Milling-master.ru

В помощь хозяину
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка чугуна полуавтоматом технология

Как варить чугун полуавтоматом

Сварка чугуна требует особого внимания сварщиков. Этот металл отличается хрупкостью, швы образуются ненадежные, рыхлые из-за высокого содержания углерода в сплаве. По технологии наплавки можно варить чугун полуавтоматом. Только прежде необходимо правильно подготовить свариваемые поверхности, выбрать нужную проволоку. Опытные специалисты поделятся профессиональными секретами.

Особенности сварки чугуна

При реставрации литых деталей важно не перегревать рабочую зону, чтобы не прожечь деталь. При быстром охлаждении металл становится белесым – сплав теряет прочность из-за нарушения структуры. Чугун очень текучий, сквозные дефекты толстых деталей заделывают длительной наплавкой. Трещины приходится разделывать до основания. При высокотемпературном соединении металла без защитной атмосферы из-за выгорания углерода шов становится рыхлым, пористым, непрочным.

Учитывая особенности сварки чугунных деталей, практики разработали несколько методов реставрации чугунных изделий. Для этого применимы практически все виды сварки, главное выбрать нужный температурный режим. Удобней всего наплавлять углеродистый сплав полуавтоматом.

Способы сварки чугуна

Чтобы металл сохранял свою структуру, его прогревают локально или полностью. Если нет особых требований к прочности соединения, нужно только восстановить целостность детали, варят металл без нагрева.

Холодный метод

Самый простой способ заварить габаритную деталь в гараже или дома. Холодная сварка чугуна не предполагает нагрева сварочной зоны. Для наплавки используют медно-никелевые электроды, имеющие низкую температуру плавления, большую вязкость. Такая присадка не взаимодействует с углеродом, одновременно выполняет роль защитного флюса. Металл варится без защитной атмосферы, на воздухе. Для стыковых швов, испытывающих динамические нагрузки, такой метод неприменим. Для истертых поверхностей, неглубоких трещин (не больше ½ толщины детали) он подойдёт.

Полугорячий метод

Разделяют полугорячий и теплый методы. При первом предусмотрен нагрев всей детали или области дефекта до + 350–400°C, при втором – до + 250°C. Удобство такого способа сварки ковкого чугуна заключается в необязательности демонтажа деталей, можно обойтись паяльной лампой. Внимательно нужно отнестись к охлаждению рабочей зоны. Шов потихоньку подогревают, пока он полностью не окрепнет. Времени на подогрев и охлаждение уходит много, зато шов будет прочным, надежным.

Горячий метод

Деталь демонтируют, помещают в печь, постепенно нагревают. Высокоуглеродистый сплав плавится при +750°C, поэтому допустимая температура прогрева не выше + 650°C. Велик риск ожогов, средствами защиты пренебрегать нельзя. Горячая сварка чугуна обеспечивает высокую прочность заделки трещин. Но это самый трудоемкий метод, для прогрева крупной детали требуется несколько часов. Нужно умудриться закрепить горячее изделие перед работой. После сварки шов охлаждают постепенно, на несколько дней реставрированное изделие оставляют в печи. Важно следить, чтобы на металл не попадала вода – чугунина моментально растрескается на мелкие куски.

Как варить чугун полуавтоматом

Имея полуавтомат, можно реставрировать металл в домашних условиях. Подойдет любая технология:

  • MIG – использование инертного газа;
  • MAG — наплавка присадки в среде углекислого газа.

При сварке чугуна полуавтоматом высокое качество гарантировано: присадка ложится равномерно, она поступает ко шву автоматически. Точечная технология не предусматривает глубокого прогрева детали из-за ограниченности площади контакта.

Если нужно надежное соединение, работающее под нагрузкой, изделия предварительно разогревают до нужной температуры.

Подготовительные работы

Многое зависит от качества разделки трещин, их вырезают на всю глубину. Чтобы заварить чугун, углы сглаживают, шлифуют. Разделка превышает по верху первоначальные размеры дефекта до 6 см, углубляется на 1-2 мм. Конечные точки обычно засверливают для надежности. Угол разделки – 45°. Масляные пятна обжигают или обезжиривают. Тонкие изделия варят на подкладке из графита, он нужен для амортизации. На подформовке металл не «трещит». Кромки обязательно очищают, сметают пыль, стружку. Любое включение снижает прочность шва.

