Как подготовить и сварить чугунные детали?

Любой сварщик в своей работе обязательно столкнется с вопросом, как сварить чугунные детали. Чугун является самым неудобным материалом в отношении обработки. Его часто используют для изготовления различного рода изделий в связи с хорошей тягучестью в расплавленном состоянии, которая обеспечивается за счет высокого содержания углерода (до 6%).

Формовка чугуна под сварку.

Нужные, но «неудобные» примеси

Но большое количество добавок иных металлов в чугуне только уменьшает возможность проводить с материалом ремонтные работы. Особую трудность в этом случае создает наличие графита. Вы замечали, что чугун мажется? Это говорит о том, что количество графита в составе довольно большое.

Примеси из кремния, марганца, серы тоже не способствуют тому, чтобы материал легко можно было варить с помощью электродуговой сварки. Выгорающий в процессе графит создает тугоплавкий материал в месте сварки, что делает сам процесс практически невозможным.

Тонкости работ по сварке чугуна

Схемы микроструктур чугуна.

Но сваривать детали из чугуна в домашних условиях все же можно. Опытные мастера сначала тщательно анализируют состав чугуна, чтобы впоследствии правильно подобрать электроды и рабочие токи сварочного аппарата. Замечено, что крупнозернистая структура металла в месте разлома свидетельствует о большом количестве свободного углерода в составе, значит, сварить такое изделие будет сложнее всего. Хотя даже с таким непростым сплавом можно справиться. Есть несколько секретов, которые позволяют свести к минимуму возможные неудачи в процессе сварки:

• место разлома чугунного изделия требует предварительной подготовки;
• в зависимости от состава чугуна выбирается определенный вид электродов;
• сварка производится с помощью электродов малого диаметра и при малых токах;
• нельзя пытаться выполнить шов целиком – лучше осуществить сварку вразброс;
• необходимо свести к минимуму внутреннее напряжение металла.

Как подготовить деталь к сварке?

Подготовка дефектного места может занять довольно много времени, но избежать этого вам не удастся. Тонкий разлом чугунного изделия невозможно заварить, так как температура плавления чугуна несколько ниже, чем у обычного электрода, поэтому с абсолютной точностью можно утверждать, что расплавленный металл не заполнит собой трещину – скорее в этом месте расплавится чугунная поверхность. Значит, необходимо сделать место разлома шире, чтобы полученный зазор заполнить металлом.

Основные виды чугунов.

С технической стороны такое примитивное описание процесса можно подвергнуть критике, но оно объясняет суть методики сварки для неопытных сварщиков. Разделку трещины ведут с помощью зубила, шабера, сверла, шлифовального диска, придерживаясь определенных правил:

• разделка ведется строго по трещине;
• нельзя пытаться сделать скол с помощью зубила больше чем 5 мм;
• засверливают деталь не более чем на третью часть толщины металла;
• сквозные трещины разделываются с обеих сторон, последующая сварка тоже должна вестись в двух направлениях;
• если несколько трещин находятся недалеко друг от друга, то определенная часть изделия вырезается, а на ее место целесообразно установить заплатку.

Непосредственно перед сваркой детали на расстоянии 30 мм от будущего шва плоскость зачищается и обезжиривается.

Порядок выполнения сварочных работ

Теперь уже можно сваривать деталь. Желательно изделие поместить в жесткий каркас или хорошо его зафиксировать – так вы уменьшите внутреннее напряжение металла. Еще один момент: чугун – очень хрупкий металл, и слишком большая разница температуры в месте сварки и непосредственная близость к шву может привести к появлению новых трещин. Это недопустимо, поэтому перед сваркой чугунную деталь желательно прогреть, а сам процесс вести в помещении с повышенной температурой.

Холодная дуговая сварка чугуна.

В домашних условиях чугунное изделие можно прогреть с помощью газовой горелки или строительного фена. Второй вариант предпочтительнее, так как открытый огонь приводит к выгоранию графита с поверхности и делает процесс сварки затруднительным.

Перед тем как сварить чугунные детали, необходимо приобрести специальные электроды (в их состав входит медь или латунь) небольшого диаметра. Подойдут изделия толщиной менее 3 мм. Специальные электроды по чугуну тоже можно встретить в продаже, хотя и значительно реже, чем обычные стальные. Работать с ними очень просто. Весь процесс будет напоминать обычную сварку стали, поскольку в состав электродов входят все необходимые элементы для раскисления и быстрого плавления сердечника. В этом случае шов можно выполнить за один прием.

Не секрет, что даже обычными стальными электродами можно заварить трещину на чугунной детали. Но в этом случае потребуется не просто расшивка трещины: делаем своеобразную канавку по всей трещине, края полученного углубления просверливаем в разных местах на треть толщины изделия. Вдоль зачищенного края проделываем ту же операцию, в полученные отверстия вставляем шпильки из сплава меди и стали. А теперь варим выступающие края шпилек. Увлекаться не стоит: необходимо равномерно обварить края каждой шпильки. В результате на поверхности получатся небольшие выступы сплава трех металлов, по которому и будем проводить окончательную сварку.

Выводы и советы

Какие бы электроды вы ни использовали, какой бы вид сварки ни выбрали, заканчиваться вся работа должна медленным охлаждением отремонтированной детали.

Так вы не будете рисковать, что температурные перепады приведут к повторному появлению трещин. Народные умельцы считают, что лучше всего проводить работы и охлаждать деталь на подложке из разогретого песка. Чем больше объем песка, тем медленнее будет остывать изделие. Специально подготовленная печь тоже подойдет для этих целей.

Напоминаем, что место сварки на чугуне будет иметь пористую структуру, следовательно, хрупкость детали только увеличится. Подвергать сваренные чугунные изделия повышенным нагрузкам не рекомендуется. Описанные методы сварки больше подходят для ремонта бытовых изделий: радиаторов отопления, элементов отопительных печей. Чугунные детали механизмов при поломке лучше подвергать замене.