Сварка чугуна аргоном – советы опытных сварщиков

Сварка чугунных изделий аргоном

Тот, кто пытался варить чугун, наверняка заметил, как сложно добиться высокого качества шва. В этом деле поможет сварка аргоном. Узнайте обо всех тонкостях.

Тот, кто пытался варить чугун, наверняка заметил, как сложно добиться высокого качества шва. Надежное соединение позволяют получить лишь несколько способов. Один из них — сварка чугуна аргоном. Чем она лучше других методов? Какие этапы включает процесс? Нужно ли готовить поверхность? Чего делать не стоит? Ответы на эти вопросы вы узнаете из данного материала.

Особенности чугуна

Рассматриваемый материал является сплавом железа с повышенным содержанием углерода в составе. Если, к примеру, у кованой или закаленной стали этот показатель составляет 0,3-0,5 %, то у чугуна он в десять раз больше (от 2 до 6%). Однако во внимание стоит принять ряд других особенностей материала. Среди них:

  • высокая скорость охлаждения, приводящая к появлению слоя «белого» чугуна, который не поддается какой-либо обработке;
  • образование пор в процессе сварки за счет выгорания углерода и образования смеси СО;
  • низкая пластичность материала — верная предпосылка к появлению трещин.

Увы, недостатки материала зачастую перекрывают все его достоинства, вызывая головную боль у сварщиков. При термообработке общеизвестными методами (ручная сварка и т. д.) и последующем застывании шва его хрупкость приводит к нарушению целостности заготовок. К тому же, чугун выступает трудносвариваемым металлом, поэтому альтернативный метод создания соединений просто необходим. Здесь то на помощь приходит дуговая сварка в среде защитного газа — аргона.

Подготовительный этап

При наличии трещин они засверливаются по краям и расширяются на достаточную для проварки глубину. Участок, где будет произведена сварка чугуна аргоном, освобождается от окалины при помощи углошлифовальной машинки (болгарки), наждачной бумаги с крупным зерном или металлической щетки. Если все же присутствуют масляные пятна, их стоит вывести растворителем, либо воспользоваться пламенем горелки.

Последовательность действий

Сварка чугунных изделий аргоном — популярный способ, позволяющий свести риск растрескивания деталей после соединения. Работа выполняется при помощи вольфрамового электрода, что позволяет минимизировать количество шлаков в процессе. Аргоновая сварка чугуна особо востребована в авторемонте при обработке деталей, состоящих из рассматриваемого материала.

Помимо неплавящегося электрода из вольфрама, используются присадочные прутки из никеля. Реже их меняют на бронзовые, либо алюминиевые, обычно из-за низкой стоимости последних. Если же полученная при сварке деталь будет подвергаться термическому воздействию, использование бронзы или алюминия категорически запрещается!

Обязательные требования к процессу:

  • предварительная очистка поверхности;
  • прогревание заготовок для снижения риска появления трещин;
  • малые величины силы тока;
  • шов наносится короткими участками;
  • каждый шов простукивается молотком для снятия остаточных напряжений;
  • по окончании сварочного процесса полученная деталь остывает в естественных условиях, медленно и постепенно.

Присадочные материалы имеют длину 60-70 см и диаметр 6-15 мм. Почему сварка чугуна аргоном считается лучшим способом для обработки материала? Причина очевидна — газ защищает сварочную ванну от проникновения воздуха и шлак внутри нее не образуется (вопреки склонности чугуна к данному процессу).

Когда все необходимое подготовлено, приступают к работе. Далее — коротко о последовательности действий:

  • пользователь включает аппарат;
  • выполняется подача присадочного материала на поверхность (участок сварки) под углом 20-30 градусов;
  • расстояние между соплом горелки и свариваемой деталью должно составлять от 3 до 10 мм;
  • выполняют несколько коротких швов вместо одного длинного и непрерывного;
  • каждый новый шов простукивается молотком;
  • после формирования шва дают остыть детали в естественных условиях;
  • при необходимости удаляют налет (брызги сварочные) и обрабатывают соединение наждачной бумагой, УШМ, щеткой из металла.

Вольфрам обладает очень высокой температурой плавления, поэтому ему не грозит оплавление или длительное пребывание при экстремальных температурах.

Читайте также:
Проточный электрический водонагреватель Электролюкс: особенности, принцип работы системы electrolux

Полезные советы

  • при обработке материала в домашних условиях допускается любой способ предварительного нагрева детали;
  • максимальная длина коротких швов не должна превышать 30 мм;
  • удары молотком с целью снятия напряжений должны выполняться мягко и аккуратно, во избежание растрескивания детали.

Высокое качество получаемого соединения — основная причина популярности сварки аргоном чугунных изделий. При должном опыте процесс протекает быстро, а при покупке никелевых присадочных прутков вместо бронзовых или алюминиевых — качественно. Сложности, связанные с физическими и химическими характеристиками чугуна, сходят на нет, когда сварка производится в аргоновой среде. Однако и это достижимо лишь при выполнении ряда условий.

Мы упустили какие-то нюансы при сварке чугуна? В комментариях к статье вы можете поделиться своим мнением по данной теме.

Технология сварки чугуна аргоном: советы опытных сварщиков

Чугунные сплавы в больших объемах используются для производства литых и кованых металлоизделий. Для реставрации деталей с высоким содержанием углерода обычные методы сварки малоэффективны. Только при использовании дуговой сварки чугуна в аргоне можно получить прочные соединения. Технология сваривания чугунных элементов в среде аргона была разработана с учетом особенностей сплава.

