Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка чугуна аргоном: особенности и основные правила

Сварка чугуна аргоном: особенности и основные правила

  • Особенности технологии сварки чугуна аргоном.
  • Основные моменты сварки чугуна аргоном в домашних условиях.

Сварка чугуна – процесс непростой и требующий определенных навыков и применения специальных технологий. Каждый, кто сталкивался с такой задачей, знает, насколько сложно бывает добиться высокого качества сварного шва, сделать его физические характеристики точно такими же, как и у основного материала изделий.

Во многих случаях шов или «закаляется» (то есть становится слишком прочным, что усложняет дальнейшую обработку детали), или в нем появляются поры и трещины, приводящие к его быстрому разрушению. Избежать таких последствий помогает сварка чугуна аргоном, признанная одним из самых надежных способов получения сварного шва требуемого качества.

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.

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.

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.

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.
Читать еще:  Плазматрон Мультиплаз-15000 — сварочный аппарат для воздушно-плазменной резки.

Особенности материала

Чугун содержит много углерода, что мешает качественному соединению.

В трудоемкость процесса входит:

  • склонность материала к образованию трещин;
  • появление каленых структур при термической обработке;
  • образование пор;
  • тонкостенный материал лопается от перегрева.

Хоть чугун и мягкий материал, но его тяжело обрабатывать, быстро садится инструмент.

Виды чугуна

По структурному составу материал делится на белые и серые.

  1. Белые — твердые и хрупкие, не свариваются. Обрабатываются только шлифованием.
  2. Серые, к ним также относится ковкий и высокопрочный чугуны. Хорошо обрабатываются и подлежат сварке.

Разделка кромок

Зачищать и обезжиривать чугунные детали в основном не надо. Требуется только разделка кромок, которые можно снимать всеми доступными способами:

  • наждаком;
  • болгаркой;
  • напильником.

Учтите — нельзя оставлять острые кромки. Острота убирается болгаркой.

Как варить чугун аргоном

Технология мало чем отличается от других соединений. Крепко фиксируем заготовку в нескольких точках. Берем в руки горелку и присадочный материал. Присадка подается под углом 20-30 градусов. Расстояние между соплом и деталью 3-10 мм.

Варим аргонно дуговой сваркой короткими швами 2-3 см и проковываем. Оборвали дугу и пока шов красный, стучим часто, но несильно. Шов должен сминаться, а звук от стука быть глухим. Если металл звенит и молоток отскакивает, то проковка останавливается.

Вес молотка до 1,2 кг, а боек — закругленного типа.

Некоторые типы чугуна свариваются без предварительного прогрева (на холодную), а другие виды нуждаются в дополнительном нагреве. Всё познается на практике.

Для автоматов выпускается специальная проволока для сварки чугуна. Имеет маркировку:

  • ПП-АНЧ-1 — для мелких трещин (без подогрева);
  • ПП-АНЧ-2 — для толстых изделий (с подогревом и без);
  • ПП-АНЧ-3 — для соединений всех размеров (подогрев до высокой температуры).

Видео:

P.S. Мы рассмотрели, чем варить и как происходит сварка чугуна аргоном. В процессе практики вы поймете, что аргонная сварка чугуна не имеет никаких преимуществ перед другими видами соединений. Результат неплохой, но сложность присутствует, трудозатраты и цена выше.

Вывод: аргоный метод хороший, но не основной для соединения чугунных изделий.

Используемые материалы и оборудование

Для соединения чугунных заготовок понадобится как соответствующие материалы, так и главный инструмент процедуры – специальное оборудование. Без всего этого работу просто невозможно выполнить.

Присадочный материал

Это необходимая атрибутика для сварки чугуна аргоном, без которой просто не обойтись и поэтому выбор присадок имеет первостепенное значение. Широкое распространение получили чугунные прутки. Причем те, у которых отсутствует наружное покрытием.