Выбор проволоки для чугуна

По чугуну применяется медесодержащая сварочная проволока. Без подогрева выбирается присадка с маркировкой ПП АНЧ-1; для температуры до + 350°С – порошковую проволоку АНЧ-2; АНЧ 3 предназначен для высокой температуры.

Процесс сварки

Угол наклона держателя к свариваемой поверхности не должен превышать 60°. В таком положении удобно осматривать рабочую зону, следить за процессом сварки, подачей проволоки. Сначала прихватывают края трещины, затем делают первый проход. Шов накладывают фрагментами до 3 см длиной. Многослойность соединения зависит от толщины реставрируемого металла. Каждый последующий шов сначала проковывается молотком, сбивается окалина. Следующий слой наплавки перпендикулярен предыдущему – так обеспечивается прочность. Когда работа закончена, восстановленное изделие убирают для медленного остывания. Только потом шов окончательно очищают, выравнивают валик, если есть необходимость.

Перед ответственной сваркой начинающим лучше сначала потренироваться, чтобы соблюдалась скорость движения подающей насадки.

Соединение чугунных заготовок полуавтоматическим сварочным аппаратом: горячий и холодный способы

Чугун, несмотря на его условную хрупкость, остается одним из самых востребованных конструкционных металлов. Этому способствует твердость материала, стойкость к знакопеременным и усталостным нагрузкам, высокая теплоемкость.

Особенности технической оснастки процесса полуавтоматической сварки чугуна

Сварка чугуна затруднена ввиду склонности металла к появлению дефектов и снижению эксплуатационных характеристик под воздействием высоких температур.

Для соединения чугунных заготовок и устранения неисправностей в готовых изделиях (трещины, сколы и т. п.) чаще всего используется простой и быстрый способ полуавтоматической сварки, требующий, однако, наличия особого оборудования. Допустимы MIG- и MAG-технологии, которые предполагают подачу инертного и активного газов соответственно.

Основное оборудование

Для полуавтоматической сварки используются специализированные электромеханические аппараты, которые обеспечивают непрерывную подачу плавящегося электрода к сварочной ванне, а также защиту шва от вредоносного воздействия атмосферного воздуха с помощью флюса или газа. Простые «полуавтоматы» имеют однокорпусную конструкцию, когда в едином модуле объединяются:

  • источник сварочного тока;
  • двигатель, редуктор и пассивные узлы подачи проволоки;
  • система нагнетания защитного газа;
  • система управления работой прибора.
Читать еще:  Технологическая карта сварки металлоконструкций

Внешние элементы такого аппарата включают первичные и вторичные кабели, газовый баллон с понижающим давление узлом и нагнетательным рукавом, горелку.

При больших объемах производства, а также выполнении сложных сварочных работ целесообразно использование модульных полуавтоматических аппаратов. Их подающий механизм и газовая система расположены в обособленном корпусе, а источник сварочного тока с управляющим блоком – в основном модуле. Если устройство рассчитано на интенсивное использование, горелка может дополняться системой принудительного жидкостного охлаждения.

В зависимости от устройства цепей первичного питания различают однофазные и трехфазные «полуавтоматы». Первые привлекают компактностью и удобством подключения к сети, так как работают от переменного тока напряжением 220 В. Вторые используются в промышленных циклах, для их питания используется 380-вольтная сеть. Не менее важным фактором является тип механизма, подающего проволоку. Он может быть:

  • толкающим – расположен внутри корпуса аппарата, проталкивает сварочную проволоку в рукав, что в ряде случаев (например, при использовании тонкого или чрезмерно мягкого материала) может привести к ее замятию;
  • тянущим – расположен внутри рукояти горелки, затягивает проволоку, обеспечивая ее равномерную подачу, иногда может привести к нежелательному истончению материала;
  • комбинированным – имеет как толкающий, так и тянущий узлы, действующие синхронно, отличается стабильной и бесперебойной работой.

При длине рукава менее 4 метров обычно используются подающие механизмы с одной парой поддерживающих роликов, более 4 метров – с двумя парами. Если длина рукава превышает 8 метров, единственным возможным механизмом подачи становится комбинированный с двумя парами роликов.