Сложности сваривания чугуна

Металл с высокой степью текучести легко прожигается электрической дугой. Подвижность расплавленного чугуна усложняет формирование шва, металл вытекает из ванны. Минимизировать этот недостаток удается прокладками из графита. Другая проблема сварки чугунных изделий – склонность к перегреву при термическом воздействии.

Неправильный выбор температурного режима может вызвать перекалку сплава в околошовной зоне. Низкоплавный чугун при перекаливании склонен к образованию околошовных трещин, которые сложно удалить шлифованием. С проблемой удается справиться предварительным нагревом заготовок перед аргонной сваркой и медленным охлаждением рабочей зоны. Температуру снижают постепенно, чтобы обеспечить прочность шва.

Неравномерный нагрев и резкое охлаждение провоцирует хрупкость чугуна.

Пористость соединения – еще один возможный дефект сваривания чугуна. Это объясняется физико-химическими свойствами сплава. Активное газообразование приводит к пористости сварных швов. При нагреве углерод активно вытесняется кислородом. Для защиты ванны расплава применяется порошковый флюс. Он также вводится в состав наплавочной проволоки, используемой при работе с чугунными деталями или другими изделиями. Компоненты, формирующие шлаковую корку, препятствуют образованию пор. Флюс также снижает риск окисления кремния – это причина образования тугоплавких оксидов и непроваренных участков.

Какие бывают способы сварки

Горячая аргонная электродуговая сварка – способ термического соединения чугунных элементов, прогретых до +600–650°C. Метод в основном применяется в производственных условиях. Самостоятельно обеспечить нагрев чугуна до высокой температуры практически невозможно. Технология актуальна для наплавки, она помогает избежать образования трещин при реставрации изделий.

Разница температур основного изделия и шовного валика приводит к разломам металла, особенно, когда не устранены остаточные напряжения. При нагреве структура чугунного сплава упорядочивается, повышается пластичность. Также важно добиться равномерного охлаждения чугуна. Для этого применяются специальные камеры, экзотермические составы, замедляющие скорость остывания за счет изолирования поверхности. В бытовых условиях горячий металл после сварки засыпают толстым слоем песка или угля.

Полугорячая активно применяется в автомастерских, частных гаражах и домовладениях. Диапазон предварительного нагрева заготовок – от +300 до 450°C в зависимости от толщины свариваемого металла и выбранной присадки. Сущность полугорячего метода заключается в графитизации серого чугуна флюсовыми добавками для улучшения условий выделения графита при охлаждении. Допускается подогрев деталей открытым пламенем. Сварка ведется в нижнем положении короткими валиками. Полугорячий способ сварки не такой сложный, как горячий. При неравномерном овладении чугуна не исключено образование зон отбеливания и трещин.

Холодная сварка подразумевает соединение заготовок без предварительного нагрева. По технологии используется никель-стальная присадка небольшого диаметра. Качество шовных валиков при холодной сварке невысокое. Метод применяется эпизодически, когда нет специального оборудования и к качеству сварных соединений невысокие требования.

Читайте также:
Полуарка из гипсокартона, сделанная своими руками

Выбор присадки и оборудования

Для аргонодуговой сварки чугуна используют полуавтоматы или автоматический сварочный аппарат. В качестве присадки используется сварочный пруток различных марок. От типа присадочной проволоки зависит качество шва. Пластичность шовного валика обеспечивает никель. Мель придает повышенную твердость. При использовании в качестве присадки одновременно двух легирующих металлов Ni и Cu, удается формировать шовные валики средней твердости.

Диаметр присадочных прутков должен быть соразмерен толщине свариваемых деталей, составляет до ½ размера заготовки. Проволока выпускается в виде металлической полой трубки, внутрь которой помещается порошковый флюс.

  • ПП-АНЧ-1 — для декоративной реставрации отливок горячей сваркой, устраняются недоливы, раковины, пористость;
  • ПП-АНЧ-2 — для заделки крупных дефектов с предварительным прогревом заготовок до +300°C;
  • ПП-АНЧ-3 — для заварки горячих отливок, нагретых до температуры + 400…600°C;
  • ХЧ и БЧ – проволока для получения износостойких швов.

Технология сварки

Популярность монтажа и реставрации чугунных изделий свариванием в среде аргона объясняется высоким качеством образуемых соединений и простотой применяемой технологии. При использовании присадки нужной марки в процессе сварки чугуна аргоном формируется ровный и прочный шов.

Подготовка кромок

Незначительные масляные пятна удаляют растворителем или выжигают органические соединения на пористой поверхности кромок воздействием пламени. От следов ржавчины и других загрязнений чугун очищают механически. Важно учитывать, что чугун имеет пористую структуру. Жировые следы могут располагаться глубоко.

Трещины предварительно рассверливают по краям, затем на всю глубину. Углубление для шва тщательно очищается от опилок и окалины, образуемой в процессе сверления. Для обработки используют шлифовальную машинку или наждачную бумагу.

Процесс сваривания

Для получения прочного шва важно придерживаться определенной последовательности действий.

Сначала осуществляется проверка рабочих поверхностей, от качества подготовки заготовок зависит однородность шовного валика.

Рабочий ток подбирается с учетом толщины заготовок:

  • для деталей до 10 мм максимальный ампераж 350 А;
  • для чугуна толщиной от 10 до 20 мм ручку настройки выставляют на отметке 400 А;
  • заготовки свыше 2 см сваривают при 600 А.

Присадочный пруток размещают в рабочей зоне под углом 25–30°, в другой руке сварщика находится горелка полуавтомата.

В течение 20 секунд над рабочей зоной формируется облако защитного газа. Только после этой процедуры включают сварочное оборудование.

