3 типа сварки чугуна

Особенности чугунного сплава

Железо широко используется в металлургической промышленности в качестве основных сплавов – стали и чугуна. Сталь используется везде: металлические детали, инструменты, запасные части, листовой прокат и т.д. Разница между этими сплавами заключается в содержании углерода. Известно, что углерод придает сплавам жесткость и снижает пластичность. Сталь может быть низкоуглеродистой и высокоуглеродистой по составу, но содержание углерода обычно не превышает примерно 2,2%. Чем выше этот процент, тем тверже и менее пластичным будет сплав.

Сплавы с содержанием углерода 2,2% и более представляют собой чугун. Углерод может содержаться в виде карбида, графита, либо и того, и другого. Исходя из их соотношения чугун может быть черным, белым, серым и т.д. Также чугун содержит примеси, которые могут повлиять на внешний вид. В частности, для того, чтобы повлиять на свойства чугуна, часто добавляют легирующие добавки. Это может быть алюминий, никель, хром.

По сравнению с самим железом чугун жесткий и хрупкий, так как твердость ему придает углерод. При этом он обладает значительной меньшей температурой плавления и плавится уже при 1150°С. В сравнении железо плавится при 1540°С.

Особенности сварки чугунных изделий

В силу своих особенностей строения чугун – достаточно непростой материал для сварки. При работе с ним появляется ряд проблем, которые необходимо своевременно решать. Чугун как материал достаточно пористый и может вбирать значительное количество кислорода и масел. Поэтому готовый сварочный шов может иметь трещины и углубления, что делает структуру неоднородной, а соединение непрочным. Можно выделить типичные проблемы, с которыми может столкнуться мастер при сварке чугуна:

• неоднородность поверхности при резком охлаждении: образование дырок, трещин;
• относительно низкая температура плавления: температура сварки не должна превышать 1150°С;
• пористость материала способствует образованию пустот;
• длительное воздействие высоких температур может привести к «сгоранию» чугуна и невозможности сварки.

Трещины и пустоты можно устранить, добавив в чугун никель или медь. Никель предотвращает образование карбидов, поэтому твердость материала не увеличивается. Он предпочтительнее меди, так как не влияет на однородность поверхности чугуна. Примеси, такие как хром и ванадий, могут быть добавлены в чугун для повышения температуры плавления.

В качестве основных направлений сварки чугуна можно выделить два:

• холодная сварка: без предварительного нагревания;
• горячая сварка: с предварительным нагреванием до 600°С.

Типы сварки

Существует несколько универсальных типов сварки, которые подходят в том числе и для сварки чугуна. Рабочие электроды могут быть как плавящимися, так и неплавящимися, в том числе могут быть в виде проволоки. В зависимости от типа сварки обычно используют железо, чугун, никель, бронзу, хром, вольфрам для электродных материалов.

Сварка электрической дугой

Электродуговой тип сварки предполагает использование электродов из чугуна, либо низкоуглеродистой стали. Этот тип сварки особенно подходит для ремонта достаточно больших чугунных деталей. Она также может быть использована для производства небольших объемов изделий из чугуна.

Сварка полуавтоматом

Особенностью полуавтоматической сварки является использование в качестве электрода проволоки из флюса, покрытого сталью. Для проволоки можно использовать никель, кремний или бронзу. Данный тип сварки подойдет для ремонта и заделки крупных дефектов на большом производстве, также может использоваться и для заделки мелких дефектов.

Сварка чугуна аргоном

В качестве электродов для аргонодуговой сварки используются неплавящиеся электроды с основой из вольфрама, углерода. Используя аргон в качестве инертной среды, можно предотвратить возникновение небольших дефектов, таких как повреждение структуры материала, и предотвратить появление шлака. Такой тип сварки отлично подходит для холодной сварки без предварительного нагрева.

Сварка чугуна – достаточно непростой процесс, требующий от сварщика опыта и внимательности. Выбор типа сварки осуществляется за счет индивидуальных характеристик заготовки, опытности мастера, а также желаемых характеристик готового изделия. Следует помнить, что структура изделия зависит от скорости охлаждения сварного шва, силы и частоты тока, а также свойств исходного сырья.