Дополнительное оборудование

Помимо полуавтоматического аппарата, для сварки чугуна понадобятся стандартные инструменты и материалы для подготовки поверхностей и индивидуальной защиты. К ним относятся:

  • шлифовальная машинка (болгарка);
  • металлические щетки;
  • обезжиривающий раствор;
  • сухая чистая ветошь;
  • сварочные перчатки;
  • защитная маска.

При сварке с газовой защитой шва понадобится баллон с углекислотой, аргоном, гелием или смесью газов. В ряде случаев (например, при заваривании трещин в чугунных картерах) для предварительной обработки заготовок может использоваться ручная дрель со сверлами по металлу и другие электроинструменты.

Присадочная проволока

Полуавтоматическую сварку чугуна осуществляют с помощью плавящегося электрода проволочного типа. Применение электродов по стали недопустимо, так как в любом случае это приведет к растрескиванию шва при застывании. Выбор марки присадочной проволоки по чугуну зависит от режима сварки:

  • сварка без прогрева (холодная) – ПП АНЧ-1;
  • сварка с прогревом до 350℃ (полугорячая) – ПП АНЧ-2;
  • сварка с прогревом до 600℃ (горячая) – ПП АНЧ-3.

Аббревиатура «ПП» в маркировке проволоки указывает на ее порошковый тип. Это значит, что в материале содержатся необходимые присадочные элементы (Fe, Ni, Cu, Si и др.), обеспечивающие необходимую прочность и стабильность шва.

Примерная стоимость порошковой проволоки на Яндекс.маркет

Технология сварки чугуна полуавтоматом

При выборе режима сварки чугуна важно учитывать ряд его физико-химических особенностей, затрудняющих работу с материалом классическими методами. В первую очередь, к ним относятся:

  • низкая температура плавления металла;
  • изменение структуры вещества под действием высоких температур («отбеливание»);
  • высокая жидкотекучесть чугуна, увеличивающая риски прожогов и деформаций заготовок;
  • появление пор в материале под воздействием атмосферного кислорода.

Это обусловило необходимость применения щадящих режимов сварки с постоянной защитой шва активными или инертными газовыми средами. Широкое распространение получили холодная и горячая технологии полуавтоматической сварки чугуна.

Холодный способ

Холодная технология используется преимущественно в бытовых условиях для создания швов, не воспринимающих прямые механические нагрузки. Она проще и дешевле, однако, не обеспечивает достаточно качественного соединения заготовок. Алгоритм действий включает следующее:

В отличие от MIG- и MAG-сварки стали, работа с чугуном не требует колебательных и поперечных движений электрода.

Кроме того, холодная технология допускает наложение однослойного шва на стыки деталей толщиной до 4 мм.

Горячий способ

Наилучшее качество шва по чугуну обеспечивает горячий способ полуавтоматической сварки, который массово применяется в условиях ремонтных мастерских, а иногда и промышленных комплексов. Он требует выполнения такой последовательности действий:

  1. Обработка стыка, кромкование в случае необходимости.
  2. Подготовка опорной поверхности, установка на нее графитовой подкладки.
  3. Прогрев заготовок в печи до температуры около 600℃.
  4. Быстрое закрепление заготовок на подкладке и скорейшее начало сварки низким постоянным током с обратной полярностью в защитной газовой среде.
  5. Проварка шва углом вперед (уклон составляет 50-60°, чего достаточно для визуального контроля).
  6. Повторная проварка шва (в зависимости от толщины металла наносится от 2 до 5 слоев), во время которой допустим метод поперечного ведения электрода.
  7. Обрыв дуги и прекращение подачи защитного газа (через 15-30 секунд).
  8. Очистка шва от шлаков, обеспечение медленного снижения температуры детали под слоем асбеста, древесного угля или другого негорючего материала.
  9. Окончательная очистка и механическая обработка шва.

Важно помнить, что скорость полуавтоматической сварки значительно выше, чем ручной. Если вы раньше не работали с «полуавтоматом», потренируйтесь на чугунном ломе, прежде чем приступать к сварке ответственных соединений.

Варим чугун полуавтоматом

Чугун широко используется для изготовления шкивов, блочков, и коллекторов. Он имеет хорошие литейные свойства, что позволяет получать из него изделия разнообразной формы. Но у этого материала есть и недостатки — он довольно хрупкий. При ударах часты случаи откалывания бортиков на шкивах или трещины в трубах. Чтобы исправить ситуацию и восстановить изделие прибегают к различным методам соединения металлов. Один из них — сварка чугуна полуавтоматом. Какие особенности у данного метода? Сколько существует вариантов работы с применением полуавтомата? Какие расходные материалы подойдут?

Читать еще:  Карта технологического процесса сварки образец заполнения

Почему трудно варить чугун?

Вопрос о том, можно ли варить чугун полуавтоматом, не зря беспокоит многих людей. Соединение сторон из этого материала действительно имеет ряд специфичных особенностей:

  1. Высокая текучесть чугуна проявляется при формировании шва, где сварочная ванна слишком жидкая. Из-за этого труднее визуально контролировать качество образования соединения. При попытке заварить тонкие пластины из чугуна частым дефектом являются прожиги металла и вытекание его капель на противоположную сторону. Чтобы предупредить эти нежелательные проявления используют графитовые подкладки, поддерживающие пластины с обратной стороны. Научиться формировать шов при высокой текучести металла можно попрактиковавшись на тренировочных изделиях из аналогичных сплавов.
  2. Второй сложностью является низкая температура плавления материала. Из-за высокой температуры от электрической дуги, чугун в зоне сварки быстро перегревается. Вследствие чего, при остывании образовываются микротрещины между основным и наложенным металлом. Перекаливание дополнительных примесей в чугуне (марганец, кремний) приводит к возникновению в структуре шва цементитов, что осложняет последующую обработку соединения шлифовальными инструментами. Чтобы предотвратить эти дефекты прибегают к предварительному подогреву материала, и процедуре постепенного остывания изделия.
  3. Сваривать качественно чугун сложно из-за большого количества пор, появляющихся в результате выделения углерода, при взаимодействии с кислородом. Даже при последующей обработке шов может иметь непривлекательный вид и слабую сопротивляемость на излом. Чтобы защитить соединение используют омедненную проволоку, а работа ведется в среде инертного газа. Обязательным условием при сварке чугуна является содержание флюса в проволоке.

Способы сварки

В зависимости от назначения изделия используются три вида сварки чугуна полуавтоматом. Они отличаются по скорости выполнения работ и материальным затратам.

Холодный метод

Это самый простой способ быстро соединить пластины из железа с высоким содержанием углерода. Сварка выполняется сразу на материале, температура которого равна температуре окружающего воздуха. Холодный способ применяется на не ответственных стыковых соединениях, которые не будут подвергаться нагрузкам. Метод идеально подходит для наплавки истертых поверхностей и деталей механизмов из чугуна. Благодаря непрерывной подаче проволоки можно быстро вести дугу и выполнять большой объем работ за короткое время. Как можно увидеть на видео по сварке чугуна полуавтоматом, результат от холодного способа получается удовлетворительным.

Полугорячий метод

Сварочный процесс полугорячим способом отличается от предыдущего предварительным подогревом заготовок из чугуна до температуры 350 градусов. Для этого используются кузни, в которых жар от углей создает нужные условия. Такая подготовка способствует более щадящей реакции чугуна на высокую температуру электрической дуги, в результате чего образовывается меньшее количество трещин в околошовной зоне. Технология применяется на изделиях, испытывающих некоторые нагрузки при работе.

Горячий метод

Этот способ применяется там, где необходимо качественное соединение, имеющее высокие показатели сопротивления разрыву и излому. Изделие разогревается до температуры 600 градусов. Для этого используются аппараты производящие индукционные токи. Кабеля подключаются к чугунной детали, а специальный измерительный прибор сигнализирует о достигнутой температуре. После этого выполняется сварка полуавтоматом. Для минимизации трещин, изделие после сваривания оставляют в золе до полного остывания. В зависимости от толщины конструкции этот период может достигать 24 часов. Метод позволяет надежно и качественно сварить чугун, но отличается высокими временными затратами и необходимостью дополнительного оборудования.

