Холодная и горячая сварка чугуна. Причины плохой свариваемости

Что такое чугун

Чугун – это сплав железа и углерода, при этом содержание последнего элемента должно быть не менее 2%. Сплавы с более низким содержанием углерода – это стали. Чугун классифицируют по различным признакам: в зависимости от состава он может быть легированным (содержащим специальные добавки - хром, никель, марганец, которые улучшают свойства сплава) или нелегированным; по структуре выделяют белый и серый чугун. В зависимости от дополнительных свойств серый чугун подразделяют на ковкий, жаропрочный, коррозионностойкий, литейный, высокопрочный и антифрикционный.

Чугун – один из самых распространенных материалов. Конкуренцию ему может составить только сталь. Он применяется как материал для изготовления литых деталей, различных металлических изделий и конструкций. Чугуны отличаются высокой твёрдостью и прочностью к трению. Но при этом они хрупкие и склонны к образованию трещин. Из-за этого сварка чугуна – процесс весьма трудный, так как требует соблюдения множества технических условий. Тем не менее такой способ соединения этого сплава весьма распространен. Сварка чугуна получила распространение как основной метод исправления литейных дефектов и ремонта чугунных деталей. Реже ее применяют при изготовлении металлических конструкций.

Причины плохой технологической свариваемости:

- Склонность к отбеливанию. Зона шва после нагрева имеет характерную структуру (выделение цементита), из-за чего этот участок будет плохо поддаваться обработке режущими инструментами. Кроме того, по зоне шва возникают напряжения, приводящие к трещинам.

- Сильная жидкотекучесть. Затруднено образование сварного шва, так как расплавленный металл вытекает из зоны нагрева. Возможно возникновение непроваренных участков, в том числе и из-за появления тугоплавких оксидов. Трудно добиться герметичности.

- Сварка чугуна проходит при интенсивном выделении газов. Это обусловлено низкой температурой плавления и тем, что сплав быстро остывает. Газообразование не прекращается даже на стадии кристаллизации, из-за этого швы становятся пористыми.

К сварным изделиям из чугуна предъявляют разные требования. Они обусловлены условиями эксплуатации. Чугуны можно сваривать разными способами, например, при помощи газовой и ручной электродуговой сварки, разными электродами – металлическими или угольным и т.п. Но всегда выделяют два вида – это холодная и горячая сварка чугуна, соответственно, без предварительного подогрева и с подогревом. В зависимости от требований к изделию применяют тот или иной способ. К примеру, чугун сваривают с подогревом, когда хотят получить материал сварного шва, приближенный по свойствам к основному металлу. Без подогрева – когда зона наплавки небольшая или устраняемый дефект незначительный, а также при невозможности осуществить подогрев. Сварка чугуна в домашних условиях проводится, как правило, одним способом – при помощи аппарата ручной электродуговой сварки и без предварительного нагрева. Подготовка к работе заключается только в очистке металла и разделке кромок. Другие виды сварки в домашних условиях используются крайне редко из-за того, что они более трудоемкие и требуют применения специальной техники.