Зварювання чавуну

Що являє собою чавун? Як і звичайна сталь, це сплав заліза з вуглецем. Ці два види металів між собою дуже подібні до складу, тільки в останньому знаходиться великий відсоток вуглецю. У сталі його буває не більше 2,14%, тоді як у чавуні він може досягати 6,67%. Саме з цієї причини зварювання чавуну становить деяку складність.

Зварювання чавуну: у чому проблема?

Залежно від того, в якому стані знаходиться вуглець, на сьогоднішній день розрізняють два види чавуну:

білий - погано обробляти, тому що вуглець тут часто знаходиться у вигляді карбіду, цементиту Fe3C;
сірий - легко обробляти, так як вуглець є у вільному стані у вигляді графіту.

Через те, що білий чавун є крихким і погано оброблюваним, він мало використовується. Тому варто загострити увагу на зварюванні другого виду - сірого.

Проблема зварювання цього металу полягає в наступному:

він дуже чутливий до швидкого охолодження;
низькі пластичні властивості, спостерігається різкий перехід металу від рідкого стану до твердого;
він збільшується об’ємом при охолодженні;
в процесі зварювання вуглець згоряє, що призводить до утворення окису CO.

Саме через утворення оксиду утворюється пористість шва. Але, незважаючи на всі ці проблеми зварювання чавуну використовується дуже часто і робиться це шляхом плавлення.

Приклади виконання чавунного зварювання

На фото — чавунна помпа з вантажного автомобіля MACK.

До ремонту:

та після ремонту:

На фото — зварювання чавунної крильчатки.

До ремонту:

та після ремонту:

Додаткові фотоприклади робіт

Виконувані види зварювання чавуну

Для зварювання такого металу як чавун може використовуватись:

вугільний електрод;
різновиди металевих електродів;
газове зварювання.

Слід зазначити, що всі способи зварювання чавуну поділяють на дві основні групи: з розігрівом металу (сюди включається як гаряче, так і напівгаряче зварювання), а також без підігріву (називається холодним зварюванням).

Гаряче зварювання чавуну полягає в наступному: метал спочатку рівномірно нагрівається, а коли закінчено процес зварювання, то також рівномірно й охолоджується. Це робиться для того, щоб вуглець не виділявся у вигляді карбіду Fe3C. Для того щоб досягти цього, метал повинен прогрітися до температури не менше 600-700°С. Якщо застосовується електродугове зварювання, то повинні використовуватися електроди лише із сірого чавуну. Це можна робити змінним або постійним струмом.

Напівгаряче зварювання чавуну — це свого роду трохи змінений вид гарячої. Для підігріву використовують газове полум'я і температура нагрівання металу може бути 200-300°С. Але у складних випадках температура може досягати і 400-450°С. Відмінність від гарячого зварювання полягає також у тому, що в зварювальну зону вводяться графітуючі речовини, такі як Si, Al, Ti. Діаметр електродів (якщо вони із сірого чавуну) повинен бути 6-8 мм. Цей спосіб менш складний, ніж гарячий, тому використовується найчастіше.

Холодне зварювання чавуну проводиться без попереднього розігріву. Сьогодні зустрічається більше 40 видів такого зварювання, але їх можна згрупувати в такі категорії:

застосовуються сталеві електроди;
беруться електроди з деяких кольорових металів чи певних сплавів;
із застосуванням чавунних електродів.

Складність зварювання чавуну може полягати і в тому, що сам метал дуже пористий, тому в нього може проникати олія. Причому на велику глибину. Тому поверхню, що зварюється, спочатку необхідно ретельно підготувати.