Виды электродов для сварки чугуна
Виды электродов для сварки чугуна
Чугуном называется сплав железа и углерода, как правило, с несущественным количеством серы, фосфора, кремния и марганца. Также присутствуют легирующие компоненты: ванадий, магний, алюминий, хром и прочие. Марки чугуна без особой термической обработки или не имеющие указанных легирующих элементов, отличаются небольшой твердостью, пластичностью, прочностью, повышенной хрупкостью. Чугунные изделия плохо соединяются сваркой, между тем она может быть выполнена эффективно, если использовать специальные электроды для сварки чугуна.
- Основные сложности
- Сварка
- Виды стержней
Работа с чугуном
Чугун — это вид металла, в котором имеется железо, углерод и небольшое количество других элементов. Такое сочетание определяет его характеристики и особенности. В частности, технология получения чугуна приводит к появлению в нем такого качества, как повышенная хрупкость. Поэтому его не используют для изготовления изделий, работающих под высокими нагрузками.
Однако, чугун имеет широкое распространение в черной металлургии и машиностроении. Его преимущества заключаются в том, что он легче стали, хотя и менее прочный. Чугун относится к чистым материалам в области экологии, проявляет стойкость к кислотно-щелочным средам, не теряет свои качества при длительном использовании. Имеются некоторые различия между серым и белым чугуном. Белому чугуну свойственна хрупкость, а серому — небольшая пластичность.
Трудоемкость сваривания чугунных изделий объясняется тем, что в этом металле повышено образование трещин и пор, при накаливании приобретается текучесть. Для получения качественное соединение изделий, изготовленных из чугуна, требуется некоторый опыт. Снизить образование дефектов также помогут сварочные электроды для чугуна, разработанные специально для этой цели.
Чтобы разобраться, какими электродами варить чугун, следует знать, что существуют разнообразные марки электродов для сварки чугуна. Из их числа необходимо сделать грамотный выбор для осуществления конкретной работы. Имеется ограничение — чугун, длительное время находившийся в неблагоприятных условиях, подвергавшийся воздействию кислой среды, масла и влажности, обработке не подлежит, то есть чугун является металлом, имеющим ограничение по сварке.
При соединении деталей из чугуна могут произойти некоторые неприятности:
- при нарушении температурного режима в месте образования шва возможно появление дефектов;
- низкая текучесть чугуна при слишком высокой температуре может привести к увеличению внутренних напряжений в месте соединения;
- при плавлении металла возможно образование тугоплавких окислов, имеющих температуру плавления более высокую, чем у чугунных деталей;
- выгорание углерода может привести к образованию в сварном шве пор;
- при остывании после окончания сварочного процесса на сварном шве могут появиться трещины, что объясняется наличием в металле графита.
Поскольку чугун является жидкотекучим материалом, сварку следует проводить в нижнем горизонтальном положении. Грамотно выбранные электроды по чугуну помогут решить эти проблемы.
Виды и свойства
Основной характеристикой является материал изготовления. Производители используют следующие металлы:
- Сталь;
- Чугун;
- Медь.
При этом, если стальные и медные продукты имеют форму проволоки, то чугун выпускают в виде прутков различной длины.
Стальные стержни покрывают тонким слоем ферросплавов, который придает шву серый оттенок. Такие электроды способны работать с любым сварочным аппаратом, что послужило причиной их популярности у домашних мастеров.