Оптимальное расстояние между заготовкой и электродом – 2 мм. Шов формируют участками длиной 2,5 – 3 см.

Остаточные напряжения устраняют проковкой шовного валика молотком после каждой проходки.

Готовый шов защищается металлической щеткой, устраняются брызги, окалина.

Полезные советы

Аргоновая сварка – процесс, требующий определенных навыков. Новичкам полезно прислушиваться к мнению экспертов:

  • Чтобы обеспечить глубину проплава, электрод располагают на небольшом расстоянии от свариваемой заготовки. Формируется короткая дуга, уменьшается ширина шва.
  • Чугунные заготовки рекомендуется прогревать. Для этих целей используют печи, паяльные лампы.
  • Аргонодуговая сварка предусматривает плавную подачу присадки. Горелка должна двигаться только по оси шва.
  • Когда осуществляется заделка кратера, рабочий ток понижают, чтобы исключить образование дефектов.

Как варить чугун в аргоновой среде

Сварка чугуна аргоном – надежное средство соединения деталей из этого металла с получением шва высокого качества. Сделать это непросто, особенно в домашнем гараже. В этих условиях сплав не поддается сращиванию и ломается при остывании. Одна из причин невозможности выполнения операции – содержание в составе большого количества различных примесей: марганца, кремния, фосфора, серы, ванадия, алюминия, никеля и хрома.

Разновидности чугуна и степень их свариваемости

Рассматриваемый материал содержит до 6% углерода. При плавлении он остается на поверхности и придает металлу хрупкость. Многочисленные недостатки часто перекрывают достоинства. При термообработке состав ломается, приводя в негодность все изделие. По свойствам чугун делится на типы:

  • белый;
  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный.
Читайте также:
Покраска нитроэмалью и особенности использования

Первый вид частично состоит из цементита, дающего на срезе характерный металлический блеск. Литье обладает износоустойчивостью и жаропрочностью, не ржавеет, используется при изготовлении стали.

Серый состав содержит углерод в состоянии графита. Срез серого цвета, без блеска. Применяется для изготовления конструкций в виде станин станков. Проявляет высокую прочность на сжатие.

Ковкий чугун – это разновидность белого, прошедшего термическую обработку, в результате которой графит принял вид хлопьев. Материал отличается вязкостью и пластичностью. Используется для изготовления предметов сложной формы.

Высокопрочный состав имеет структуру, не поддающуюся разрывам. Применяется для создании особо ответственных деталей в разных областях промышленности.

Заваривать чугун трудно. Связано это с его свойствами и характеристиками. При достижении критических температур происходит вытекание расплавленного металла из места формирования шва. При сгорании графита образуется большое количество газов, приводящих к появлению трещин и пор. Поэтому аргонная сварка чугуна – единственный эффективный способ соединения деталей из этого сплава.

Сварочные стержни из чугуна

В качестве присадки при аргоновом соединении конструкций чаще всего используются специальные металлы, из которых сделаны расходные материалы: бронза, медь, алюминий, никель. Марки их обозначаются буквами и цифрами. Для горячей работы с общим нагревом используют «А», с местным – «Б». Для ручной аргонодуговой сварки («ТИГ») тонкостенных заготовок – «НЧ-1», для толстых деталей – «НЧ-2». Износостойкий чугун обрабатывается стержнями «ХЧ» и «БЧ». Диаметр присадок выбирается меньше толщины деталей в 2 раза.

Подготовка металла

Зона сварки должна быть тщательно обработана. Нельзя допускать присутствия в ней масла. Оно может внедриться глубоко, и тогда вывести его будет невозможно. На концах трещин, которые следует распилить болгаркой с тонким диском, высверливают отверстия диаметром 1,5-2 мм. Участок освобождают от окалины, стружки и мусора с помощью металлических щеток, углошлифовальной машины и наждачной бумаги. Масляные пятна лучше выжигать горелкой или выводить растворителем. После подогрева чугуна начинают сварочные работы.

Общее описание технологии

Соединение деталей под слоем аргона проходит по сходным с другими видами правилам. Нужно настроить аппарат, установив ток в пределах 40-80 А. Во время работы его величина регулируется до исчезновения характерного хруста. Стержень опускают в ванну после того, как он нагреется. Неплавящийся электрод должен двигаться непрерывно вместе с пламенем горелки. Для сварки лучше выбрать нижнее положение, при котором расплавленный металл остается в зоне формирования шва. Изделия охлаждаются естественным путем.

Для качественной работы нужно подготовить хорошие присадочные материалы, электроды и применять правильные режимы функционирования оборудования.

Использование присадок

Аргоновая сварка чугуна производится с использованием никелевых присадок, которые иногда меняют на бронзовые или алюминиевые, так как они намного дешевле. Материалы выпускают в виде прутков диаметром от 6 до 15 мм, имеющих длину 60-70 см. При работе в автоматическом режиме применяют порошковую кремниевую проволоку, для соединения предварительно разогретых заготовок – марку «ПП-АНЧ-2», высокопрочных материалов – «ПП-АНЧ-5».

Свойства присадок приведены в таблице:

Наименование прутка Краткая характеристика
Никелевый Устойчив к коррозии и высоким температурам. Годится для сварки химических емкостей, трубопроводов из высоколегированных сплавов. Шов пластичный.
Жаростойкий Соединяет металлы разного рода в среде чистого аргона.
Легированный титаном Работает при защите составом Аr-He.

Стержень опускают в ванну после прогрева и не выносят из нее до конца работы.

Электроды

Основные виды изготовления:

  • из чугуна;
  • легированные стальные;
  • медные;
  • углеродистые;
  • сплавные.

