Сварка тонкого металла:
Сварка тонкого металла — проблема даже для некоторых сварщиков с опытом. Новичкам в сварном деле вообще приходится тяжело. Тут работают совсем не те правила, что при сварке толстых изделий: есть множество особенностей и сложностей из-за чего тяжелее подбирать режимы и электроды. Проще это делать со сварочными полуавтоматами, но они в быту — довольно редкое явление, гораздо чаще встречаются инверторы. Вот о сварке тонкого металла инвертором и пойдет речь.
И первая сложность при сварке металла небольшой толщины состоит в том, что сильно нагревать его нельзя: он прогорает, образуются дыры. Потому работают по принципу «чем быстрее, тем лучше» и ни о каких траекториях движения электродов речь не идет вообще. Тонколистовой металл варят проводя электрод в одном направлении — вдоль шва без каких либо отклонений.
При сваривании тонких металлов листы перегреваются и изгибаютсяВторая сложность состоит в том, что работать нужно на малых токах, а это приводят к тому, что дугу приходится делать короткую.
При незначительном отрыве она просто гаснет. Могут также возникать проблемы с розжигом дуги, потому используйте аппараты с хорошей вольт-амперной характеристикой (напряжение холостого хода выше 70 В) и плавной регулировкой сварного тока, которая начинается от 10 А.
Еще одна неприятность: при сильном нагреве происходит изменение геометрии тонких листов: их выгибает волнами. От этого недостатка избавиться очень тяжело. Единственный вариант — постараться не перегревать или отвести тепло (про метод с теплоотводящими прокладками читайте ниже).
При сварке встык тонких листов металла, их кромки тщательно обрабатывают и зачищают. Наличие загрязнений и ржавчины сделает сварку еще более проблематичной. Потому тщательно все выровняйте и зачистите. Располагают листы очень близко один к другому — без зазора. Детали фиксируют струбцинами, прижимами и другими приспособлениями. Потом детали прихватывают через каждые 7-10 см короткими швами — прихватками. Они не дадут деталям сместиться и их с меньшей вероятностью погнет.
Как варить тонкий металл инвертором
Сварочные аппараты, выдающие постоянный ток хороши тем, что мы можем варить на обратной полярности. Для этого к «+» подключаем кабель с держателем электрода, а «-» цепляем к детали. При таком подключении больше греется электрод, а металл прогревается минимально.
О том, как выбрать сварочный инвертор для дома или дачи читайте тут.
Варить необходимо с использованием самых тонких электродов: от 1,5 мм до 2 мм. При этом выбирать нужно с высоким коэффициентом расплавления: тогда даже при малых токах шов будет качественным. Ток выставляется маленький. Для электродов размером 1,5 мм он должен быть порядка 30-45 ампер, для «двойки» — 40-60 ампер. Реально ставят иногда и ниже: важно чтобы вы смогли работать.
| Толщина металла, мм | 0,5 мм | 1,0 мм | 1,5 мм | 2,0 мм | 2,5 мм |
|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр электрода, мм | 1,0 мм | 1,6 мм – 2 мм | 2 мм | 2,0 мм – 2,5 мм | 3 мм |
| Сила тока, А | 10-20 ампер | 30-35 ампер | 35-45 мм | 50-65 мм | 65-100 мм |
Чтобы металл меньше нагревался, детали ставят в вертикальном или хотя-бы наклонном направлении.
Тогда варят сверху-вниз, двигая кончик электрода строго в этом направлении (не отклоняя и не возвращая). Угол наклона — углом вперед, при этом его величина 30-40°. Так прогрев металла будет минимальным, а это для сварки тонких металлов — одна из самых важных задач.
Общая рекомендация по выбору электродов для сварки тонких металлов: купите для такой работы качественные импортные электроды. Проблем будет в разы меньше.
Об изготовлении сарая на металлическом каркасе читайте тут.
Техники и методы сварки тонких листов металлов
Иногда тонкие листы нужно сваривать под углом. В этом случае удобнее использовать метод отбортовки: кромки листа отгибают на необходимый угол, скрепляют короткими поперечными швами через каждые 5-10 см. После сваривают как говорилось выше: непрерывным швом сверху-вниз.
В видео показано, как варить тонкий листовой металл электродом при помощи сварочного инвертора. Используется метод отбортовки: края деталей отгибаются, потом прихватываются в нескольких местах короткими швами.
После идет сварка тонким электродом толщиной 2 мм.
Не всегда получается при сварке без отрыва избежать прожога. Тогда можно попробовать отрывать на несколько мгновений дугу, а затем снова опускать электрод в то же место и продвигать его еще на несколько миллиметров. Так, отрывая и возвращая дугу, и варить. При таком методе получается, что металл за время отрыва дуги успевает остывать. На видео вы увидите, как изменяется цвет места сварки после того, как электрод убрали. Главное — не дать металлу остыть лишком сильно.
Сварка тонкого металла с отрывом дуги продемонстрирована в первой части видео. Способ стыковки — внахлест (одна деталь перекрывается второй на 1-3 см), используется электрод с рутиловым покрытием (для конструкционных и низколегированных сталей).
Затем показана сварка нержавейки нержавеющим электродом с основной обмазкой, и в завершение тем же электродом из нержавейки проварен стык черного металла. Шов, кстати, получился более качественным, чем при использовании рекомендованных электродов.
О выборе электродов для сварки инверторным аппаратом читайте тут.
Если при сварке тонкого металла не требуется создание непрерывного шва, используют точечный шов. При таком способе сварки небольшого размера прихватки находятся на небольшом расстоянии один возле другого. Такой способ называется прерывистым швом.
