная марка обладает достаточно высокой стоимостью, поэтому используется, в основном, при реализации ответственных работ и в тех случаях, когда к соединению предъявляются жесткие требования относительно качества.

Видео

Или посмотрите презентацию холодной сварки чугуна электродом Zeller 855. Это действительно очень хорошие электроды, но дорого стоят и трудно купить.

О том, как варить чугун электродами по чугуну, будет рассказано далее.

Сварка всеми перечисленными марками электродов выполняется с помощью постоянного тока. Чтобы определить, какой полярностью варить чугун, следует ознакомиться с техническими характеристиками расходников, все марки которых у нас собраны на соответствующей странице.

Сварка чугуна простыми электродами (по стали)

Сваривание чугуна обычными стальными электродами не обеспечивает хорошего качества шва. Применяются расходники подобного типа ввиду их доступности и небольшой стоимости. Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения стальных электродов, необходимо использовать специальные прутки ЦЧ-4. Эта марка является одной из самых популярных и востребованных у сварщиков.

Поэтому важно знать, как правильно варить чугун электродами ЦЧ-4. Данная марка предназначена для наплавки первых плакирующих слоев с последующим продолжением сварочного процесса обычными материалами (на картинке). Кроме этого, ЦЧ-4 подойдут как для горячей, так и для холодной сварки чугуна, заделки дефектов и соединения стали с чугуном.

Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

При сваривании чугуна электродами общего назначения самым слабым местом является — околошовная зона у границы сплавления. Данная зона характеризуется хрупкостью и наличием трещин. Эти дефекты часто приводят к отслаиванию наплавленного слоя от основного металла. Чтобы этого избежать, необходимо использовать стальные шпильки или болты.

Шпильки имеют резьбу и ввертываются в свариваемую поверхность. Из размеры зависят от толщины рабочего изделия. Существуют рекомендации относительно размеров шпилек:

• диаметр должен составлять 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм;
• глубина ввертывания — 1,5 диаметра шпильки, но не больше половины толщины свариваемых изделий;
• высота выступающей части шпильки — 0,75-1,2 ее диаметра.

Шпильки располагаются в скошенные кромки деталей в шахматном порядке на расстоянии в 4-6 диаметра.

Выступающие части шпилек обвариваются по периметру, постепенно заполняя шов. В первую очередь осуществляется сварка всех шпилек кольцевыми швами с помощью электродов, диаметр которых составляет 3 мм. Применяется напряжение малой величины. Сваривание производится вразброс, чтобы избежать сильного перегрева. После вокруг места сварки накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Мы надеемся, что приведение здесь вышеперечисленных правил и рекомендаций позволит сориентироваться, как варить электродами правильно по чугуну, и успешно выполнить работы.

Сварка чугуна неплавящимися электродами

Чугун можно сваривать различными видами неплавящихся электродов: вольфрамовые, угольные или графитовые. Литые чугунные или специальные присадочные прутки, содержащие никель, алюминий, меди и другие металлы, используются в качестве присадочного материала. Для защиты сварочной зоны применяются инертные газы, чаще всего, аргон или флюсы, основным компонентом которого является бура. Наибольшей популярностью пользуется технология AC TIG — сварка вольфрамовым электродом с применением переменного тока в среде аргона.

Сварка чугуна покрытыми электродами

Чугунные электроды — специальные материалы для исправления дефектов чугунного литья, которые представляют собой литые круглые прутки с покрытием различного состава. В большинстве случаев соединение осуществляется на постоянном токе, но возможно и использование переменного. Величина тока определяется из расчета 50-60 А на 1 мм. электрода.

Качество шва, полученного в результате холодной сварки чугунными электродами, отличается неоднородностью. Поэтому следует выполнять полугорячее сваривание.

Как правильно варить чугун электродами, видео представлено далее.

Ознакомившись со всем спектром информации, исполнитель сможет выбрать лучший электрод по чугуну.

Электроды для наплавки чугуна

Наиболее распространенными марками электродов для наплавки чугуна различных видов являются:

Наплавка чугуна электродами т 590 также гарантирует получение качественного соединения. Данная марка широко применяется в различных сферах деятельности, для работы с разными конструкциями и деталями. Доступная цена стержней Т-590 делает эти расходники такими популярными у мастеров сварочного дела.

Более подробная информация представлена в статье «Наплавка металла: электродом и другие».

Данная статья поможет каждому исполнителю выяснить, какие лучшие электроды по чугуну.