Зварювати чавунні деталі електрозварюванням можна як на спеціальному обладнанні, так і в домашніх умовах. Пропонуємо вивчити правила підготовки деталей до зварювання, вибір методу і техніку виконання зварного шва з використанням звичайного MMA-інвертора.
Чавун: особливості матеріалу і роботи з ним
Який інвертор використовувати
Правила підготовки деталі
Використання спеціальних електродів
Застосування присадного дроту
Режими зварювання, струми, техніка роботи
Чавун: особливості матеріалу і роботи з ним
Який інвертор використовувати
Правила підготовки деталі
Використання спеціальних електродів
Застосування присадного дроту
Режими зварювання, струми, техніка роботи
Чавун: особливості матеріалу іработи з ним
Чавун - це розплав заліза, до якого в процесі охолодження був доданий у великих кількостях вуглець. Через концентрацій вуглецю вище граничної розчинності утворений сплав відрізняється високою твердістю, але малою однорідністю. За структурою своєї чавун пористий, його кристалічна решітка порушена великими вкрапленнями вуглецю, через що міжатомні зв'язку характеризуються малим межею пружною деформації.
Через те що структура металу розбавлена великими вкрапленнями графіту, чавун погано піддається зварюванню: в місцях порушення кристалічної решітки утворюються місцеві напруги і виріб стає особливо крихким. Для зварювання чавуну необхідний ретельно підібраний набір присадок, що забезпечує:
- хорошу змішуваність шва з іншою товщею металу;
- якомога меншу різницю в температурної усадки;
- мінімальну з можливих товщину шва;
- високий показник равнопрочності.
Варити чавун електродом складно ще й з тієї причини, що різновидів цього металу багато. У той же час на більшість виробів немає конструкторської документації, і достовірно визначити склад сплаву не представляється можливим. Тому сорт чавуну визначають на око за кольором зламу і потім підбирають електроди і режими зварювання, максимально близькі до оптимальних. У домашніх умовах зварювання чавуну майже завжди лотерея і широке поле для експериментів для досягнення найкращого результату.
Який інвертор використовувати
Деталі чавунного лиття зазвичай мають значну товщину, іпрогреть їх углиб без відчутного розширення зони прогріву - досить важке завдання. Оптимальний варіант - варити короткими прихватками в імпульсному режимі, даючи деталі час на охолодження.
У подібному режимі буде ефективно працювати далеко не кожен інвертор. Найбільш придатні для цих цілей сучасні апарати з поліпшеним розпалом і форсажем дуги, потужною системою охолодження. Токи при зварюванні чавуну підвищені через додаткової провідності обмотки і обмазки електродів. Стеля токового діапазону повинен бути близько 200-250 А при тривалості включення на максимальному навантаженні не менше 50%.
Взагалі чим досконаліша схема керування зварювальним струмом використовується, тим краще. При зварюванні чавуну потрібно швидкий розпал, рівномірне горіння і швидке переривання дуги без утворення високотемпературного вогнища. При цьому спеціальних режимів для чавуну жоден з побутових і навіть професійних автоматів не має.
Професійне обладнання від FoxWeld або KEMPPI впорається із завданням без проблем. З бюджетних варіантів можна рекомендувати інвертори таких виробників як Aurora і Tesla вартістю від 10 000 рублів. Дешевші ( «Ресанта», «Сварог») інвертори теж можуть використовуватися з перемінним успіхом, але для зварювання відповідальних деталей вони малозастосовні.
Правила підготовки деталі
Для чавунних деталей якість зварювання визначається ще на етапі обробки і підготовки зварювального шва. На відміну від інших матеріалів, тут може мати значення навіть наявність жирової плівки. Для зручності розділимо підготовку на три види залежно від характеру з'єднань.
Тріщини в чавунному лиття потрібно перед зварюванням просвердлити по краях, щоб уникнути подальшого розтріскування при температурній усадки. Після цього по тріщині робиться пропив болгаркою. Розпускати шов потрібно на ширину близько 3 мм, зберігаючи на дні цілик, рівний по товщині стрижня електрода або трохи більше.
Деталі, тріснуті на дві половини, зазвичай можна скласти дуже щільно і цю можливість потрібно використовувати при зварюванні. Єдине, що необхідно зробити - забезпечити нерухомість струбцинами або болтовим з'єднанням і також розпустити шов.
Третій варіант - дві незалежні деталі, які перед зварюванням проходять підгонку. На торцях потрібно прибрати напильником або наждачним бруском ризики від ріжучого інструменту і зняти фаску з боку зварювання за аналогією з розпуском шва. При підгонці деталей їх потрібно різати дуже акуратно, не допускаючи перегріву.
Безпосередньо перед зварюванням з'єднуються кромки потрібно знежирити. Оптимально, якщо під рукою є ацетиленовий або пропановий пальник: їй зварювальний шов прокаливают, випалюючи графіт, з нагріванням чавунної деталі до темно-червоного кольору.
Використання спеціальних електродів
Різновидів електродів для зварювання чавуну різних сортів неймовірно багато. Ми розглянемо тільки найбільш придатні для використання вдомашніх умовах.
Найбільш ходовими марками електродів для зварювання чавуну можна назвати ESAB (ОК) 92.60, 92.58 і 92.18. Перші дві мають помірний вміст нікелю, у якого ТКР можна порівняти з чавуном. Марка 92.18 має високий вміст нікелю і вимагає отковкі гарячого шва для ущільнення кристалічної решітки і підвищення пластичності шва. Ці електроди добре використовувати для зварювання сірого і ковкого чавуну.
Дещо інший принцип зварювання, інакше званий високотемпературної пайкою, використовується при роботі з мідь-никельсодержащая електродами, такими як МНЧ-2. Такий припой складається з речовин, що не вступають у реакцію з графітом, і тому ймовірність утворення «відбілити» на кордоні зварювального шва істотно нижче. Електроди з додаванням міді підходять для більшості сортів чавуну.
Для зварювання деталей без преднагрева застосовні марки ОЗЖН-1 і UTP 86 FN. Це електроди на залізно-нікелевого основі з легуючими присадками, в основному їх використовують для зварювання сірого чавуну. Товщину електродів будь-якого типу для роботи в домашніх умовах слід вибрати 3 мм, для особливо масивних деталей - не більше 4 мм, інакше інвертор просто не видасть потрібного струму для повноцінного прогріву.
Застосування присадного дроту
У деяких випадках в процесі ручного дугового зварювання чавуну можуть вноситися спеціальні присадки, що додають матеріалу шва спеціальні властивості. В основу цих присадок входять все ті ж нікель і мідь, іноді залізо, нержавіючі сплави і олово. Для використання дроту потрібно маска-хамелеон, надійна фіксація деталі і трохи практики.
Найбільш популярною присадочной дротом вважається ПАНЧ-11, яку використовують в напівавтоматичному зварюванні чавунних виробів. Дріт вносять невеликими порціями при кожному запалюванні дуги, причому контакт електрода з поверхнею відбувається саме через припій. Так досягається хороша змішуваність і пом'якшується вплив високих температур.
Також дуже корисними при зварюванні чавуну виявляються присадки на основі монель-металу. Це досить рідкісний і дорогий сплав, але він володіє необхідними ТКР, твердістю і пластичністю, порівнянними з показниками самого чавуну. Монель вноситься малими дозами через мить після запалювання дуги. Горіння при цьому більш тривалий, що на якості шва практично не відбивається.
Режими зварювання, струми, техніка роботи
Чавун варять постійним струмом переважно зворотної полярності, хоча для деяких марок електродів (МНЧ-2) може вимагатися перемикання мінуса на тримач. Через високу плинність чавуну його завжди потрібно варити тільки в нижньому положенні шва.
У домашніх умовах можна використовувати два види зварювання: з частковим підігрівом і без нього. Для кожної марки електродів це визначається індивідуально. Розігрів деталі проводять задовго до початку зварювальних робіт, використовуючи паяльну бензинову або газову лампу, або ж ацетиленові пальники. Прогрів чавунної деталі повинен тривати і в процесі зварювання, тому роботу виконують двоє людей.
Чавун зварюють короткими швами (по 4-5 мм) з відступом в 2-3 довжини шва. Кожен «стежок» виконується численними прихватками з тривалістю горіння дуги від 0,5 до 1,5 секунди, в залежності від товщини металу і марки електродів.
Область накладення шва розігрівають протягом 2-3 хвилин, потім зварювальник накладає метал в корінь обробленої шва, а помічник акуратно підігріває місце зварювання. Коли «стежок» завершений, його засипають сухим піском або накривають азбестового тканиною і прибирають полум'я.
Повільне охолодження має критично важливе значення при зварюванні чавуну. Без нього метал може відразу ж покритися павутинкою тріщин, що розходяться від зварювальної ванни, і виріб буде безнадійно зіпсовано. Теплоізолююча вистилання може укладатися і зі зворотного боку шва заздалегідь, але навіть в такому випадку кожен зварювальний кратер повинен відразу ж захищатися від прямого контакту з повітрям. Невеликі деталі рекомендується на годину відправляти в розпечену духовку.
При зварюванні в першу чергу заповнюється корінь шва, повну Заплавка проводять після повного охолодження деталі по точно такою ж технологією з плавним відпусткою. Якщо потрібно герметичність з'єднання, між «стежками» виконують ще кілька проміжних, а потім заплавляются шов повністю. Однак набагато краще в цілях забезпечення герметичності скористатися полімерними або епоксидних герметиками.