Так выглядит прерывистый шов на тонком металлеВообще варить сваркой тонкое железо встык сложно. Внахлест проще: не так перегревается детали и меньше шансов, что все «поведет».
О типах сварных швов и соединений читайте тут.
При электросварке тонкого металла встык можно между листами проложить тонкую проволоку диаметром 2,5-3,5 мм (можно оббить обмазку на поврежденных электродах и использовать их). Ее располагают так, чтобы с лицевой стороны она была вровень с поверхностью металла, а с изнаночной выступала почти на половину диаметра. При сварке дугу ведут по этой проволоке. Она и принимает основную термическую нагрузку, а свариваемые листы металла прогреваются периферийными токами. При этом они не перегреваются, их не коробит, шов получается ровный, без признаков перегрева. После удаления проволоки с трудом удается рассмотреть следы того, что она присутствовала.
Так выглядит шов при сварке тонкого металла встык с проложенной снизу термоотводящей проволокойЕще один способ — под место стыка положить пластины меди. Медь имеет очень высокую теплопроводность — в 7-8 раз выше, чем у стали. Уложенная под место сварки она значительную часть тепла отбирает, не допуская перегрева металла.
Этот метод сварки тонких металлов называют «с теплоотводящими подкладками».
Как сварить беседку из металла читайте тут. Возможно, вам будет интересно прочесть как сделать мангал из газового баллона или металла? Вещь нужная и для освоения сварки подходящая.
Сварка оцинковки
Оцинкованная сталь — та же тонкая листовая, только покрытая слоем цинка. Если вам необходимо сварить ее, на кромках под сварку придется это покрытие удалить полностью, до чистой стали. Есть несколько способов. Первый — снять механически: абразивным кругом на болгарке или шлифмашинке, наждачной бумагой и металлической щеткой. Есть еще способ — выжечь сваркой. В этом случае дважды проходят электродом проходят вдоль шва. При этом идет испарение цинка (он испаряется при 900°C), а его пары очень ядовиты. Так что эти работы проводить можно или на улице, или если на рабочем месте есть вытяжка. После каждого прохода нужно сбивать флюс.
Сварку оцинковки лучше проводить на открытом воздухе: испаряющийся цинк очень вреденПосле полного удаления цинка начинается собственно сварка.
При сварке оцинкованных труб для получения хорошего шва нужны будут два прохода разными электродами. Первый шов варят электродами с рутиловым покрытием например, МР-3, АНО-4, ОЗС-4. При этом колебания имеют очень небольшую амплитуду. Верхний шов — облицовочный делать шире. Он примерно равен трем диаметрам электрода. Тут важно не спешить и хорошо проваривать. Этот проход используют электроды с основным покрытием (например,УОНИ-13/55, УОНИ-13/45, ДСК-50).
Подробнее о выборе электродов для инверторной сварки читайте тут.
Аргонодуговое сваривание имеет широкое применение, а также отличается широкими технологическими возможностями. Соединения, сваренные с его помощью, отличаются высокой прочностью. После использования аргонодугового сваривания длительность службы свариваемых деталей значительно увеличивается. Аргоновое сваривание используется для многих видов металлов. Аргонно-дуговое сваривание является видом сваривания с использованием инертного газ аргона. Этот газ подается по специальным шлангам к горелке. Струя газа аргона оттесняет воздух и качественно предохраняет сварочный электрод и весь сварочный процесс от окисления и азотирования. Это позволяет использовать аргон для сваривания изделий из металлов и сплавов, которые имеют структурное сходство к газам, которые находятся в воздухе. Аргонно-дуговое сваривание различается на автоматическое и ручное. При ручном сваривании струей горелки управляет специальный механизм. Присадочная проволока является электротехническим проводом нужной толщины. Когда горелка включается, то между кончиком неплавящегося вольфрамового электрода и свариваемой деталью возникает электрическая дуга. С помощью этой дуги плавится свариваемая деталь вместе с присадочной проволокой. Перенос металла с помощью электрода может быть струйным и крупнокапельным. Крупнокапельный перенос металла характеризуется сильным разбрызгиванием расплавленного металла и нестабильностью сварочного процессора. Крупнокапельный перенос позволяет создать в дуге меньшее давление. Это давление способствует образованию крупных капель расплавленного металла. Такая сварка является худшим вариантом, потому что в сравнении с полуавтоматическим свариванием в среде углекислого газа. Крупнокапельный перенос металла производится в широком диапазоне рабочего сварочного тока. Для присадочной проволоки диаметром 1,6 миллиметра рабочий ток для крупнокапельного переноса колеблется в пределах 120 – 240 Ампер. Если сила тока увеличивается более чем 260 Ампер, то перенос становится струйным. В результате этого уменьшается разбрызгивание металла, а сварочный процесс становится более устойчивым и стабильным. Токи с таким значением достаточно редко используются для сваривания. Используя сварочное оборудование различных сварочных аппаратов, можно добиваться прекрасных результатов при сваривании различных металлов, в том числе и при сваривании стали аргоном в разных положениях при сваривании. |  Такая защита необходима для усиления соединения. В данную смесь дополнительно добавляют краситель, который облегчает их распознавание по видам.Основой для обмазки служит тонкая металлическая проволока. Вид которой, зависит от того, для каких работ предназначается использовать данное изделие. В основном для этого используют проволоку изготовленную из нержавеющей стали или углеродную проволоку.наклон электродаПо изделию идет передача электрического тока, предназначенного для нагрева и плавления поверхности металла.