| Название (маркировка) | Виды (типы) чугуна | Положение электрода | Технологические свойства |
|---|---|---|---|
| ЦЧ-4 | Высокопрочный, ковкий и серый | Нижнее | Используются для сварки чугуна со сталью, соединение возможно с предварительным нагревом и без. Соединение постоянным током обратной полярности, при высоком напряжении — ток переменный |
| МНЧ-2 | Вертикальное, полу потолочное, нижнее | Лучшие свойства сварного соединения и стойкость к появлению трещин. Сварка постоянным током обратной полярности | |
| ОЗЧ-2 | Ковкий и серый | Вертикальное, нижнее | Сварной шов с улучшенными требованиями по плотности. Постоянным током обратной полярности без подогрева |
| ОЗЧ-3 | Серый и ковкий | Вертикальное, нижнее | Низкая проплавляющая способность, применяются для получения шва с повышенными требованиями к чистоте изделия |
| ОЗЛ-27 | Всех видов чугуна | Горизонтальное, нижнее, потолочное, вертикальное сверху вниз, вертикальное снизу вверх | Сварка и наплавка разнородных сталей и чугуна. Сварочный ток: переменный, постоянный обратной полярности |
| ОЗЖН-1 | Высокопрочный и серый | Вертикальное, нижнее | Цвет наплавленного металла близок к цвету чугуна. Электроды для холодной сварки чугуна постоянным током обратной полярности |
| ОК 92.18 | Высокопрочный, ковкий и серый | Во всех пространственных положениях | Стержень на никелевой основе для соединения чугуна с небольшим предварительным подогревом (150-300°С) или без. Ток: переменный, постоянный +. Широко применяется для ремонта блока двигателей и коробок передач |
| Ficast NiFe K | Серый, ковкий | Горизонтальное, нижнее, потолочное, вертикальное сверху вниз, вертикальное снизу вверх | Железоникелевый электрод Ficast NiFe K предназначен для холодной сварки чугуна со сталями. Ток: переменный, постоянный — плюсовой и минусовой полюс. Наплавляемый металл стоек к образованию трещин и легко обрабатывается |
| ZELLER 855 | Для всех видов чугуна | Во всех пространственных положениях | Применяется для сварки чугуна со сталью без подогрева. Варит промасленные и загрязненные примесями и ржавчиной изделия. Наплавленный металл пластичен и стоек к растрескиванию |
Этот список не полный, на рынке можно найти дешевые расходники из Китая, качество которых хромает.
Цена на электроды по чугуну
Стоимость стрежней ЦЧ-4 ЛЭЗ (Лосиноостровский электродный завод) смотрите в таблице:
Ходовой диаметр 3 мм можно приобрести за 824 руб/кг.
- за электроды МНЧ-2 (3,0 мм) просят 660 рублей за 1 кг;
- ОЗЧ-2 (3,0 мм) — 788 руб/кг;
- ОЗЧ-3 (3,0 мм) — 875 руб/кг;
- ОЗЛ-27 диаметр 3 мм — 500 руб/кг;
- ОЗЖН-1 (4,0 мм) — 650 руб/кг;
- ОК 92.18 3,2мм VP (ESAB, Швеция) — 3 500 руб/кг;
- Ficast NiFe K (Kjellberg, Германия, 4,0 мм) цена 2 500 руб/кг;
- ZELLER 855 2,5×300мм (Германия) — 8 640 руб./кг.
Видео:
Цены могут отличаться от места проживания потребителя.
Как сделать сварочные электроды по чугуну своими руками
Если не хочется платить деньги за заводские расходники, то их можно сделать в домашних условиях.
Быстрый способ комбинированного стержня , что понадобится:
- электроды для стали (АНО-4, УОНИ 13/45 и др.);
медная проволока намотанная на катушку, советуют диаметром 2 мм, но можно взять тонкую из старой бытовой техники; - дрель.
Сам процесс: берем дрель, зажимаем в ней электрод, на кончик расходника плотно наматываем медную проволоку. Включаем дрель на медленные обороты и придерживая пальцем проволоку наматываем её вдоль электрода.
Да что я рассказываю, лучше посмотрите видеоролик, рассказывающий про изготовление расходника для сварки чугуна.
Комбинированным электродом сварку выполняют на малом сварочном токе небольшими участками, с проковкой шва. Останавливая процесс для остывания заготовок.
Опытные сварщики не наматывают медную проволоку на стержень, а применяют её в качестве присадочного прутка. Берут толстую (2 мм) одинарную проволоку.
Более сложный способ , что нужно:
- прутки медной проволоки диаметром 4-5 мм, длиной 400-500 мм;
- сколотая измельченная обмазка с электродов для стали;
- мелкие стальные опилки или железный порошок;
- жидкое стекло.
- Отрезки медной проволоки обработать наждачкой и обезжирить растворителем.
- Отбитую обмазку смешать в пропорции 1:1 с железным порошком или стальными опилками.
- К полученной массе добавить 30% раствора жидкого стекла и размешать.
- Медные прутки окунуть в жидкую массу и медленно извлечь (при необходимости операцию повторить), толщина покрытия должна получится 2 мм.
- Получившиеся электроды в вертикальном положении выдержать на воздухе для просушки.
- Перед сваркой расходники прокалить в духовке, температура 200-250°С.