Стальные изделия сверху покрыты ферросилицием и дают шов из серого чугуна.

Читайте также:
От ягод до листочков: какую пользу приносит организму облепиха?

  1. ЭМЧС. Используются для работы с холодными металлами толщиной до 10 мм.
  2. ЦЧ4. Сердечник покрыт веществом, образующим карбид, не реагирующий на железо. Пользуются им при холодном методе.
  3. МНЧ-1. Сердечник выполнен из медно-цинкового сплава, дающего шов высокого качества с низким содержанием углерода.
  4. Чугунные. Изготовлены с применением карборунда и углекислого бария, смешанных с жидким стеклом.
  5. СЧ-20 с графитовым покрытием. Годится для сваривания деталей из серого чугуна.
  6. МНЧ-2 – дорогой и редкий материал, дающий прочное соединение. Изготовлен из меди.

Перечисленные электроды используют в работе опытные сварщики и любители.

Режимы сварки

Соединение деталей производят с помощью специального аппарата, вольфрамовых электродов, присадок на основе разных металлов и защитного газа – аргона, гелия или их смеси. Прибор предварительно настраивают на нужный режим работы, учитывая параметры заготовок:

Толщина деталей (мм) Рабочий ток (А)
До 10 350
11 – 20 400
Более 30 600

Количество ампер окончательно регулируется во время сварки.

Наиболее правильный метод – горячая сварка, перед которой заготовки нагреваются до 600°С. Холодный способ – удобный и простой, выполняется с помощью электродов с содержанием меди или никеля. Популярные марки – ОЗЧ-2 или ОЗЧ-6, а также МНЧ-2. Процесс проходит при использовании постоянного тока обратной полярности.

Необходимое оборудование и инструменты

Для работы готовят:

  • ручной или полуавтоматический аппарат с горелкой;
  • баллон с защитным газом (Ar, He);
  • припой никелевый, вольфрамовый, из других металлов;
  • присадочные материалы;
  • молоток.

Последний предмет необходим для сбивания застывшего шлака с места наложения шва.

Как правильно выбрать присадку

При сварке заготовок часто используют чугунные стержни, не имеющие наружного покрытия. Диаметр их выбирают вдвое меньше толщины металла. Другой распространенный вариант – никелевая проволока. В таблице указаны главные типы импортных расходников:

Марка Описание
ОК Tigrod 19.82 В основе – никель. Проявляет устойчивость к высоким температурам и коррозии. Применяется при работах с разнородными металлами и сплавами.
ОК Tigrod 19.85 Проволока для высоколегированных сталей.
ОК Tigrod 19.92 Пруток, легированный титаном.

Используются и другие марки присадок, позволяющие проводить сварку без предварительного нагрева заготовок.

Последовательность процесса сварки

Технология предусматривает выполнение ряда операций. К ним относятся: очистка металла, прогревание заготовок, использование тока малой величины. Нанесенный шов простукивается молотком. Это снимает напряжение, оставшееся после работы. Детали дают время для постепенного остывания естественным образом. Рассмотрим последовательность подробнее.

Нужно включить аппарат, зажечь горелку, подать газ и поднести присадочный пруток к участку сварки, удерживая его под углом 20-30°. Расстояние от детали до сопла горелки – 3-10 мм. Швы накладываются короткие, длина их – до 3 см. После остывания с поверхности удаляется налет и шлак с помощью щеток, наждачной бумаги и УШМ.

Выполнение этого плана не гарантирует получения хороших результатов. Нужна подготовка и опыт сварщика.

Нюансы для домашних условий

Для использования сварки в домашних условиях необходимо соблюсти несколько требований: правильно подобрать присадки и электроды, настроить аппарат на нужный режим работы, придерживаться последовательности выполнения действий.

Готовить материалы к работе нужно заблаговременно. Металл очищают и прогревают газовой горелкой, паяльной лампой или другим прибором. Работа ведется под защитой аргона. Он тяжелее воздуха и способен заполнить сварочную ванну, поэтому все действия лучше производить в нижнем положении. Присадочные прутки для получения качественного шва применяют никелевые. Ими рекомендуется периодически перемешивать расплавленный металл. После завершения работы место соединения засыпают песком или закрывают асбестом. В таком виде деталь остывает.

Общие рекомендации

Нельзя долго держать горелку на месте. В процессе сильного нагрева из чугуна испаряется углерод и отбеливает его, делая трудносвариваемым. Толстые детали соединяются с помощью наплавки, состоящей из нескольких слоев. После выполнения работы рекомендуется провести контроль качества с целью выявления дефектов. При визуальном осмотре можно заметить трещины, поры, непровары из-за обрыва дуги. Другие изъяны обнаруживаются с помощью специальных приборов.

Читайте также:
Реставрация и ремонт кровати старого образца

Внешний контроль проводится после очистки швов посредством щеток и азотной кислоты или спирта. Жидкие составы придают металлу матовость, на которой лучше видны поры и трещины. Для получения более ясной картины можно пользоваться лупой.

Кроме визуального осмотра, используются эффективные методы капиллярного контроля и магнитной дефектоскопии.

Аргонодуговая сварка чугуна

Что такое чугун? Это сплав железа и углерода, в котором последний может быть представлен в виде графита или цементита (Fe3C). Если в производстве используется графит, то получается серый чугун, который хорошо поддается обработке и сварке. Если цементит, то получается белый чугун, который варить нельзя. Просто не получится. Сам сварочный процесс может производиться практически любыми технологиями. Нас в этой статье будет интересовать сварка чугуна аргоном с применением неплавящегося вольфрамового электрода ( TIG ).

Но перед тем как начать с ней разбираться, необходимо сказать о том, что существует три основных направления сваривания.

  1. Свариваемые чугунные детали соединяются между собой чугунным швом.
  2. То же самое, только шов будет из низколегированной стали.
  3. И последний – шов из цветных металлов.

То есть, получается так, что аргонная сварка чугуна (ТИГ) может производиться с применением разных по составу присадочных элементов. Но надо обязательно добавить, что сама аргонная технология сваривания чугуна обязательно включает в себя предварительный нагрев заготовок. Хотя все чаще появляются присадки, с помощью которых можно варить чугун и без нагрева. В зависимости от того, до какой температуры будут нагреваться чугунные детали, зависят и разновидности сварки чугуна. Их также три.

  1. Горячая сварка, когда заготовки нагреваются до 600С.
  2. Полугорячая – до 400С.
  3. Холодная – вообще не нагреваются.

Два первых вида обычно используются для того, чтобы создать сварочное соединение таким же по составу, как и сам свариваемый металл. Третий используется, когда создаваемый шов по составу не является чугунным.

Сварка аргоном – технология и последовательность

Процесс аргонодуговой сварки делится на несколько этапов, которые проводятся в определенной последовательности. А именно:

  • Подготовка свариваемых заготовок.
  • Их подогрев.
  • Сам сварочный процесс.
  • Медленное охлаждение стыка.

К подготовительному процессу можно отнести зачистку соединяемых поверхностей и формирование кромок. Очень важно правильно кромкам придать необходимую форму. Она не должна быть острой, она должна быть скругленной, как показано на фото ниже. Такое скругление обычно достигается с помощью обычной болгарки. Кромки нужно формировать только в том случае, если толщина соединяемых чугунных заготовок превышает 4 мм.

Подогрев чугуна производится горелкой, после чего можно переходить непосредственно к свариванию металла. Если производится сварка деталей со сложной формой, где присутствуют перемычки, отверстия, участки с разными толщинами, то нагревать необходимо будет всю деталь, а не только участок, где производится сварка.

Чугунные стержни для сварки

Очень важно правильно выбрать присадочный материал. В основном для этого используют стержни, изготовленные из чугуна. Некоторые мастера просто удаляют обмазку с чугунных электродов и применяют их в качестве присадки.

Вот такие марки используются для аргонодуговой сварки чугуна (ТИГ).

  • Для горячего сваривания – «А».
  • Для горячей сварки с местным нагревом – «Б».
  • Для соединения тонкостенных чугунных заготовок при полугорячей сварке – «НЧ-1».
  • Для толстостенных чугунных деталей при полугорячей сварке – «НЧ-2».
  • Для соединения с повышенными характеристиками износостойкости – «БЧ» или «ХЧ».

Диаметр присадочного стержня выбирается из расчета толщины свариваемых заготовок. Обычно он в два раза должен быть меньше.

Читайте также:
Сайдинг Docke (77 фото): цвета и размеры цокольных виниловых панелей, инструкция по монтажу и отзывы

Технология сварки

В принципе, варить чугун аргонодуговой технологией нужно точно так же, как и другие металлы. Никаких отклонений или технологических нюансов. Важно правильно настроить сварочный аппарат, который должен выдавать ток силой 40-80 ампер. Разброс величины достаточно большой, потому что в таком диапазоне можно варить детали разной толщины. Оптимальный показатель достигается опытным путем, при котором при сварке металл не трещит.

Сам процесс сварки можно проводить в двух направлениях: горелка движется впереди присадочного прутка или наоборот. Это не нарушает качество шва. Если свариваются две толстые заготовки, то, во-первых, делается Х-образная кромка, во-вторых, сам шов проваривается с двух сторон.

Есть несколько моментов, на которые необходимо обращать внимание, сваривая чугун аргонодуговой сваркой ТИГ.

  • Погружать сварочный присадочный стержень в сварную ванну можно после того, как он хорошо нагреется.
  • Лучше, если присадка из зоны сваривания не будет выноситься в процессе всего процесса. Но это не критично, потому что после заполнения ванны расплавленным металлом приходится его равномерно распределять по всему зазору, образовывая сварной шов. Именно в это время присадочный элемент там будет только мешать. Но на это уходят доли секунды, так что пруток не успевает остыть.
  • Сварка неплавящимся электродом в аргоне должна проводиться непрерывно. Насколько это возможно. Если по каким-то причинам процесс был на время приостановлен, новый шов надо накладывать на край старого, уже остывшего.
  • Долго держать пламя горелки на одном месте не допускается. В процессе сильного нагрева чугуна из него начинает испаряться углерод, что приводит к отбеливанию металла. Он становится прочным и твердым, то есть, снижаются его сварные характеристики.
  • Лучше всего, если сварку чугуна в аргонном защитном слое проводить в нижнем положении. Таким образом, расплавленный металл не будет вытекать из сварной ванны под действием своего веса и под действием давления самого защитного газа.
  • Если свариваются две большие и толстые чугунные заготовки, то зазор между ними будет достаточно большим. Поэтому наплавку производят в несколько слоев. При этом концом присадочного прутка необходимо периодически помешивать содержимое сварочной ванны, чтобы внутри расплавленного металла не образовались поры. Именно таким способом удаляются растворенные в металле газы.

Как видите, сварить чугун с помощью аргонодуговой технологии TIG не очень сложно. Специалисты считают, что именно таким способом соединение чугунных деталей будет самым качественным. Но чтобы качество на самом деле было высоким, нужно обязательно, чтобы чугун после сварки остывал медленно (естественным путем).

Сварка чугуна аргоном: подготовка чугуна, необходимое оборудование, технология сварки и особенности процесса

В промышленности и в быту применяется большое количество чугунных изделий. Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором может содержаться от 2 до 6,7% углерода. Высокое содержание углерода приводит к наличию у чугуна ряда свойств, которые делают его сварку обычными способами неэффективной. Для такой сварки разработаны специальные технологии. Одной из наиболее востребованных технологий является дуговая сварка в защитной среде аргона.

выбор Подготовка чугуна к сварке

Подготовка деталей из чугуна к сварке должна быть более тщательной, чем при сварке других материалов. Это связано со склонностью этого материала к образованию трещин и разрушению.

При этом совершаются следующие операции:

  1. Края свариваемых деталей очищают от грязи, ржавчины, шлака.
  2. Производят распил трещин. В противном случае, глубокая трещина при сварке будет заплавлена только сверху, а в глубине изделия останется слабая структура.
  3. Для обеспечения равномерного прогрева шва по длине осуществляют разделку кромок. Для этого делают скосы кромки на 45° и округляют острые грани.
  4. Для предотвращения при сварке утечки жидкого металла и предотвращения деформации изделия используют графитовые подкладки.
Читайте также:
Пылесосы Miele: описание, виды и комплектующие

Технология сварки аргоном

В зависимости от вида механизации аргоновая сварка бывает ручная, механизированная, автоматизированная и роботизированная.

В первом случае перемещение горелки и сварочной проволоки осуществляется сварщиком. Во втором случае горелку перемещает сварщик, а проволока подается механизировано. В третьем случае движение горелки и проволоки осуществляется механическими средствами, всем процессом управляет оператор. При роботизированной сварке процесс происходит без участия человека.

В состав оборудования, используемого для сварки чугуна в среде аргона, входят:

  • источник сварочного тока;
  • горелка или набор горелок;
  • устройство для возбуждения дуги или поддержания стабильного тока (осциллятор);
  • баллон с газом;
  • провода, шланги.

Источник тока может быть трансформаторным или инверторным. Инверторный аппарат обладает рядом преимуществ. Такое устройство обеспечивает высокое качество шва, имеет небольшой вес и размеры и простое управление. В инверторе обычно используются дополнительные функции – ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция тока.

Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет

Важным элементом установки для сварки аргоном является горелка. Она представляет собой сложное устройство, на конце которого смонтировано сопло. Из сопла в область сварочной ванны подается аргон. Сопло изготавливается из термоустойчивого материала, так как температура сварочной ванны может достигать 2000°С. Внутри сопла расположен электрод, с помощью которого образуется электрическая дуга. В сопло с помощью шлангов подается газ из баллона, а к электроду с помощью кабелей подается напряжение от источника тока. Горелка может иметь водяное охлаждение, с помощью которого можно регулировать температуру электрода и ванны.

Схема аргонодуговой сварки

При сварке чугуна аргоном используются неплавящиеся электроды. В качестве таких электродов применяют электроды из вольфрама. Они имеют высокую температуру плавления и не принимают участие в формировании сварочного шва. В соответствии с ГОСТ используют электроды из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением лантана, иттрия, тория. Такие добавки улучшают качество электродов и увеличивают температуру их плавления.

Выбор присадки

При сварке чугуна рассматриваемым методом основным материалом для создания шва является присадка.

В качестве присадочного материала используются пруток или проволока. Тип присадочного материала выбирают в зависимости от требований к качеству шва.

Например, для получения более пластичного шва используют сплавы с никелем, а для шва с повышенной твердостью – медь. Для получения шва со средней твердостью применяют сплав никеля и меди (монель-металл). Толщина присадочных прутков зависит от толщины свариваемых деталей и равна приблизительно ее половине.

Примерная стоимость проволоки для сварки на Яндекс.маркет

В домашних условиях иногда используют самодельный присадочный пруток, состоящий из скрученных медной и нержавеющей проволок.

Сварочная проволока представляет собой трубку из присадочного материала, внутри которой находится флюс. В зависимости от типа сварки применяют проволоку типа ППЧ-1 (для горячей сварки), ППЧ-2 (для полугорячей) или ППЧ-3 (для холодной).

Процесс сваривания чугуна

Существует три вида сварки чугуна аргоном:

  • горячая. Перед сваркой детали нагреваются до температуры 600-650°С и последующим медленным охлаждением (в течение нескольких суток);
  • полугорячая. Нагревание до 300-350°С;
  • холодная. Без нагрева и с естественным охлаждением.

Алгоритм сваривания деталей из чугуна:

  1. Закрепить подготовленные для сварки детали (с помощью струбцин или иных приспособлений).
  2. Включить подачу аргона.
  3. Зажечь дугу (на отдельной графитовой пластине).
  4. Ввести присадочный пруток под углом 25-30°.
  5. Выполнить сварку участками по 2,5-3 см.
  6. Для снятия остаточных напряжений произвести молотком проковку шва.
  7. Выполнить 2-й проход и так далее (каждый новый шов простукивается молотком).
  8. После формирования шва дать сборке остыть при нормальных условиях.
  9. Удалить налет (брызги).
  10. Обработать шов наждачной бумагой, шлифмашиной, металлической щеткой.
Читайте также:
Описание металлических дверей со вставкой в виде зеркала

Особенности сварки чугуна аргоном

При сварке чугуна аргоном необходимо обращать внимание на следующие моменты:

  • при сварке электрод должен быть расположен близко к шву для получения дуги минимальных размеров. Это обеспечивает увеличение глубины проплава и уменьшает ширину шва;
  • горелка должна двигаться только по оси шва. В результате получается прочное соединение красивой формы;
  • чтобы избежать появления брызг, необходимо присадочную проволоку подавать плавно;
  • электрод и присадка не должны выходить из газовой зоны;
  • заварку кратера производить с понижением тока;
  • нельзя прекращать сварку обрывом дуги при отведении горелки;
  • работа по сварке не должна прерываться. В случае приостановки новый шов надо начинать с края уже сделанного и затвердевшего шва;
  • при сварке горелка должна все время двигаться. При остановке ее на одном месте произойдет перегрев материала и сильное испарение углерода. Это приведет к локальному возрастанию твердости и ухудшению свариваемости;
  • сварку лучше производить в нижнем положении. В этом случае пластичный расплавленный металл не вытечет из ванны;
  • для вывода газов и предотвращения появления в шве пор необходимо иногда перемешивать раствор в ванне.

Технологии и особенности сварки чугуна аргоном

Вещи из чугуна можно найти в любом доме. Это объясняется повышенной износостойкостью материала, но даже он может прийти в негодность при длительном использовании. В этом случае применяется сварка чугуна аргоном. При использовании этого газа любой человек сможет в домашних условиях починить любую испорченную чугунную вещь.

Сварка чугуна аргоном

Особенности материала

В составе чугуна содержатся железо, углерод в количестве не менее 2,14% и примеси. Материал имеет высокую твердость, но низкую ковкость и пластичность, из-за чего он является хрупким. Среди дополнительных веществ выделяют:

  • кремний;
  • марганец;
  • сера;
  • фосфор;
  • дополнительный присадки.

В качестве металлов для легирования используют вещества:

  • хром;
  • никель;
  • ванадий;
  • алюминий.

Металл имеет плотность при нормальных условиях 7200 кг/м 3 , его применяют в литейной промышленности при изготовлении станин для станков, а также крупных деталей. Плавление чугуна происходит при температуре 1200°С, при этом углерод в составе не успевает проникнуть в глубину материала, а располагается в основном на поверхности. Такой эффект делает металл хрупким.

Виды чугуна

Материал классифицируют на следующие типы:

  1. Белый чугун. В данном виде углерод имеет состояние цементита, при этом на срезе наблюдается белый оттенок и блеск характерный для металлов. Чугунное литье такого типа является износостойким, жаростойким и защищенным от коррозии. Применяется для переплавки в сталь.
  2. Серый чугун содержит углерод в виде пластинчатого графита. На срезе имеет серый оттенок, без явного блеска. Применяется при изготовлении деталей с нагрузками на сжатие.
  3. Ковкий чугун представляет собой белый тип после термической обработки, в результате чего графит в составе принимает форму хлопьев. Данные условия делают материал пластичным и вязким. Применяется при изготовлении деталей сложных конфигураций.
  4. Высокопрочный тип содержит углерод в сферической форме, при этом металлическая основа не подвергается разрыву в структуре. Применяется в машиностроении для изготовления ответственных деталей высокой прочности.

Свариваемость чугуна и другие свойства

При соединении частей чугуна при помощи сварки возникают некоторые трудности, связанные с его характеристиками. При достижении критической температуры может произойти течение металла, в результате чего он вытекает из места шва. Сгорание графита и газообразование приводит к появлению трещин в металле, а также к некачественному шву с порами. Такие явления делают чугун трудно свариваемым материалом.

Сварка чугуна аргоном

Для того чтобы варить чугун в домашней мастерской необходимо соблюдать некоторые правила и требования, которые помогут избежать трещин и других дефектов.

Подготовительный этап

Перед тем как перейти к соединению частей материала при помощи сварки необходимо выполнить подготовку:

  1. Осмотр внешнего вида на явные дефекты (трещины и поры).
  2. Место сварки обрабатывают при помощи шлифовальной машинки, при этом края закругляют.
  3. Очищают место соединения от мусора и стружки.
Читайте также:
Реставрация и ремонт кровати старого образца

Выбор способа

Наиболее распространенным считается способ соединения при помощи присадочных материалов. Сварку аргонодуговым аппаратом осуществляют в любом положении. Применение проволоки низкого качества позволит снизить затраты на сварку, тем самым можно выполнять манипуляции при помощи аппаратов для дома и дачи.

Вольфрамовый электрод применяют для сварки толстостенных деталей. Данная технология позволяет создание качественного шва при добавлении специальных флюсов.

Необходимый материал и оборудование

Сварочный припой выбирают в зависимости от разновидности чугуна и вида сварки. В качестве электрода применяется вольфрам, при сварке с высокой температурой используют никелевый припой. Присадки подбираются в зависимости от типа варки:

  • горячая сварка полуавтоматом требует применения марок А и Б;
  • при автоматической варке используется проволока на основе кремния, является порошковой;
  • в результате предварительного разогрева деталей в месте соединения до температуры 350°С подходит марка ПП-АНЧ-2;
  • для высокопрочных типов используют ПП-АНЧ-5, при этом сила тока при сварке должна иметь значение до 500 А.

Для выполнения операции сварки аргоном применяют аргонодуговой сварочный аппарат. В нем применяется двойная технология газовая и электрическая. С его помощью получают соединения высокого качества. Различают автоматические и полуавтоматические модели.

Аргонодуговые сварочные аппараты

Режимы

Для аргонной сварки установлены следующие параметры:

  • заготовка до 10 мм, сила тока до 350 А;
  • толщина до 20 мм, сила тока до 400 А;
  • толщина от 30мм и выше, сила тока до 600 А.