Каждый человек рано или поздно в жизни сталкивается с такой ситуацией, когда нужно в быту что- то сварить при помощи электрической сварки и аппарата. Прежде всего, для этого необходимо иметь сварочный аппарат и, естественно, навыки работы, ведь обязательно нужно знать, как правильно варить электродами.Принцип процесса электрической сварки Если варить электросваркой в домашних условиях, используют любой аппарат для сварки, максимальная мощность которого составляет 160 Амп. Во время работ происходит возбуждение дуги между плоскостью детали и электродом. Для успешного работы необходимо соблюдение некоторых правил:К плоскости деталей, которые нуждаются в сварке необходимо прикрепить один провод, который отходит от трансформатора – масса, а другой провод, к которому прикреплен электрод в держатель, нужно поднести к плоскости места приварки и по нему вести торцом изделия. При этом будет возникать дуга.Для того чтобы правильно провести сварку, необходимо правильно варить при помощи электродов. Это достигается в результате выбора нужного удаления от поверхности соединения. Оптимальным считается расстояние от 2 до 6 мм. В результате действия высокой температуры дуги, плавится металл на сварочной поверхности и заполняется канавка, которая образовалась в момент воздействия дуги на металлическую поверхность. Если правильно и аккуратно вести электрод по длине места соединения, эта канавка заполняется расплавленным металлом.Большое значение для эффективного и качественного результата имеет выбор самих элетродов. Для проведения работ используют такие его виды: стальной, медный, чугунный, биметаллический, латунный. Также их подразделяют на марки, например, 332, 350 и другие. Для обозначения их маркировки, применяют своеобразный индекс, обозначающий параметр вязкости сварочного шва, а числа на индексе указывают на уровень твердости металла. Главное правило, которым необходимо пользоваться при их подборе – расчет на толщину металла.Для того, чтобы сварка прошла удачно, необходимо уметь правильно удерживать сварочный электрод. Должен быть наклон приблизительно 80 градусов, по направлению к дуге. Возникновение дуги можно добиться двумя методами: черканием (изделие нужно держать, как спичку во время поджигания) и подъемом (им постукивают по поверхности и во время появления дуги поднимают).Важно не только правильно держать сварочный электрод, но и подобрать необходимую силу тока. Если она будет слишком маленькой, дуга будет постоянно тухнуть.Умение держать электрод во время сварки, дает возможность набить руку и варить на более высоком уровне и с большей скоростью. движение торцом электрода при сваркеВыбор нужного количества Важной операцией при подготовке к работе является подсчет необходимого количества электродов. При этом нужно учитывать такие факторы: толщина и масса металла, длина шва. Эта процедура позволяет вести работы эффективно и экономно, если при этом вести электрод равномерно. Для подсчета их количества используется несколько способов. Наиболее популярным является подсчет по весу выплавленного металла. Единица измерения, в которой исчисляют их количество – килограмм. Покупка – это довольно значительные траты. Для того, чтобы хоть немного сэкономить на покупке, необходимо учитывать их вид, силу тока во время правильной сварки электродом.Можно также использовать автоматический или полуавтоматический вид сварочного процесса. Эти способы заключаются в том, что необходимо водить электродом по кругу, они дают возможность намного уменьшить их количество, необходимое для того, чтобы варить плоскости деталей и металлов.1. Чтобы начать варить вам нужны электроды и источник сварочного тока.  Инверторные источники различаются по максимальному выдаваемому току и периоду нагрузки.Выдаваемый ток источника прямо зависит от диаметра электродов. Чем толще электрод тем больше должен быть ток источника. Для каждого диаметра электрода есть нижний предел, ниже которого уменьшать ток нельзя. Если уменьшить ток ниже этого предела то сварочного шва вы не получите. Вместо шва будет смесь прожилок металла с прожилками шлака, обмазки с электродов.Например Для электрода 2.5 мм диаметром минимальный ток около 80 ампер.Для электрода 3 мм диаметром минимальный ток 110 ампер.Так, попытка варить электродами 3мм диаметром на токе 70 ампер сразу и однозначно обречена на провал. Шва не будет. Однако же электрод 2.5 мм на токе 110 ампер и даже выше, варить будет, и шов будет, правда электрод будет очень быстро сгорать и будет неудобно работать.Большая точность при выставлении сварочного тока не требуется. Требуется подняться выше нижнего предела. Косвенным признаком правильного тока является то, что дуга начнет гореть с сухим треском, без бульканья и гуденья. Казалось бы, поднимай ток как можно выше, бери электрод потолще и всё будет замечательно. Однако же не будет. Стандартное напряжение сварочной дуги – 25 вольт. При токе например 110 ампер потребляемая мощность будет минимум 2.7 квт. В реальности больше, ибо КПД источника тока не 100%. В большинстве квартир и в обычной бытовой электрической сети стоят предохранительные автоматы на 16 ампер, на 3.5 квт.Таким образом, если мы вдруг решим варить током 140 ампер, что составит 3.5 квт чистой потребляемой мощности, то у нас уже ничего не выйдет. Автоматы отключат электричество.Таким образом про электрод диаметром 4 мм в бытовой сети можно забыть. Соответственно верхний предел диаметра электродов для начинающего сварщика – 3.2 мм диаметр. Верхний предел тока – 120 ампер. Этого например достаточно чтобы сварить два уголка 60х60мм. Но этого уже недостаточно для приваривания массивных петель для гаражных ворот. Это предел и вы ничего не сможете с этим поделать. Электрод 3 мм диаметром толстое массивное железо не прогреет, металл электрода будет собираться соплями на поверхности свариваемого металла, не проплавляя его. Сварки не будет.