Техника выполнения сварки, тонкости и порядок выполнения сварки

Существует ряд общих правил, которым необходимо следовать при выполнении любых сварочных работ. Рассмотрим основные из них.

Общие рекомендации по выполнению сварки

Перед началом любых сварочных работ необходимо тщательно проверить рабочее оборудовании. В первую очередь проверяется целостность силового и заземляющего кабеля, системы подачи газа, сварочной горелки, а также их соединение со сварочным аппаратом. Это – одно из первых требований техники безопасности. Если хоть один из перечисленных элементов поврежден или имеет неплотное соединение, высока вероятность поражения электрическим током или отравления газом.

Газ должен соответствовать типу сварки. Также стоит убедиться, что смесь подобрана правильно для каждого конкретного вида работ. Газовыпускное устройство должно работать корректно, что тоже следует проверить.

Проверяется также тип и прочность используемого присадочного материала. При полуавтоматической и автоматической сварке бухта проволоки в устройстве подачи должна быть правильно закреплена, а его колеса и направляющие должны соответствовать диаметру проволоки. Сварщик также должен проверить работу самих подающих колес механизма подачи. Также механизм подачи проволоки должен соответствовать размеру и типу сварочного пистолета. Чтобы в этом убедиться, нужно отсоединить пистолет от устройства подачи.

При проверке сварочного пистолета отдельно проверяется и чиститься газовое сопло от брызг металла и газораспылитель. Специально для этого предусмотрена возможность отсоединения сопла от пистолета. Проверяется тип контактного наконечника и его состояние. Держатель наконечника тоже нужно очистить перед началом работ.

Перед началом работы нужно проверить расход газа с помощью специального ротаметра. Проверку проводят до заправления проволоки в пистолет. Если проволока уже заправлена, нужно отключить возможность продвижения проволоки. Для этого удаляется винт регулирования давления прижима роликов из механизма подачи. Проверку расхода газа можно провести простым нажатием на пусковую кнопку пистолета и измерение расхода. В некоторых устройствах предусмотрена специальная функция «Проверка подачи газа». С ее помощью проверку можно провести проще без лишних манипуляций. Функция включает только подачу газа без подачи проволоки.

Выбор угла сварки

Выбор угла сварки во многом зависит от используемой проволоки. Сварка сплошной проволокой или проволокой из присадочного материала проводится при обратном направлении рукоятки пистолета по отношении к перемещению самого пистолета. Исключение делается при сварке в направлении «сверху вниз» и при сварке листов металла очень малой толщины. Сварка симметричных угловых швов проводится пистолетом под углом 45^o к угловому шву. Соединения встык должны выполняться пистолетом, расположенным перпендикулярно канавке между разделанными кромками.

Иначе следует вести сварочный пистолет при сварке порошковой присадочной проволокой. В этом случае рукоятка пистолета по отношению к направлению перемещения должна быть обращена вперед. Если держать пистолет неправильно, материал проволоки начнется смешиваться с расплавленным материалом шва. В результате образуется шлак. Правильное ведение рукоятки предотвращает этот процесс за счет давления дуги, которая будет удерживать шлак позади расплавленного участка шва.

Некоторые виды сварных швов являются исключением из этого правила. Например, швы по направлению «снизу вверх». В этом случае образованию шлака препятствует сила тяжести, и можно вести рукоятку пистолета назад по отношению к направлению перемещения пистолета.

Влияние скорости перемещения сварочной горелки на эффективность сварки

Одним из самых важных факторов работы является правильный выбор скорости перемещения горелки. Скорость влияет на глубину проплавления металла, форму и толщину получаемого шва, скорость и величину подвода тепла. Фактическая толщина шва – кратчайшее расстояние от основания сварного соединения до поверхности шва. Неправильный выбор скорости негативно сказывается на качестве получаемого соединения.

Если перемещать горелку слишком медленно, расплавленный участок шва начинает разворачиваться перед дугой, а не позади нее. Это затрудняет управление сварочной ванной. Если горелка перемещается слишком быстро, невозможно соблюдать необходимую глубину проплавления и толщину шва.

Обычно в инструкциях по сварке указывается рекомендуемая скорость перемещения горелки. Но важно также оценивать скорость сварки в процессе. Зачастую это вызывает проблемы, особенно у неопытных сварщиков. Одним из эффективных способов определения скорости является оценка времени на практике. Для этого засекается время и выполняется небольшой сварочный шов, например, длиной 10 см. После остановки сварки оценивается время, затраченное на работу. В результате можно спрогнозировать скорость сварки в сантиметрах в минуту.

Функция замедленного пуска

Скорость подачи проволоки выбирается в зависимости от условий сварки. Но на первых этапах использование высокой скорости может затруднить старт процесса. Современное оборудование позволяет воспользоваться функцией замедленного пуска, чтобы упростить начало сварки.

При использовании функции замедленного пуска подача проволоки включается на малой скорости. Заданная скорость достигается только в тот момент, когда проволока касается заготовки и начинается подача тока.

Некоторые сварочные аппараты предлагают не только функцию замедленного пуска, но и возможность выбора стартовой скорости. В этом случае коэффициент замедления регулируется с помощью пульта управления на аппарате.

Горячий пуск и мягкий пуск

Многие металлы тяжело варить из-за их высокой теплопроводности. К таким относят, например, алюминий. При работе с такими металлами в начале сварки легко могут появиться дефекты шва. Для компенсации этого разработана функция горячего пуска. С использованием этой функции мощность в начале сварки сразу же возрастает, превышая предварительной заданный показатель. Продолжительность горячего пуска и мощность регулируются на сварочном аппарате.

В то же время для некоторых процессов необходим так называемый мягкий пуск. По своей сути мягкий пуск противоположен горячему. Мощность в начале сварки на мягком пуске снижается по сравнению с заданным показателем и постепенно возрастает до нужного значения. Такая функция будет полезна для стыковой сварки листов металла. Мощность и продолжительность мягкого пуска также регулируются отдельно.

Выбор других параметров сварки

Скорость подачи проволоки напрямую связана со сварочным током. При изменении скорости подачи соответственно изменяется и сварочный ток. Напряжение должно соответствовать сварочному току и скорости подачи проволоки. Только в этом случае возможно обеспечение стабильности сварки. Но при возникновении проблем часто очень сложно оценить, какой параметр подобран не верно и в какую сторону его необходимо изменить, чтобы добиться хороших результатов.

Существует ряд признаков, по которым можно оценить несоответствие параметров. Например, напряжение дуги слишком низкое, если:

• дуга издает слишком громкий шум,
• металл слишком сильно разбрызгивается,
• шов получается очень узким, а головка – высокой.

Напротив, слишком высокое напряжение дуги можно узнается по другим параметрам:

• шум, производимый дугой, приглушен или почти не слышен,
• образуется слишком длинная дуга,
• шов получается излишне широким и низким,
• при использовании присадочного материала образуются крупные капли,
• появляется большой подрез.

Для получения хороших результатов разработан ряд таблиц и руководств, помогающих в работе. Помощь сварщикам обеспечивают сварочные машины с встроенной функцией определения необходимого напряжения для заданной скорости и сварочного тока. Но даже с такой функцией иногда требуется дополнительная регулировка напряжения. Это связано с различиями характеристик присадочного материала у разных производителей.

В некоторых случаях невозможно точно отрегулировать напряжение дуги по отношению к скорости подачи проволоки. Точная регулировка выполняется изменением скорости подачи проволоки, а не изменением напряжения.

Другие рекомендации по повышению эффективности сварки

Эффективность сварочных работ можно повысить различными способами. В первую очередь следует тщательно планировать все этапы ручной сварки и эргономично организовать рабочее место. В случае единичного производства такое планирование поможет значительно повысить производительность, даже по сравнению с механизацией процесса.

Другим способом повышения эффективности является правильный выбор положения при выполнении шва. Самой эффективной является сварка в нижнем положении. Сварка в нижнем положении предполагает размещение заготовки на том уровне, который позволит обеспечить максимально естественное положение сварщика в процессе работы. Для этого используются специальные устройства. С их помощью можно поворачивать заготовки, добиваясь нижнего положения заготовки, удобного для работы сварщика.

Немаловажно для производительности правильно выбрать процесс сварки. Необходимо изучить все возможности повышения производительности сварки через изменение технологических процессов. Даже если это потребует дополнительных расходов, результат может значительно превзойти все затраты.

Если все параметры сварки подобраны верно, эффективность выполнения работ повышается, а затраты на сварку и дополнительную рабочую силу снижаются. Например, удаление брызг металла – трудоемкий процесс, снижающий производительность. Вместо этого стоит снизить интенсивность образования брызг с помощью импульсной сварки или другими способами.

Сварка при низких и отрицательных температурах

Содержание

• Влияние минусовой температуры на качество сварки
• Правила сварки при отрицательных температурах
• Дополнительное оборудование для сварки на холоде
• Резюме

Обычно сварочные работы стараются проводить летом или весной. Однако как быть, если выполнение сварки необходимо при отрицательных температурах? Еще несколько лет назад представить себе работы со сваркой холодной осенью или зимой было невозможно, сегодня же, благодаря современному оборудованию — это реальность. Итак, давайте разберемся, чем сварка на морозе отличается от сварки летом, как низкая температура влияет на качество сварки, а также каких правил стоит придерживаться, чтобы выполнить работы безопасно и качественно.

Влияние минусовой температуры на качество сварки

Работы по сварке в условиях низких температур требуют от мастера-сварщика не только навыков, но и особых знаний нагрева металла на морозе. Отметим, что сварочные работы при температуре не ниже минус 10°С можно проводить обычным способом. Однако более низкие температуры могут оказать влияние на качество швов, прочность соединений и даже работоспособность техники. Какие явления наблюдаются при сварке на холоде:

• Время жидкого состояние сварочной ванны сокращается на 10%, ударная вязкость стали ухудшается. Металл становится хрупким, быстрее остывает и кристаллизуется, растворенные газы не до конца выходят из сварочной ванны, и в швах возникают поры и трещины.
• Тепло от зоны сварки отводится интенсивнее. Кромки свариваемых элементов переплавляются хуже. Между металлом шва и основным материалом может не получиться качественного сплавления (непровар). 
• Влага может попасть в зону сварки. Это снижает качество металла шва. Влага появляется в целом от холодного воздуха, инея, который образуется на свариваемых кромках, а также, если электроды долгое время были хранились на холоде. 

Бытовые сварочные работы обычно проводят углеродистой сталью. Обратим внимание, что если соединяемые элементы имеют толщину не больше 16 миллиметров, с ними можно работать как при обычной сварке до минус 30°С. Если сталь низколегированная — до минус 15°С.

Интересный факт: сварочные работы возможны даже в открытом космосе, где температура составляет минус 273°С. Впервые работы в космосе провели в 1984 с помощью электронно-лучевой сварки.

Правила сварки при отрицательных температурах

Говоря о правилах сварки при отрицательных температурах, необходимо прежде обратить внимание на оборудование, с помощью которого проводят работы. Если на момент проведения сварки температура окружающего воздуха не ниже минус 10°С, для работы допустимо использовать стандартное сварочное оборудование. При температуре ниже минус 10°С лучше использовать специализированное оборудование для работы на холоде, профессиональное или полупрофессиональное. Его комплектуют элементами, которые устойчивы к низким температурам. Электроды, применяемые в работе, должны соответствовать стандартам и техническим условиям. У аппарата должны быть сертификат, где указан завод-производитель, обозначен тип, марка и диаметр, партия и дата изготовления. 

Также для обеспечения безопасности и качества работы рекомендуем придерживаться основных правил сварки конструкций при низких температурах:

• Очищать от снега детали и место для сварки.
• Предварительно прогревать свариваемые металлы. Например, если работы проводятся при температуре воздуха минус 20°С, необходимо прогревать металл до 120-160°С. Эта рекомендация не относится к меди или алюминию, их можно сваривать без прогрева. 
• При работе на открытом воздухе нужно применять постоянный электрический ток обратной полярности.

Стоит знать и частные правила: 

• Не накладывать швы друг на друга, избегать стремительных переходов между металлами разной толщины.
• Начинать работу со стыковых швов.
• Сократить количество металла в жидком состоянии.
• При работе необходимо одновременно на 10-15% увеличивать ток сварки и снижать скорость перемещения электрода. 
• Зачищать кромки элементов, которые были сварены.
• Заменить прихватки струбцинами или другими приспособлениями.
• Использовать электроды, которые обеспечивают пластичные швы: Э50А, Э46А или Э42А. 

Дополнительное оборудование для сварки на холоде

Сварка зимой может проводится не только на открытом воздухе, но и в зданиях, в условиях промышленных предприятий: в цехах, на складах, площадках строительства и. т.д. Если это так — для качественной работы требуется обогреть помещение. Именно для этих целей может потребоваться дополнительно оборудование. Это может быть тепловая пушка или дизельные и газовые устройства. Для первого устройства потребуется подключение к электрической сети, для второго — регулярное поступление топлива.

Практически все модели оборудования для обогрева имеют похожие конструкцию и принцип работы. Они выполнены в форме цилиндра, имеют элемент для нагрева и вентилятор с большой мощностью. Холодный воздух проходит через аппарат и выходит теплым.

Чтобы выбрать оборудование необходимой мощности, учитывайте объем обогреваемого помещения. Обратите внимание, что для использовать газовые или дизельные устройства можно только в хорошо вентилируемых помещениях.

Резюме

Сварочные работы зимой возможны и могут быть выполнены качественно. Для проведения сварки на открытом воздухе при низкой при температуре необходимо правильно подобрать оборудование и следовать основным правилам. Так работы до минус 10°С могут быть произведены стандартными бытовыми инверторами. В более жестких условиях понадобятся специализированные аппараты и знание тонкости работы со сваркой в холоде.

Похожие статьи

Разбираемся в основных методах сварки

Наиболее распространенные методы сварки, использующиеся в бытовых и профессиональных целях — ММА, MIG/MAG и TIG.

Настроить комплект или добавить в корзину?
Вы можете настроить комплект, в котором присутствуют товары на выбор или настраиваемые опции товара.

Объединить с товаром из корзины?
Основной товар комплекта уже добавлен в корзину. Объединить с товаром из корзины или добавить комплект отдельно?

Удалить комплект из корзины?

[]

{«product_page»:{«price»:»#content .product-price-container»,»special»:»#content .product-special-container»,»price_parent»:»»,»quantity»:»#product input[name=quantity]»,»button»:»#product #button-cart»,»product_data»:»#content #product»},»list»:»»}

{«symbol_left»:»»,»symbol_right»:» \u0440\u0443\u0431. «,»decimal_place»:»0″,»decimal_point»:».»,»thousand_point»:» «}

false

false

Удалить

Изменить

Как сваривать (дуговая сварка)

Цель этой статьи — научить вас пользоваться аппаратом для дуговой сварки с флюсовой проволокой. Этот аппарат является одним из самых простых сварочных аппаратов, доступных сегодня на рынке, и известен своим удобством и экономичностью. Несмотря на то, что есть несколько ограничений относительно того, что вам сойдет с рук на этой машине, это отличный сварочный аппарат для начинающих и идеально подходит для выполнения неструктурной, декоративной сварки.

Пример аппарата для дуговой сварки с флюсовой проволокой

Шаг 1: Безопасность

Первое и самое важное, что следует учитывать при использовании любого сварочного аппарата, — это безопасность. Электроэнергия, необходимая для дуговой сварки, не только очень горячая, но и генерирует опасный ультрафиолетовый свет, который может легко повредить ваши глаза, если вы посмотрите прямо на него. Вот почему вы всегда должны использовать надлежащие средства индивидуальной защиты (СИЗ) во время работы над сварочным проектом. Это включает, но не ограничивается: защитные очки, кожаный сварочный жилет, сварочные перчатки и, конечно же, сварочную маску (также известную как сварочный капюшон). Это также действительно помогает, если у вас есть длинные брюки и обувь с короткими носками. Дуговая сварка с флюсовой проволокой (FCAW), как известно, генерирует много искр, которые могут легко обжечь любые незащищенные участки вашего тела, так что прикрывайтесь! Эти искры также могут легко привести к пожару, поэтому любые легковоспламеняющиеся материалы должны храниться на разумном расстоянии от зоны сварки.

При этом сварка может быть веселым и захватывающим способом делать вещи из металла, и после небольшой практики появляется бесконечный потенциал для создания действительно крутых вещей. Итак, приступим.

Шаг 2: Соберите необходимое оборудование

Прежде чем приступить к сварке, убедитесь, что у вас есть все необходимые инструменты. В следующем списке должно быть все, что вам понадобится в ходе сварочного проекта:

• Защитные очки
• Сварочная маска
• Перчатки
• Кожаная куртка
• Наушники
• Клещи
• Отбойный молоток
• Проволочная щетка
• Шлифовальный станок с режущими/шлифовальными/проволочными кругами
• Зажимы
• Магниты
• Рулетка/металлическая линейка
• Вытяжка дыма
• и конечно же сварщик!

Шаг 3. Очистите металл

Несмотря на то, что FCAW известен как процесс, при котором сварка грязного металла может сойти с рук, все же важно очистить область металла, которую вы планируете сваривать. Обычно это делается с помощью какой-нибудь проволочной щетки, шлифовальной машины или, что еще лучше, шлифовальной машины с проволочным колесом. Удаление загрязнений, таких как ржавчина или краска, значительно повысит качество ваших сварных швов, поэтому всегда полезно потратить время на очистку вашего объекта перед началом сварки.

Перед тем, как поднести шлифовальный станок к заготовке, вы всегда должны принять меры, чтобы убедиться, что металл, который вы планируете шлифовать, надежно закреплен. Обычно это делается с помощью зажимов, но желательно не пружинных зажимов, поскольку они не всегда прилагают необходимое усилие, необходимое для удержания металла на месте во время шлифовки. Сварщики часто предпочитают либо настольные тиски, либо С-образный зажим, поскольку эти инструменты позволяют сварщику контролировать величину давления, прикладываемого к заготовке.

Как только металл будет закреплен, вы можете шлифовать его до тех пор, пока не удалите большую часть вещества, мешающего голому металлу. Во время шлифовки обязательно направляйте любые искры в безопасном направлении (т. е. не на человека или легковоспламеняющийся предмет).

Сварщик очищает лист перед сваркой

Шаг 4: Отрежьте металл

В дополнение к сварке металла, который был достаточно очищен, вы также должны убедиться, что ваш металл обрезан до нужной длины. Правильная резка металла может быть такой же, если не более сложной, чем фактическая сварка, в зависимости от того, с чем вы работаете.

Точная резка начинается с точной разметки или отметки на заготовке. Обычно это делается с помощью мыльного камня или фломастера и линейки с прямым краем. Как только вы будете удовлетворены своей маркировкой, вы можете начать резать заготовку. При резке больших отрезков листового металла рекомендуется использовать какую-либо направляющую для обеспечения прямого реза, например угол или длинный квадратный кусок. Пруток. Для каждого реза вы должны прижимать заготовку, чтобы она никуда не ушла, когда вы начнете резать.

Резка листа металла

Шаг 5: Установите заготовку

После того, как вы очистите металл и обрежете его до нужных размеров, пришло время настроить заготовку так, чтобы ее можно было легко прихватить. сварить его вместе без необходимости бороться с ним слишком много. Для работы с массовым производством вы обычно изобретаете какое-то приспособление, которое позволит вам легко устанавливать детали на место, не задумываясь об этом.

Чрезвычайно важно убедиться, что детали, которые вы собираетесь сваривать, зафиксированы именно в том положении, в котором вы планируете их сваривать. Сварка сыпучих материалов может привести к бесчисленным ошибкам и может добавить нежелательную дополнительную работу к вашему проекту, поэтому обязательно дважды и трижды проверьте свою заготовку, прежде чем наносить первый прихваточный шов. После того, как вы все точно выровняли, пора приступать к сварке!

Шаг 6: Включите сварочный аппарат и настройте параметры

Конечно, настройка сварочного аппарата на соответствующие параметры является еще одной важной частью вашего проекта. Если листовой металл довольно тонкий, сваривайте на более низких настройках с более низкой скоростью проволоки. По мере того, как металл, который вы свариваете, увеличивается в толщине, вы захотите увеличить напряжение и скорость подачи проволоки по своему усмотрению. Всегда полезно сделать пару пробных сварных швов на металлоломе, чтобы убедиться, что ваши настройки правильные, прежде чем вы действительно начнете свой проект.

Если вы не уверены, какие настройки следует использовать для вашего собственного проекта, обратитесь к руководству пользователя.

Шаг 7: Прихватите заготовку

После того, как вы все правильно выровняете и настроите сварочный аппарат на соответствующие настройки, прихватите углы заготовки вместе. При прихватке важно убедиться, что вы действительно сплавляете обе стороны металла вместе. Когда вы нажимаете на курок горелки, обратите внимание на то, где вы наносите металл сварного шва, и что вы ударяете по заготовке именно там, где одна часть соприкасается с другой. Сварка одной стороны больше, чем другой, приведет к отсутствию сплавления, что может привести к тому, что два куска металла не соединятся вместе должным образом. Не забудьте очистить область, которую вы только что сварили, с помощью проволочной щетки, чтобы удалить шлак, образовавшийся на прихваточном шве.

В идеале, когда вы соедините каждый угол вместе, ваша заготовка приобретет форму, и вы сможете увидеть, выровнены ли стороны и правильно ли они приварены. Если нет, то сейчас самое время исправить свои ошибки, так как их будет гораздо сложнее исправить после того, как вы закончите сварку!

Небольшая коробка со сваренными прихватками углами

Шаг 8: Заполните оставшиеся области сварными швами

Предполагая, что вы правильно прикрепили все вместе, теперь вы можете вернуться и заполнить оставшиеся швы сварными швами. Именно здесь вы действительно сможете отточить свои навыки сварки, поэтому внимательно следите за тем, как угол наклона горелки, скорость перемещения и электрический вылет влияют на внешний вид ваших сварных швов.

Самое важное, что следует учитывать при выполнении этих сварных швов, — это соблюдение согласованности в вышеуказанных категориях. Другими словами, как только вы определили правильный угол наклона горелки, не меняйте его в середине сварки. Скорость вашего перемещения должна быть достаточно высокой, и вы не хотите ускоряться или замедляться в середине сварки, а должны поддерживать постоянный темп. Наконец, ваш электрический вылет никогда не должен быть больше 1/2 дюйма или меньше 1/4 дюйма, поэтому лучше всего держать его на уровне около 3/8 дюйма.

Постоянство техники сварки является ключом к профессиональной сварке, и потребуется некоторая практика, прежде чем ваши сварные швы будут выглядеть идеально. Имейте это в виду, если они не выглядят великолепно с первой попытки, просто наберитесь терпения и напомните себе, что практика приводит к совершенству.

Сварка сварных швов прихваточными швами

Шаг 9: Очистите деталь

После того, как вы все сварите вместе, от флюса останется куча брызг и шлака. Настало время использовать отбойный молоток и проволочную щетку, чтобы удалить как можно больше этого, прежде чем вы начнете шлифовать.

После того, как вы удалили как можно больше вручную, возьмите пару пассатижей и закрепите их на одном из внешних краев заготовки. Аккуратно используйте настольную шлифовальную машину для шлифовки сварных швов, пока вы не удалите внешние слои сварного шва, а углы не станут на одном уровне со сторонами. Во время шлифовки убедитесь, что заготовка надежно закреплена на защитном кожухе. Вам, вероятно, придется повторно зажимать плоскогубцы один или два раза, чтобы эффективно отшлифовать каждый угол. Если вы правильно сварили края, каждый угол должен выглядеть как бесшовный переход с каждой стороны и не должно быть никаких отверстий или трещин. Если нет, вам, возможно, придется вернуться и повторно заварить участки с дефектами, а также повторять процесс очистки/шлифовки, пока не будет достигнут желаемый результат.

К этому моменту сварка практически завершена!

Шаг 10: Очистите место

Очистите место, где вы работали, и положите все инструменты на место. Это сделает ваш следующий сварочный сеанс еще более эффективным.

Шаг 11: Прибыль!

Когда вы освоитесь со сваркой, попробуйте проявить творческий подход и сделать что-то потрясающее для дома или сада. Чем больше вы практикуетесь и чем больше проектов выполняете, тем больше вы будете удивляться, почему вы не научились сваривать раньше!

Источник: Instructables

Можно ли сваривать чугун? (Полное руководство)

Можно сваривать чугун, хотя это может быть проблематично из-за высокого содержания углерода. Это содержание углерода часто составляет около 2–4%, что примерно в десять раз больше, чем у большинства сталей. В процессе сварки этот углерод мигрирует в металл сварного шва и/или в зону термического влияния, что приводит к повышенной хрупкости/твердости. Это, в свою очередь, может привести к растрескиванию после сварки.

Чугун состоит из железа и углерода в различных соотношениях с дополнительными элементами, такими как марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден и т. д., для улучшения определенных свойств. Кроме того, он может содержать значительно более высокие уровни серы и фосфора в качестве примесей, затрудняющих сварку без образования трещин. Различные марки чугуна включают серый чугун, белый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун с широким диапазоном свариваемости. Все категории чугуна, кроме белого чугуна, считаются свариваемыми, хотя сварка может быть значительно сложнее по сравнению со сваркой углеродистой стали. Однако может быть трудно определить разницу между этими разными типами чугуна без подробного металлургического анализа. Несмотря на это, чугун – это прочный, износостойкий металл, который используется веками.

Содержание

Нажмите на ссылку ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

• Сложно ли сваривать?
• Этапы предварительной сварки чугуна
• Типы сварки
• Сварочные стержни
• Отделка
• Советы
• Заключение

Как упоминалось выше, сварка чугуна может быть затруднена из-за его специфического состава, но это возможно, если вы используете правильную технику сварки, чтобы избежать сварных трещин. Это включает в себя тщательный нагрев и охлаждение, часто включая предварительный нагрев, правильный выбор сварочных электродов и медленное охлаждение детали.

Существует ряд ключевых шагов, которые можно предпринять, чтобы обеспечить эффективную сварку чугуна. К ним относятся:

1. Идентификация сплава
2. Очистка слепка
3. Выбор правильной температуры предварительного нагрева
4. Выбор правильного метода сварки

1.

Определите сплав

Чугун имеет низкую пластичность, поэтому он может растрескиваться из-за термических напряжений при быстром нагревании или охлаждении. Склонность к растрескиванию зависит от типа/категории чугуна. Это означает, что необходимо понимать, с каким типом сплава вы работаете:

Серый чугун

Это наиболее распространенный тип чугуна. В основном это сплав железо-углерод-марганец-кремний с 2,5-4% углерода. Углерод осаждается в графитовые чешуйки во время производства в кристаллическую структуру феррита или перлита. Однако эти чешуйки графита могут растворяться во время сварки и выделяться в виде высокоуглеродистого мартенсита, охрупчивая зону термического влияния и металл сварного шва.

Белый чугун

Белый чугун не содержит графита и содержит углерод в комбинированной форме в виде карбидов металлов, что делает микроструктуру хрупкой. Белый чугун обычно считается несвариваемым.

Ковкий (с шаровидным графитом) чугун

Ковкий чугун по составу подобен серому чугуну, но содержание примесей ниже по сравнению с серым чугуном. В отличие от серого чугуна, который содержит углерод в виде чешуек графита, ковкий чугун содержит графит в виде сфероидов в своей матрице. Остальная часть матрицы состоит в основном из перлита с ферритовой областью, окружающей графитовые сфероиды.

Ковкий чугун

Ковкий чугун представляет собой термообработанный белый чугун с существенно более низким содержанием углерода по сравнению с белым чугуном. В зависимости от применяемой термической обработки он обычно имеет структуру смеси феррита или перлита с включениями графита и, следовательно, обладает большей пластичностью по сравнению со стандартным белым чугуном.

Самый простой способ определить, с каким типом железа вы работаете, — это проверить исходную спецификацию. Химический и металлографический анализ также может помочь в определении категории чугуна, с которым вы работаете. Есть и другие способы определить разницу между сплавами; серый чугун будет иметь серый цвет вдоль точки излома, в то время как белый чугун будет иметь более белый цвет вдоль излома из-за содержащегося в нем цементита. Однако, например, у ковкого чугуна также будет более белый излом, но он гораздо лучше поддается сварке.

2. Очистка отливки

Важно очистить чугун перед сваркой, удалив все поверхностные материалы, такие как краска, жир и масло, уделяя особое внимание области сварки. Отливочная корка может быть удалена шлифовкой. Очень важно, чтобы очищенная поверхность была протерта уайт-спиритом, чтобы удалить остаточный поверхностный графит перед сваркой. Медленный предварительный нагрев зоны сварки в течение короткого времени поможет удалить всю влагу, оставшуюся в зоне сварки основного материала.

3. Выбор правильной температуры предварительного нагрева

Наиболее важным фактором предотвращения растрескивания под напряжением в чугуне является контроль нагрева/охлаждения. Это должно свести к минимуму накопление остаточных напряжений в процессе нагрева и охлаждения.

Локальный нагрев, например, во время сварки, приводит к ограниченному расширению, поскольку ЗТВ удерживается окружающим более холодным металлом. Термический градиент будет определять результирующее напряжение. Пластичные металлы, такие как сталь, способны снимать напряжение за счет растяжения, но поскольку чугуны обладают плохой пластичностью, они вместо этого склонны к растрескиванию. Предварительный нагрев снижает температурный градиент между ЗТВ и окружающим телом отливки, сводя к минимуму остаточные напряжения, вызванные сваркой. Предварительный нагрев чугуна перед сваркой замедляет скорость охлаждения сварного шва и окружающей области. По возможности нагрейте всю отливку. Типичные минимальные температуры предварительного нагрева составляют от 100 до 400°C, в зависимости от типа чугуна и допустимой твердости ЗТВ. Любой предварительный нагрев следует проводить медленно и равномерно.

Теоретически можно использовать любой из распространенных процессов дуговой сварки, такой как ручная дуговая сварка металлическим электродом, дуговая сварка порошковой проволокой, сварка металлическим активным газом, дуговая сварка под флюсом, дуговая сварка вольфрамовым электродом и т. д., процесс, который способствует медленному нагреву и охлаждению обычно предпочтительнее.

1. Ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA)

Этот тип сварки, также известный как дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW), обычно считается лучшим процессом для сварки чугуна — при условии, что используются правильные сварочные стержни. использовал. Выбор электрода будет зависеть от области применения, требуемого сочетания цветов и объема послесварочной обработки.

Два основных типа электродов для ручной дуговой сварки металлическим электродом: на основе железа и на основе никеля. Электрод на основе железа будет производить металл сварного шва с высоким содержанием углеродистого мартенсита, поэтому обычно ограничивается мелким ремонтом отливки и когда требуется согласование цвета. Чаще всего используются электроды из никелевого сплава, которые обеспечивают более пластичный металл сварного шва. Никелевые электроды также могут помочь уменьшить предварительный нагрев и растрескивание ЗТВ, обеспечивая более низкую прочность металла шва.

Во всех случаях необходимо свести к минимуму плавление основного металла. Это сведет к минимуму разбавление.

2. Сварка MAG

Сварка MAG обычно выполняется с использованием никелевого расходного материала. Для большинства применений подойдет смесь 80% аргона и 20% углекислого газа. Хотя можно использовать проволоку для пайки, обычно это не рекомендуется, так как припой будет значительно слабее, чем отливка.

3. Сварка ВИГ

Сварка ВИГ может обеспечить чистый сварной шов на чугуне, но, как правило, не предпочтительна из-за сильно локализованных характеристик нагрева. Как и при любой сварке ВИГ, качество готового шва в значительной степени определяется навыком сварщика.

Узнайте больше о сварке TIG

4. Сварка в кислородно-ацетиленовой среде

Как и при дуговой сварке, в кислородно-ацетиленовой сварке используется электрод, но вместо дуги, генерируемой электрическим током, в этом процессе для выработки тепла используется кислородно-ацетиленовая горелка. . Низкая теплоемкость и медленный нагрев, связанные с этим процессом, приведут к большой ЗТВ, но медленный нагрев полезен для предотвращения образования высокоуглеродистого мартенсита в ЗТВ. Низкая теплоемкость процесса потребует предварительного нагрева до более высокой температуры, обычно около 600°C, чтобы сварка стала возможной. Для сварки используется нейтральное или слегка восстановительное пламя.

Узнайте больше о кислородно-ацетиленовой сварке

5. Сварка пайкой

Сварку пайкой можно использовать для сварки деталей из чугуна, так как она оказывает минимальное воздействие на сам основной металл. И снова для этого процесса используется присадочный стержень, за исключением того, что он прилипает к поверхности чугуна, а не растворяется в сварочной ванне из-за более низкой температуры плавления наполнителя.

Как и при других технологиях, при сварке пайкой важна очистка поверхности. Флюс можно использовать для предотвращения образования оксидов, улучшения смачивания, очистки поверхности и обеспечения стекания наполнителя по основному металлу.

Также возможна пайка ВИГ при более низкой силе тока для нагрева заготовки без расплавления чугуна. Аргоновый кожух горелки защищает зону пайки, а это означает, что нет необходимости использовать флюс, как при кислородном топливе.

Узнайте больше о сварке пайкой

Как упоминалось выше, выбор сварочной проволоки важен для сварки чугуна, хотя большинство экспертов рекомендует использовать никелевую проволоку.

1. Стержни из 99% никеля

Эти электроды дороже, чем другие варианты, но также обеспечивают наилучшие результаты. 9Прутки с содержанием 9 % никеля позволяют получать сварные швы, которые поддаются механической обработке и лучше всего подходят для отливок с низким или средним содержанием фосфора. Эти стержни из чистого никеля создают мягкий, ковкий наплавленный металл.

2. Прутки из 55% никеля

Менее дорогие, чем прутки из 99% никеля, они также поддаются механической обработке и часто используются для ремонта толстых профилей. Более низкий коэффициент расширения означает, что они производят меньше трещин в линии сплавления, чем 99% стержень. Эти ферроникелевые стержни идеально подходят для сварки чугуна со сталью.

Доступны менее дорогие варианты, такие как стальные стержни, хотя они не так эффективны, как никелевые стержни:

3. Стальные стержни

Стальные стержни представляют собой самый дешевый вариант из трех и лучше всего подходят для мелкого ремонта и заполнения. Стальные электроды производят твердые сварные швы, которые требуют дополнительной шлифовки и не поддаются механической обработке. Однако, несмотря на эти недостатки, стальные стержни обеспечивают соответствие цвета и лучше переносят не совсем чистые отливки, чем никелевые стержни.

Упрочнение

Когда сварной шов остывает и сжимается, возникает остаточное напряжение, что приводит к растрескиванию. Вероятность растрескивания можно уменьшить за счет приложения сжимающего напряжения. Сжимающее напряжение создается за счет проковки (с использованием молотка с шаровидным бойком для нанесения умеренных ударов), которая деформирует сварной шов, оставаясь при этом мягким.