Электроды по чугуну – характеристики, применение

1. Особенности чугуна
2. Особенности электродов
3. Электроды для холодной сварки чугуна
   1. МНЧ-2
   2. ЦЧ-4
   3. ОЗЧ-6
   4. ОЗЖН-1
4. Горячая сварка чугуна

Чугун – сплав на железной основе, значительную долю в котором (от 2 до 6%) занимает углерод и сравнительно небольшую – легирующие элементы. Наличие углерода в таком количестве задает материалу иные характеристики, чем те, что имеются у низкоуглеродистой стали. В силу этого для сварки изделий и конструкций из чугуна используют специальные электроды по чугуну.

Особенности чугуна

Углерод присутствует в сплаве в виде графита – свободного соединения СО2. Графит добавляет чугуну твердость, но при увеличении доли в составе резко снижает его твердость и пластичность и повышает его хрупкость. Изделиям из чугуна противопоказаны высокие ударные нагрузки. При сварке проявляются следующие особенности:

• очень высокая жидкотекучесть металла при нагреве;
• выделение газов при выгорании углерода и проникновение газов в сварочную ванну из окружающего воздуха (водород, азот и другие) – появление газовых пузырьков ведет к образованию пор;
• очень высокая скорость остывания – при несоблюдении правильной технологии сварки в металле шва образуются карбид железа и другие тугоплавкие оксиды, из-за которых металл в зоне шва не способен провариться.

Помимо этого, наличие графита может привести к образованию в структуре межкристаллических трещин.

Особенности электродов

Сварочные электроды по чугуну должны нивелировать все перечисленные сложности и недостатки, имеющие место при сварке. Два требования, которые предъявляются к ним:

• равное время остывания металла получаемого шва и чугуна;
• одинаковое содержание углерода в чугуне и наплавляемом металле.

Для этих целей используются электроды на медной или никелевой основе и из низколегированной стали. При этом часть из них позволяют варить без обязательного ранее предварительного прогрева («горячей сварки»), при котором зона соединения нагревается до температуры от 200 до 600 °С. Благодаря «холодной сварке» решается проблема возможного перегрева металла, ведущего к образованию пор.

Электроды для холодной сварки чугуна

Данным способом сваривают чугунные детали без их предварительного подогрева. Как правило, для этого используются электроды с большой долей в составе меди или никеля. После наложения каждого валика сварного шва необходима его легкая проковка молотком, чтобы удалить внутренние напряжения в зоне соединения.

МНЧ-2

Электроды с медно-никелевой основой (Ni 66%, Cu >25%). Ими варят ковкий, серый, высокопрочный чугуны, также возможна наплавка. Позволяют получить высокоплотный сварной шов в ответственных конструкциях. Металл шва стоек к воздействию горячих газовых и жидких агрессивных сред, обладает высокой технологичностью при обработке резанием.

Детали варят с последующим охлаждением (до 60 °С) и проковкой каждого из валиков. Длина последних – не более 30 мм. Сварка – короткой и предельно короткой дугой постоянным током обратной полярности в нижнем, полупотолочном и вертикальном (снизу-вверх) положении. Перед работами требуется часовая прокалка стержней при температуре 190–210 °С.

ЦЧ-4

Состав стержня – низколегированная сталь (Fe – основа, 8,6% ванадия, Mn, Si). Покрытие – основное. Используются для сварки, наплавки, заварки литьевых дефектов в сером, высокопрочном, ковком чугунах. Позволяют сваривать стальные и чугунные детали в рядовых конструкциях. При многослойной наплавке данными электродами обычно накладывают первые 1-2 слоя, остальные выполняют изделиями других марок.

Варят на постоянном токе. Возможна сварка трансформатором при высоком напряжении холостого хода (>60 В). Длина валиков при работе с серым чугуном и сварке чугуна и стали – до 35 мм, при сварке высокопрочного и ковкого чугуна возможна до 100 мм. Требуется прокалка в течение часа при t 160–200 °С.

ОЗЧ-6

Данные медные электроды для сварки чугуна (Cu>85%, Fe 10%) применяются в основном при работе с тонкостенными деталями, ими варят только ковкий и серый чугун. Отличительная черта – высокая производительность наплавки – 2,2 кг/ч (при d 4 мм). Пространственное положение сварки – вертикальное и нижнее, используется постоянный ток обратной полярности. Валики также необходимо охлаждать (минимум до 100 С°) и проковывать. Электродами этой марки можно заваривать на весу сквозные дефекты.

ОЗЖН-1

В составе – 48% никеля, более 50% железа, покрытие – основное. После наплавки каждого из валиков выполняется охлаждение металла (t до 60 С°). Рекомендуются при устранении выраженных дефектов на отлитых деталях, а также при многослойной сварке, когда применяются несколько электродов разных марок.

Данными электродами выполняют первый и промежуточный слои шва, их комбинируют с марками ОЗЧ-4 или МНЧ-2. Типы чугуна – высокопрочный, серый. Сварка – постоянным током обратной полярности, короткой дугой, короткими (до 50 мм) валиками в вертикальном и нижнем положении. Перед работами электроды прокаливают в течение часа при t 350 С°.

Помимо указанных марок, для холодной сварки широко применяются электроды ОЗЧ-2 (медная основа, кислое покрытие), а также шведская марка ESAB OK Ni-Cl, более известная по прежнему названию OK 92.18.

Горячая сварка чугуна

Способ горячей сварки предусматривает обязательный прогрев деталей в области соединения до определенной температуры для получения равномерного перехода химического состава наплавляемого сплава и чугуна.

Сварка может выполняться в трех температурных режимах: в зависимости от типа чугуна и толщины деталей изделия прогреваются до 200 С°, 300-400 С°, 500-600 С° (соответственно, теплая, полугорячая или горячая сварка). Наиболее широко для выполнения сварочных работ этим методом используются уже указанные марки, применяемые и для холодной сварки:

• ЦЧ-4;
• OK 92.18.

Обе позволяют варить на постоянном токе обратной полярности (оптимальный вариант) или переменном токе. Сварка выполняется электродами с толстым стержнем (до 8–12 мм), диапазон силы тока – от 600 до 1000 А.

В каталоге компании «Центр Метиз» вы найдете электроды для сварки и наплавки чугуна наиболее популярных и востребованных марок. Это сертифицированная продукция от нашего партнера, одного из крупнейших производителей России – Магнитогорского электродного завода. Рекомендации и инструкция по использованию представлены на упаковке.