Таким образом, толщина свариваемого металла определяет толщину сварочного электрода.Толщина сварочного электрода определяет сварочный ток. Если ваш источник и ваша электрическая сеть этот ток выдать не могут, то нормальную сварку вы не сделаете и лучше ищите другие пути решения.Таким образом, сварочный инвертор с максимальным током 140 ампер достаточен для бытовых нужд в бытовой электрической сети (часто выбором является инвертор на 160 ампер, но это уже скорее из соображений запаса по мощности и надежности). Ограничением будет электрическая сеть. Инвертор с максимальным током 200 ампер будет потреблять от сети 5 кВт мощности. Что приведет или к отключению автоматов или к сгоранию проводки.Однако, следует понимать, что если на инверторе с максимальным током 200 ампер выставлен ток 100 ампер то и потреблять от сети при сварке он будет 2.5 квт.Период нагрузки (ПВ) источника тока это величина, показывающая, отношение времени сварки к времени холостого хода источника. Бытовые источники не могут работать непрерывно. Они так спроектированы, что должны периодически остывать. Это плата за дешевизну. Период нагрузки очень важен и покупать источник не зная этот параметр нельзя. Если вы купите источник с ПВ 15%, то после каждых 1.5 минут сварки вам придётся 8.5 минут стоять и ждать, пока источник будет остывать. При попытке варить непрерывно он в лучшем случае выключится, сработает защита, в худшем случае сгорит. Минимальным ПВ, пригодным для бытовой работы можно считать 50-60%. Источник с меньшим ПВ покупать просто не надо. Это пустая трата денег, работать им невозможно. Хотя они и стоят во всех магазинах, но покупать их не надо.2. Перед сваркой. При сварке постоянным током (бытовой инвертор) имеется плюс и минус источника. Полярность, какой провод куда подключать, определяется исходя из используемых электродов. Если же электроды одинаково хорошо работают при любой полярности, то следует понимать следующее -электроны, как известно, отрицательно заряженные частицы и двигаются с минуса на плюс. А сварочная дуга это поток электронов. Соответственно, если плюс источника сварочного тока присоединён к детали, то нагреваться больше будет деталь, ибо в неё ударяет поток электронов. Если плюс источника присоединен к электроду, то и нагреваться (и сгорать соответственно) быстрее будет электрод. Типовой является обратная полярность, при которой больше греется электрод. В принципе это объяснимо тем, что тонкими электродами варится тонкое железо и его легко можно прожечь.3. Сварка. Все многостраничные описания того, как двигать и как держать электрод, практически никак не влияют на качество шва. Возможно влияют на форму шва, но тут уже каждый себе сам хозяин. В быту, где нет больших нагрузок на сварные конструкции простой прямой качественный шов гораздо лучше, чем все зигзаги с дырами непроварами. От вас только требуется взять электрод так, чтобы было видно место сварки.Соответственно: Делай раз: Электрод в руку, Угол наклона градусов 30 от перпендикуляра к детали. чиркнул о деталь, зажглась дуга.Делай два: Электрод максимально близко к детали, Обмазка электрода уперлась в деталь. Делай три: Стоим и ждем, электрод не шевелим, только не забываем его приближать к детали по мере его сгорания. Электрод так и должен постоянно упираться обмазкой в деталь. Стоим и ждем, пока не начнет появляться красное пятно. Это красное пятно – это расплавившаяся обмазка с электрода, это флюс, это ещё не металл. Металл там потихоньку под слоем флюса собирается в каплю, которая по научному называется сварочная ванна. По простому это капля расплавленного металла. Наша задача сначала эту каплю получить, а потом её перемещать по поверхности детали. Понятно, что в каждый момент в этой капле будет разный металл, в том месте, откуда электрод убрали металл быстро, в течение секунды двух, застывает, а в том месте, куда электрод переместили металл расплавляется. Но капля, ванна остаётся. Делай четыре: В какой то момент времени, через две три секунды, в центре красного пятна, начнет появляться более яркое, оранжевое, пятнышко с постоянно дрожащей поверхностью с мелкой рябью. Делай пять: Как перемещать ванну? Если примитивно то метод такой – зажгли дугу, стоим ждем на месте, пока не появится ванна, сдвигаем электрод на миллиметр два три в ту сторону, куда нам нужен сварочный шов, опять стоим ждем пока не появится оранжевая поверхность с рябью. Индикатором того, что можно двигаться дальше, является появление ванны, оранжевого пятна с дрожащей поверхностью с мелкой рябью, в том месте, где электрод находится сейчас. Пока этого оранжевого пятнышка, ванны, нет, двигаться никуда нельзя. Надо создать эту ванну и только потом сдвигаться в сторону. Следует помнить, что ванна получается из расплавленного металла, а расплавленный металл берётся из электрода. Соответственно надо очень и очень себя приучить к автоматическому движению рукой приближения электрода к детали. Именно приближение электрода к детали наполняет ванну. Если вы забыли приблизить электрод к детали, то металла в том месте, где горит дуга, нет. И ванне формироваться не из чего. И шва в этом месте не будет. Расстояние от кончика электрода до детали должно быть всегда минимальным. Грубо говоря, надо постоянно почти макать электрод в то место, где горит дуга. Если макать совсем, то в инверторе сработает защита от короткого замыкания и он выключится. А нам надо макать почти. За ориентир можно принять расстояние, когда электрод стоит на детали, упираясь в неё краем обмазки.Сварка в итоге выглядит так 1. Первые две три секунды формируем первую сварочную ванну. Появилась дрожащее оранжевое пятнышко с мелкой рябью – сдвигаемся в сторону на 1-2 миллиметра.2. Стоим и ждем пока появится оранжевое дрожащее пятнышко. Если все нормально, то но должно появиться где то за секунду или меньше.3. Сдвигаемся на 1-2 миллиметра по шву, возвращаемся к пункту 2. И так столько раз, сколько надо.