Оборудование и расходные материалы

Для получения хороших соединений из трудносвариваемых сплавов используют любые полуавтоматы. Основными критериями являются соответствие максимальной силы тока аппарата, необходимой для проплавления конкретной толщины металла. Настраиваемые параметры силы тока и скорости подачи проволоки схожи со сваркой обычной стали.

Проволоку применяют специализированную маркировок: ПП АНЧ-1, а также с номерами 2 и 3. Каждый номер предназначен для конкретного метода (холодного, полугорячего, горячего). Проволока имеет трубчатое строение и содержит внутри порошок-флюс, обеспечивающий защиту сварочной ванны от воздействия кислорода. Обогащение накладываемого металла специальными примесями содействует высокой растяжимости шва, и сопротивлению на разрыв. Благодаря проволоке АНЧ возможно не только устранять мелкие дефекты в чугуне, но и производить полноценные швы, прочно соединяющие этот специфичный металл.

Для сваривания чугуна применяют подачу газа, дополнительно защищающего сварочную ванну. В зависимости от назначения изделия и количества примесей в сплаве, можно использовать углекислый газ в чистом виде или его смесь с аргоном, где последнего будет 80%. Показатели подачи с манометра в горелку должны составлять 6-11 литров. Это оптимально защитит расплавленный металл от вытеснения углерода.

Технология сварки полуавтоматом

При сваривании чугуна полуавтоматом, независимо от температурного режима, необходимо правильно подготовить материал. Если требуется заварить трещину, то важно выполнить предварительный запил болгаркой, вдоль всей линии раскола. Это позволит вплавить присадочный материал глубже. Края трещин рекомендуется просверлить, чтобы ограничить ее продолжение.

Если толщина пластин более 5 мм, то необходима разделка кромок под 45-60 градусов. Когда работать предстоит с тонкими листами (до 3 мм), то применяется графитовая подформовка для предотвращения прожигов. Первый шов выполняется ровным проходом без колебательных движений. Вести горелку можно сверху вниз или справа налево, наклонив на 50 градусов. Расстояние между соплом и поверхностью сохраняется в пределах 6-8 мм. Важно, чтобы сварщик видел конец проволоки.

Редко получается заварить чугун с первого раза, поэтому рекомендуется проходить шов в несколько слоев. Последующие проходы могут быть с поперечными колебаниями, чтобы пошире связать основной и наплавочный металл. После окончания сварки необходимо отделить шлак, образуемый при горении порошковой проволоки, и убедиться в качестве результата.

Читать еще:  Технология сварки тавровых соединений

Сварка полуавтоматом чугуна довольно популярна из-за высокой производительности и хорошего качества соединений. Выбирая правильно проволоку и температурный режим можно получить надежное соединение на этом «капризном» материале.

Сварка и наплавление чугуна полуавтоматом – подбор сварочной проволоки

Сплав железа с углеродом, при количестве последнего более 2,14 весовых процента, называется чугуном. Благодаря отличным литейным качествам он находит широкое применение в различных отраслях промышленности и тяжелого машиностроения. При разливке массивных отливок возможно появление поверхностных дефектов литья. Одна из самых распространенных это раковина. Переплавка большой массы металла из-за незначительной выемки на поверхности не оправдана. На помощь производственникам в такой ситуации приходит сварка, способная справиться с мелким недочетом.

Использование полуавтомата для чугунов

Среди различных типов сварки особое внимание уделяется сварке полуавтоматом. Конгломерат газовой аргоновой и дуговой сварки в одном приспособлении позволяет производить сварку чугунных деталей, устранение литейных дефектов. Наплавка чугуна полуавтоматом позволяет добиться восстановления изношенного слоя практически любой толщины с сохранением свойств. Напомним, сварка полуавтоматом (метод MIG/MAG) заключается в плавлении специальной проволоки при помощи электрической дуги в среде защитного газа. Полуавтомат при помощи автоматики подает проволоку в свариваемое место наложения шва с ранее установленной сварщиком скоростью. Защитная среда газов позволяет избежать контакта кислорода из окружающей среды и металлической расплавленной ванны. Уменьшение количества шлака и газовых пузырьков в толще застывшего металла приводит к улучшению качественных и механических характеристик соединения.

