Маркировка электродов по чугуну, сварка

Как известно, чугун представляет собой сплав железа и углерода с незначительными добавками марганца, кремния серы и фосфора. Также, химический состав некоторых марок чугуна отличается наличием легирующих компонентов, таких как ванадий, магний, хром, никель, алюминий и т.д. Марки этого сплава, не подверженные легированию или специальной термической обработке, характеризуются низкой прочностью и достаточно высокой хрупкостью. 
В отличие от стали, чугун отличается более низкими показателями технологической свариваемости, что обусловлено наличием следующих факторов:

• Возникновением в месте сварки тугоплавких оксидов, в частности оксида кремния. Оксиды возникают в ходе окисления химических элементов, входящих в состав сплава, они являются причиной возникновения участков, которые невозможно сварить между собой. 
• Очень быстрое охлаждение сплава в области сварного шва. Подобное явление приводит к тому, что на поверхности сплава возникают обладающие повышенной твердостью зоны, называемые отбеленными участками. В дальнейшем, наличие подобных участков существенно затрудняет механическую обработку изделий из чугуна. 
• Жидкий чугун отличается очень высокой текучестью, что затрудняет формирование шва и удерживание металла в области контакта свариваемых деталей. 
• Высокая вероятность возникновения трещин в области шва или же непосредственно в самом сварочном шве, что происходит в результате неравномерного прогрева или охлаждения сплава. 
• Риск появления пор в теле сварочного шва. Поры могут возникнуть в результате интенсивного выделения газов из места сварки. 

Методы сварки чугунных изделий электродами

В настоящее время существуют три основных способа сваривания чугунных изделий:

• сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуются цветные металлы;
• сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуется низкоуглеродистая сталь;
• сварка, в ходе которой в теле сварочного шва образуется чугун. 

По способу реализации технологии сварка чугуна подразделяется также на три разновидности:

• холодная сварка, в которой отсутствует предварительный нагрев свариваемых изделий;
• сварка с подогревом, при которой свариваемые детали нагревают до температуры 450°С;
• сварка с предварительным подогревом до температуры 650°С.

Холодную сварку используют в тех случаях, когда технология соединения двух изделий не подразумевает между ними наличия чугунного сварочного шва. 
Предварительный разогрев свариваемых деталей используют с целью предотвращения появления отбеленных и закаленных участков, а также трещин в теле свариваемых изделий. Горячие, так же как и полугорячие, способы сварки незаменимы в ситуациях, когда в теле сварного шва необходимо получить такой же по химическому составу чугун, из которого состоят две свариваемые между собой детали. 

В ходе сварки чугунных изделий электродуговым способом в соответствии с требованиями горячей технологии применяют чугунные, а в некоторых случаях угольные, электроды. Подобные стержни производят на основе чугуна разновидностей «А» и «Б». При этом, до начала процесса сваривания двух чугунных изделий очень важно точно выбрать метод, максимально подходящий для каждой конкретной ситуации. Главная особенность горячего метода заключается в том, что в ходе его реализации сваривание проводят с использованием больших токов без каких-либо перерывов, до полного завершения сварочного процесса. Если объем сварочных работ очень велик, сварку выполняют одновременно несколько специалистов, которые время от времени сменяют друг друга, не позволяя сварочному процессу прерваться ни на секунду. 
В том случае, когда сваривание деталей из чугуна производится специальными угольными электродами сечением от 8 мм до 20 мм, используют постоянный ток необходимой величины с соблюдением прямой полярности. Держатель сварочного стержня должен обладать специальным защитным экраном, который будет эффективно предохранять руки сварщика от возникающего в ходе процесса мощного инфракрасного излучения. 
Несмотря на то, что горячий метод сваривания чугунных изделий имеет неоспоримые достоинства, следует отметить, что он не лишен некоторых недостатков, основными из которых являются следующие факторы:

• весьма высокая продолжительность и дороговизна операции;
• трудоемкость сварочного процесса, которая обусловлена необходимостью преодоления ряда трудностей, связанных с равномерным разогревом свариваемых деталей и необходимостью формовки сварочного места. 

Разновидности электродов для сварки чугуна

Электроды, предназначенные для сварки чугунных изделий, подразделяются на несколько разновидностей, изготовленных из следующих материалов:

• чугунный пруток;
• стальная сварочная проволока;
• проволока на основе легированных сталей;
• проволока на основе меди или сплавов этого металла. 

Предназначенные для сваривания чугунных изделий электроды на основе стали обязательно должны иметь покрытие, в котором содержится ферросилиций. Присутствие этой составляющей позволяет получить в ходе сварочного процесса серый чугун. Как правило, сварка с использованием стальных стержней применима только для соединения между собой простых по форме изделий, конструкция на основе которых в дальнейшем будет эксплуатироваться при незначительных нагрузках. В том случае, когда операцию с подобными электродами производит специалист высокой квалификации, получается соединение, характеризующееся наличием высокой плотности, в результате чего в дальнейшем изделие можно дополнительно обрабатывать одним из механических способов. 

Электроды на основе стальной проволоки, предназначенные для сваривания чугунных изделий, характеризуются маркировкой - Св-08А и Св-08. К этой категории относятся следующие разновидности сварочных электродов:

• ЦЧ-4. Данная разновидность электродов для сварки чугунных изделий имеет наиболее широкое в сравнении с другими разновидностями распространение. Эти электроды характеризуются наличием особого покрытия, которое состоит из компонентов, способных интенсивно вступать в химическую реакцию с углеродом. В ходе подобной химической реакции возникают карбиды, которые не способны растворяться в расплавленном железе. 
• ЦЧ-3А. Этот тип электродов нашел широкое применение в процессе сварки деталей из серого чугуна. Стержни электродов этой категории изготовлены из стальной проволоки, на которую нанесено фтористокальциевое покрытие. Использование данных электродов гарантирует наличие прочного сварного шва, возможность его механической обработки и отсутствие трещин в области контакта свариваемых деталей.
• ЭМЧС. Стержень этих электродов выполнен на основе проволоки из низкоуглеродистых разновидностей стали. Специальное покрытие создано трехслойным, состоящим из шлакоформирующей и газообразующей, легирующей и газозащитной составляющей. Использование электродов данной разновидности не требует предварительного разогрева заготовок. Как правило, электроды этого типа используют для сваривания между собой изделий небольшой толщины (10 мм). 
• МНЧ-1. Использование электродов на основе монель-металла, который представляет сплав никеля и меди в соотношении 70:30, позволяет добиться высокой стойкости исходных свариваемых изделий к образованию в их теле трещин и возможностью механической обработки наплава. Присутствие в составе стержня монель-металла на основе меди и никеля снижает степень растворимости углерода в железе и способствует штатному течению процесса графитизации, что снижает вероятность возникновения эффекта отбеливания. 
• МНЧ-2. Этот тип используют для сварки всех разновидностей чугуна. В результате сваривания двух чугунных изделий, шов между ними получается устойчивым к коррозии, он хорошо поддается механическим видам обработки. 
• Чугунные стержни. В ходе изготовления на стержни из чугуна наносят покрытие двух разновидностей – из углекислого бария и карборунда, соединенных жидким стеклом, а также на основе графитообразующих составляющих. 

Кроме описанных выше типов электродов для сварки чугунных изделий на основе стальной проволоки, используют следующие комбинированные сварочные стержни:

• ОЗЧ-1. Этот электрод является железомедным стержнем, имеющим сечение 4-5 мм, на которое нанесено покрытие, состоящее на 50% из железного порошка и 50% специального состава УОНИ-13. 
• ОЗЧ-2 используют в ходе сварки изделий из ковкого и серого чугуна.
• ОЗЧ-4 применяют в ходе сваривания деталей из серого и высокопрочного чугуна. При этом, образовавшийся сварной шов обладает высокой степенью устойчивости к нагрузкам ударного характера. Изделия, сваренные этими электродами, могут эксплуатироваться в условиях трения. 
• ОЗЧ-6 используют в ходе сварки тонкостенных изделий на основе серого и ковкого чугуна. 
• Медные разновидности электродов, обладающие жестяной оплеткой.
• Пучки стержней, состоящие из стальных и медных прутков.