Сварка чугуна в домашних условиях

Раньше, сварочные работы требовали высокой квалификации мастера. Это было связано с примитивной конструкцией сварочных аппаратов. Сегодня технология сварки (особенно электрической) шагнула далеко вперед.

Содержание

• 1 Особенности сварки чугунных изделий
  • 1.1 Холодная сварка
  • 1.2 Горячая сварка
• 2 Сварка чугуна полуавтоматом происходит проще, чем обычным инвертором
• 3 Сварка чугуна аргоном подходит не в каждом случае
• 4 Применение различных электродов при сварке инвертором
• 5 Нестандартные способы

При наличии современного сварочного аппарата, с такой работой может справиться самоучка. Доступная цена инверторов вывела этот аппарат фактически в разряд домашнего электроинструмента.

Однако сварка чугуна и стали – это две большие разницы. Изделия из чугуна можно встретить в любых отраслях. Этот материал имеет неплохие эксплуатационные свойства, хорошо противостоит коррозии, и дешев в производстве.

Есть у него и недостаток – хрупкость. Трещины, сколы, пробоины. Покупка новой детали влетает в копеечку, поэтому восстановление сломанного элемента – обычное дело.

Особенности сварки чугунных изделий

Внимание! Главная трудность при сварке этого металла – непредсказуемость. Предугадать проблему техническими средствами невозможно. Бывалые мастера интуитивно ловят момент, когда надо изменить условия сварки или остановить на мгновение дугу.

Вот несколько негативных свойств чугуна:

В расплавленном виде этот металл обладает высокой текучестью, практически как ртуть. При наличии небольшого сквозного отверстия, расплав может вылиться из зоны сварки. Это затрудняет формирование шва. Для борьбы с этим явлением, опытные мастера обкладывают зону сварки опалубкой. Единая рекомендация – проведение сварки в нижнем положении.

Чугун достаточно хрупкий, это проявляется не только при эксплуатации, но и при сварке. В теле шва образуется множество трещин, которых не бывает при работе с более пластичными металлами.
Неравномерное остывание приводит к многочисленным участкам внутреннего напряжения. Это напоминает процедуру точечной закалки, когда структура имеет различную прочность на расположенных рядом участках. Чтобы не ухудшать качество работ, сварщик должен соблюдать ряд ограничений. Использовать тонкие электроды, обеспечить длительное охлаждение, применять особенную технологию сварки – вразброс. Можно ограничить ток сварки, однако это требует опыта.

Чугун содержит в своем составе много углерода. При проведении сварочных работ, углерод выгорает из расплава и образует поры, как в пемзе. Это резко снижает прочность шва, в отверстия попадает вода. При перепадах температур, особенно зимой, возникают микро разрывы.

На поверхности расплава моментально образуется слой окисла. Он имеет температуру плавления выше, чем металл. Это затрудняет поддержание ровной и непрерывной дуги. Перед началом основных работ, начинающему сварщику рекомендуется потренироваться на ненужных заготовках. Момент схватывания окисла необходимо буквально почувствовать.

Если вы освоите методику под наблюдением опытного мастера – сварка чугуна в домашних условиях не покажется чем-то невероятным.

Основные методы:

Холодная сварка

Разумеется, речь идет не об эпоксидном клеящем составе. Просто шов формируется на холодном металле, без дополнительного подогрева. Умение варить «на холодную» — признак высокого мастерства. Сам процесс достаточно простой. Со стороны ничем не отличается от работ с обычной сталью.

Сварка чугуна на холодную без предварительного нагрева — видео.

Проблемы проявляются после остывания шва. Металл в этом месте становится избыточно закаленным. В теле и на поверхности шва появляется множество присадок. Вся таблица Менделеева, содержащаяся в металле – освобождается, и фиксируется локальными вкраплениями. Структура соединения получается неравномерной.

Между нетронутым металлом и швом, чугун становится излишне твердым и хрупким. Есть такое понятие – «белый, или отбеленный чугун». Полоска всего пару миллиметров может привести к разрыву под небольшой нагрузкой или при ударе. Поры в расплаве образуются с особой интенсивностью.

Поэтому электроды надо подбирать со специальными свойствами. Металл должен содержать никель или медь. Благодаря этим добавкам, отбеливание шва не происходит, а зона закалки получается довольно мягкой.

