Чавун являє собою особливий сплав заліза і вуглецю. Наявність в складі не менше 2% вуглецю від загального обсягу матеріал, обумовлює його особливі властивості.
Серед головних особливостей матеріалу, які необхідно знати перед проведенням зварювальних робіт, можна виділити наступні:
- Досить низька температура плавлення, через що він швидко остигає (тобто переходить з рідкого агрегатного стану в тверде).
- Швидке охолодження матеріалу супроводжується утворенням пір, які є наслідком активного газоутворення в зварювальної ванні під час зварювальних робіт і в момент кристалізації металу.
- Прискорене охолодження є причиною утворення в зоні близько зварювального шва, так званого цементиту (особливої вибіленої прошарку). Освіта цього прошарку може перешкодити в подальшій механічній обробці металу.
При нерівномірному охолодженні і нагріванні під час зварювальних робіт можуть виникати тріщини.
Необхідність використання подформовкі викликано високою плинністю металу.
Основних різновидів зварювання, які застосовуються для заварювання чавуну, виділяють кілька:
Температурний режим, при якому проводяться зварювальні роботи, дозволяє ділити методи зварювання на холодні і гарячі.
Метод холодного зварювання
Даний вид зварювання застосовують найчастіше. Його популярність обумовлена відсутністю необхідності проводити складні підготовчі роботи.
Підготовчі роботи перед зварюванням холодним методом можуть бути наступні:
- Зачистка.
- Фрезерування.
- Свердління.
- І інші роботи, основною метою яких є отримання чистої поверхні металу.
Дефекти, виявлені на поверхні металу і потребують заварюванні, можуть бути вирубані як поодинці, так і всі разом. У цьому випадку все залежить від віддаленості дефектів один від одного.
Холодне зварювання здійснюється за допомогою наступних видів електродів:
Електроди, що містять в своєму складі мідь, дозволяють отримати шви з наплавленням металу, який згодом може добре піддаватися механічній обробці. Укладання зварювальних валиків при цьому може бути як одношарової, так і багатошаровою.
Сварка за допомогою сталевих електродів здійснюється трохи складніше. Дефектні місця упрочняются спеціальними шпильками, які вставляються в сам метал, а потім обварюються. Подібний метод використовують для усунення дефектів у важких і масивних чавунних виробах, які повинні витримувати велике навантаження. Велика кількість вуглецю в металі зварювального шва сприяє підвищенню його твердості.
Основні способи знизити твердість зварювального шва в цьому випадку може бути два:
- Зменшення вмісту вуглецю в силу незначного зменшення глибини, на яку проплавляется основний метал. Інший варіант - метал основи покривається шаром окисного флюсу. Цей флюс містить до 30% окалини, яка виконує функцію вуглецевого окислювача.
- Отримання структури матеріалу зварювального шва, максимально близькою до структури, яку має сірий чавун. Структура ця досягається за допомогою нанесення на стрижень електрода зі сталі графітізірующего покриття. Це ж покриття включає в себе графіт і феросиліцій в рівних частинах.
Метод зварювання сталевими електродами застосовується в основному для ремонту чавунних виробів, які не виконують ніякої серйозної функції і не потребують додаткової обробки після закінчення зварювальних робіт.
Використання мідно-сталевих електродів доцільно при необхідності заварки невеликих дефектів. Вироби, для ремонту яких застосовують даний вид зварювання, використовуються в промисловості під тиском. Відмінною рисою матеріалу зварювального шва є те, що після охолодження матеріал легко обробляється.
Чавунні поверхні, на яких неприпустимо освіту місцевого підвищення твердості, заварюються за допомогою мідно-нікелевих електродів.
Виливки, виготовлені з сірого або ж чавуну з підвищеною міцністю, заварюються за допомогою залізно-нікелевих електродів.
Сварка за допомогою нікелевих електродів здійснюється в тих випадках, коли потрібно виправити невеликі дефекти на поверхні відповідальних виробів.
Для заварки дефектів, отриманих при лиття, а також для проведення ремонтних робіт використовується дугова зварка із застосуванням чавунних електродів, покритих шаром струмопровідного речовини. Зварювальні роботи в цьому випадку проводяться допомогою постійного струму прямої полярності.
Газове зварювання для виробів із чавуну використовується досить рідко. Використовується вона в основному для наступних видів ремонтних робіт:
- Заварка раковин, використовуваних для лиття.
- Наплавлення на поверхні, які зазнали досить сильному зносу.
- Усунення різного роду зовнішніх дефектів.
Найбільш ефективний результат дає використання для зварювання чавуну газової суміші ацетилену і кисню. Сама зварювання в цьому випадку застосовується з підігрівом. Нагрівання підлягає як все виріб цілком, так і окремі його частини.
Метод гарячої зварювання
Технологія гарячої зварювання передбачає наявність таких технічних моментів:
Попередня обробка матеріалу. Підготовчі роботи включають в себе ретельне очищення металу, а також:
- Розділ кромок зварювальних елементів.
- Формування елементів, що підлягають зварюванню.
- Підігрів елементів.
- Безпосередньо самі роботи по зварюванню деталей.
- Повільне охолодження металу.
Механізовані способи варіння чавуну
Сварка передбачає усунення не тільки поверхневих дефектів, але також усунення різного роду дефектів по краях деталі і наскрізних тріщин. Процес усунення дефектів проходить за допомогою спеціальних грифельних форм, які не дозволяють розплавленого металу витікати з зварювальної ванни. Ці форми являють собою графітні пластинки, які соедіненяются один з одним спеціальною масою, в її основі - рідке скло і кварцовий пісок.
Дугове зварювання проводиться за допомогою чавунного електрода і спеціальних литих стержнів. Діаметр цих стрижнів коливається від 8 до 12 мм, покриваються вони особливим Графітізуючі покриттям. До складу цього покриття входять наступні компоненти:
- Феросиліцій.
- Графіт.
- Терміт.
- Мармур.
- Алюмінієвий порошок.
- Скло в рідкому вигляді.
- Титанова руда.
Всі виливки і деталі з чавуну рівномірно нагріваються в спеціальних печах. Це робиться для того, щоб після зварювальних робіт виріб остигало так само рівномірно. Недотримання цього пункту технологічного процесу може привести до утворення тріщин у виробі.
Гаряча зварка чавунних виробів відбувається за допомогою постійного струму з використанням зворотної полярності. Сила зварювального струму при цьому досить велика. Ця величина безпосередньо залежить від товщини запарюваної дефекту і діаметра електрода. Відповідно, чим більше товщина вироби і перетин електрода, тим більше повинно бути значення сили зварювального струму. Перерв у процесі зварювальних робіт не повинно бути до самого кінця заварки.
Дугове зварювання також може здійснюватися за допомогою електродів з вугільними або ж графітовими стрижнями. Роль присадочного матеріалу виконують чавунні прутки. Захист так званої зварювальної ванни забезпечує спеціальний флюс. Цей флюс складається з технічної бури, попередньо збезводненої і прокаленной до досить високої температури. Також крім бури до складу флюсу може входити азотнокислий натрій і сода.
Процес зварювання вимагає, щоб в зварювальної ванні завжди знаходилося достатній обсяг розплавленого металу, який потрібно добре перемішувати. Після завершення робіт зварювані частини необхідно засипати сухим піском або ж деревним вугіллям.
Сварка чавуну механічним способом
Електрошлакове зварювання для чавунних виробів застосовується досить рідко. Подібний тип зварювання дає досить хороші результати. Роль електродів в цьому випадку грають спеціальні пластини з чавуну.
Головними особливостями даного виду зварювання можна виділити наступні:
- Необхідність правильного вибору електродів.
- Застосування фторідних флюсів, що відрізняються відсутністю окислювальних процесів і забирають надлишки сірки.
- Необхідність в уповільненому охолодженні як самого шва, так і всієї околошовной зони.
- Дотримання всіх цих умов забезпечує можливість отримання якісного зварного шва без яких-небудь дефектів, таких як пори, тріщини або вибілені ділянки.
Сварка чавуну в середовищі інертних газів
Особливою популярністю користується зварювання чавуну в середовищі вуглекислого газу. Такий метод зварювання дозволяє отримати досить якісний шов, дозволяючи при цьому уникнути глибокої проварки основної частини металу.
Показники зварних виробів залежать від декількох моментів. Основними можна назвати наступні:
- Техніка зварювання, використовуваної для проведення безпосередньо самих зварювальних робіт.
- Режим зварювання.
- Розмір самих виробів, які потребують проведення ремонтних робіт.
- Склад дроту, використовуваної в якості електрода.
Правильний підбір режиму зварювання, а також прийомів, використовуваних для проведення робіт, дозволяють отримати метал зварного шва з необхідними експлуатаційними характеристиками.
Досить часто виникає питання: чи можна обварювати чавун за допомогою напівавтоматичних зварювальних апаратів? Так, в домашніх умовах можна використовувати подібний тип обладнання. Сварка з використанням порошкового дроту в цьому випадку дає цілком прийнятні результати.
Як навчитися зварюванні по металу
Як використовувати аргонодугове зварювання в домашніх умовах
Самостійний ремонт автомобіля за допомогою зварювання
Як самостійно зварити труби за допомогою електрозварювання
Технологія виготовлення металевих дверей своїми руками