Если при таком режиме металл проплавляется насквозь, значит надо или взять электрод потоньше, а вместе с электродом уменьшить и сварочный ток и следовательно и количество тепла, или надо периодически останавливаться и ждать, пока металл схватится. То есть сделав два три шага сварки остановиться, прервать дугу, и стоять ждать, пока металл из оранжевого не станет темно красным. Потом опять два три шага сварки и опять ждать.Несколько замечаний: Если вы прожгли дыру – не бросайтесь тут же её заваривать, ничего не выйдет, в этом месте металл горячий и при попытке заварить он снова расплавится. Перейдите дальше по шву на сантиметр два и начните варить там. К дыре вернитесь потом, когда металл застынет и можно будет сколотить шлак. Сколотив шлак, на холодную, уже заваривайте дырку.Если после сварки шлак скалывается большими плоскими чешуйками – значит сварочный ток нормальный и сварка видимо тоже. Если шлак не скалывается чешуйками – сварочного тока не хватает и шва не будет.Электроды бывают разные. Бывают китайские МР3. От них очень очень много шлака. Эти электроды дешевые и это единственное их преимущество. Для начинающего они категорически противопоказаны. От них вы только устанете.Электроды бывают OK.46 фирмы esab. Эти электроды лучше всего для совсем начинающего. Электроды бывают LB52u. Эти электроды дают белый как полированный шов и глазурованный слой шлака сверху. У них практически идеальный шов. Главный их недостаток в том, что если вы прервали дугу, то снова вам её уже не зажечь, ибо шлак как стекло. Придется остановиться, дождаться пока металл остынет, оббить блестящую корку шлака, и только потом снова зажечь дугу. Если варить не останавливаясь (толстое железо), то эти электроды наилучшие. |
С помощью данного вида сваривания сваривают нержавеющую сталь, чугун, цветные металлы, алюминий, титан, сталь и черные металлы.
Так происходит по технологическим причинам. Из-за этой особенности сваривания аргоновым сварочным аппаратом, иногда нужно использовать импульсивные источники питания дуги, которые позволяют обеспечить прекрасный переход к струйному переносу при меньших значениях силы сварочного рабочего тока.
Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург,… … Словарь металлургических терминов
смотри также Кричный передел, Крица … Металлургический словарь
Выполняя дуговую сварку под флюсом, следят, чтобы дуга горела под шаром сварочного флюса. Сварку следует выполнять с помощью оборудования автоматизированной сварки. Сначала возбуждают дугу. Потом подают электродную проволоку или присадочный металл. При этом относительное движение дуги и свариваемого изделия осуществляют механизмы без участия человека. Сварщик вводит соответствующую программу. Сварочная дуга расплавляет основное изделие, проволоку и флюс. Процесс продолжается до образования сварочной ванны, покрытой слоем расплавленного флюса. Когда дуга горит под флюсом, то она надежно защищена от вредного воздействия воздуха.
Дуга горит.
Прямо как желто оранжевая водичка. Нам эта поверхность и нужна, это расплавленный металл собрался в каплю, и эта капля дрожит под действием электрического тока и температуры. Официально эта капля называется сварочная ванна. Это хорошо, это то место, где металл плавится и будет нормальный шов.Инструкции по сварке чугуна
Чугун трудно, но не невозможно сварить. В большинстве случаев сварка чугуна предполагает ремонт отливок, а не соединение отливок с другими элементами. Ремонт может производиться в литейном цехе, где производятся отливки, или может производиться для устранения дефектов литья, обнаруженных после механической обработки детали. Неправильно обработанные чугунные детали могут потребовать ремонтной сварки, например, когда отверстия просверлены в неправильном месте. Часто сломанные чугунные детали ремонтируют сваркой. Сломанные чугунные детали не являются чем-то необычным, учитывая хрупкость большей части чугуна.
Несмотря на то, что существует множество типов чугуна, наиболее распространенным является серый чугун, и данные рекомендации относятся к этому типу материала.
Несколько фактов о чугуне помогут понять проблемы сварки. Чугун обычно имеет содержание углерода от 2% до 4%, что примерно в 10 раз больше, чем в большинстве сталей. Высокое содержание углерода приводит к тому, что углерод образует чешуйки графита. Этот графит придает серому чугуну его характерный внешний вид при изломе.
При изготовлении отливок расплавленный чугун заливают в форму и дают ему медленно остыть. Когда этому высокоуглеродистому материалу дают медленно остыть, можно делать отливки без трещин. Помнить об этом полезно при сварке чугуна: во время и после сварки отливка должна либо медленно охлаждаться, либо должна поддерживаться достаточно прохладной, чтобы скорость охлаждения не имела значения.
Критическая температура большинства чугунов составляет около 1450 градусов по Фаренгейту. При этой температуре возникают условия, которые могут привести к растрескиванию. Хотя дуга нагревает отливку до температуры выше этого уровня, важно, чтобы отливка не находилась при этой температуре в течение длительного периода времени.
Выбор электрода
Если деталь будет обрабатываться после сварки, потребуется электрод никелевого типа. Используйте электрод Tech-Rod® 99 для однопроходных сварных швов с высоким разбавлением. Tech-Rod® 55 предпочтительнее для многопроходных сварных швов. Иногда корневые швы выполняются с помощью Tech-Rod 99, а затем заполняющие проходы с помощью Tech-Rod 55. Для сварных швов, где не требуется механическая обработка и где ожидается, что сварной шов будет ржаветь, как чугун, можно использовать штучные электроды Lincoln Ferroweld®. использоваться.
Нагревать или не нагревать
Обычно предпочтительнее сваривать чугун с предварительным подогревом — и в больших количествах. Но есть еще один способ успешно сварить чугун — охладить его — не холодным, а холодным. Ниже будут описаны оба способа. Однако, выбрав метод, придерживайтесь его. Держите ее горячей или прохладной, но не меняйте лошадей посреди ручья.
Методы сварки с предварительным подогревом
Предварительный нагрев чугунной детали перед сваркой снижает скорость охлаждения сварного шва и области вокруг сварного шва. Всегда предпочтительнее нагревать всю отливку, если это возможно. Типичные температуры предварительного нагрева составляют 500-1200 градусов по Фаренгейту. Не нагревайте выше 1400 градусов по Фаренгейту, так как это поместит материал в критический температурный диапазон. Предварительно нагрейте деталь медленно и равномерно.
Сварка на слабом токе, чтобы свести к минимуму примеси и остаточные напряжения. В некоторых случаях может быть необходимо ограничить сварные швы небольшими сегментами длиной примерно 1 дюйм, чтобы предотвратить накопление остаточных напряжений, которые могут привести к растрескиванию. В этом отношении также может помочь проковка сварных швов.
После сварки дайте детали медленно остыть. Обертывание отливки изолирующим одеялом или закапывание ее в сухой песок поможет замедлить скорость охлаждения и уменьшить склонность к растрескиванию.
Методы сварки без предварительного нагрева
Размер отливки или другие обстоятельства могут потребовать проведения ремонта без предварительного нагрева. В этом случае деталь должна быть прохладной, но не холодной.
Повышение температуры литья до 100 градусов по Фаренгейту полезно. Если деталь находится на двигателе, можно запустить ее на несколько минут, чтобы получить эту температуру. Никогда не нагревайте отливку до такой температуры, что вы не сможете положить на нее голую руку.
Сделайте короткие сварные швы длиной примерно 1 дюйм. В этом методе важна проклевка после сварки. Дайте сварному шву и отливке остыть. Не ускоряйте скорость охлаждения водой или сжатым воздухом. Можно сваривать другую область отливки, пока предыдущий сварной шов остывает. Все кратеры должны быть заполнены. По возможности шарики должны располагаться в одном направлении, и желательно, чтобы концы параллельных шариков не совпадали друг с другом.
Герметизация трещин
Из-за свойств чугуна крошечные трещины имеют тенденцию появляться рядом со сварным швом даже при соблюдении надлежащих процедур. Если отливка должна быть водонепроницаемой, это может стать проблемой. Однако утечку обычно можно устранить с помощью какого-либо герметика, или они могут заржаветь очень скоро после возвращения в эксплуатацию.
Метод шипования
Один из методов, используемых для ремонта крупных поломок в крупных отливках, заключается в сверлении отверстий и нарезании резьбы на скошенных поверхностях для получения металла ремонтного шва. Вверните стальные шпильки в резьбовые отверстия, оставив от 3/16” (5 мм) до ¼” (6 мм) шпильки над поверхностью. Используя описанные выше методы, приварите шпильки на место и покройте всю поверхность разрыва наплавленным металлом. После получения хорошего наплавленного металла две стороны трещины могут быть сварены вместе.
Посмотреть больше чугуна сварки сварки сварки. сковороде с покрытием, доступной сегодня, использование чугунной сковороды может показаться немного устаревшим. Хотя популярность чугуна за последние несколько лет, безусловно, снизилась, он не так плох, как говорят некоторые. Ожидается, что рынок чугунной посуды достигнет 3 303 млн долларов США по сравнению с 2 537 млн долларов США в 2017 году .
В дополнение к вышесказанному, Transparency Market Research ожидает, что мировой рынок чугуна и стального литья превысит 202 миллиарда долларов США к 2026 году . Смысл всей этой статистики в том, чтобы доказать, что чугун по-прежнему сваривают по всему миру для различных целей, таких как посуда. Независимо от вашей причины для сварки чугуна, вы должны научиться правильно сваривать материал.
Несмотря на то, что предстоит решить множество проблем, правильная сварка чугунных деталей поможет вам сэкономить время и деньги. Если чугун сварить неправильно, это может привести к трещине или повреждению свариваемого материала.
Часто для правильной сварки чугуна требуется помощь профессионального и опытного техника-сварщика; это особенно верно, когда в процессе сварки задействованы ответственные детали. Тем не менее, вы можете эффективно сварить чугун самостоятельно, выполнив несколько ключевых шагов. Мы обсудим эти шаги здесь, чтобы помочь вам научиться эффективно сваривать чугун.
Применение чугуна и его преимущества в качестве металла для сварки
Существует несколько применений чугуна. Среди них:
- Подготовка воды
- Сельскохозяйственное оборудование
- Головки, блоки и коллекторы автомобильных двигателей
- Станочные инструменты, такие как крышки, кронштейны и основания
- Трубная арматура
- Чугунная труба
В дополнение к вышеперечисленному существует множество других применений металлического чугуна. Например, он широко используется в строительной технике и других областях, где ключевым требованием является вес. Вот некоторые из областей применения чугуна, но как насчет преимуществ? Ниже приведены некоторые ключевые преимущества чугуна в качестве металла сварного шва:
- Многие желаемые свойства, включая прочность, жесткость, теплопроводность и способность увлажнять
- Возможность формовки методом литья в песчаные формы
- Недорогой материал
- Температура плавления ниже, чем у стали
- Жидкость лучше стали
Вот некоторые из основных причин, по которым чугун является хорошим металлом для сварки во многих областях.