Горячая сварка

Температура дуги тут не причем. Перед началом работ заготовка нагревается до температуры от 150° до 600° С. Можно греть непосредственно место шва, можно нагревать всю болванку. Главное – уменьшить температурный разрыв между расплавом и окружающим металлом.

При нагреве можно избежать отбеливания чугуна, появления трещин в зоне шва. Пористость также уменьшается.

Еще один «бонус» — время сварки сокращается, поэтому нет локального перегрева, приводящего к текучести.

После сварки деталь требуется медленно охладить. Самый распространенный вариант – укутать негорючим материалом, или хотя бы засыпать мешком.

Если ремонтируемая деталь слишком громоздкая, можно использовать поддерживающий нагрев. Это когда зона сварки, после окончания работ продолжает нагреваться. Например, с помощью газовой горелки. Постепенно температура снижается, пока не сравнивается с температурой окружающей среды.

Сварка чугуна полуавтоматом происходит проще, чем обычным инвертором

Применяется специальная проволока, и снова применяются несколько способов:

Холодная сварка чугуна с помощью проволоки ПП АНЧ-1. Подходит лишь для коротких ремонтных швов, заделки трещин, работ на тонком чугуне. Никакой подготовки, просто проводим кончиком проволоки по месту сварки. Дуга схватывается мгновенно, остается удержать ее в течение тех нескольких секунд, пока вы не пройдете по шву.

Полугорячая сварка применяется на более сложных участках. Например – установка заплатки на канализационной трубе. Нагрев производится до 350 градусов. Можно использовать паяльную лампу.

Внимание! Применяется проволока ПП АНЧ-2. Не забываем о плавном охлаждении по окончании работ!

Горячий режим используется для получения особо прочных швов, имеющих высокие характеристики на изгиб и излом. Пример – сварка чугунного выпускного коллектора или рычага подвески. Любой другой способ не подходит. Проволока ПП АНЧ-3. Нагрев возможен в печи или с помощью газовой горелки. Температура достигает 600 градусов. При этом графитизация происходит естественным путем.

Интересно, что при таком способе (инвертор и подогрев) качество шва не отличается от стального.

Сварка чугуна аргоном подходит не в каждом случае

Многие начинающие сварщики, по совету якобы опытных товарищей, пробуют сварку полуавтоматом в аргоновой среде. При работе только по чугуну, такой способ не оправдал себя. Шов получается, как и на воздухе с подогревом. Зато возрастают затраты.

А вот сварка чугуна со сталью, возможна лишь в нейтральной среде. Разумеется, в атмосферном составе шов получится. Но он не будет лишен типичных недостатков – микротрещины и неравномерная закалка. А если подать к полуавтомату инертный газ аргон – химический состав чугуна в сварочной ванне не изменится.

Внимание! При использовании аргона не имеет значения, каким способом произведена сварка. Встык, внахлест, заплатка – с инертным газом качество одинаково хорошее.

Поэтому, если аргон доступен – смело варите любые сочетания. Если газ приходится «доставать» специально – приберегите его для соединения стали и чугуна.

Применение различных электродов при сварке инвертором

В начале 90-х, при дефиците специальных электродов, чугун варили любыми средствами. Именно на старых трансформаторах, профессиональные сварщики отрабатывали способы сварки неподходящими способами. Тот старый опыт не забыли и молодые любители.

Например — сварка чугуна нержавеющим электродом. Это нетипичный способ, в учебниках о нем не пишут. Однако при использовании простого сварочного инвертора и возможности качественного подогрева – им можно воспользоваться.

Качество шва регулируется силой тока. Его надо установить по минимуму, и пробуя повышать на 5-10%, поймать устойчивую дугу.

Сегодня доступны специальные электроды:

• Ремонтные послойные наплавки, устранение дефектов при неудачной сварке – для этого применяются ЦЧ-4. Фактически, это электроды для начинающего мастера. Хорошо подходят для комбинированных соединений. Например, со сталью.Подходят для промышленных работ с качественным прогревом в муфельной печи, и для быстрого «прихвата» на холодную, в домашних условиях.
• В заводских условиях, для устранения раковин и других литьевых дефектов, применяются специальные стержни ОЗЧ-2. Работать ими следует без подогрева. Особенность сплава – можно работать на вертикальных швах.
• При ремонте автомобилей вы можете столкнуться с особо прочным серым чугуном. Для него подходят электроды ОЗЧ-4. Будь то шов, или напайка – качество поверхности не отличить от материала заготовки. Поддается механической обработке.
• При восстановлении тонкослойных деталей, важно не допустить сквозного прогорания и протекания чугуна сквозь зону сварки. Горячая сварка тут недопустима, используемый наконечник – ОЗЧ-6.
• Так же для холодных работ применяется модель МНЧ-2. Этот электрод позволяет очень качественно нарастить металл в раковине или законопатить дыру без заплатки.
• Если работа совсем сложная – покупайте ОЗЖН. Они достаточно дорогие, зато легко «берут» самые прочные сорта чугуна. Первичная прихватка выполняется ОЗЖН-1, а толстостенная наварка – ОЗЖН-2.
• Неплавкие электроды – удел мастеров. Если вы освоите метод – затраты на сварку превратятся лишь в покупку флюсов и прочих очистителей. Популярный способ – сварка в аргоновой среде, с улавливающей ванночкой и дополнительной проволокой для укрепления шва. Подойдут никелевые электроды. Они прекрасно растворяются в расплаве, замещая пузырящийся углерод.

Совет: Не следует экономить на покупке электродов для чугуна. Ассортимент в хозяйственных магазинах хороший, можно найти недорогого производителя. А вот потери при неудачном ремонте чугунного изделия напротив, могут составить немалую сумму.

Сварка чугуна электродом в домашних условиях – подготовка материала к сварке

Использование правильных электродов, или проволоки в полуавтомате – это важно. Однако неподготовленная поверхность может сделать невозможной даже сварку в аргоновой среде с использованием лучшего флюса. Особенно опасен так называемый промасленный чугун. Ремонтировать такой металл не берутся даже профессионалы. Масло можно обжечь паяльной лампой, затем произвести очистку обычными методами.

Прежде всего, необходимо «разделать» место сварки – трещину, раковину, стык. Разделка производится под углом 45°. Можно применять наждачный круг или просто стальное зубило (мы помним, что чугун хрупкий, а стало быть, его можно банально скалывать).

Поверхностные трещины надо засверлить по краям, и вырубить до чистого металла. Если трещина слишком тонкая – ее надо «протравить». Протирая место ремонта с помощью слабого раствора соляной или азотной кислоты, вы легко обнаружите нитевидные трещины.

Металл тщательно очищают от любых загрязнений – особенно жирных. Краска удаляется ветошью, моющими средствами и поверхность зачищается наждачной бумагой. Можно обезжиривать поверхности с помощью бензина, только надо дождаться, пока жидкость полностью испарится.

Видео. Как варить чугун в домашних условиях.

Сложные повреждения большого размера армируются шпильками или заклепками. Стальные штифты забиваются в стенки дефекта, и сварка происходит с использованием объема стальных вставок. Наплавка производится по спирали, от шпильки до края трещины.

Финальная обработка

После восстановления дефекта, его можно проковать классическим способом. Надо только убедиться в том, что перед вами так называемый ковкий чугун. Сначала ремонтная зона (или вся заготовка) прогревается до 700-800° С. Затем, продолжая нагрев с помощью паяльной лампы или горелки, чугун в месте сварки проковывается.

Наносятся короткие, но уверенные удары по шву. Молоток должен быть со сточенной ударной частью, в форме шара. Тогда вы сможете отформовать шов.
Общее правило: Проковка выполняется послойно. Чем тоньше слой – тем красивее получится шов. Если вы попытаетесь обработать слой толщиной 2 см и более – внешняя сторона получится идеальной, а внутри будет множество микротрещин.

Нестандартные способы

При определенной сноровке чугун можно варить газовой горелкой. Применяется только ацетилен – температуры пропана недостаточно. Как только в зоне сварки образуется ванна – туда надо подсыпать флюс. Расплав следует постоянно помешивать с помощью специальной проволоки или чугунных прутиков. Они являются присадкой, заполняющей шов.

Вывод:
При кажущейся сложности, сварка чугуна в домашних условиях вполне реальна. Для этого используется стандартное оборудование. Главное – не экономьте на расходных материалах.