Технология сварки чугуна: от ручной до лазерной
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (1 Голос)

Технология сварки чугуна

 Технология сварки чугуна

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Какие сложности возникают при сварке чугуна
  • Как именно можно сваривать чугун и чугунные изделия
  • Какие электроды нужны для сварки чугуна
  • В чем преимущества лазерной сварки чугунных изделий

В составе чугуна присутствуют всего два элемента – железо и углерод, поэтому его считают простым сплавом. Высокая прочность материала обеспечила его востребованность. Он находит применение практически во всех жизненных сферах – из него изготавливают радиаторы отопления, сантехнику, посуду, различные конструкции и детали. В статье поговорим о том, что представляет собой технология сварки чугуна, а также расскажем об особенностях данного вида сварочных работ.

 

Сложности сварки чугуна

 Сложности сварки чугуна

Чугун представляет собой расплавленное железо, при остывании которого добавляется большое количество углерода. Поскольку его концентрация значительно превышает предельную растворимость, для вновь образовавшегося сплава характерна высокая твердость, но малая однородность. Материал имеет пористую структуру, крупные вкрапления углерода нарушают его кристаллическую решетку, в связи с чем отличительной чертой его межатомных связей является малый предел упругой деформации.

Крупные вкрапления графита затрудняют процесс сваривания чугуна – для зон нарушения кристаллической решетки характерно местное напряжение, приводящее к хрупкости детали. Особенности технологии сварки чугуна требуют тщательного выбора набора присадок, благодаря которым будет обеспечиваться:

  • хорошая смешиваемость шва с остальной толщей металла;
  • наименьшая разница в температурной усадке;
  • минимально возможная толщина шва;
  • повышенный показатель равнопрочности.

Сварка чугуна затрудняется еще и большим количеством его разновидностей. А отсутствие конструкторской документации на изделия не позволяет достоверно и точно определить состав сплава. Поэтому в основном для определения сорта чугуна изучают его цвет на изломе, после чего приступают к выбору наиболее подходящих электродов и режимов сварки.

Сварку чугуна в домашних условиях можно назвать лотереей, дающей массу возможностей экспериментировать, чтобы получить наилучший результат.

 

Работать с серым чугуном, имеющим мелкодисперсную структуру легче, чем с крупнозернистым темным металлом. Если чугунная деталь в течение длительного времени контактировала с маслом или подвергалась окислению, сварить ее не удастся.

Чугун считают материалом, возможности сваривания которого ограничены. Работа с ним требует учета следующих особенностей:

  • работы выполняются в основном в нижнем положении, поскольку в жидком состоянии металл обладает высокой текучестью;
  • в местах выгорания углерода образуются поры;
  • низкая пластичность и нарушение температурного режима приводят к возникновению внутреннего напряжения и растрескиванию швов;
  • в процессе плавления чугуна образуются окислы, температура плавления которых превышает температуру плавления самого металла.

 Сварка чугуна

Подготовка чугунных изделий к сварке

Технология сварки чугуна предполагает грамотный подход к подготовке материала, при котором будут учтены все свойства металла и сведена к минимуму вероятность дефектов по окончанию сварных работ. Процесс подготовки включает в себя:

  • Распил трещин. В чугуне они отличаются тонкой и глубокой структурой. При толщине обрабатываемого изделия более 4 мм шов, который накладывается сверху, минимально закроет верхнюю часть трещины, при этом внутри останется разрозненная структура. В таком случае у готового изделия будет низкое сопротивление на разрыв и излом. Работа с такими дефектами включает в себя распил трещины «болгаркой» с тонким диском. Чем толще обрабатываемая деталь, тем более глубоким должен быть запил.
  • Просверливание краев. Трещины могут заканчиваться дальше и глубже, чем это можно увидеть невооруженным глазом. В связи с этим прежде чем приступить к сварным работам, необходимо высверлить отверстия, отступив на 5 мм от видимых краев трещины. В таком случае внутреннее пространство будет лучше заполнено металлом, соответственно снизится вероятность дальнейшего раскола.
  • Разделка кромок. Сварочные работы с чугуном осложняются тем, что в месте соединения металл перекаливается, становясь хрупким. Для предотвращения подобного эффекта необходимо равномерно прогревать шов по всей длине, а в место соединения добавлять достаточное количество присадочного материала. Помочь может правильная работа с кромками. Соединение толстых пластин требует скосов краев под углом 45°, а также незначительного (3-4 мм) притупления у основания. Такая разделка позволяет лучше заполнить место соединения, создавая участок, устойчивый к появлению трещин.
  • Подформовка. При работе с тонкими чугунными элементами повышается риск протечки жидкого металла. Графитовая подкладка поможет поддерживать прогретый участок, обеспечивая сохранность первоначальной формы изделия.

Сварка чугуна электродом: технология, нюансы

 Сварка чугуна электродом: технология, нюансы

Технология сварки чугуна позволяет пользоваться стальными низкоуглеродистыми электродами, среди преимуществ которых можно отметить их дешевизну и доступность. Их можно использовать для работы с элементами неответственных деталей и с изделиями, имеющими незначительные дефекты. Однако качественная сварка требует выполнения первого плакирующего слоя в разделке с помощью электродов марки ЦЧ-4.

Чаще всего используются обычные электроды марок АНО-4, УОНИИ 13/45 и др., но в этом случае не обойтись также без медной проволоки. Ее наматывают непосредственно на электрод (ее масса должна быть в 4-5 раз больше массы электрода) либо используют как присадочный пруток.

Сегодня многие производители выпускают специальные электроды, предназначенные для работы с чугуном. Они представляют собой железные, никелевые или медные стержни, поверх которых нанесен тонкий слой обмазки. Изготавливаются, в основном, в соответствии с техническими условиями предприятий-производителей.

 Работа с чугуном

Состав обмазки включает железный порошок. Эта группа представлена электродами по чугуну марок ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2, МНЧ-2. Выпускаемые электроды имеют диаметр от 2 до 20 мм, и длину – 300, 350 и 450 мм. Они формируют отличный сварочный шов. Использование большинства перечисленных марок позволяет сваривать детали внахлест, встык, соединять их под углом.

На величину сварочного тока (от 50 до 600 А) влияет диаметр электрода. Чаще всего выбирают ток в пределах 50–90 А на 1 мм диаметра электрода. Для сварки используют валики (до 50 мм), которые впоследствии охлаждаются до +50 °С. Технология сварки чугуна требует проковки швов молотком, весящим не более 1,2 кг и имеющим закругленный боек. Учтите, что первый и последний слои при многослойной сварке не проковываются, чтобы не вызвать появление трещин.

Качество сварки чугуна зависит в том числе и от равномерности наложения шва. Перед началом работ кромки пластин необходимо разделать. Корневой шов выполняют прерывистым способом, но без колебаний. При повторном проходе завариваются непройденные участки. Последующие слои накладывают в шахматном порядке, используя для этого валики. Обработанный участок равномерно прогревается и насыщается металлом с меньшим содержанием углерода.

При производстве особо ответственных изделий используют технологию шпилек. Она более эффективно обеспечивает равномерный прогрев по сравнению с перечисленными способами, однако требует большего количества времени для выполнения.

Для правильного размещения шпилек на пластинах можно посмотреть соответствующее видео. Технология сварки чугуна предполагает их вкручивание по краям кромок и на некотором отдалении от стыка.

 Технология сварки чугуна

В первую очередь обваривают ввинченные элементы, следя за тем, чтобы наплавка была минимальной. Работы выполняются в разброс. После обработки шпилек начинают сцеплять сами пластины. Эта технология сварки чугуна позволяет создать надежное соединение, для чего требуется постепенно накладывать валики, равномерно прогревать материал, а также использовать более податливый металл для сварных работ.