Почему сварка чугуна может быть проблематичной
Прежде чем научиться сваривать чугун, вы должны понимать сложность выполнения этой работы. Это связано с тем, что коэффициент успеха правильной сварки чугуна составляет всего 50%; существует высокая вероятность того, что чугунная деталь, которую вы сварите, будет иметь трещины или повреждения после того, как вы закончите сварку.
Почему возникает эта проблема? Потому что чугун состоит из нескольких различных материалов в различных пропорциях. В результате может быть сложно оценить точную прочность металла, с которым вы работаете. Также может быть трудно определить, сколько тепла может выдержать чугунная деталь, прежде чем она начнет трескаться. Все эти проблемы в основном вызывает высокое содержание углерода в чугуне.
Во время сварки этот углерод может перейти на свариваемый металл или область рядом с нагретым металлом сварного шва. Это может вызвать повышенную хрупкость или твердость, что может привести к послесварочным трещинам.
Различные методы/методы сварки чугуна
Существует несколько методов сварки чугуна. Однако мы собираемся обсудить только наиболее распространенные методы, используемые для сварки чугуна. Эти методы включают газовую сварку, электродуговую сварку, сварку MIG и сварку TIG. Ниже приводится краткое объяснение каждого из них.
1. Газовая сварка
По сравнению с дуговой сваркой чугуна процесс нагрева при газовой сварке происходит намного медленнее. Кроме того, в этом методе используется пламя с более низкой температурой, чем у дуги. Хорошо, что миграция углерода, как правило, не является проблемой при сварке чугуна методом газовой сварки. Однако важно использовать в процессе запатентованный электрод для газовой сварки. Единственная проблема с этим методом заключается в том, что он требует значительного количества тепла, когда в сварку вовлечены крупные детали. Кроме того, газовая сварка медленнее, чем другие методы сварки чугуна.
2. Дуговая/стержневая сварка
Большинство сварщиков-любителей предпочитают дуговую/стержневую сварку, которая может быть наиболее эффективным способом сварки чугуна при использовании подходящих сварочных электродов. Процесс чрезвычайно прост, и существует множество электродов для различных работ.
В чугунных сварочных прутках присутствует специальный флюс с высоким содержанием графита. Углерод в чугуне химически связан этим специальным графитом. Это ограничивает миграцию в зону термического влияния и металл шва. Чугунные сварочные прутки доступны в двух основных типах: чистый никель и ферроникель.
Обычно ферроникелевые стержни состоят из 47% никеля и 53% стали. Намного дешевле, чем чистый никель, ферроникелевые стержни идеально подходят для сварки чугуна со сталью. С другой стороны, если вы хотите, чтобы наплавленный металл был более мягким и податливым, выбирайте чистый никель. Однако, если работа не требует использования чистого никеля, мы рекомендуем вам использовать ферроникель при сварке чугуна методом электродуговой/стержневой сварки.
3. Сварка МИГ
Несмотря на то, что она часто используется для этой цели, сварка МИГ не лучший выбор для сварки чугуна. Единственная реальная причина, по которой вы хотели бы использовать эту технику, — это когда у вас есть повторяющееся приложение, для которого вы можете создать процедуру. Если вы решите сваривать чугун таким способом, вам следует помнить о следующих советах для эффективной сварки:
- Специальная никелевая проволока — лучший выбор при использовании метода сварки MIG.
Однако этот вариант может быть немного дорогим, поэтому вы можете рассмотреть вариант из нержавеющей стали в качестве альтернативы. - В большинстве случаев лучший выбор — 80/20. Что это значит? Это относится к 80% аргона и 20% углекислого газа. Хотя чугун по своей природе подвержен ржавчине, вам следует избегать этого метода, если вы беспокоитесь о том, что ржавчина в конечном итоге разовьется на металле.
- Вы можете соединить гипс с помощью проволоки для припоя. Однако это, вероятно, приведет к слабому сварному шву, что не очень хорошо для металлов, которые могут подвергаться нагрузкам или ударам.
- Механическую прочность сварного шва можно обеспечить с помощью шипов. Однако это будет зависеть от выполняемой работы
4. Сварка ВИГ
Как и сварка МИГ, сварка ВИГ не используется многими людьми для сварки чугуна. Почему это? Поскольку TIG — это процесс с открытой дугой, это означает, что с помощью этого метода нет реальной возможности минимизировать миграцию углерода.
В дополнение к вышесказанному, единственным реальным вариантом, доступным с этой техникой при сварке чугуна, является никелевая проволока. Еще одна проблема с этим процессом заключается в том, что он может быть дорогим. Положительным моментом является то, что метод сварки TIG обеспечивает чистый и прочный сварной шов на большинстве изделий из чугуна. Кроме того, вы можете использовать метод сварки TIG для холодной сварки при условии, что вы используете соответствующие настройки проволоки и газа.
Это четыре наиболее распространенных метода сварки чугуна. Теперь, когда у вас есть основная информация о каждом методе, вы можете выбрать технику/метод, наиболее подходящий для ваших нужд и выполняемой работы. Однако, независимо от того, какой метод вы выбрали для сварки чугуна, вам необходимо выполнить несколько основных шагов, чтобы получить эффективный сварной шов. Эти шаги обсуждаются далее.
Основные этапы сварки чугуна
При самостоятельной сварке чугуна необходимо знать важные этапы эффективной сварки чугуна. Сварка чугуна своими руками состоит из четырех этапов. Выполняя эти шаги в следующем порядке, вы сможете получить чрезвычайно прочный чугунный сварной шов.
1. Идентифицируйте сплав
Чугуны являются частью семейства сплавов железо-углерод и имеют высокое содержание углерода; отсюда они получают свою характеристику твердости. Хотя металл чугуна твердый, это качество достигается за счет пластичности. По сравнению с кованым железом или сталью чугун гораздо менее пластичен.
В результате вышеизложенного металл расширяется и сжимается при его нагреве и охлаждении в процессе сварки. Это создает напряжение растяжения. Сварить чугун может быть чрезвычайно сложно, потому что при нагрузке или нагреве он трескается, а не деформируется или растягивается. Однако вы можете улучшить эту ситуацию, добавляя различные сплавы. Ниже приведены два варианта, доступных для вас.
Серый чугун
Самый распространенный сплав чугуна, серый чугун лучше сваривается и пластичен, чем белый чугун. Во время производства углерод на сером чугуне превращается в графитовые чешуйки и превращается либо в ферритную, либо в перлитную кристаллическую микроструктуру. Единственная проблема с этим чугунным союзником заключается в том, что частицы графита внутри него могут попасть в сварочную ванну; это вызывает охрупчивание металла шва, что может создать проблемы для сварщиков.
Белый чугун
Другим доступным вариантом сплава чугуна является белый чугун. В отличие от серого чугуна, эта форма чугуна может удерживать углерод в виде карбида железа, не превращая его в графит. В результате получается хрупкая и твердая кристаллическая микроструктура цементита. Однако основная причина беспокойства по поводу белого чугуна заключается в том, что он в основном считается непригодным для сварки.
2. Очистите отливку
Перед началом сварки все отливки должны быть надлежащим образом подготовлены; это не зависит от того, какой литейный сплав вы выбрали для сварки. Еще одна важная вещь, которую нужно сделать здесь, это удалить все поверхностные материалы, чтобы подготовить отливку к сварке. Это обеспечит полную чистоту отливки в зоне сварки.
Как только это будет сделано, следующим шагом будет удаление масла, жира, краски и других мешающих материалов из зоны сварки. Одна из самых важных вещей, которую необходимо обеспечить, это медленное и осторожное нагревание зоны сварки в течение короткого периода времени. Это поможет устранить любой газ, оставшийся в зоне сварки основного металла. Техника, которую вы можете использовать для проверки готовности чугунной поверхности, заключается в том, что сварочный проход опирается на металл. Если на металле присутствуют примеси, то он будет пористым. Чтобы убедиться, что пористость устранена, вы можете повторить процесс несколько раз во время шлифовки прохода.
3. Предварительный нагрев
При нагрузке все чугуны могут стать уязвимыми для отслеживания. Таким образом, самое важное, что нужно сделать, чтобы избежать трещин в чугуне, — это контролировать нагрев во время сварки. Сварка чугуна состоит из трех этапов. Три шага:
- Предварительный нагрев
- Низкотемпературный ввод
- Медленное охлаждение
Тепловое расширение является основной причиной, по которой вы хотите контролировать тепло во время сварки. Металл может расширяться при нагревании. Однако нагревание и расширение всей чугунной детали с одинаковой скоростью поможет избежать напряжения в металле. С другой стороны, локализация тепла в зоне термического влияния может вызвать накопление напряжения в металле.
Проблема локального нагрева заключается в том, что он может привести к ограничению расширения. Здесь более холодный металл вокруг околошовной зоны управляет ГЦ. Кроме того, температурный градиент между телом отливки и зоной термического влияния определяет степень результирующего напряжения.
Растяжение снимает напряжение, вызванное ограниченным расширением и сжатием стали и других пластичных металлов. Однако это может привести к трещинам в металле при усадке; это потому, что пластичность чугуна довольно низкая.
С помощью предварительного прослушивания можно уменьшить температурный градиент между околошовной зоной и телом отливки. Это, в свою очередь, снизит растягивающее напряжение, вызванное сваркой. Как правило, при высокотемпературных методах сварки требуется более высокая температура предварительного нагрева. Таким образом, наилучшей стратегией снижения тепловложения при отсутствии надлежащего предварительного нагрева является выбор процесса низкотемпературной сварки. Кроме того, вам следует использовать проволоку или сварочные прутки с низкой температурой плавления.
Другим фактором, влияющим на напряжения, возникающие в сварном шве, является скорость охлаждения. Усадка может быть результатом быстрого охлаждения, что приводит к хрупкости и легкому растрескиванию сварных швов. С другой стороны, низкое охлаждение может свести к минимуму напряжение, вызванное усадкой и затвердеванием.
В завершение этого шага хотелось бы отметить, что, хотя все чугуны могут трескаться под нагрузкой, вы можете снизить вероятность этого с помощью предварительного нагрева. Это указывает на важность этого этапа при сварке чугуна.
4. Выберите метод сварки
Мы уже рассмотрели четыре основных метода/метода, используемых для сварки чугуна. Основываясь на информации, предоставленной выше, вам необходимо выбрать метод сварки, который лучше всего подходит для выполнения сварочных работ. Другими словами, выбирать технику сварки нужно исходя из размеров свариваемого металла и сплава.
5. Финишная обработка
После того, как вы выбрали и использовали наиболее подходящий метод сварки для чугуна, который необходимо сварить, следующим и последним шагом будет финишная обработка сварного шва. По мере того как сварной шов остывает и сжимается, в свариваемом чугунном металле может возникать растягивающее напряжение.
Таким образом, на этапе термического сжатия наиболее вероятно образование трещин в отлитом из чугуна металле. Почти наверняка сварной шов начнет трескаться, как только напряжение достигнет критической точки.