Физико-химический состав 
Химический состав определяет, какими свойствами будет обладать наплавленный металл. Во все марки в основу входит железо, а остальные элементы служат для улучшения свойств сваривания и поддержания состава основного металла, который может меняться от температурного воздействия. На примере одной из марок можно рассмотреть химический состав:
- Углерод – 0,13%;
- Марганец – 0,9%;
- Кремний – 0,5%;
- Железо – остальное;
- Ванадий – 8,6%;
- Сера – 0,014%;
- Фосфор – 0,023%.
Критерии выбора электродов
Качество выполнения сварочных работ зависит от правильности выбора марки электродов по основным критериям:
- Соответствие марки электродов чугуну в ремонтной детали;
- Толщина свариваемой стенки;
- Тип применяемой технологии;
- Требования к сварному шву по физическим и механическим параметрам;
- Необходимость в последующей механообработке стыка;
- Наружное покрытие – основное либо кислое, имеет разную реакцию на условия эксплуатации;
- Для старого, низкокачественного чугуна и при наличии загрязнений сечение стержня должно быть больше;
- Сваривание тонкостенных деталей производится электродами, сечение которых приближено к толщине стенки.
Плюсы и минусы
Сама электродуговая сварка чугуна является большим плюсом, потому что иными способами соединить детали или заделать трещину в этом металле не получится. Но выполняя ее, необходимо учитывать много нюансов и особенностей. Например, выбирать тип изделия, так как для некоторых электродов требуется его прогреть или даже сами электроды прокалить в печи. Иначе следует выбирать более дорогие импортные изделия.
Используя правильные электроды, можно варить его в домашних условиях обычным инвертором, сама же технология несложна. Выглядит она таким же образом, как и при работе с обычным металлами.
Что касается минусов, то в отличие от сварки других металлов, при работе с чугуном есть свои ограничения. Большинством электродов можно заварить детали только в нижнем или вертикальном положении, что может быть неудобно.
Важные моменты по работе с электродами по чугуну
- МНЧ-2 создает шов, отличающийся хорошей податливостью при резке, стойкостью к коррозийным процессам, при воздействии на него жидких агрессивных сред, газа.
- Используя ОЗЖН-1 можно добиться оттенка наплавленного металла практически такого же по цвету по отношению к основному чугуну.
- Швы, сделанные ОЗЧ-4, отличается стойкостью при эксплуатации изделий, работающих при постоянном трении, они хорошо переносят удар.
Каждый из валиков нужно охлаждать естественным путем.
Необходимо следить за тем чтобы температура не опускалась ниже 60°С.
Специалисты рекомендуют выполнять проковку валиков. Делается это не сильным ударом молотка.
Электроды для работы с чугуном не стандартизованы, они производятся по особым техническим условиям.
Основные виды электродов для сварки чугуна и их особенности
Среди электродов, для сварки чугуна различают такие основные типы электродов:
- электроды типа ЭМЧС. Эти электроды с особой проволоки, в состав которой входит углерод в малых количествах. Они состоят из трех слоев. Первый – газообразующий слой, способствует образованию защитного слоя расплава, и предотвращает образованию пузырьков, второй – шлакоформирующий, он защищает сварочную ванну от окисления.
- легирующий. Он улучшает химические и физические характеристики свариваемого материала. Электроды такого типа наиболее производительны при сваривании чугунных деталей толщиной до 1 см. Особенность есть то, что в начале сварки не нужно разогревать детали.
- электроды типа ЦЧ-4. Этот тип особенно известный. Их толщина составляет 3 – 5 мм. В их состав входит химические элементы, которые, при высокой температуре воздействия способствуют образованию первоклассному сварочному шву. Первоначальный нагрев также не является обязательным. На 1 кг наплавленного металла расход таких электродов составит всего 1,8 кг.
- электроды типа ОЧЗ-1. Основой является железомедный сплав, который покрыт железным порошком с примесью УОНИ-13. Дополнительными компонентами в составе есть жидкое стекло. Такие электроды дают возможность эффективно выполнять сварочные работы в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях.
- электроды, которые в процессе сварки не плавятся. Этот тип электродов характеризуется применением вольфрамовых, угольных или графитовых стержней с подачей специального чугунного круга или проволоки. К ним относят угольные, графитовые и вольфрамовые.
Ознакомившись с изложенной информацией, можно сказать, что сварка чугунных поверхностей достаточно непростой вид работы. Для упрощения таких видов работ необходимо выбрать правильный вид электродов, чтобы получить удовлетворительный результат.
