Как да готвим чугун чрез електрическо заваряване: технология на работа и необходимите материали

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Чугунът в състава си е сплав от желязо и въглерод, която също може да включва примеси и някои легиращи добавки. Този метал се използва широко в индустрията за производство на различни носещи части и конструкции. Повечето канализационни щрангове и радиатори за отопление са направени от чугун в жилищни сгради.

Високото съдържание на въглерод затруднява свързването на чугунени части един към друг и към други метали. Нарушаването на технологичните изисквания често води до прегряване, а оттам и до увеличаване на крехкостта на метала. Ето защо, преди да пристъпите към свързването на чугунени конструкции, е необходимо задълбочено да проучите как да готвите чугун чрез електрическо заваряване, както и необходимите материали и технология за извършване на такава работа.

Видове чугун

Съставът на чугуна включва не само въглерод (2-6%) и желязо, но и манган (до 1%), силиций (3%), фосфор, сяра, както и добавки за легиране - алуминий, ванадий, хром,магнезий, никел и някои други компоненти. Легиращите вещества придават твърдост, здравина и пластичност на материала, в зависимост от неговото приложение.

Електрическото заваряване на чугун се извършва в зависимост от формата и количеството въглерод, който се намира в метала като графит или цементит. Според тези показатели чугунът се разделя на следните видове:

1. Белият чугун има лек цвят на повърхността на счупване, тъй като въглеродът в този метал е форма на цементит. Обработката на такъв материал е трудна поради високата му твърдост.
2. В сивия чугун въглеродът е под формата на графит. Сива метална счупена повърхност. Този чугун се обработва лесно и има добри леярски свойства.
3. Термичната обработка на бял чугун го превръща в ковък метал, който се използва широко в инженерството.
4. Половин чугун съдържа въглерод под формата на цементит и графит. Това съотношение осигурява на метала висока устойчивост на износване.
5. Глобулният графит придава на чугуна висока якост. Ковкото желязо се използва за направата на качествени тръби за нефтопроводи и водопроводи.

Характеристики на заваряване на чугун

Преди да отговорите на въпроса дали е възможно да се готви чугун чрез електрическо заваряване, е необходимо да се разберат характеристиките на процеса на свързване на метал. Според структурата си, както и много физически свойства, чугунът принадлежи към сплавите, които са обект на ограничен процес на заваряване.

По време на електрическото заваряване на чугуну дома, трябва да обърнете внимание на следните сложности на този процес:

1. Образуването на качествен шев усложнява течната природа на чугунената сплав.
2. Неспазването на температурния режим на заваряване води до прегряване на чугуна. Това кара въглерода в заваръчната вана да изгори и следователно увеличава образуването на пори.
3. Също така, високата температура на електрическата дъга допринася за избелването на чугуна на мястото на заваряване. Този ефект, поради хетерогенността на металната структура, води до напукване на шева.
4. По време на процеса на заваряване чугунът може да се окислява, създавайки огнеупорен оксид, чиято точка на топене е много по-висока от тази на оригиналния материал.

За да избегнете всички тези проблеми при заваряване на чугун, трябва отговорно да изберете правилния режим на работа.

Подготовка на чугун за заваряване

Преди заваряване на чугун чрез електрическо заваряване е необходимо да се подготвят ръбовете на повърхностите, които ще се съединяват. Предварителното почистване на повърхността може да се извърши както ръчно, така и с електрически инструмент с метален накрайник.

След това е наложително да изрежете ръбовете до гол метал, тъй като е много по-трудно да се готви чугун чрез електрическо заваряване в домашни работилници, отколкото стомана..

Дефектните места от чугун се изрязват по следните правила:

• рязането се извършва стриктно по протежение на пукнатината;
• непроходните пукнатини се пробиват със свредло и след това се изрязват доосновен материал;
• в зависимост от дебелината на метала, пукнатини се изрязват от две или от едната страна;
• препоръчително е да се заварява лепенка върху близко разположени пукнатини, която трябва да покрива дефекта с 15-20 мм от всички страни.

След почистване на повърхността и изрязване на ръбовете е необходимо внимателно обезмасляване на фугата с ацетон или разтворител.

Основни методи за заваряване на чугун

Възможно е да се готви чугун както чрез електрическо заваряване, така и в среда с инертен газ. Вторият метод се използва главно за свързване на хетерогенни метали. Газовото заваряване се използва най-често при ремонтни дейности на канализационни тръби, както и при възстановяване на автомобилни части.

Възможно е да се готви чугун чрез електрическо заваряване както горещо, с предварително загряване на детайлите, така и студено, без загряване на съединението. Нагрятото заваряване е технологично по-сложно от студеното заваряване, така че използването му в домашни условия е непрактично.

Газово заваряване

Заваряването на чугун в защитен газов облак се използва за създаване на шев с висока якост, което се постига при малко проникване на метала. Практическият опит на заварчика, както и изборът на правилния режим за създаване на заварка, е от особено значение за крайния резултат от работата.

Процесът на газово заваряване се препоръчва да се извършва с две горелки. В същото време една горелка осигурявапредварително загряване на кръстовището, а вторият топи жицата и директно заварява чугунените части. Охлаждането на заварените части трябва да е бавно, така че често се използва за покриване на продукти със слой пясък или азбест.

Чугун за горещо заваряване

Заваряването на чугунени изделия с предварително загряване на ръбовете на съединяваната повърхност най-често се извършва в промишлени предприятия. Нагряването на детайлите може да се извършва в инертни пещи, както и в различни специални горелки.

Нагряването на мястото на заваряване до 600–650 ℃ елиминира възможността от напрежение и прегряване на метала в фугата.

Технологията за заваряване е както следва:

1. В ход е предварителната подготовка на кръстовището.
2. Продуктът е разположен по такъв начин, че е възможно да се заварява с долната позиция на шева.
3. Заваръчната машина е конфигурирана да работи с права полярност. Силата на тока при заваряване на чугун е много по-висока, отколкото при заваряване на стомана.
4. Частът се нагрява до температура от 300–600 градуса.
5. Заваръчната вана трябва да се напълни с разтопен метал по време на процеса на създаване на шев. Препоръчително е да се разбърква стопената течност с върха на електрода.
6. След заваряване е по-добре да оставите продукта в охладителна пещ или да го покриете с топлоизолационен материал. Бавното охлаждане на чугуна е ключът към качествената връзка.

Разбира се, заваряване на горещо желязометодът се счита за трудоемка работа, но именно такива условия позволяват да се получи шев без дефекти и с високо качество.

Метод на студено заваряване

В случаите, когато не са наложени високи изисквания към заваръчния шев, е възможно да се готви чугун чрез електрическо заваряване у дома, както студено, така и с леко нагряване.

Технологичните характеристики на студеното заваряване са както следва:

1. Апаратът за заваряване е настроен на минималната мощност, която е позволена за определена дебелина на електрода, за да се предотврати прегряване на метала.
2. Заваряването се извършва на ток с обратна полярност.
3. Заваръчният шев трябва да се извършва в дължини 30-50 мм.
4. Прегряването на фугата се елиминира чрез прекъсване или залитане на шева.
5. При многослойно заваряване всеки шев трябва да бъде изкован с чук.

Качеството на чугунената връзка зависи изцяло от правилния избор на електроди.

Електроди за заваряване на чугун

Възможно е готвене на чугун чрез електрическо заваряване както с електрод за чугун, така и с продукти, съдържащи никел или мед. Въглеродът не се комбинира с тези цветни метали, така че в заваръчния шев не се образува бял чугун. Най-често заваряването с такива електроди се извършва на няколко етапа, с прекъсване за охлаждане.

Следните електроди за чугун се използват за електрическо заваряване на продукти от чугун:

• OZCH-2 и OZCH-6 - електроди на основата на мед и желязо, които се използват за заваряване на сиви иликовко желязо;
• OZZHN-1 - този клас съдържа желязо и никел, много ефективни за сферографитен чугун;
• MNCH-2 - тези продукти съдържат мед, никел и желязо, подходящи за заваряване на всички видове чугун.

Основи на безопасността при заваряване

Заваряването се класифицира като повишен риск за здравето на заварчика. Следователно спазването на правилата за безопасност при заваряване на чугун е предпоставка за работа.

Основните предпазни мерки за безопасност включват:

• всичката работа трябва да се извършва с лични предпазни средства (маска, ръкавици, специален костюм и обувки);
• заваряването трябва да се извършва в добре проветриво помещение;
• заваръчното оборудване трябва да се поддържа в добро състояние;
• Електрическото оборудване трябва да бъде правилно заземено.

Чугунът се отнася до метали, които са трудни за заваряване технология. Ето защо, преди да продължите с процеса на съединяване на продукти от чугун, е необходимо внимателно да проучите основните нюанси на висококачественото изпълнение на такава работа.