Сварка полуавтоматом позволяет справиться с поставленными задачами по сварке чугуна, не зависимо от его структуры металлической матрицы, содержания и формы включений углерода. Эти параметры разделяют чугуны на

  • ферритный,
  • перлитный,
  • серый,
  • ковкий,
  • высокопрочный с шаровидными включениями графита и другие.

Этот факт требует особого расчета и подхода при выборе режимов сваривания его полуавтоматом, учитывая разные физические свойства сплавов.

Выделим основные технологические критерии для определения режимных условий сварки сплава, отталкиваясь от его химических и физических свойств, а именно:

  • данный материал не зависимо от структуры и процентного содержания элементов предрасположен к образованию термических трещин в приграничной зоне шва, а также в самом шве;
  • без выбора специального режима соединения чугуна последующая механическая обработка на станках и ручной обработке затруднена, резание зачастую приводит к разрушению шва;
  • склонность к образованию пористости шва, при несоответствии температурных требований к нагреву металла и скорости охлаждения после наложения стыка;
  • наложение шва имеет трудности и ограничивается пространственным расположением, типом и маркой сварочной проволоки;
  • возможность появления тугоплавких оксидов в площади ванны расплавленного металла;
  • расширение шва в непредвиденных направлениях, вызванное скоростным окислением кремния.

Методы борьбы с дефектами сварочного соединения

Избежать дефектов, исходя из перечисленных факторов, поможет сварка полуавтоматом. Данный тип эффективный при применении электрошлакового типа процесса и сварочной проволоки для чугуна со специальными присадками.

В случае применения пластин, для заполнения шва, они должны быть из чугуна такого типа, как основные свариваемые элементы.

Сера в составе чугуна склонна к переходу в шов и образованию хрупких эвтектик на границе зерен, снижая механическую прочность соединения. В таких случаях применяются флюсы с десульфирующим типом с повышенным содержанием фторидов. Флюсы, присадки помогают добиться высокого качества шва при использовании полуавтомата с применением предварительного нагрева, частичным нагревом, без такового. При этом отказываться от неокислительных и фторидных флюсов нецелесообразно для любого типа сварки полуавтоматом.

Особенностью сваривания чугуна при помощи метода MIG/MAG обеспечивает сварной шов, лишенный дефектов, сопряженных с внутренними напряжениями, возникающими при температурных превращениях фаз, переходе металла из жидкого вида в твердый, при зарождении и росте кристаллов графита. Визуализацией качества сварного соединения является отсутствие трещин и микротрещин на поверхности шва, отсутствие раковин при снятии верхнего слоя металла после механической обработки.

Отличительной чертой сваривания чугуна с наведением электросварочного шлака всегда было получение шва, исключающего отбел металлической матрицы, закаленных областей, отсутствие или минимизация усадочных трещин.

Сварка полуавтоматом ковкого и высокопрочного чугуна

Сварка ответственных узлов из особых типов чугуна производится в среде углекислого газа проволоками марки Св-08ГС, Св-08Г2С, Нп-30ГХСА, а также порошковой проволокой, не производя предварительный нагрев свариваемых деталей и наплавляемых площадей.

  • С целью уменьшения массы металла в объеме шва процесс должен производиться, соблюдая перекрытие одной трети ширины валика. Направление дуги при этом должно стремиться в сторону расплавленного металла. Для минимального изменения структуры металла шва рекомендуется использовать «каскадное» наложение шва с использованием отжигающих валиков. Именно такой технологический ход сохраняет, ожидаемую, ферритно-перлитную структуру без изменений.
  • Проволока для сварки чугуна марки Нп-30ГХСА создает в толще шва мартенситные, трооститные, аустенитные включения, повышающие сопротивляемость к истиранию наплавленных слоев.
  • Сваривание высокопрочного чугуна с шаровидными включениями графита со стальными деталями и заготовками происходит при помощи проволоки марки Св-08ГС, Св-08Г2С в стартовом соединении. Последний рабочий слой, для улучшения механических свойств лучше наплавить Нп-30ГХСА.

Сварка чугуна полуавтоматом — технология, хорошо зарекомендовавшая себя на различных стадиях производственных и ремонтных процессов. Она позволяет уменьшить количество брака на стадии производства чугунных отливок, продлит срок эксплуатации машин и механизмов, уменьшит непроизводственные простои, снижая себестоимость продукции и повышая рентабельность производства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector