В промышленности и в быту применяется большое количество чугунных изделий. Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором может содержаться от 2 до 6,7% углерода. Высокое содержание углерода приводит к наличию у чугуна ряда свойств, которые делают его сварку обычными способами неэффективной. Для такой сварки разработаны специальные технологии. Одной из наиболее востребованных технологий является дуговая сварка в защитной среде аргона.
Содержание
выбор Подготовка чугуна к сварке
Подготовка деталей из чугуна к сварке должна быть более тщательной, чем при сварке других материалов. Это связано со склонностью этого материала к образованию трещин и разрушению.
При этом совершаются следующие операции:
- Края свариваемых деталей очищают от грязи, ржавчины, шлака.
- Производят распил трещин. В противном случае, глубокая трещина при сварке будет заплавлена только сверху, а в глубине изделия останется слабая структура.
- Для обеспечения равномерного прогрева шва по длине осуществляют разделку кромок. Для этого делают скосы кромки на 45° и округляют острые грани.
- Для предотвращения при сварке утечки жидкого металла и предотвращения деформации изделия используют графитовые подкладки.
Технология сварки аргоном
В зависимости от вида механизации аргоновая сварка бывает ручная, механизированная, автоматизированная и роботизированная.
В первом случае перемещение горелки и сварочной проволоки осуществляется сварщиком. Во втором случае горелку перемещает сварщик, а проволока подается механизировано. В третьем случае движение горелки и проволоки осуществляется механическими средствами, всем процессом управляет оператор. При роботизированной сварке процесс происходит без участия человека.
В состав оборудования, используемого для сварки чугуна в среде аргона, входят:
- источник сварочного тока;
- горелка или набор горелок;
- устройство для возбуждения дуги или поддержания стабильного тока (осциллятор);
- баллон с газом;
- провода, шланги.
Источник тока может быть трансформаторным или инверторным. Инверторный аппарат обладает рядом преимуществ. Такое устройство обеспечивает высокое качество шва, имеет небольшой вес и размеры и простое управление. В инверторе обычно используются дополнительные функции – ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция тока.

Важным элементом установки для сварки аргоном является горелка. Она представляет собой сложное устройство, на конце которого смонтировано сопло. Из сопла в область сварочной ванны подается аргон. Сопло изготавливается из термоустойчивого материала, так как температура сварочной ванны может достигать 2000°С. Внутри сопла расположен электрод, с помощью которого образуется электрическая дуга. В сопло с помощью шлангов подается газ из баллона, а к электроду с помощью кабелей подается напряжение от источника тока. Горелка может иметь водяное охлаждение, с помощью которого можно регулировать температуру электрода и ванны.

При сварке чугуна аргоном используются неплавящиеся электроды. В качестве таких электродов применяют электроды из вольфрама. Они имеют высокую температуру плавления и не принимают участие в формировании сварочного шва. В соответствии с ГОСТ используют электроды из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением лантана, иттрия, тория. Такие добавки улучшают качество электродов и увеличивают температуру их плавления.
Выбор присадки
При сварке чугуна рассматриваемым методом основным материалом для создания шва является присадка.
В качестве присадочного материала используются пруток или проволока. Тип присадочного материала выбирают в зависимости от требований к качеству шва.
Например, для получения более пластичного шва используют сплавы с никелем, а для шва с повышенной твердостью – медь. Для получения шва со средней твердостью применяют сплав никеля и меди (монель-металл). Толщина присадочных прутков зависит от толщины свариваемых деталей и равна приблизительно ее половине.

В домашних условиях иногда используют самодельный присадочный пруток, состоящий из скрученных медной и нержавеющей проволок.
Сварочная проволока представляет собой трубку из присадочного материала, внутри которой находится флюс. В зависимости от типа сварки применяют проволоку типа ППЧ-1 (для горячей сварки), ППЧ-2 (для полугорячей) или ППЧ-3 (для холодной).
Процесс сваривания чугуна
Существует три вида сварки чугуна аргоном:
- горячая. Перед сваркой детали нагреваются до температуры 600-650°С и последующим медленным охлаждением (в течение нескольких суток);
- полугорячая. Нагревание до 300-350°С;
- холодная. Без нагрева и с естественным охлаждением.
Алгоритм сваривания деталей из чугуна:
- Закрепить подготовленные для сварки детали (с помощью струбцин или иных приспособлений).
- Включить подачу аргона.
- Зажечь дугу (на отдельной графитовой пластине).
- Ввести присадочный пруток под углом 25-30°.
- Выполнить сварку участками по 2,5-3 см.
- Для снятия остаточных напряжений произвести молотком проковку шва.
- Выполнить 2-й проход и так далее (каждый новый шов простукивается молотком).
- После формирования шва дать сборке остыть при нормальных условиях.
- Удалить налет (брызги).
- Обработать шов наждачной бумагой, шлифмашиной, металлической щеткой.
Особенности сварки чугуна аргоном
При сварке чугуна аргоном необходимо обращать внимание на следующие моменты:
- при сварке электрод должен быть расположен близко к шву для получения дуги минимальных размеров. Это обеспечивает увеличение глубины проплава и уменьшает ширину шва;
- горелка должна двигаться только по оси шва. В результате получается прочное соединение красивой формы;
- чтобы избежать появления брызг, необходимо присадочную проволоку подавать плавно;
- электрод и присадка не должны выходить из газовой зоны;
- заварку кратера производить с понижением тока;
- нельзя прекращать сварку обрывом дуги при отведении горелки;
- работа по сварке не должна прерываться. В случае приостановки новый шов надо начинать с края уже сделанного и затвердевшего шва;
- при сварке горелка должна все время двигаться. При остановке ее на одном месте произойдет перегрев материала и сильное испарение углерода. Это приведет к локальному возрастанию твердости и ухудшению свариваемости;
- сварку лучше производить в нижнем положении. В этом случае пластичный расплавленный металл не вытечет из ванны;
- для вывода газов и предотвращения появления в шве пор необходимо иногда перемешивать раствор в ванне.