Как подготовить и сварить чугунные детали?

Оглавление:

Нужные, но «неудобные» примеси
Тонкости работ по сварке чугуна
Как подготовить деталь к сварке?
Порядок выполнения сварочных работ
Выводы и советы

Любой сварщик в своей работе обязательно столкнется с вопросом, как сварить чугунные детали. Чугун является самым неудобным материалом в отношении обработки. Его часто используют для изготовления различного рода изделий в связи с хорошей тягучестью в расплавленном состоянии, которая обеспечивается за счет высокого содержания углерода (до 6%).

Формовка чугуна под сварку.

Нужные, но «неудобные» примеси

Но большое количество добавок иных металлов в чугуне только уменьшает возможность проводить с материалом ремонтные работы. Особую трудность в этом случае создает наличие графита. Вы замечали, что чугун мажется? Это говорит о том, что количество графита в составе довольно большое.

Примеси из кремния, марганца, серы тоже не способствуют тому, чтобы материал легко можно было варить с помощью электродуговой сварки. Выгорающий в процессе графит создает тугоплавкий материал в месте сварки, что делает сам процесс практически невозможным.

Тонкости работ по сварке чугуна

Схемы микроструктур чугуна.

Но сваривать детали из чугуна в домашних условиях все же можно. Опытные мастера сначала тщательно анализируют состав чугуна, чтобы впоследствии правильно подобрать электроды и рабочие токи сварочного аппарата. Замечено, что крупнозернистая структура металла в месте разлома свидетельствует о большом количестве свободного углерода в составе, значит, сварить такое изделие будет сложнее всего. Хотя даже с таким непростым сплавом можно справиться. Есть несколько секретов, которые позволяют свести к минимуму возможные неудачи в процессе сварки:

место разлома чугунного изделия требует предварительной подготовки;
в зависимости от состава чугуна выбирается определенный вид электродов;
сварка производится с помощью электродов малого диаметра и при малых токах;
нельзя пытаться выполнить шов целиком – лучше осуществить сварку вразброс;
необходимо свести к минимуму внутреннее напряжение металла.

Как подготовить деталь к сварке?

Подготовка дефектного места может занять довольно много времени, но избежать этого вам не удастся. Тонкий разлом чугунного изделия невозможно заварить, так как температура плавления чугуна несколько ниже, чем у обычного электрода, поэтому с абсолютной точностью можно утверждать, что расплавленный металл не заполнит собой трещину – скорее в этом месте расплавится чугунная поверхность. Значит, необходимо сделать место разлома шире, чтобы полученный зазор заполнить металлом.

Основные виды чугунов.

С технической стороны такое примитивное описание процесса можно подвергнуть критике, но оно объясняет суть методики сварки для неопытных сварщиков. Разделку трещины ведут с помощью зубила, шабера, сверла, шлифовального диска, придерживаясь определенных правил:

разделка ведется строго по трещине;
нельзя пытаться сделать скол с помощью зубила больше чем 5 мм;
засверливают деталь не более чем на третью часть толщины металла;
сквозные трещины разделываются с обеих сторон, последующая сварка тоже должна вестись в двух направлениях;
если несколько трещин находятся недалеко друг от друга, то определенная часть изделия вырезается, а на ее место целесообразно установить заплатку.

Непосредственно перед сваркой детали на расстоянии 30 мм от будущего шва плоскость зачищается и обезжиривается.

Порядок выполнения сварочных работ

Теперь уже можно сваривать деталь. Желательно изделие поместить в жесткий каркас или хорошо его зафиксировать – так вы уменьшите внутреннее напряжение металла. Еще один момент: чугун – очень хрупкий металл, и слишком большая разница температуры в месте сварки и непосредственная близость к шву может привести к появлению новых трещин. Это недопустимо, поэтому перед сваркой чугунную деталь желательно прогреть, а сам процесс вести в помещении с повышенной температурой.

Холодная дуговая сварка чугуна.

В домашних условиях чугунное изделие можно прогреть с помощью газовой горелки или строительного фена. Второй вариант предпочтительнее, так как открытый огонь приводит к выгоранию графита с поверхности и делает процесс сварки затруднительным.

Перед тем как сварить чугунные детали, необходимо приобрести специальные электроды (в их состав входит медь или латунь) небольшого диаметра. Подойдут изделия толщиной менее 3 мм. Специальные электроды по чугуну тоже можно встретить в продаже, хотя и значительно реже, чем обычные стальные. Работать с ними очень просто. Весь процесс будет напоминать обычную сварку стали, поскольку в состав электродов входят все необходимые элементы для раскисления и быстрого плавления сердечника. В этом случае шов можно выполнить за один прием.

Не секрет, что даже обычными стальными электродами можно заварить трещину на чугунной детали. Но в этом случае потребуется не просто расшивка трещины: делаем своеобразную канавку по всей трещине, края полученного углубления просверливаем в разных местах на треть толщины изделия. Вдоль зачищенного края проделываем ту же операцию, в полученные отверстия вставляем шпильки из сплава меди и стали. А теперь варим выступающие края шпилек. Увлекаться не стоит: необходимо равномерно обварить края каждой шпильки. В результате на поверхности получатся небольшие выступы сплава трех металлов, по которому и будем проводить окончательную сварку.

Выводы и советы

Какие бы электроды вы ни использовали, какой бы вид сварки ни выбрали, заканчиваться вся работа должна медленным охлаждением отремонтированной детали.

Так вы не будете рисковать, что температурные перепады приведут к повторному появлению трещин. Народные умельцы считают, что лучше всего проводить работы и охлаждать деталь на подложке из разогретого песка. Чем больше объем песка, тем медленнее будет остывать изделие. Специально подготовленная печь тоже подойдет для этих целей.