Технология сварки распространенного в промышленности серого чугуна требует обеспечения его медленного остывания. Для этого обработанное изделие засыпают золой или песком и оставляют до тех пор, пока его температура не сравняется с комнатной. Таким образом снимается напряжение в металле, предотвращается появление микротрещин.

Прежде чем приступить к варочным работам, линия соединения посыпается бурой или другими порошками-флюсами. Таким образом снижается соприкосновение воздуха с присутствующим в чугуне углеродом, уменьшаются поры. Помещение, в котором проводятся работы, должно быть оборудовано хорошей системой вентиляции, защищающей сварщиков от газового облака.

Технология сварки чугуна аргоном

 Технология сварки чугуна аргоном

Полуавтоматическая технология сварки чугуна аргоном, особенно с использованием инвертора, позволяет получать высококачественные швы.

Изделие необходимо в обязательном порядке прогревать не менее чем до +300 °С. Присадочным материалом в основном выступают никелевые прутки, реже используют присадочную проволоку из сплава алюминия и бронзы, но только в том случае, если готовое изделие не предполагается нагревать при эксплуатации.

Автоматическая технология сварки чугуна с использованием специальных порошковых проволок является более производительной. Такие присадки содержат комплекс специальных модифицирующих элементов, вводимых в виде содержащей кремний лигатуры.

Различные виды работ предполагают использование определенных марок:

  • ПП-АНЧ-1 – предназначена для заваривания незначительных дефектов, не требует предварительного подогрева, впоследствии поверхности не требуют механической обработки;
  • ПП-АНЧ-2 – с ее помощью устраняют дефекты на изделиях большой толщины, предварительный прогрев не является обязательным;
  • ПП-АНЧ-3 – предназначена для заварки дефектов независимо от их размеров, требуется предварительный прогрев до высокой температуры (горячая сварка);
  • ПП-АНЧ-5 – с ее помощью выполняют ремонтную сварку изделий, изготовленных из высокопрочного чугуна, технология требует предварительного подогрева;
  • ППСВ-7 – помогает исправлять дефекты на отливках.

Технология газовой сварки чугуна

 Технология газовой сварки чугуна

Технологию газовой сварки чугуна применяют при необходимости получения прочного сварного шва. В этом случае требуется небольшой провар поверхности основного металла. Такие сварочные работы предполагают использование нескольких режимов наложения шва, влияющих на итоговое качество соединения.

Качество сварного соединения зависит от ряда составляющих:

  • видов режимов подаваемого напряжения;
  • видов техники накладываемого сварного соединения;
  • показателя силы тока;
  • скорости прохождения.

Технология дуговой сварки чугуна, в результате которой получается прочное соединение без трещин, пор и других дефектов, требует соблюдения ряда условий во время выполнения работ:

  • напряжение дуги должно составлять 18–21 В;
  • сила тока должна быть в пределах 100–120 А;
  • скорость прохождения – не превышать 12 м/ч;
  • использования специальных сварных проволок 09Г2СА или ПАНЧ 11, диаметр которых составляет 1 мм.
Бесплатная консультация

Лазерная сварка чугуна и чугунных изделий

 Лазерная сварка чугуна и чугунных изделий

Технология лазерной сварки чугуна является современным способом соединения материалов, при котором используется направленный пучок лазерных лучей. Эта технология стала применяться в промышленности 20–25 лет назад, но ее перспективы не вызывают никаких сомнений.

Концентрация тепла на конце лазерного пучка позволяет выполнять узкие, глубокие сварные швы, при этом скорость процесса весьма высока. Исключительные свойства лазерной технологии сварки чугуна привели к ее быстрому распространению в промышленности.

Преимуществами данной технологии являются ее безопасность и высокое качество. Чтобы полученные швы не имели трещин, работы проводятся одним из двух способов:

  • Лазерной сваркой с индукционным нагревом, осуществляемым либо предварительно, либо непосредственно при работе. Благодаря нагреву повышается контроль над рабочим процессом, в том числе снижаются переходные напряжения; уменьшается возникновение трещин; снижается излишняя твердость наплавленного металла; повышается скорость сваривания.
  • Лазерной сваркой с присадкой. Таким способом можно эффективно соединять друг с другом не только чугунные изделия, но и чугун с различными типами сталей (конструкционными, цементованными, закаленными). При помощи этой технологии можно сваривать корпусы, элементы шестерен, оси и другие детали в автомобиле- и машиностроении.

 Лазерная сварка чугуна

Такая технология сварки чугуна обладает следующим преимуществами, выгодно отличающими ее от традиционных способов:

  • минимальным тепловым влиянием, небольшой ЗТВ и, следовательно, минимальным короблением;
  • высоким качеством, прочностью, равномерностью и повторяемостью сварных швов;
  • гибкостью в управлении лазерным пучком, осуществляемом при помощи волоконной оптики, вплоть до его доставки в сварочную зону;
  • возможностью сварки труднодоступных областей, до которых не добраться другими способами;
  • высокой скоростью наплавки и производительностью процесса;
  • простотой контроля и автоматизации процесса;
  • универсальностью – с помощью одного и того же лазерного инструмента можно выполнять резку, сверление и ряд других работ.

Эта технология сварки чугуна востребована в автомобиле- и машиностроении, она используется для соединения корпусов, элементов шестерен, осей и пр. С ее помощью развиваются новые дизайнерские направления, кроме того, она отличается эффективной стоимостью.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

  • Изготовление металлических столов: обзор конструкций и технологии

    Изготовление металлических столов: обзор конструкций и технологии

    Изготовление металлических столов позволяет получить надежную и крепкую мебель, которая прослужит долгие годы. Ошибочно полагать, что такие предметы лишены изящности и элегантности, а подойдут они в лучшем случае в качестве садовой мебели. Напротив, изделия из металла могут украшать собой как дорогой интерьер особняка, так и выполнять утилитарные функции в мастерской. Сам процесс изготовления металлического стола тоже не так прост: необходимо рассчитать габариты конструкции, определиться с ее дизайном и несущими элементами. В нашей статье мы подробно опишем этот процесс, а также приведем правила выбора готовых металлических столов и подробно расскажем об их модификациях.
  • Вспомогательное сварочное оборудование: разновидности и описание

    Вспомогательное сварочное оборудование: разновидности и описание

    Вспомогательное сварочное оборудование призвано обеспечить удобство и скорость выполнения нестандартных работ либо облегчить манипуляции в сложных производственных или погодных условиях. Состав таких приспособлений, механизмов и инструментов целиком зависит от поставленных задач. Например, для автоматической сварочной линии это будут стационарные установки, для ручной сварки – гораздо более мелкие приспособления. Независимо от того, о каком типе оборудования идет речь, каждый из них должен обеспечивать соответствие готового изделия требованиям по качеству, а сам процесс выполнения работ – по безопасности. В нашей статье мы расскажем об этих нормах, а также перечислим виды вспомогательного сварочного оборудования.
  • Узкий металлический стеллаж для склада, офиса и дома

    Узкий металлический стеллаж для склада, офиса и дома

    Благодаря прочному каркасу, надежным креплениям и возможности хранить самые разные предметы и документы металлические стеллажи находят свое применение во многих сферах. Из-за явных преимуществ их используют в качестве торговых, складских, офисных систем хранения, а также устанавливают в мастерских и даже в домах. Узкий металлический стеллаж отлично впишется в интерьер современной квартиры. Его можно использовать на балконах и даже в ванной, там, где шкафы из дерева не смогут долго прослужить. О разных видах стеллажей и особенностях их выбора рассказано далее.
  • Сварная калитка для забора: просто и практично

