Особенности сварки чугуна с другими металлами. Какие использовать марки электродов

Сварка большинства видов сталей при наличии оборудования и навыков не представляет большой сложности. Но если есть необходимость сварить чугунные детали, могут возникнуть некоторые сложности.

Чугун является трудно свариваемым металлом. Основная проблема, обычно возникающая при сварке чугуна, — в низком качестве полученного соединения, что объясняется насыщенной закалкой металла в области сварного шва. Другими словами, проблема в увеличении хрупкости чугуна в сварной области и появлении трещин.

Сварка чугунных изделий имеет свои особенности:

• после завершения работ происходит быстрое падение температуры в области созданного шва;
• образование тугоплавких оксидов;
• высокий показатель текучести;
• не удаётся создать равномерный нагрев;
• при перегреве происходит образование и интенсивное выделение различных газов;
• присутствие в его составе кремния и других элементов, способных формировать тугоплавкие окислы, которые вызывают появление слабо проваренных мест или вообще к непровару.

В настоящее время разработаны три метода сварки чугунных деталей:

• горячий метод (с предварительным подогревом);
• полугорячий;
• холодный (без предварительного подогрева).

Каждый из этих методов применяется для решения отдельных практических задач. Первый применяется, в основном, в тяжёлой промышленности. Для него нужно иметь специальное оборудование, позволяющее нагревать изделие до высокой температуры.

Основное ограничение в этом методе — поддержание необходимой температуры и недопущение перехода метала в стадию расплава. Что приводит к изменению в структуре металла и образованию новых трещин. После завершения процесса сварки охлаждение должно производиться медленно, естественным образом.

Второй метод сварки (полугорячая или с предварительным подогревом) предполагает нагревание свариваемых деталей до температуры в 300 градусов с постепенным введением в зону огня графитизирующих веществ. В качестве таких элементов используются алюминий или кремний. Они обеспечивают высокое качество полученного шва.

Для повышения качества шва предварительно воздействие на заготовку:

• легирование с помощью графитизаторов (позволяет стабилизировать внутреннюю структуру в процессе охлаждения);
• легирование для получения перлито-ферритовой структуры, особенно необходимо при сваривании чугуна с низкоуглеродистой сталью;
• добавление кислородосодержащих компонентов для повышения степени окисления (выжигания) углерода, что способствует получению шва из низкоуглеродистой стали;
• добавление сплавов цветных металлов (например, медно-никелевых, медно- железных и так далее, имеющих температуру плавления близкую к чугуну), что повышает пластичность шва.

Холодная сварка чугуна (без предварительного подогрева) предполагает точный контроль параметров сварочной дуги и кромок свариваемого металла. Целесообразно использовать этот метод для изделий, у которых длина шва не превышает 25 мм. Реализация всех трёх методов производится с помощью следующих процессов:

• ручной дуговой сварки (с применением требуемых электродов);
• полуавтоматической;
• аргонодуговой.

Применяются электроды следующих типов: чугунные, с медной основой, никелевым стержнем, стальным сердечником.

Современные производители предлагают широкий ассортимент электродов для сварки. Оптимальный подбор  производится на основе оценки следующих параметров:

• какой материал планируется сваривать (только чугунные заготовки или чугун с другим металлом, например сталью);
• марка металла;
• каким методом планируется сварить чугун;
• цели и решаемые задачи (сварка двух отдельных деталей, наплавка, заварка брака в литье);
• надёжность производителя;
• стоимость.

Проанализировав эти положения можно точно подобрать необходимую марку электродов. Профессионалы советуют производить выбор электродов для сварки чугуна на основе существующих стандартов, рекомендаций и опыта проведения подобных работ.

Маркировка электродов по чугуну

Современные технологии устанавливают для применения различные типы электродов для сварки чугуна. Маркировка электродов состоит из двух составляющих. Первая — это набор заглавных букв обозначающих состав изделия. Заглавная М указывает на наличие в составе меди, буква Н свидетельствует о присутствии никеля. Последняя буква объясняет, для какого металла электрод предназначен, например буква Ч – это чугун. Последующий набор цифр указывает на марку в предлагаемой серии. В отдельных случаях в маркировку добавляют аббревиатуру, позволяющую уточнить конкретную принадлежность. Например, буквы УД – свидетельствуют о необходимости применения электродов для сварки стали углеродистой и низколегированной.

Распространенные марки электродов для сварки чугуна

Теоретические разработки и многолетний опыт сварочных работ с чугунными изделиями позволил выявить определённые марки, которые позволяют наиболее эффективно решать поставленную задачу.

Электроды для горячей сварки чугуна

Для реализации этого метода сварки предполагается получение для чугуна температуры равной 600 градусам Цельсия. Наиболее приемлемыми считаются электроды с обозначением ЦЧ-4. Они обеспечивают высокое качество сварки чугуна со сталью. При этом металл не теряет своих первоначальных свойств.

