Особенности сварки чугуна со сталью

При выполнении ремонтных работ может потребоваться сварка чугуна и стали. Если точно придерживаться технологического регламента, удаётся создать достаточно прочный сварочный шов. Но всё же, металлоконструкцию желательно заменить при первой же возможности.

Проблемы при сваривании чугуна и стали

Несмотря на схожий химический состав — сплав железа с углеродом, материалы различаются по структуре. Чем выше содержание углерода, тем хуже свариваемость материала. В стали содержание углерода составляет до 2,14%, а в чугуне — от 2,14% Чугун характеризуется текучестью уже при температуре его плавления. В связи с этим, получить прочный однородный шов практически невозможно. Текучий металл после длительного нагрева вытекает из сварочной ванны. Его меньшая пластичность и наличие крупных зёрен углерода может привести к растрескиванию при остывании. Ещё одна сложность в различии таких характеристик металлов, как температура плавления. Так как у стали она выше, чугун к моменту плавления стали становится слишком жидким, и сварку можно выполнять только когда сталь находится в нижнем положении. Образование трещин провоцирует и различная теплопроводность двух материалов. Так как распределение углерода в металлах также сильно различается, разница в электропроводимости искажает сварочную дугу, в ней нарушается распределение плотности тока.

Используемые технологии

В зависимости от температурного режима различают три варианта:  

1. Основной и наиболее эффективный способ — горячая сварка с нагревом сварочной зоны до 600 – 650 оС.
2. Полугорячая — с разогревом чугунной заготовки до 300 – 360оС
3. Холодная, при которой заготовки соединяются без нагревания. Считается наименее прочной, и допустима, только если детали будут затем работать только на сжатие.

Расходники

Покрытие электродов должно содержать ферросплав (ферросилиций), позволяющий получить более однородный шов. Тогда сваренная металлоконструкция может в дальнейшем подвергаться механически обрабатываться.

На производстве чаще всего используются следующие марки электродов:

• ЦЧ-4. Российская марка с основным покрытием (не выделяющим водород). Температура прокалки, время – 1 час. Электрод применяется при горячей, полугорячей сварки и наплавки.
• ОЗЧ-2. Электрод с кислым покрытием, содержащим порошковое железо. Легкоионизируемые компоненты обеспечивают хорошее зажигание дуги и высокую производительность.
• Следует соблюдать осторожность: обмазка выделяет токсичные вещества.
• МНЧ-2. Применяется для горячей сварки.
• Ficast. Используются три варианта: никелевый, железоникелевый, омеднённый. Избыточный углерод растворяется цветными металлами, зона в непосредственной близости шва становится мягче. Металлоконструкция после сварки может работать на изгиб.

 

Как сваривать чугун со сталью, инструкция

На первом этапе выставляются параметры тока. Сварка ведётся при постоянном токе и обратной полярности.

При напряжении холостого хода выше 54 В, целесообразно использовать переменный ток. Начинать обработку следует с чугунной заготовки, затем крепить к ней стальную.

При необходимости варить большую толщину металла, работать следует постепенно с проковкой перед выполнением следующего слоя. Только что сделанный шов при проковке молотком уплотняется до характерного звона.

Швы выполняются в разных направлениях, чтобы увеличить прочность металлоконструкции.

Горячая и полугорячая сварка требует хорошего охлаждения зоны наплавки.

Чтобы не допустить быстрого остывания масштабного шва, его следует периодически прогревать.

Следует избегать резкого падения температуры, не допуская напряжений, провоцирующих деформации.

Особенности технологии

Если предполагается, что к металлоконструкциям будет приложена высокая нагрузка. На чугун наплавляется никелевая присадка с формированием буферной зоны.

Чтобы избежать разломов, следует избежать слишком быстрого получения шва.

Низкая надёжность холодного способа требует более качественной подготовки поверхности, удаления участков коррозии и масляных загрязнений.

Высокую надёжность гарантирует применение тугоплавких электродов и аргонодуговой метод горячей сварки. Этот метод используется, если необходимо варить ответственные металлоконструкции.

Если возможно использовать только аппарат для ручной дуговой сварки, выбираются плавящиеся электроды.