Быстрая и качественная сварка чугуна

Широкое применение в промышленности и машиностроении, а также специфические физико-механические свойства чугуна обусловили разработку целого ряда методов его сварки.

При работе с этим металлом следует учитывать:

• быстрое остывание жидкого металла в зоне сварки, выгорание кремния из расплава шва, способствующее химическому соединению графита с железом и образованию цементита, который почти не поддается механической обработке;
• появление внутренних напряжений и трещин в сварном шве и околошовном пространстве из-за неравномерного нагрева, охлаждения и усадки металла;
• значительная хрупкость и отсутствие периода промежуточного пластического состояния (быстрый переход из твердого состояния в жидкое), затрудняющие выход газов из шовного металла и приводящие к пористости шва;
• существенная текучесть чугуна, которая не позволяет производить сварку ни в вертикальном, ни в наклонном положении.

Сегодня наибольшее распространение имеют три вида чугуна: белый, серый и ковкий.

Белый чугун – достаточно сложный для сварки. Его структура высокой твердости при сплавлении становится жидкотекучей. Поэтому возможны только газосварочные работы и только в части устранения дефектов литья и наплавки иных деталей.

Серый чугун (особенно со светло-серым цветом на изломе) поддается газопламенной обработке и используется как конструкционный материал. В основном сварка подходит для ремонта изделий из серого чугуна. При этом можно добиться шва, который будет близким по свойствам к состыковываемому металлу, хотя качества чугуна при сварке тоже меняются.

Ковкий чугун хорошо поддается различным методам обработки, несмотря на то, что производится путем переработки белого.

Существует три методики сварки чугуна: холодная, полугорячая и горячая.

Холодная сварка чугуна выполняется без предварительного подогрева деталей и применяется в случаях, когда есть опасность коробления, возникновения высоких внутренних напряжений металла или изделие имеет большие габариты. Для такого способа сварки наиболее подходят электроды из аустенитных высоколегированных (никелевых, никелькремнистых) чугунов, поскольку никель, не вступая в реакцию с углеродом, но хорошо сплавляясь с железом, мешает отбеливанию чугуна.

Полугорячая сварка включает в себя полный или частичный нагрев деталей восстановительным пламенем горелки до температуры 400-700°C. Чтобы избежать больших внутренних напряжений и трещин, нагрев производится медленно и равномерно.

В случаях, когда шов должен соответствовать свойствам основного металла чугунных деталей, используется горячая сварка, которая сопровождается нагревом до 800-850°C.

Однако такой способ требует тщательной подготовки в виде вскрытия, вырубки и зачистки разделки шва до чистой поверхности. Разделка поврежденной зоны должна иметь плавные формы. Кроме того, необходимость полного нагрева чугунного изделия с точным соблюдением температурных режимов значительно утрудняет горячий способ сварки, например, в домашних условиях.