Хорошо зарекомендовали себя никелевые электроды, например, ОК 92.18 гарантирующие высокое качество и надёжность получаемого шва. Его основу составляет никелевый сердечник. Отличительной особенностью является малое количество шлака, которое образуется при сварке. Добавленный в состав электрода никель позволяет получить наилучшие показатели вязкости в наплавляемом металле. В дальнейшем он достаточно легко обрабатывается.

На производствах применяют электроды с добавлением меди. К ним относятся изделия марки УОНИ-13/45 или К-5. Медный электрод обеспечивает мелкокапельный перенос металла на шов.

В основе обоих типов электродов стальная проволока. На неё нанесено соответствующее покрытие. Для проведения сварки этими образцами применяется стандартный сварочный аппарат.

Электроды для холодной сварки чугуна

К технологии холодной сварки относится процесс протекающий при температуре около 200 °С. Для столь низкой температуры применяются следующие марки электродов: ОЗЧ (2 или 6), МНЧ-2. Или, так называемые, универсальные электроды, к которым относятся ЦЧ-4.

Сварка чугуна электродами при холодном способе производится при нижнем или вертикальном расположении деталей.

Хорошо зарекомендовали себя электроды для холодной сварки и наплавки марки ОЗЧ-6. Задача качественной сварки важных стыков и наплавка без подогрева производится электродами марки МНЧ-2. При определённых условиях для наплавки без подогрева используют электроды марки ОЗЖН-1. Они позволяют наплавлять большие объёмы металла.

Электроды для сварки чугуна и стали

Часто возникает задача сваривания таких металлов как чугун и сталь. В этом случае стараются подобрать наиболее подходящие изделия для стали. К ним относятся универсальные марки электродов ЦЧ-4. Они хорошо зарекомендовали себя при проведении горячей и холодной сварки этих двух металлов. Кроме отечественных образцов хорошо зарекомендовали себя импортные изделия электроды Ficast NiFe и ZELLER 855. Они показали хорошие результаты и обеспечивают ровный и прочный шов.

Электроды по ковкому чугуну

Для получения наиболее крепкого и надёжного шва при работе с кованым чугуном применяют сварочные электроды следующих марок: МНЧ-2, ОЗЧ-6 (2) или ЦЧ-4.

Электроды по серому чугуну

Наилучшие результаты соединения деталей из серого чугуна, устранение трещин и дефектов получают при применении чугунных электродов следующих марок: ОЗЧ-6 (2), ОЗЖН-1 или 2.

Профессионалы рекомендуют

По отзывам профессионалов, наиболее востребованными считаются электроды следующих марок: ОЗЧ-2 и 4; МНЧ-2; ЦЧ-4; ОЗЖН-1, ОК 92.18.

Популярные производители

Наиболее известными производителями качественных и надёжных электродов по версии Строительного вестника считаются:

• российские– это ASPIK; СпецЭлектрод; Фрунзе-Электрод;
• импортные — UTP Schweißmaterial, Ashland Chemical USA, ESAB, Oerlikon Corporation AG.

Как варить чугун в условиях домашней мастерской

Проведение ремонта чугунных деталей в условиях домашней мастерской возможно при соблюдении следующего порядка действия. Получения качественного результата возможно при наличии определённых навыков проведения сварочных работ. Порядок действий таков:

• подготовительный этап (выбор сварочного аппарата, необходимых электродов, подготовка рабочего места);
• аккуратная разделка дефектного места, на котором будет производиться сварка;
• установка требуемого режима сварочного аппарата;
• соблюдение техники безопасности в процессе проведения работ.

Каждый из этих этапов требует тщательного подхода, и соблюдения существующих правил. Всё в этой операции можно сделать своими руками.

В различной литературе и на специализированных площадках Интернет предлагается большое количество схем и вариантов самостоятельной сборки сварочных аппаратов.

Электроды можно приобрести готовые, а можно изготовить своими руками. Например, предлагается вариант изготовления электродов, в котором основу (стержень) изготавливают из медной проволоки и наносят на ее поверхность соответствующую обмазку.

Вот некоторые из наиболее распространенных маркировок электродов для сварки чугуна:

1. ENi-CI: Электрод для сварки чугуна с серой графитовой структурой, обладает хорошей механической прочностью и ударной вязкостью.
2. ENiFe-CI: Электрод для сварки чугуна с ферритно-перлитной структурой, обеспечивает высокую ударную прочность и устойчивость к трещинам.
3. ENi-CI 99: Электрод для сварки высокопрочного чугуна с высоким содержанием графита, обеспечивает хорошие прочностные характеристики и устойчивость к трещинам.
4. ENiCu-B: Электрод для сварки чугуна с высоким содержанием меди, обладает отличными прочностными свойствами и хорошей устойчивостью к коррозии.
5. ECI: Универсальный электрод для сварки различных типов чугуна, обладает хорошей адгезией и устойчивостью к трещинам.

Каждая маркировка указывает на тип электрода и его основные характеристики. При выборе электрода для сварки чугуна необходимо учитывать тип чугуна, требования к прочности и другие факторы, чтобы выбрать наиболее подходящий электрод для конкретной задачи.

Почему при сварке залипает электрод