    Сварная калитка для забора: просто и практично

    Сварная калитка для забора – наиболее практичный вариант устройства входа на участок. Изготовление и монтаж такого изделия занимают немного времени, стоит все это дело недорого, а по прочности, долговечности и эксплуатационным качествам оно не уступает более дорогим решениям. Перед изготовлением сварной калитки необходимо определиться с материалом несущих опор, лицевой обшивки, типом конструкции, набросать ее план, разобраться в этапах монтажа. Об этом и многом другом читайте в нашем материале.
  • Промышленная покраска металлических изделий: подготовка, процесс, выбор покрытия

    Промышленная покраска металлических изделий: подготовка, процесс, выбор покрытия

    При промышленной покраске металлических изделий необходимо соблюдать определенные требования к каждому этапу, начиная от подготовки поверхности и заканчивая выбором покрытия и способа его нанесения. Если в быту можно позволить те или иные недостатки при покраске своими руками, то при промышленном способе изделие должно отвечать строгим критериям качества. Несмотря на высокие запросы к результату, промышленная покраска не столь сложна. В нашей статье мы рассмотрим типы красок для этого процесса, опишем подготовку окрашиваемой поверхности, разберемся с технологиями нанесения покрытия и дадим рекомендации по выбору состава.
  • Изготовление металлических шкафов для раздевалок: виды, этапы производства, критерии выбора

    Изготовление металлических шкафов для раздевалок: виды, этапы производства, критерии выбора

    Изготовление металлических шкафов для раздевалок начинается с обработки требований и пожеланий заказчика, если это не стандартная модель, а индивидуальный эскиз под габариты и интерьер конкретного помещения. Далее производственный процесс перетекает в техническую плоскость: подготовка каркаса, работа с листовым металлом, шлифовка, окрашивание, комплектация. Немаловажен факт приемки результата работы. Для этого следует подготовить критерии оценки шкафов. Из нашего материала вы узнаете о преимуществах установки металлических шкафов в раздевалках, этапах их изготовления и правилах выбора готовых изделий.
  • Гибка металлических изделий: преимущества и недостатки разных методов

    Гибка металлических изделий: преимущества и недостатки разных методов

    Гибка металлических изделий – это сложный технологический процесс, который может быть осуществлен как в промышленных условиях, так и кустарными способами. Процесс гибки отличается в зависимости от типа заготовки (листовой металл, профильный металлопрокат, трубы), а также от вида используемого оборудования. Из нашего материала вы узнаете об основных методах производственной гибки, их преимуществах и недостатках, типах применяемого оборудования и условиях выполнения данного вида металлообработки.
  • Металлические шкафы для школы: надежные и безопасные

    Металлические шкафы для школы: надежные и безопасные

    Металлическая мебель неслучайно считается одной из самых надежных и долговечных, пользуется высоким спросом там, где невыгодно применять дерево или ДСП. Подвергаясь регулярному износу и загрязнению, она способна очень долгое время сохранять презентабельный вид даже после регулярных чисток. Весь секрет – в использовании особой краски и в антикоррозионных свойствах металла. Металлические шкафы для школы должны удовлетворять многим требованиям, так как размещают их в местах нахождения детей, которые сами будут ими пользоваться, к примеру, в раздевалках на уроке физкультуры. Чтобы выбрать самые подходящие, нужно учитывать ряд факторов, о которых мы и поговорим в этой статье.
  • Как сделать аргонную сварку своими руками: пошаговая инструкция

    Как сделать аргонную сварку своими руками: пошаговая инструкция

    Аргонная сварка подходит для работы с цветными металлами, титаном, нержавеющей сталью, другими сплавами. Высокая производительность, отличное качество шва, универсальность делают ее пригодной для использования на производстве и в быту. Однако оборудование для этого вида сварки стоит дорого, поэтому не окупается при бытовом использовании. Поэтому домашние умельцы задумываются над тем, как сделать аргонную сварку самостоятельно. Прежде чем делать оборудование для аргонной сварки, посредством которого возможны качественные сварные соединения, нужно разобраться в технологии этой работы. Несмотря на кажущееся сходство с электродуговой и газовой сваркой, ее основные принципы существенно отличаются.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция