У побуті, будівництві, при виробництві іноді украй потрібне зварювання чавуну. Багатьох початківців зварювальників хвилюють питання-чи можна зварити чавун? Якщо так, то які особливості зварювання чавунних деталей існують? Як правильно зварити деталі? Чи можливе зварювання чавуну в домашніх умовах ? Як заварити чавунну батарею, трубу або плиту? Дамо відповідь відразу: зварювати чавун можна, проте зварювання чавунних деталей зажадає певних навичок. Щоб отримати міцне з’єднання, яке прослужить не один десяток років, ознайомтеся з теоретичною частиною.
Специфіка сплаву
У чавуні вуглець може знаходитися у вигляді цементита або графіту. Карбід заліза (цементит) в сплаві знаходиться в зв’язаному стані, і такий чавун називається білим. А ось самородний мінерал (графить), навпаки, є присутнім у вільному стані, причому в кожному з різновидів чавуну має різну форму. Наприклад, пластинчатий графіт входить до складу сірого чавуну, пластівчастий-ковкого, кулястого-високоміцного. Знаючи особливості зварювання чавуну, можна без проблем вибрати відповідний його різновид для майбутніх робіт.
На відміну від кованого заліза і сталі, чавун:
- Містить значно більше вуглецю (майже в10 разів).
- Має кращі ливарні якості.
- Менш пластичний, насилу піддається куванню.
- Має меншу ринкову вартість.
Оскільки атоми вуглецю і заліза пов’язані між собою не дуже тісно, то сплав є крихким і не може бути використаний для виготовлення елементів, що підлягають інтенсивним навантаженням. Проте він стійкий до вібрацій і зносу. Якщо тривала дія води приведе до виникнення іржі, то в кислотно-лужному середовищі цей сплав не втратить своїх якостей. Після нагрівання чавун здатний зберігати високу температуру тривалий час.
Де застосовується
Як підготувати матеріал до зварювання
Зварювання чавуну в домашніх умовах, так само як і в умовах виробництва, повинна розпочатися з попередньої підготовки зварюваних поверхонь. Перш ніж заварити чавунну деталь, варто упевнитися, що вона не має ушкоджень і забруднень. Матеріал досить крихкий і пористий, тому щонайменша деформація з часом збільшуватиметься, а очищення зажадає великих зусиль.
Підготовка чавуну до зварювання включає:
- Ліквідацію або зменшення тріщин,
- Очищення.
вирізана тріщина
Перш ніж зварити чавун, усі тріщини, навіть найдрібніші, краще засверлить по краях і пройтися свердлом по усій глибині. Окрім свердла, можна скористатися зубилом, шабером і вирізувати тріщину, округливши при цьому її краї. Наскрізні тріщини варто обробити з двох сторін, а місце з множинними тріщинами краще вирізувати повністю і поставити латочку.
Чавунні деталі зварюють, очистивши їх від іржі, окалини, горючих речовин, бруду і так далі. Очищення можна проводити за допомогою розчинників, газового пальника, наждачного паперу, металевих щіток і болгарки-залежно від міри забруднення і типу поверхні. У особливо складних випадках можна використати піскоструминне очищення. Зрештою заготівля повинна мати гладку, блискучу поверхню.
Способи з’єднання
Існують наступні способи зварювання чавуну :
- Газове зварювання чавуну. Потрібна там, де треба ліквідовувати дефекти литва. Особливості зварювання чавуну таким чином полягають в тому, що використовуються Пропан-Бутан або ацетилен, а для роботи можна застосовувати декілька пальників. Для газового зварювання чавуну присадним дротом варто використати матеріал, який містить велику кількість кремнію.
- Ручне зварювання за допомогою дуги. Перед початком дугового зварювання деталі надають температуру600-650 градусів за Цельсієм. Це забезпечує рівномірні нагріваючи і охолодження. Найбільш популярне зварювання чавуну аргоном.
- Механізоване зварювання за допомогою дуги. Деталь також заздалегідь нагрівається до високих температур. Щоб із зварної ванни не витікав рідкий метал, що підлягає зварюванню ділянку деталі можна формувати пластинами з графіту.
- Електрошлакове зварювання. Технологія зварювання чавуну включає використання пластинчатих електродів і фторидных флюсів. Для попереднього прогрівання деталі застосовують полум’я газового пальника або неплавкий електрод .
- Термітне зварювання
. Особливості зварювання чавуну таким чином полягають у використанні для нагріву дуже гарячого металу, отриманого при горінні термітів. Вариться чавун за умови, що термітна суміш нагріта до температури вище1300 градусів за Цельсієм.
електроди МНЧ—2 для зварювання чавуну
Якою полярністю варити чавун? Перш ніж відповісти на це питання, підкреслимо, що вибір полярності залежить від виду електродів, а не від просторового положення або інших критеріїв. Наприклад, електроди МНЧ—2 вимагають застосування прямої полярності. У інших випадках виставляється полярність зворотна .
Особливості гарячого зварювання чавуну
Оскільки для якісного результату площа однієї зварювальної ванни не має бути більша50-60 см2, то зварювання робиться невеликими ділянками. Робота над наступним починається тільки після того, як попередній затвердів. Приварити деталі таким методом можна за допомогою електродів ОМЧ—1 або ПЧЗ.
Особливості холодного зварювання чавуну
Щоб зварити чавун і уникнути при цьому відшарування металу зварного шва, треба скористатися сталевими шпильками з діаметром не більше16 мм. Якщо краї деталей не товще10 мм, діаметр шпильки повинен складати6 мм, якщо в межах10-20 мм, то небходимы шпильки з діаметром10 мм.
Зварювання за допомогою аргону
Зварювання чавуну аргоном ( TIG ) можливе трьома способами-за допомогою холодного зварювання, гарячого (до600 градусів за Цельсієм) або напівгарячого (до400 градусів за Цельсієм). Перший з них доречний тоді, коли потрібний шов, що не складається з чавуну.
Як варити чавун аргоном? Для цього виставляють значення зварювального струму в40-80 А залежно від товщини деталей. Якщо цей показник ви вибрали правильно, метал під час процесу тріщати не буде. Якість шва не залежить від напряму зварювання, тому пальник можна розташовувати як за присадним прутком, так і перед ним. Зварювальний присадний стержень заздалегідь нагрівають, потім поміщають в зварну ванну і формують шов. Щоб він вийшов якісним, без пір, присадний пруток краще не виносити із зони зварювання, а помішувати їм розплавлений метал, рівномірно розподіляючи його і видаляючи бульбашки газів. Після зварювання деталь повинна остигнути природним чином.
Зварювання чавунних радіаторів
Чи можна заварити чавунну батарею самостійно, не викликаючи фахівця? Заварити тріщину в радіаторі можна, якщо у вас є стаж проведення подібних робіт, оскільки не кожен шов зможе витримати тиск до10 атмосфер і температура до100 градусів за Цельсієм. Найбільш поширено зварювання чавуну інвертором : цей прилад легкий і компактний, до того ж простий в управлінні.
З’єднання чавуну із сталлю
Зварювання чавуну із сталлю ускладнене тим, що ці метали мають різний відсотковий вміст вуглецю. Крім того, якщо гранули вуглецю великі, то не може йтися про надійне шовне з’єднання.
Стали з чавуном можуть бути сполучені за допомогою як холодної, так і напівгарячої, і гарячої технології. Для з’єднання залізно-вуглецевого сплаву із звичайною сталлю або з нержавіючою сталлю треба використати постійний струм (полярність-зворотна). Змінним струмом слід скористатися тільки при напрузі холостого ходу, що перевищує54 вольти. Спочатку треба обробляти виріб з чавуну, потім-із сталі. Якщо з’єднання чавуну і сталі повинне мати товстий шов, то він вариться шарами. Кожен з них необхідно ущільнити, використовуючи молоток.
У разі, коли нержавіюча сталь приєднується за допомогою гарячого або напівгарячого способу, зону наплавлення варто охолоджувати. Зверніть увагу: при різкому зниженні температури матеріал буде деформований або почне руйнуватися. Тому температуру в зоні наплавлення знижують повільно, а шов час від часу нагрівають.
Корисні поради
- Правильно варити чавун треба в нижньому положенні .
- Перш ніж заварити чавун низьковуглецевими електродами, зверніть увагу, що товщина наплавленого металу повинна складати близько50 відсотків від товщини самої деталі.
- Зварювання чавуну напівавтоматом повинне проводитися без коливальних рухів при веденні першого шва. Потім можна приступати до поперечних рухів.
- Чавун і сталь можна зварювати і за допомогою аргонодуговой технології
. У такому разі використайте для присадки дріт флюсу на нікелевій основі, знявши з неї обмазку. Електроди мають бути виготовлені з вольфраму. - Нержавіюча сталь до чавуну може бути надійно приварена у тому випадку, якщо зварювання проводити в декілька проходів короткими швами, даючи металу остигнути.
- Щоб чавун після зварювання остигав поступово, його або накривають, або засипають негорючими матеріалами (азбест, пісок, зола).
- У товстих деталях перед зварюванням обробляються кромки. Кут фаски повинен складати45 градусів.