Сварка чугунных заготовок в среде аргона

Недаром есть выражение «чугун – хлеб промышленности». Первый раз такое произносили еще в начале XX столетия. На протяжении прошедшего века появилось множество сортов, да и качество обработки заметно повысилось. Сегодня этот материал широко используется для производства самых разных вещей, что объясняется высоким уровнем износостойкости. Но с течением времени даже такой прочный металл начинает утрачивать свои качества. Тогда в дело вступает сварка с использованием газа аргона.

Ранее, чтобы добиться получения качественного шва на долгое использование изделий, уходило много сил, да и работа была очень тяжелой. Сегодня процесс по-прежнему сложен в реализации, зато теперь он стал доступен домашним мастерам.

Особенности технологии свариваемых изделий из чугуна

Соединение изделий из чугуна осуществляется таким же образом как в случае с другими металлами. При этом структура самого сварного шва идентична с основным материалом. Технология сварки в обязательном порядке включает предварительный нагрев с последующим неторопливым охлаждением.

Когда свариваемые чугунные детали находятся на стадии предварительного нагрева, структура металла меняется, что приводит к выделению графита. Итогом этого становится повышение пластических свойств материала. Если сварка выполняется с применением электрода из графита, это позволяет избежать попадания в шов металлических примесей. Помимо него в ход идут специальные чугунные пластины, а также порошковая проволока.

По окончании ТИГ сварки соединенные заготовки необходимо в обязательном порядке охлаждать. Сложность всей процедуры в том, чтобы не допустить резкого снижения температуры – все должно проходить в постепенном режиме. Причем если просто оставить детали при комнатной температуре, далеко не всегда можно достичь нужного эффекта. Именно по этой причине применяются различные изоляционные материалы. Ими закрываются заготовки и оставляют остывать на какое-то время. Или же можно просто засыпать их полностью песком, что применяется многими домашними мастерами.

Холодная процедура

В условия промышленности активно используется методика холодной сварки чугуна, которая не требует предварительного прогрева. Существует несколько разновидностей, но зачастую используется три вида, исходя из материалов электродов:

• сталь;
• цветные металлы;
• низкоуглеродистая сталь.

Такая разновидность хороша тем, что заметно упрощает изготовление чугунной продукции, сразу исключив два этапа. Соответственно и стоимость будет ниже. Вдобавок предварительный прогрев требует привлечение специального оборудования.

Соединение чугунных заготовок аргоном холодным методом обладает одной особенностью – процесс необходимо вести током с малой величиной. Это не допустит смешивания всех элементов в сварном соединении. Помимо этого, с металла снимается остаточное напряжение, что обычно разрушает сварной шов. Ко всему прочему газовая среда выступает в качестве определенного защитного барьера. Вероятность обретения чугуном хрупкости сводится к минимуму.

Подготовительный этап

Данная процедура нуждается в более тщательном и внимательном отношении, нежели при соединении других металлов. Это обусловлено качествами самого чугуна – он склонен к разрушению и образованию трещин.

В ходе подготовки выполняются следующие операции:

• Края соединяемых деталей следует хорошо очистить от загрязнений – грязи, ржавчины, шлака.
• Имеющиеся трещины распиливаются, иначе она закроется только сверху, а в глубине металла останется слабая структура.
• Проводится разделка кромок по всей длине шва со скосами под углом в 45°, а острые грани закругляются. Такая мера обеспечивает равномерный нагрев.
• Изделия помещаются на графитовые подкладки, которые позволяют избежать утечки расплавленного металла, а сами изделия не будут деформированы.

При наличии незначительных масляных загрязнений они убираются органическим растворителем либо выжигаются с использованием газовой горелки.

Используемые материалы и оборудование

Для соединения чугунных заготовок понадобится как соответствующие материалы, так и главный инструмент процедуры – специальное оборудование. Без всего этого работу просто невозможно выполнить.

Присадочный материал

Это необходимая атрибутика для сварки чугуна аргоном, без которой просто не обойтись и поэтому выбор присадок имеет первостепенное значение. Широкое распространение получили чугунные прутки. Причем те, у которых отсутствует наружное покрытием.

Самыми популярными марками присадок для соединения чугунных изделий в среде аргона являются:

• «А» – соответствует горячей сварке.
• «Б» – указывает на принадлежность к горячей ТИГ сварке с использованием локального прогрева заготовок.
• «НЧ-1» – обозначение соединения тонких изделий из чугуна посредством полугорячей сваркой.
• «НЧ-2» – применимы к полугорячей сварке чугунных изделий с толстыми стенками.
• «БЧ, ХЧ» – для сварного шва с высокой стойкостью к износу.

Также для аргонной сварки ТИГ допустимо использовать никелевые присадки. Ниже в таблице представлены марки данной разновидности присадочного материала с перечислением свойств и состава.

Диаметр присадочного прутка подбирается, исходя из толщины чугунных изделий – он должен быть в два раза меньше размера стенок.

Оборудование

Для сваривания изделий из чугуна в среде газа используется аргонодуговой аппарат. Данная разновидность оборудования включат два режима сварки:

• электрическая;
• газовая.

В итоге неразъемное соединение приобретает необходимо качества для дальнейшей долговременной эксплуатации. При этом в продаже можно встретить разнообразие моделей автоматического или полуавтоматического типа.

Полуавтомат с использованием инвертора дает качественный шов. Однако перед работой заготовки необходимо предварительно нагреть до температуры не менее 300 °C. Далее остается внести необходимые настройки – задать силу тока, скорость подачи присадки и тока. Инструкция по эксплуатации оборудования содержит сведения касательно напряжения, которое предусмотрено к конкретному случаю.

При использовании автоматических приборов предпочтение отдается порошковым присадкам. Участие человека в процессе сварки сводится лишь к установке аппарата на место сварного соединения, а все остальное он способен сделать самостоятельно.

Процедура сварного соединения чугуна

Для получения качественного сварного шва следует строго придерживаться определенной технологии:

• первым делом подготовить соединяемые изделия.
• Настроить режим сварки.
• Правой рукой вооружиться горелкой, а левой взять присадочную проволоку.
• Газ из горелки следует подать за 20 секунд до начала процесса.
• Между швом и электродом следует выдерживать расстояние в 2 мм.
• Включить аппарат – на электрод тут же поступает напряжение, из-за чего возникнет электрическая дуга.
• В область сварного соединения подается аргон. Присадка начнет плавиться и в жидком виде начнет заполнять пустоту между соединяемыми изделиями.
• После формирования сварного шва нужно дать заготовкам остыть.

Только придерживаясь технологии, а также соблюдая технику безопасности, можно получить качественное сварное соединение, которое прослужит долгое время. А благодаря аргону шов не покроется трещинами и порами.

Для наглядности в сети можно найти подходящие ролики, где видно, что у кого-то работа получается. К примеру, на этом можно увидеть, как выполняется процесс с использованием аргона.

Важные рекомендации

Выполняя сварочные работы в среде аргона, не стоит скидывать со счетов ряд моментов:

• Половину всей процедуры занимает Подготовка и как раз от нее зависит качество сварного соединения
• Соединяемые чугунные изделия необходимо предварительно прогреть любыми подручными средствами.
• Шов следует делать короткими отрезками по 25-30 мм.
• Плавная подача присадочной проволоки позволит избежать появления брызг.
• В ходе сварки горелку необходимо все время перемещать, не задерживая ее на месте. Иначе произойдет перегрев металла, что повлечет за собой сильное испарение углерода. Свариваемость ухудшится, а твердость будет не по всему шву, а в локальных пределах.
• Сварку оптимально проводить в нижнем положении, что убережет от утечки расплавленного металла из сварного шва.

Иной раз даже у качественно шва может наблюдаться остаточное напряжение. Это оказывает отрицательно влияние на долговечность заготовок. Снять его можно постукиванием по уже остывшему шву молотком на всей его протяженности.