Самыми популярными марками присадок для соединения чугунных изделий в среде аргона являются:

  • «А» – соответствует горячей сварке.
  • «Б» – указывает на принадлежность к горячей ТИГ сварке с использованием локального прогрева заготовок.
  • «НЧ-1» – обозначение соединения тонких изделий из чугуна посредством полугорячей сваркой.
  • «НЧ-2» – применимы к полугорячей сварке чугунных изделий с толстыми стенками.
  • «БЧ, ХЧ» – для сварного шва с высокой стойкостью к износу.

Также для аргонной сварки ТИГ допустимо использовать никелевые присадки. Ниже в таблице представлены марки данной разновидности присадочного материала с перечислением свойств и состава.

МаркаМеханические свойстваХимический состав
Предел текучести, ПаПредел прочности, МПаУдлинение, %
OK TIGROD 19.8280050035C 67,0
OK TIGROD 19.9250030027C-0,02, Mn-0,4, Cu-0,1, Ti-3,0, Al-0,1, Ni ->93,0

Диаметр присадочного прутка подбирается, исходя из толщины чугунных изделий – он должен быть в два раза меньше размера стенок.

Оборудование

Для сваривания изделий из чугуна в среде газа используется аргонодуговой аппарат. Данная разновидность оборудования включат два режима сварки:

  • электрическая;
  • газовая.

В итоге неразъемное соединение приобретает необходимо качества для дальнейшей долговременной эксплуатации. При этом в продаже можно встретить разнообразие моделей автоматического или полуавтоматического типа.

Полуавтомат с использованием инвертора дает качественный шов. Однако перед работой заготовки необходимо предварительно нагреть до температуры не менее 300 °C. Далее остается внести необходимые настройки – задать силу тока, скорость подачи присадки и тока. Инструкция по эксплуатации оборудования содержит сведения касательно напряжения, которое предусмотрено к конкретному случаю.

При использовании автоматических приборов предпочтение отдается порошковым присадкам. Участие человека в процессе сварки сводится лишь к установке аппарата на место сварного соединения, а все остальное он способен сделать самостоятельно.

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.

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.

Оборудование и материалы

Для успешного проведения сварки чугуна важно то, какая присадка используется для этого процесса. Для этой цели используют прутки, сделанные из чугуна. Иногда в качестве присадки мастера используют обмазку с чугунных стержней.

Для выполнения аргонодуговой сварки используют следующие виды присадок:

  • марка А – горячий метод сварки;
  • марка Б – горячий метод сварки с локальным нагревом заготовки;
  • марка НЧ-1 – соединение чугунных заготовок с предварительным прогревом;
  • марка НЧ-2 – соединение толстых листов чугуна с предварительным локальным прогревом;
  • марки ХЧ и БЧ – позволяют сделать шов, обладающий высокой степенью стойкости к износу.

Подбирая диаметр присадочного прутка, мастер его рассчитывает исходя из толщины чугунной заготовки. Пруток должен быть вдвое тоньше, чем стенка заготовки.

Для аргонодуговой сварки надо иметь аргонодуговой аппарат, в котором используется 2 вида технологий – электрическая и газовая сварка. С помощью такого аппарата можно добиться сварочного шва высокого качества. Аргонодуговые сварочные аппараты бывают как полуавтоматическими, так и полностью автоматическими.

В чем специфика сварки чугуна

Чугун чаще всего используют в изделиях, производимых путем литья. Но такой металл довольно хрупок и наиболее распространенные поломки это трещины. Их, как правило, заваривают, используя электросварку. В чем трудность проведения такого вида работы?

  • Расплавленный чугун очень текучий, что создает трудности при заваривании сквозных трещин и пробоин. Это же свойство часто приводит к сквозному прожиганию металла.
  • Чугун имеет относительно невысокую температуру плавления. Воздействие высокотемпературной электрической дуги приводит к его отбеливанию (изменение структуры), вследствие чего материал в месте сварки становиться более хрупким и трескается уже при остывании.
  • Кислород, который находиться в атмосфере вступает в контакт с углеродом, это провоцирует образование множества пор в теле сварного шва. Соединение от этого имеет намного меньший запас прочности.

Это — основные проблемы сварки чугунных деталей. Для их решения применяют несколько технологий, которые позволяют избежать быстрого разрушения соединения.

Технологии сварки

В сеть включается сварочный аппарат, проверяется его рабочее состояние. Далее производятся необходимые настройки. Для сварки чугуна требуется использовать низкий сварочный ток, для того чтобы избежать смешивания элементов в сварочной ванне. Расход газа устанавливается на отметке 5-8 л/мин. По ротаметру, или 0,2 бар по барометру.

При горячем способе нужно подогреть места свариваемых чугунных частей. Выделяют три варианта: горячий (t=500-600C), полугорячий (t=300-400C), теплый (t=150-200C). Это способствует выделению графита, также увеличивается пластичная способность металла. Выше 600 градусов прогревать нельзя, иначе в чугуне наступают необратимые изменения. При всем при этом нагревание должно проходит плавно, не больше 250 градусов в час. Производить нагрев можно любым доступным способом, но лучше использовать печь, горн или колодец.

После этого свариваемые детали крепко фиксируются, чтобы избежать неприятных последствий, если они зашевелятся. Присадочная проволока, также, как и поверхность свариваемых частей очищается от грязи. Если она содержалась в упаковке, то достаточно протереть ацетоном.

Далее, в одну ручку берется горелка со сваркой, в другую припой, и начинается сам процесс. Присадочный материал подается к месту сварки под углом приблизительно 30 градусов и на расстоянии сантиметра от сопла. Сначала части «прихватываются» в нескольких местах, чтобы обеспечить правильную и надежную стыковку. После этого шов проваривается небольшими участками, не больше 3 см, чтобы его не перегреть. Перегрев может привести к увеличению хрупкости, или образованию трещин.

Когда шов превратится в единое целое, крайне важно обеспечить плавное снижение температуры всей детали. Для этого можно поместить ее в нагретую печь, в которой ее нагревали, и выключить, если такая имеется. Существует вариант с упаковыванием детали в негорючий материал, который хорошо держит тепло. Одним из самых простых способов плавно остужение является засыпание детали в песок. Эта процедура поможет избежать появления трещин, вследствие резкого перепада температуры. Скорость остывания зависит от размера детали. Самые большие могут остывать до нескольких суток.

В отличии от горячего способа холодный в значительной степени экономит рабочее время, однако, возникает гораздо больше сложностей. Он гораздо дешевле предыдущего варианта. Данный способ не требует предварительного нагрева.В качестве присадочного материала обычно используется никель-стальных прутков. Процесс самой сварки почти не отличается. Необходимо также делать небольшие по размеру швы. Для снижения внутреннего напряжения шов нужно обработать при помощи ударов молотком. Его вес должен составлять приблизительно 1,2 кг, боек выбирается закругленного типа. Удары наносятся сразу же после проварки каждого куска. Они делаются несильными.

Во всех случаях не стоит перегревать чугун, чтобы не образовались поры и трещины. Если метал тонкий, то он может лопнуть по всей длине. Могут образовываться каленые структуры.

Использование аргонной сварки для соединения и ремонта чугуна имеет как свои преимущества, так и недостатки. К преимуществам можно отнести: надежный и равномерный шов, небольшой нагрев сварных деталей, увеличение скорости сварки. Недостатки у нее имеются следующие: необходимость приобретения сложного оборудования, обязательное наличие специальных знаний и опыт выполнения подобных работ. Несмотря на это, данный вид сварки остается одни из самых популярных видов при работе с различными видами чугуна. Во время выполнения работ в аргонной среде необходимо соблюдать технологию сварки, а также технику безопасности.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector