Чугунные электроды для сварки

Соединив железо и углерод, человек получил особенный материал – чугун. Но без специальных добавок он получается хрупким. Поэтому обязательно выполняется легирование сплава, то есть, к основным компонентам добавляют хром, никель или магний. Элементы придают соединению такие свойства, как:

• легкость;
• прочность;
• устойчивость к коррозии.

Но они не облегчают процесс сварки, в которой нуждаются изделия из сплава. Для выполнения работы требуются специальные электроды по чугуну. Они бывают разных видов, что слегка усложняет выбор. В статье рассматриваются виды и отличия расходных материалов, маркировка электродов по чугуну, а также их выбор.

Особенности материала

Для сплава характерна низкая свариваемость. Поэтому прежде чем приступать к работе, необходимо узнать о некоторых особенностях процесса. Это свойство объясняется тем, что в составе содержится более 2% углерода. Из-за чего выбирают такие сварочные электроды, которые компенсируют отрицательные качества материала.

Причины затруднений в работе легко также бывают следующими:

• образуются не проваренные участки в зоне соединения из-за окисления поверхности;
• место стыка быстро охлаждается и становится твердым;
• процесс сварки такого металла усложняется из-за его жидкотекучей формы. Поэтому удержать сплав в одном месте непросто.

Особенностью сварки чугунный изделий является необходимость поддержания равномерного нагрева и охлаждения деталей. При халатном отношении к требованию на месте соединения могут появиться трещины. Другая проблема при сварке, с которой сталкиваются мастера – пористость шва. Это происходит из-за активного выделения газов во время плавления.

Для чугуна важно подобрать электроды с определённым химическим составом и правильный метод обработки.

Какими электродами можно варить чугун – виды и свойства

Электроды по чугуну различаются по материалу, из которого выполнен стержень. Это может быть следующее:

• проволока, изготовленная либо из легированной стали, либо из углеродистой стали;
• прутки, созданные из чугуна;
• медная проволока.

Все детали, которые произведены из стали, обрабатываются специальным составом, содержащим ферросилиций. Благодаря их использованию получают сварочный шов, который состоит из серого вида.

Этот вид расходного материала чаще всего используется для соединения несложных деталей, на которые в будущем не будет прикладываться серьёзная нагрузка. Материал подходит для применения в домашних условиях. Но прежде чем приступать к сварке, важно ознакомиться с основными нюансами работы, чтобы получить плотный и надёжный шов.

Марка электродов по чугуну СВ-08 и СВ-08А говорит о том, что они изготовлены из стальной проволоки. Существуют и другие виды, каждых из которых обладает индивидуальными качествами. Также выпускаются расходные материалы со стержнем, изготовленным из чугуна. Мастерам также предстоит выбрать один из двух типов изделия, которые отличаются покрытием.
В одном случае покрытие представляет собой смесь углекислого бария и карбоната, а во втором – компоненты графитообразующей группы. Специалисты также используют детали для сварки изделий, изготавливаемые из стержней комбинированного типа. Выбирая, какие использовать, необходимо учитывать их эксплуатационные и геометрические характеристики, а также предусмотреть, каким требованиям должно соответствовать соединённое изделие.

Маркировка и обозначение

Выбрать подходящий расходный материал, можно по наименованию изделий, установленных ГОСТом. Маркировка даст необходимую информацию о составе. Большинство изделий изготавливается из железа, но есть и с другими химическими элементами.
Достаточно посмотреть на обозначение марки, чтобы расшифровать состав. Например, популярный расходник МНЧ-2, состоит из:

• М-меди;
• Н- никеля;
• Ч- предназначен для чугуна;
• 2-соотношение основных элементов.

Профессионалы и домашние мастера давно используют определённые электроды для сварки чугуна, среди которых следует отметить следующие:

• ОЗЧ-4, который выгоден, потому что позволяет соединять детали в любом положении;
• ОК -92.18, подходящий для горячей сварки;
• ЦЧ-4, относящийся к универсальным электродам.

Расходные материалы также выпускаются зарубежными производителями – UTP и ASPIK. Выбор для конкретного случая зависит от типа сплава и толщины изделия.

Какие выбрать электроды

Главным критерием при покупке является соответствие материала типу свариваемого предмета. Несмотря на наличие универсальных изделий, рекомендуется сваривать электродом, стержень которого выполнен из особого материала.

При выборе также следует присмотреться к наружной обработке, которая бывает основной или кислой. Каждый из видов по-разному реагирует на условия эксплуатации. Если предстоит работа со старым и некачественным изделием из чугуна, то необходимо использовать модели с толстым слоем покрытия.

Для тонкостенных предметов применяются элементы, толщина которых совпадает с толщиной изделий или максимально приближена. Проигнорировав правило, мастер сталкивается с залипанием или плавлением деталей насквозь. Из-за этого пострадает внешний вид изделия.
Насколько успешной, быстрой и результативной окажется работа, определяется правильностью выбора расходных материалов. Поэтому мастерам, которые впервые в жизни собираются соединить детали из этого сплава при помощи сварки рекомендуется использовать проверенные элементы, вроде марок ИНЧ-2, ЦЧ-4. Их толщина составляет от 3 до 6 мм, поэтому шов получится качественным. Из зарубежных марок для этого случая подходит универсальная UTP, обладающая всеми необходимыми свойствами.

Для серых и высокопрочных чугунов применяются марки ОЗЖН – 1 и ОК- 92.18. Новички могут изучить таблицы с маркировкой, где указывается также, для какого вида сплава предназначается тот или иной вариант, в каком положении его использовать и технологические свойства.

Чем заварить ковкий чугун

На сегодняшний день все марки электродов для сварки чугуна обеспечивают качественное соединение металлических сплавов. Но крайне важно для каждого вида сплава подобрать правильные варианты, потому что они значительно упростят процесс.

Поэтому для ковкого чугунного изделия следует выбирать такие марки электродов, как:

• ОЗЧ-2, для которого не нужен подогрев и допускаются любые положения для работы, кроме полупотолочного;
• МНЧ-2, главное достоинство которого – стойкость к появлению трещин. Сварка выполняется постоянным током обратной полярности.

Какие электроды подходят для серого чугуна

Другой вид сплава – серый также требует использования конкретных марок при сварке. Наплавка материала осуществляется следующими видами – ОЗЧ-2 и ОЗЖН-1. Условия использования практически идентичные описанным выше. За исключением марки ОЗЖН-1, который применяется при больших объёмах работы и применяется при холодном методе.
Способ сваривания металла также следует учитывать, выбирая детали из широкого ассортимента.

Холодная сварка чугуна – нюансы и выбор электродов

Холодная сварка – это один из самых распространённых способов соединения деталей. Она отличается от горячего метода длительной подготовкой. Перед началом сварки требуется зачистка, фрезеровка и сверление изделий. Таким образом добиваются максимальной чистоты и гладкости.

Электроды для холодной сварки чугуна рекомендуется использовать следующие:

• чугунные;
• стальные;
• медные, но содержащие не более 50% железа;
• медные, в состав которых входят 15% никеля.

Если детали соединяются при помощи холодного метода, то следует следить за тем, чтобы они не достигли определённой температуры. Иначе шов в месте соединения получится очень хрупким. К этому методу особенно часто прибегают в бытовых условиях потому что не требуется высокое качество соединения и применение специализированного оборудования.

Наиболее качественный результат можно получить, используя чугунные электроды. В процессе крайне важно придерживаться всех требований и правил безопасности, подобрать правильные материалы, тогда можно будет надеяться на ожидаемый результат. После изучения нюансов работы с ней справится и непрофессионал.

Рекомендуем также к прочтению:

Зачастую в быту приходится сталкиваться с ситуациями, когда необходимо сварить изделия, выполненные из чугуна. Такая работа является трудоемкой и справиться с ней под силу далеко не каждому сварщику. Одним из важнейших условий качественного соединения – это правильно подобранные электроды по чугуну. В статье мы рассмотрим, в чем особенности сварки данного материала и как подобрать подходящие сварочные электроды для работы, а также ответим на вопрос: какими электродами варить чугун?

Отличительные особенности сварки чугуна

Чугун – это материал, который является сплавом железа и углерода. За счет соединения таких элементов, он является достаточно легким, прочным и не подвластным коррозийным процессам.
Для того, чтобы материал обладал таким характеристиками, необходимо выполнить легирование сплава. Для этого в чугун добавляется хром, никель, алюминий, магний и другие металлы.

Если не добавить эти вещества, то чугун будет хрупким и непрочным.

В настоящее время выделяется два вида чугуна:

• белый, он не дает абсолютно никакой реакции на проведение сварочных работ из-за своей твердости и хрупкости,
• серый, такой материал является достаточно мягким. По большому счету в этом случае сварка будет представлять собой обработку ковкого чугуна, он хорошо поддается сварке.

Трудности, возникающие при сварке чугуна

Очень важно со всей ответственностью подойти к выбору углеродов для сварки чугуна, поскольку в процессе работы придется столкнуться с рядом трудностей, обусловленных большим содержанием углерода в сплаве:

• в процессе создания шва постоянно будут появляться трещины и поры, это связано с тем, что при сварке чугуна выделяется много газа, поэтому в расплаве много пузырьков. Если не соблюдать баланс в скорости охлаждения, то шов будет пористым, а это негативно сказывается на его прочности,

• если сваривается тонкий чугун, то следует быть очень осторожным, поскольку если его перегреть – он рассыпется,
• могут образовываться различные каленые структуры, которые сложно убираются с поверхности материала,
• из-за того, что в сварочной ванне присутствуют тугоплавкие окислы, некоторые места могут не провариться. Это обусловлено тем, что температура при которой плавятся окислы – очень высокая, и поэтому дуга может попросту из не расплавить. Итог – между основным материалом и расплавом появляется пленка, от которой трудно избавиться механическим путем.
• в участке шва сплав охлаждается очень быстро. Возле обрабатываемого участка образуются твердые зоны с выделением цементита. Эти места приобретают белый оттенок и по завершению сварочных работ их очень сложно обработать.
• высокая вероятность того, что из участка шва, расплав может вытечь.

Выполняя сварку чугуна в домашних условиях, не пренебрегайте следующими рекомендациями и специалистов и старайтесь максимально точно соблюдать технологию работы.

1. В первую очередь, необходимо подготовить поверхность изделия, она должна быть хорошо зачищена, также стоит избавиться от оксидной пленки.
2. Далее надо отшлифовать кромку. Если вы видите, что на материале присутствуют трещины, сколы, неровности, то знайте, что в процессе сварки масса может просто вытечь из шва. Именно поэтому обязательно используйте специальные формы с графитовыми вставками. Изготовить такую форму можно при помощи песка.

Совет! В том участке, где форма будет контактировать с местом сварки лучше проложить графитовую вставку, изготовить которую можно из огнеупорного кирпича. Так вы обезопасите себя от нежелательного вытекания расплава через трещину.

3.Далее переходим к самому трудоемкому процессу – прогреву заготовки. Чугун плавится при достаточно низкой температуре 1200-1250°С. В связи с этим температура предварительного нагрева не должна быть выше 500-700°С. Также нужно очень аккуратно прогреть как непосредственно сам участок соединения, так и пространство около него. Благодаря этой процедуре, металл на растрескается.

В промышленных условиях прогрев осуществляется в специальных тиглях. Дома или в гараже можно применять газовую горелку. Работы лучше выполнять с напарником. Один занимается прогревом участка соединения, другой работает с аппаратом.

4.После того, как сварка будет выполнена, заготовку надо охладить: для этого она засыпается песком или мелким древесным углем. Чем дольше заготовка будет остывать, тем меньше будет вероятность образования трещин и выделения цемента.

Обратите внимание! Для того, чтобы не получить ожог, весь процесс работы выполняйте в перчатках с повышенной теплозащитой, а также используйте держатель с отражающим щитком.

Осуществить полноценную горячую сварку с прогревом до 600°С в домашних условиях – непросто. Поэтому следует ограничиться полугорячим способом, который заключается в прогреве детали до 300-400°С. Такой способ чаще всего используется для ремонта несущих конструкций или соединения ответственных деталей. Во всех остальных случаях подойдет метод холодной сварки. При соединении заготовок, швы укладываются последовательно, один слой за другим. Снизу свариваемую деталь можно охладить водой. Стоит отметить, что электроды для холодной сварки чугуна и для горячей ничем отличаются.

После выполнения работы, для улучшения качества шва, нанесите на него кастолин – специальный состав, который увеличит срок службы изделия.

Виды электродов для сварки чугуна

Опытные сварщики знают как варить чугун и знают, что существуют чугунные электроды, которыми можно варить этот материал без предварительного прогрева.

Выделяются различные марки электродов для сварки чугуна. Среди большого обилия выделяется несколько основных групп:

• Серия ЭМЧС. Эта марка электродов по чугуну выполнена из специальной электродной проволоки с низким содержанием углерода. Обмазки выполнены из трех слоев: газообразующий для формирования защитного покрытия расплава, шлакоформирующий – он не позволяет сварочной ванне быстро окислиться, легирующий – он придает шву особые свойства.

Газозащитный не позволяет образовываться воздушным пузырькам. Расходники ЭМЧС особенно эффективно работают при сварке заготовок небольшой толщины – не более 1 см. Предварительно нагревать деталь не обязательно.

• Серия ЦЧ-4. Наиболее распространенная маркировка. Стержень из сплава со сложным составом, очень хорошо подходит для соединения с чугуном при расплаве. Обмазка выполнена из химических элементов, которые хорошо взаимодействуют с углеродом в чугуне при высоком температурном режиме. При такой реакции образуется ровный и качественный шов. Перед сваркой детали можно предварительно прогреть, а можно обойтись и без этого. Серия цч 4 является наиболее популярной.
• Серия ОЗЧ-1.Стержень сделан из сплава железа и меди. Покрытие состоит из железного порошка и смеси УОНИ-13. Чугунные стержни покрыты сложной обмазкой из углекислого бария и карборунда. Также в состав входит жидкое стекло и графитовые добавки.
• Неплавящиеся электроды. Сварка осуществляется посредством вольфрамовых, угольных или графитовых стержней. В участок нагрева подается присадочный материал в виде чугунного круга или проволоки из специального сплава.

Подводя итог, стоит отметить, что сварка чугуна – процесс непростой, который сопровождается множеством нюансов. Однако, главное условие для получения прочного и надежного шва – верно подобранные электроды для чугуна.

Изделия из чугуна после длительной эксплуатации приходят в негодность: ломаются, трескаются, изнашиваются. Для восстановления работоспособности применяется сварка. Чугун — низкотехнологичный по свариваемости материал из-за значительного содержания углерода свыше 2%.

Углерод придает материалу твердость, а соответственно — хрупкость. Чтобы проводить сварочные работы с чугуном, необходимо подобрать соответствующие электроды, которые сводят к минимуму отрицательные свойства, присущие чугунам.

Чугуны производятся разных марок, от серых до модифицированных. Поэтому каждой марке сплава необходим электрод с необходимым набором и количеством химических элементов.

Способы сварки

Для соединения чугунных деталей используются следующие способы:

• холодный — без предварительного нагрева соединяемых деталей;
• горячий: с подогревом за счет электрода (замкнутая электрическая цепь и высокое значение силы тока нагревают место соединения); с предварительным подогревом в печи или газовой горелкой, средняя температура 600 °C.

Ванна сварочного шва может образовываться за счет:

• цветных металлов;
• низкоуглеродистой стали;
• чугуна.

Холодный способ сварки чугунных элементов используется, когда в сварочном шве нет чугуна. Предварительное нагревание при горячем способе сваривания используется, чтобы предотвратить появление трещин, выгорания углерода (отбеливания), увеличения твердости (закаливания). К тому же предварительный нагрев позволяет получить сварочный шов, идентичный по химическому составу соединяемых элементов.

Электроды для чугуна

Маркировка электродов по чугуну стандартизована и закреплена ГОСТом. Расшифровка обозначения информирует потребителя об элементах, из которых изготавливаются электроды.

Например, наиболее распространенная марка МНЧ2:

• М — содержание меди 30%;
• Н — никеля 65%;
• Ч — назначение, для сваривания чугуна;
• 2 — номер состава элементов.

Марка электродов по чугуну зависит от процентного содержания никеля и меди. Во время горения дуги углерод из сплава выгорает. При подаче в сварочную зону стальных присадок происходит активное выделение газов из ванны с расплавленным металлом. Вследствие чего в шве образуется множество пор.

Для предотвращения пористости стальные элементы электродов легируют добавлением никеля и меди. Никель реагирует с углеродом, но затем растворяется в железе. Шов остается мягким, а не закаливается.

Медь же, не растворяясь в железе, компенсирует мягкий от никеля шов, придавая ему дополнительную жесткость.

Сварочные электроды по чугуну изготавливаются из таких материалов, как:

• чугун в виде прутка;
• проволока стальная;
• проволока стальная легированная;
• проволока медная, латунная.

Марка электродов для сварки чугуна выбирается по принципу: в каком положении будет находиться электрод и тип его обмазки. В обмазке присутствует ферросилиций, который способствует образованию серого чугуна.

Стальную и легированную проволоку используют для сварки деталей, имеющих простую форму, а их эксплуатация будет проходить без значительных нагрузок. Полученный шов обладает повышенной плотностью. Поэтому его можно обрабатывать механическим способом.

Плавящиеся электроды для чугуна, марка в таблице.

Марка электродов	Свариваемый чугун	Расположение шва	Свойства электродов
МНЧ1	Низ, вертикаль, потолок	При быстром охлаждении отсутствие трещин, шов поддается обработке без ТО, графитизация шва
МНЧ2	Низ, вертикаль, потолок	Постоянный ток, обратная полярность, отсутствие трещин
ЦЧ4	Серый, ковкий, высокопрочный	Низ	Соединение стали и чугуна, ток постоянный, переменный, полярность обратная
ОЗЧ2	Серый, ковкий	Вертикаль, низ	Ток постоянный, холодная сварка
ОЗЧ3	Серый, ковкий	Вертикаль, низ	Малая проплавляемость, шов отличается высокой чистотой
ОЗЛ27	Все марки	Все положения	Сваривание разных марок сплавов и сталей, наплавка
ОЖЗН1	Серый, высокопрочный	Вертикаль, низ	Холодная сварка, цвет сварного шва идентичен цвету сплава
ОК92.18	Серый, ковкий, высокопрочный	Все положения	Горячая сварка, пруток электрода на основе никеля
ЭМЧС	Сварка деталей толщиной до 10 мм без подогрева
Zeller855	Все марки	Все положения	Соединение стали с чугуном без предварительной очистки поверхностей
Ficast NiFeK	Серый, ковкий	Горизонталь, низ, потолок, вертикаль в обоих направлениях	Соединение стали с чугуном

Кроме плавящихся электродов для сварки чугунов, используются неплавящиеся электроды, изготавливающиеся из графита, угля, вольфрама. Неплавящиеся стержни предназначены для розжига дуги. А для наполнения шва используется присадочный материал: чугунный стержень, стальная проволока.

Также применяются комбинированные стержни. В пучок соединяются медный и стальной прутки.

Продажа электродов в магазинах организована так, что приобрести необходимое количество можно поштучно, не покупая пятикилограммовую пачку.

Работа с разным материалом

В некоторых случаях возникает необходимость соединить разные материалы, например, сталь и чугун. Хоть они и сплавы на основе железа, но количественное содержание углерода имеет первостепенное влияние на качество сварки.

Разберемся, как приварить железо к чугуну. Производители давно уже выпускают электроды, предназначенные для соединения железа и чугунного сплава. Из отечественных марок следует отметить ОЗЛ27 и ЦЧ4. Процесс производится без предварительного нагрева, что для стальных элементов важно.

Самостоятельная сварка

В домашних условиях для соединения чугунных деталей в основном используется электродуговая сварка плавящимися электродами. И перед началом проведения работ необходимо вспомнить о следующем:

• могут появиться непроваренные участки из-за образования окислов с высокой температурой плавления;
• быстрое охлаждение провоцирует образование цементита, который отличается высокой твердостью и трудно обрабатывается механически;
• жидкотекучесть расплава требует соблюдения строгих параметров для горения дуги;
• неравномерность охлаждения вызывает растрескивание шва, а также деформирование и разрушение участков, не затронутых сваркой;
• высокая пористость сварных швов, вода, попадающая в поры, вызывает активную коррозию и преждевременное разрушение материала.

Для предотвращения данных дефектов и для получения качественного результата необходимо следовать следующим требованиям:

• соединяемые поверхности должны быть подвергнуты очистке;
• произвести разделку под сварку для того, чтобы снизить растекание металла;
• сварку можно производить в графитовых формах;
• необходим предварительный нагрев, температура 300 °C — 400 °C;
• после сварки организовать медленное охлаждение;
• если подогрев невозможен из-за конструкции детали, то воспользоваться холодным способом;
• для предотвращения возможных дефектов во время процесса изделие должно подвергаться охлаждению водой снизу.

Изготовление электродов своими руками

Если вас не устраивает стоимость промышленных расходных материалов, то их можно изготовить самостоятельно. Есть несколько способов.

1. В качестве стержня можно взять электроды для сварки стали марок УОНИ, АНО и прочих. Поверх них на обмазку следует намотать медную проволоку. Толщина медного слоя должна быть не менее 2 мм. Намотку можно провести, зажав стержень в ручную электрическую дрель.
2. Взять медную проволоку толщиной порядка 5 мм. Нанести на него обмазку. Для приготовления обмазки необходимо:

• сколоть и измельчить покрытие со стальных электродов;
• добавить мелкую стальную стружку;
• жидкое стекло.

Измельченное покрытие смешать со стружкой в пропорции 50:50. Залить жидким стеклом и тщательно перемешать. Погружать медные стержни в замешенную массу, чтобы слой обмазки был около 2 мм. Сушить необходимо в подвешенном состоянии, а после прокалить их при температуре 200 °C — 250 °C.