Последовательность действий

Для того чтобы сварочный шов имел высокое качество без дефектов и трещин необходимо выполнять следующие действия:

  • подготавливаются чугунные заготовки;
  • настройка режима сварки;
  • в правой руке следует держать горелку, в левой — присадочную проволоку;
  • на рукояти находится включатель подачи газа, его нагнетают за 20 секунд до сварки;
  • между электродом и швом необходимо выдерживать 2 мм;
  • включают аппарат, при этом на электрод подается напряжение и между ним и чугуном возникает дуга;
  • в место сварки подаю газ;
  • присадочная проволока плавится и заполняет пустоту между заготовками;
  • не рекомендуется прикасаться вольфрамом к чугуну при сварке.

При соблюдении требований безопасности сварщик получит качественный шов, который в процессе эксплуатации детали из чугуна не покроется трещинами и порами.

Сварка чугуна аргоном

Автор: Игорь

Дата: 18.07.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Даже в наше время сварка чугуна аргоном является нелегким делом. Тем не менее, сам материал обладает хорошими для машиностроения свойствами, благодаря чему он широко применяться в этой сфере. Металл имеет высокое содержание углерода в своем составе. Оно колеблется от 2 до 6%, тогда как в других сплавах данный показатель, примерно, в 10 раз меньше. Среди всех имеющихся на сегодняшний день разновидностей, сварка чугуна в среде аргона является наиболее качественным способом получить неразъемное соединение. Конечно же, здесь имеются свои особенности, куда входит подготовка металла под сварку при помощи подогрева. Здесь также могут использоваться специальные электроды из вольфрама, которые не плавятся. Также применяются особые присадочные материалы, в которых также имеется высокое содержание углерода, чтобы соединение было максимально идентичным основному металлу. Сам аргон создает условия защиты для сварочной ванны, на которую оказывает негативное влияние кислород из атмосферы и прочие посторонние факторы. Параметры данного процесса должны соответствовать ГОСТ 14771-76.

Сварка чугуна аргоном

Свариваемость чугуна и другие свойства

Сварка чугуна аргоном предполагает учет всех свойств данного металла. Он имеет ряд определенных особенностей, которые следует знать, чтобы не навредить. Ведь свариваемость чугуна находится не на самом высоком уровне и применение всех дополнительных технологий помогает избежать проблем. Среди важных свойств стоит отметить:

  • Высокая скорость остывания металла. Это свойство приводит к эффекту «отбеливания». В это время, на поверхности материала появляется слой белого чугуна, который уже впоследствии не поддается обработке.
  • Металл обладает низкими пластическими свойствами. Это приводит к перенапряжениям отдельных участков, особенно в местах сваривания. Из-за этого на месте шва образуются трещины, которые могут проявляться не сразу, а через несколько часов после остывания.
  • Уменьшение количества углерода от температурного воздействия. При выгорании углерода, появляется окись СО, что способствует появлению пор внутри шва и на его поверхности.
  • Хрупкость материала также оказывает множество проблем при сваривании отдельных частей.
Читайте также:
Наливные полы ламинат

Способы

Сварка чугуна аргоном может проводиться несколькими способами. Так как все это проводится в одной и той же защитной среде, то основная разница состоит в том, каким инструментом нужно будет пользоваться. Тут выделяют неплавкие электроды и присадочную проволоку, которая может иметь различный состав, в зависимости от того, для каких целей создается шов.

Использование неплавкого электрода из вольфрама оказывается не столь удобным, как при использовании плавкого присадочного материала и не может осуществлять процесс сваривания, если между деталями имеется зазор. Сваривание, в таком случае, должно происходить только в стык. Но данный способ позволяет создать сварочную ванну достаточной температуры, чтобы проварить необходимую глубину металла.

Электроды из вольфрама для чугуна

Другие виды и способы сварки металла аргоном предполагают использование присадочной проволоки. Она может заполнять собой зазоры и осуществлять сварку под углом, делать потолочные и вертикальные швы.

Технология сварки чугуна аргоном

Выбор способа

Наиболее распространенным является вариант с использованием присадочной проволоки. Он является более дорогостоящим, так как здесь необходимо тратиться на расходные материалы. В то же время, это более универсальный метод, с которым можно работать практически в любом положении. Если необходимо уменьшить расходы на сварочный процесс, то можно использовать более дешевую проволоку, если позволяет состав чугуна. Для толстых слоев металла этот метод оказывается не всегда удобным.

Сварка неплавким электродом применяется тогда, когда можно создать большую ванну, что осуществимо при высокой толщине металла. Вольфрам не плавится во время сварки, так что можно постоянно пользоваться одним и тем же инструментом. Но здесь обязательно нужно использовать дополнительный флюс для улучшения свариваемости, а также для обогащения металла углеродом.

Необходимый материл

Когда идет сварка чугуна аргоном присадка подбирается из определенных вариантов, которые выпускаются серийно. Наиболее распространенным материалом, отвечающим требованиям качества, является никелевая проволока. Она отлично подходит практически для любого типа чугуна. Дополнительным материалом здесь послужит флюс, который должен содержать углерод для обогащения шва при сварке.

Присадочный материал для сварки чугуна

Для более дешевого варианта используют алюминиево-бронзовые прутки. Они дают более бюджетный шов, но его потом нежелательно применять при высоких температурах, так как температура плавления у него будет ниже, чем у основного металла. Также могут использоваться неплавкие, вольфрамовые или угольные электроды, толщина которых подбирается по толщине металла.

Угольный электрод для сварки чугуна

Режимы

Сварка чугуна аргоном требует точного следования инструкции, чтобы качество соединения было максимально высоким. Ведь для избегания трудностей при сваривании нужно действовать уже по проверенным режимам. Для сварки неплавким электродом это должно быть так:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: