Как заварить чугун в домашних условиях

В случае выхода из строя сантехнических приборов встает вопрос — как можно сварить чугунные детали в домашних условиях. Важно знать, как заварить чугун обычным электродом. Если металл легко поддается сварке, то место нанесения шва на чугунную поверхность требует подготовки. Несоблюдение технологии приводит к перекаливанию металла, а значит, увеличивается его хрупкость.

Особенности чугуна

Необходимо обратить внимание на структуру материала. Если она серого цвета и мелкозернистая, то ее варить легче. Особенно тяжело вести работы с чугуном крупнозернистой структуры. А также с тем, который работал в масляной среде или подвергался окислению. При варке чугуна стоит обращать внимание на такие особенности:

• Учитывая, что чугун — материал текучий, варить его нужно в нижнем положении.
• Несоблюдение температурного режима приводит к выгоранию углерода. Как результат, формируются поры. Вокруг сварных швов образуется остаточное напряжение.
• Если чугун плавить, он дает окислы с более высокой температурой плавления, чем у основного металла.

Технология сварки

В отличие от стали, производство чугуна ведется при температуре 1200−1500 градусов по Цельсию. Это вносит особенности в технологию его сварки:

• При подготовке поверхности все дефекты удаляются. Если между ними расстояние меньше 20 мм, то они вырубаются все вместе. В случае если больше, чем 20 мм, то удаляются по отдельности.
• Режим сварки выбирается в зависимости от химического состава данного вида чугуна.
• Свариваемые поверхности предварительно зачищаются. В другом случае применяются шпильки, которые вкручиваются рядом с местом повреждения.
• В процессе сварки используется аргон, сварочная проволока или присадки в виде соды, азотнокислого натрия или буры.
• После окончания работы шов присыпается сыпучим веществом. Делается это с целью замедления процесса остывания. Шов осматривается визуально. В нем не должны присутствовать прожоги и непровары.

После остывания металла сварной шов проверяется. Трубы наполняются жидкостью, и ведется их осмотр на отсутствие протекания.

Способы заварить чугун электросваркой

Правильно варить чугун электросваркой можно при наличии нужного оборудования и требуемых электродов. Сварка имеет следующие разновидности:

• С применением инертного газа. Используется для сварки канализационных труб.
• Горячий метод. Работы проводятся квалифицированным мастером. Качества шва высокое. Наиболее часто применяется в промышленности.
• Холодный способ. Применяется в домашних условиях. К качеству шва требований не предъявляется.

Газовый метод

Применяется в том случае, когда необходимо обеспечить шов высокого качества. При этом не допускается большая глубина провара металла.

В зависимости от конечного результата ведутся разные режимы работы. На это влияют факторы:

• Подача напряжения, пределы изменения — 18−21 Вт.
• Техника работы при наложении шва.
• Величина силы тока, 100−120 А.
• Скорость выполнения работы, оптимальный вариант скорости — 12 м / час.
• Материал применяемой проволоки — 09Г2СА.

Метод горячей сварки

Такая работа состоит из следующих этапов:

• Ведется обработка дефектов. Если это трещина, то она расширяется, и в концах сверлятся отверстия.
• Деталь заключается в форму из графитовой основы. Она необходима на случай, если металл потечет.
• Идет нагрев детали в интервале температур от 300 до 650 градусов по Цельсию. Сварка ведется литыми электродами с использованием порошковой проволоки. В качестве присадки используется стержень из керамики.
• Последняя стадия — охлаждение.

Шов получается однородный высокого качества.

Сварка чугуна электродом при помощи инвертора

Для сварки инвертором холодным методом сначала это место подготавливается. Если верхний слой чугуна окислился, то он счищается болгаркой или другим инструментом. С помощью растворителя или бензина проводится обезжиривание.

Работа ведется специальными электродами, которые содержат хром, никель или другие лигатуры.

Особенности процесса:

• Обратная полярность подключения.
• Аппарат включается на минимальную мощность для конкретной толщины электрода.
• Максимальная длина шва — 30−50 мм .
• Не допускается перегрев, поэтому необходимы постоянные остановки.
• После нанесения первого и последнего слоя их требуется проковать молотком.

Способ варки полуавтоматом

Работы ведутся специальным аппаратом, который вбивает сварку точечным способом. При этом окружающая площадь не разогревается.

Подготовительные работы не отличаются, место зачищается и обезжиривается. Если толщина превышает 5 мм, требуется снять фаску. Работа ведется с применением специальной проволоки. В домашних условиях при холодном методе применяется материал ПП-АНЧ-1.

Особенности процесса:

• В работе используется постоянный ток.
• Угол наклона держателя — 50−60 градусов.
• Шов ложится за 3 подхода.
• Во время сварки не допускаются колебательные движения.
• По окончании работы со сварочного шва ведется удаление шлака.

Ремонт чугунного коллектора

Сваривать коллектор сложно потому, что в процессе работы он может треснуть. Для этого нужно использовать специальные электроды для сварки нержавеющих материалов.

Суть заключается в том, что коллектор нельзя сильно нагревать. Такому электроду высокий нагрев не требуется. Он начинает плавиться при температуре 700−800 градусов. Этого достаточно для начала процесса сварки.

Сварку чугуна реально вести в домашних условиях собственными силами. Для этого необходимо иметь сварочный аппарат, электроды и необходимую защитную амуницию. Предварительно нужно ознакомиться с инструкцией по варке чугуна. Желательно иметь необходимые начальные навыки. В домашних условиях лучше варить холодным методом, который наиболее прост.

Чугун – сплав железа и углерода, который очень плохо варится по причине содержания там второго компонента в объёме от 2% до 6% (сталь имеет тот же химический состав, но углерода в ней до 2% и она прекрасно варится). Учёные и инженеры разработали технологические процессы, которые позволяют производить сварку чугуна при помощи сварочного инверторного аппарата .

Внутреннее устройство сварочного инвертора «Строитель 300Р».

Ответ на вопрос «как варить чугун инвертором» начнём с рассмотрения ситуаций, в которых возникает необходимость сварки чугунных деталей. И разберёмся: в чём заключается сложность сварки этого сплава.

Необходимость сварки чугуна и в чём её сложность

Ситуации, в которых необходима сварка чугуна, представлены в таблице.

В каких случаях требуется сварка чугуна.

Процесс сварки чугунных деталей осложняется тем, что сваренное соединение (шов) может получиться низкого качества. Вызвано это двумя причинами:

• в районе шва происходит насыщенная закалка металла, который и без того имеет низкую пластичность. В результате этого повышается его хрупкость, приводящая к образованию трещин в процессе усадки сварочного шва;
• на сварочном процессе отрицательно сказывается соединение кислорода и углерода с последующим образованием окиси углерода. Это приводит к тому, что шов становится очень пористым.

Использование инвертора для сварки чугуна помогает решить очень многие проблемы. Сначала давайте разберёмся, какие электроды следует использовать.

Какими электродами можно варить чугун

Особенности сварки деталей из чугуна сварочным инвертором требуют применения преимущественно электродов на базе следующих металлов:

Как осуществляется сварка чугуна этими электродами показано на рисунке.

Порядок заполнения разделки трещин.

Для сварки чугуна инвертором применяются специальные электроды и очень важно их правильно выбрать. Давайте в этом разберёмся.

Электроды марки ЦЧ-4 применяются для:

• горячей и холодной сварки чугуна;
• заделки дефектов;
• ремонтной наплавки.

Эти же электроды используются для сварки стали с чугуном. Они позволяют наплавлять 1…2 слоя на изношенные детали из чугуна, подготавливая их под дальнейшую наплавку другими сварочными электродами.

Технические требования при выполнении сварки инвертором при помощи электродов ЦЧ-4 (далее – требования):

• сварка выполняется в нижнем положении шва;
• процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки ОЗЧ-2 применяются для:

• холодной сварки ковкого и серого чугуна;
• устранения дефектов литья и наплавки.

• сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
• процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки ОЗЧ-6 применяются для:

• холодной сварки ковкого и серого чугуна;
• проведения ремонтных работ тонкостенных изделий.

• сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
• процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки МНЧ-2 используются для;

• холодной сварки чугуна;
• заваривания дефектов литья;
• наплавки на детали из ковкого, серого и высокой прочности чугуна. Наплавленный металл имеет высокую плотность. Поэтому, обычно такие электроды применяются при ремонте ответственных объектов, требующих высокого качества сварного шва.

• сварка выполняется в вертикальном, нижнем и ограниченно потолочном положениях шва;
• процесс осуществляется на обратном токе.

Параметры сварки чугуна электродами без подогрева.

Электроды марок ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2 используются для сварки высокопрочного и серого чугуна с выполнением многослойной заварки крупных дефектов и наплавлением больших объемов металла. Они обычно используются совместно с электродами марок МНЧ и ОЗЧ: при помощи последних выполняются первый и последний слои шва, а промежуточные – при помощи электродов ОЗЖН.

• сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
• процесс осуществляется на обратном токе.

Электроды марки ОЗЧ-4 используются для сварки высокопрочного и серого чугунов. Они дают возможность наплавлять и сваривать последние слои поверхности, обеспечивая при этом износостойкость и высокое качество наплавленного слоя, делая его высокотехнологичным и ударопрочным.

• сварка выполняется в вертикальном и нижнем положениях шва;
• процесс осуществляется на обратном токе.

В настоящее время существуют другие модели и разрабатываются новые типы сварочных электродов, которые применяются при сварке чугуна. Качество сварного шва во многом зависит от правильно выбранных инвертора и сварочных электродов.

Подготовка чугунных заготовок к сварке

Вне зависимости от марки используемого сварочного оборудования (инвертора и электродов) и выбранной технологии сварки, подлежащие сварке заготовки должны пройти подготовку. Заключается она в устранении дефектных участков и обработке определённым образом свариваемых кромок.

Варианты разделки кромок.

Дефектные участки заготовки следует разделывать до незапятнанного металла. Кромки следует удалить таким образом, что бы обеспечить максимально комфортные рабочие условия. При обработке используется следующий инструмент:

• переносной наждачный круг;
• шаберы;
• сверла;
• шарошки и т. д.

Можно использовать слесарное зубило и им стесать кромки. Что бы предотвратить отколы при использовании этого инструмента, следует срубать металл тонкими слоями.

При подготовке и разделке дефектных мест следует выполнять следующие требования:

• операция производится исключительно по трещине;
• что бы предотвратить увеличение размеров несквозных трещин при обработке, на расстоянии 10 им от их концов просверливаются отверстия. Их диаметр должен на 1…2 мм превышать ширину трещины;
• разделка сквозных трещин выполняется с одной либо с двух сторон (в зависимости от марки и толщины чугуна);
• заделка пробоины производится следующим образом:

• сглаживаются края;
• срубаются при помощи зубила остроугольные выступы;
• пробоину рекомендуется ремонтировать в следующей последовательности. Наждачным кругом производится зачистка поверхности на расстояние до 30 мм от краев пробоины. Из листовой низкоуглеродистой стали вырезается заплатка. Её размеры должны быть таковы, что бы она перекрывала пробоину примерно на 15…20 мм. С целью снижения напряжений, возникающих в металле в процессе сварки, края заплатки отбортовывают на 30°. Заплатка размещается отбортованной частью к чугуну и приваривается внахлест;

заделка близко расположенных друг к другу трещин осуществляется заплаткой. Технология аналогична указанной выше по ремонту пробоин.

Способы сварки чугуна

Варить чугун можно разными способами. При выборе метода, чтобы получить положительный результат, важно знать особенности его сварки. Основным критерием при выборе способа сварки является качество получаемого сварного шва.

Существуют два вида сварки чугуна:

Горячий вид сварки применяют на предприятиях, которые имеют возможность нагреть свариваемые изделия из чугуна до необходимой температуры. Этот вид сварки позволяет получать сварные швы высокого качества. Но, далеко не везде есть возможность осуществить такой нагрев, и применяется метод холодной сварки.

Горячая сварка чугуна инвертором

Достоинством горячей сварки является отсутствие риска образования трещин. В процессе сварки следует добиваться равномерного прогрева свариваемых деталей. Наличие большой разницы температур между основным металлом и швом чаще всего приводит к образованию трещин и появлению прочих дефектов.

Приступая к нагреву деталей, их следует надежно закрепить в жестком каркасе (кондукторе). Такая форма заневоливания позволит избавиться от напряжений, которые во время работы могут привести к образованию трещин. Жёсткий каркас можно не использовать в случае применения местного нагрева деталей. Нагрев заготовок, как правило, производят в индукционных нагревательных печах. При необходимости можно использовать следующее оборудование:

• горны;
• паяльные лампы;
• пламенные горелки и т. п.

При необходимости произвести сварку сквозных трещин или устранения дефектов, проявившихся на краях изделия, традиционно применяются графитовые формы. Такая технологическая оснастка позволяют предотвратить вытекание жидкого металла.

Сварка в графитовых формах кронштейна и шестерни.

Формы изготавливаются из графитовых пластинок. Для монтажа отдельных частей в функциональную конструкцию применяется формовочная смесь, состоящая из кварцевого песка и жидкого стекла. Для минимизации риска появления трещин, формы следует подогревать и, в дальнейшем, обеспечивать равномерное охлаждение

Холодная сварка чугуна инвертором

Если потребность в сварке чугуна возникает нечасто, и у вас нет специального нагревательного оборудования, то следует применять технологию холодной сварки. Она осуществляется сварочным инвертором и специальными электродами:

• ОЗЧ-2. Представляет собой медный стержень, покрытый особым составом;
• МНЧ-2. Стержнем является сплав, в состав которого входят:

• медь;
• железо;
• марганец;
• никель.

Технологичный и качественный сварной шов позволяют получить электроды МНЧ-2. Но у них высокая стоимость, да и найти их, зачастую, не так просто. Значительно дешевле электроды ОЗЧ-2, но качество шва будет несколько хуже.

Для холодной сварки чугуна часто, при использовании инвертора, применяются самодельные электроды. Изготавливаются они следующим образом: на электрод для сварки стали навивается медная или латунная проволока. Диаметр проволоки Ø 1,5…2 мм. Длина проволоки определяется по её массе: у проволоки она должна быть в 4…5 раз больше, чем у стержня. Этот метод проиллюстрирован видеороликом в конце статьи.

Режим холодной сварки чугуна инвертором

Сварка должна производиться в следующем режиме:

• короткая дуга;
• обратный сварочный ток;
• сварку производить с перерывами на остывание металла до температуры Т = +50°С;
• осуществлять сварку небольшими участками длиной 30…50 мм и сразу проковывать.

Где окажут услугу

Компания «Сварка»;

Компания выполняет сварку изделий из чугуна (в том числе и в день обращения).

В заключение, предлагаем посмотреть видеоролик «Сварка чугуна электродом для стали».

Прочный и надежный — чугун является одним из самых распространенных материалов, используемых в быту и промышленности. У него есть свои неоспоримые преимущества: он служит долго, стоит относительно недорого, легко поддается сварке, со временем не теряет своих эксплуатационных характеристик. Когда может понадобиться сварка чугуна электродом? Если, например, прохудился шов в радиаторе отопления, его требуется залатать, или к батареям требуется приварить еще несколько отсеков.

Чугун: виды, применение

Чугуном называется своего рода смесь из железа и углерода. Материал твердый и износостойкий, но, парадокс, довольно хрупкий, если неправильно с ним обращаться. Вот почему сварка чугуна электродом в домашних условиях инвертором, должна производиться только после тщательной подготовки (об этом будет сказано чуть ниже).

В мире чугун известен давно — считается, что он появился в 6 веке до нашей эры.

Средняя температура плавления составляет более 1000 градусов по Цельсию. Работать с материалом можно при нагреве до 600 градусов.

По видам чугунный металл делят на следующие категории:

С течением времени чугун не теряет своей актуальности, его используют в разных сферах жизнедеятельности человека. Применяют материал для следующих целей и задач:

• ковки оградок;
• производства станков;
• выпуска сковородок для домашнего хозяйства;
• изготовления радиаторов отопления, труб, сантехнических соединений;
• создания ванн;
• в автомобилестроении — для выпуска коленчатых валов, цилиндров, двигателей и прочего.

Это — лишь малая часть задач, с которыми успешно справляется обыкновенный чугун. Важная особенность заключается и в том, что наплавка чугуна электродами осуществима в домашних условиях без помощи профессионального сварщика.

Виды сварки

Чтобы знать, как заварить чугун обычным электродом, важно разбираться в видах сварки вообще. Они подразделяются на:

Горячая действительно является таковой, происходит при температуре от 600 до 700 градусов по Цельсию. Нагревают металл в промышленных печах, которые считаются сверхмощным оборудованием. Чугун становится подвижным, как пластилин, с ним удобно работать. В процессе на изделии не появляются трещины или поры, которые препятствуют нормальной работе в дальнейшем.

Эксперты называют этот способ сварки максимально идеальным для чугуна. Естественно, на вопрос: можно ли варить чугун обычными электродами дома методом горячей сварки, ответ будет отрицательным. Создание такой колоссальной температуры в квартире или гараже, например, опасно для жизни и здоровья.

Полугорячая сварка тоже невозможна в домашних условиях. Она осуществляется при температуре в 300-400 градусов по Цельсию. Для нагрева используют специальные фены либо тэны. Данный способ применяют в промышленности. Основное его преимущество — скорейшее остывание в сравнении с горячим методом. Для начинающего мастера полугорячая технология сварки чугуна электродами практически неосуществима.
Холодная сварка подходит для дома. Она происходит при температуре максимум в 80 градусов по Цельсию.

Подготовка к сварке электродами

Чтобы начать сварочный процесс, необходимо произвести тщательную к нему подготовку. В частности:

• произвести ошкуривание поверхности;
• обезжирить части агрегата в обязательном порядке;
• подготовить сварочный аппарат, убедиться в том, что он технически исправен;
• определиться, как именно будет происходить сварка: по шпилькам или многослойно;
• приготовить достаточное число электродов;
• вспомнить правила техники безопасности.

Запрещается начинать работу, если поверхность не зачищена и не ошкурена — это создает вероятность возникновения опасной ситуации: острый элемент в процессе сварки отскочит и нанесет травму мастеру. Простые электроды в данном случае не подойдут. Необходимо приобрести те, что содержат в своем составе хром, медь и никель.

Нельзя начинать работу без теоретической подготовки к процессу. Несоблюдение технологии приведет к тому, что при застывании на материале образуются многочисленные поры и трещины, чугун потеряет свои превосходные эксплуатационные свойства, использовать его в дальнейшем будет просто нецелесообразно.

Особенности сварного процесса

Теперь расскажем: как сваривать чугун электросваркой. Когда мастер убедился в надежности оборудования, он может приступать к процессу. Для этого требуется выбрать, как варить чугун простыми электродами:

В первом случае мастер сначала устанавливает сами шпильки, а вокруг них образует шов. Опытные сварщики рекомендуют выполнять процедуру в шахматном порядке, чтобы не допустить перегрева материала. Завершают работу соединительным швом — он идет от одной шпильки и ее «окружения» к другой.

Многослойный способ заключается в следующем: создаются фаски, потом наплавляют начальный слой, его проковывают молотком, далее кладут второй слой, опять простукивают и так далее. После остывания шва, его в обязательном порядке ошкуривают, чтобы придать изделию эстетичный вид. Если есть возможность доступа к внутренней части изделия, то начальный слой при многослойном методе кладут с наружной и внутренней сторон. Так соединение становится еще прочней.

В целом, в том, как правильно варить чугун электродами, нет ничего сложного. Главное, соблюдать правила техники безопасности.

Техника безопасности

Еще до того, как варить чугун обычным электродом, важно позаботиться о соблюдении техники безопасности:

• рядом с рабочим местом поставьте огнетушитель;
• убедитесь в исправности сварочного аппарата;
• наденьте на руки специальные защитные перчатки для сварных мероприятий;
• закройте лицо маской или хотя бы очками;
• работайте исключительно в плотной одежде, чтобы частички раскаленного металла не имели возможности соприкоснуться с кожей;
• важно, чтобы в помещение, где производится сварка, всегда поступал свежий воздух;
• если сварку вы производите впервые, разумно пригласить помощника или хотя бы стороннего наблюдателя, чтобы в случае ЧП, было кому прийти на помощь.

Естественно, работать желательно в светлое время суток или хотя бы при достаточном освещении, в абсолютно трезвом и здоровом состоянии.

Заключение

В целом, процесс того, как сварить чугун с металлом электродом, описан выше. Детали и тонкости расскажут опытные сварщики. Не стесняйтесь обратиться к ним за советом. Для работы дома выбирайте холодный метод. Работайте только с проверенным оборудованием, не забывайте про технику безопасности.

Интересное видео