Основные способы сварки чугуна — чугун можно варить несколькими способами.
Чаще всего это дуговая сварка стальными или специальными электродами. Эти способы относятся к холодному методу сварки.
Ручная дуговая сварка чугуна плавящимися электродами
Самые мелкие повреждения чугунных деталей можно заварить обычными стальными электродами 3 мм с тонкой обмазкой. Перед сваркой очищают швы и выпиливают или вырубают трещины. Сварка ведется небольшим током 80-120 ампер.
Если требуется повысить качество шва при дуговом способе сварки, то вместо трансформатора берется инвертор, так как он позволяет работать на постоянном токе. Это дает кое-какие дополнительные возможности, указанные в таблице для сварки чугуна.
Причина такой разницы в физике процесса: положительный электрод сильно бомбардируется тяжелыми отрицательными ионами, это дает дополнительную энергию в общем балансе выделения тепла. Разница в температуре может достигать 700°C. В общем, за возможность избегать перегрева чугуна при электродуговой сварке приходится платить некоторую цену: тратить лишние электроды.
Применение трансформатора лишает сварщика возможности прогревать электроды разными способами, так как при переменном токе этой разницы нет – тепла выделяется поровну на каждом конце дуги. Кроме того, снижается стабильность дуги – на переменном токе она горит не все время.
Для уменьшения перегрева шва применяют движение электрода зигзагом или по кругу, как удобнее сварщику. Тепло при этом распределяется равномернее. Также полезно делить большие швы на меньшие участки, а в промежутках между выполнением участков давать остыть металлу до 80-50°C.
Чтобы повысить качество шва на чугуне, применяют электроды с добавлением меди, никеля или монель-металла (сплав меди с никелем).
Наиболее простой и дешевый вариант: стальную проволоку Св-08 (Св-08А) обматывают медной проволокой и окунают в раствор силиката натрия (жидкое стекло). После высыхания обмазки можно варить.
Газовая сварка — пайка чугуна
Газ или электричество для сварки – это лишь способ нагрева, подвода энергии к сварочной ванне. Но из-за разницы в физике и химии этих процессов могут появиться технологические отличия. При сварке чугуна газом можно использовать ацетилен или пропан-бутановую смесь, но оба варианта с кислородом.
Вместо электрода используется присадочная проволока из никеля или чугунный пруток. Чтобы избежать окисления, можно использовать обмазку присадочного материала флюсами (на основе буры), но часто бывает достаточно использовать прогрев металла восстановительной частью факела горелки.
Горелкой следует постепенно прогревать место вокруг сварки на чугунном изделии.
Определить подходящую температуру в области шва (200-350°C) поможет только опыт сварщика.
Добившись ее, производят сварку участка. Затем постепенно отводят горелку, избегая резкого остывания. Разумеется, газа тут расходуется заметно больше, чем при сварке стали, но это при газосварке чугуна неизбежно, иначе пойдут трещины.
Аргонодуговая сварка чугуна
Аргонодуговая сварка чугуна возможна, но это слишком дорогой вариант, не дающий никаких особенных преимуществ перед другими видами сварки.
Чугун не нуждается в такой тщательной защите от окисления, как, например, алюминий. Если все же приходится варить чугун аргоном, то здесь следует соблюдать те же правила:
- избегать перегрева металла;
- постепенно прогревать место шва;
- постепенно охлаждать после сварки.
Все это приводит к большому расходу аргона.
Поэтому для подогрева лучше использовать другие методы. Обычно это та же ацетиленовая горелка, что лишает смысла вообще варить аргоном. При сварке аргоном обычно используют неплавящиеся электроды или полуавтомат.
В последнем случае его потребуется зарядить нужным типом проволоки, например, никелевой.
Иные варианты сварки чугуна
Из прочих вариантов можно дополнить раздел о горячей сварке.
Этот способ требует самого большого расхода энергии и подготовки форм для сварочной ванны большого объема.
- После очистки места для шва вокруг этого места (и при необходимости) снизу делают перегородки из огнеупорной глины.
- Для форм также используют графитовые пластины.
- Снаружи форма защищается коробкой из листового железа: это гарантирует, что ванна не разольется.
- Для предварительного нагрева и медленного охлаждения деталей используют печи (в старые времена для больших деталей использовали костер).
При холодной сварке больших деталей металл разделывается под углом 90 градусов, а в разделочные фаски вворачивают шпильки небольшой длины из малоуглеродистой стали.
Верхние концы шпилек обеих половин шва обваривают между собой также сталью с малым содержанием углерода. Они придают шву значительную прочность.
Сверху шов заваривают медным или медно-никелевым сплавом.