Заваряване на чугун на студено: как да затвориш пукнатина, без да отвориш нова
Чугунът не се заварява трудно. Той се охлажда трудно. Всичко в тази тема е за това как да му отнемеш повода да се спука.
Накратко
- Чугунът се пука не докато го заваряваш, а докато изстива.
- Подготовката е по-важна от самия шев - масло, графит и недовидян край на пукнатината провалят всичко.
- Електродът е никелов или желязо-никелов. Обикновеният рутилов е за ограда, не за блок.
- Къс шев, чук, пауза. И пак. Бързането е единственият сигурен начин да се провалиш.
- Има детайли, които не си струват електрода. Честно е да го кажеш на клиента предварително.
Защо чугунът се пука
Стоманата, която заваряваме всеки ден, има под 0.25% въглерод. Чугунът има между 2 и 4%. Този въглерод не е разтворен в метала, а стои вътре като графит - люспи при сивия чугун, топчета при сферографитния. Затова чугунът се лее прекрасно, гаси вибрации и се обработва лесно. И затова почти не се разтяга.Тук е целият проблем. Всеки шев се свива, докато изстива. Стоманата около него поддава с няколко десети от милиметъра и никой не разбира. Чугунът не поддава. Той стои, докато може, и после се къса.
Второто е зоната до шева. Тънката ивица чугун, която се е стопила и е изстинала бързо, вече не е сив чугун. Става твърда и крехка като стъкло - пилата се хлъзга по нея, свредлото пищи. Шевът ти може да е идеален, а пукнатината да тръгне на милиметър встрани от него, точно през тази ивица.
Оттук следва цялата технология: малко топлина, на малки порции, разпределена по детайла. Всичко останало са подробности.
Първо разбери какво държиш
"Чугун" не е един материал. Преди да посегнеш към електрода, трябва да знаеш три неща.Чугун ли е изобщо
Лятата стомана на вид е същата, а се заварява като обикновена стомана. Проверката отнема две минути:- Свредло: чугунът дава сив прах и ситни люспи, които цапат пръстите като молив. Стоманата дава навита стружка.
- Шмиргел: чугунът пуска къси, тъмночервени искри, които гаснат близо до диска. Стоманата хвърля дълги жълти линии.
- Лом: чугунът е матово сив и зърнест, без блясък.
Кой чугун
- Сив чугун - блокове, глави, корпуси, стари колектори. Заварява се.
- Сферографитен - колянови валове, носачи, по-нови колектори и корпуси. Заварява се, и то по-благодарно от сивия.
- Темперован - фитинги, дребни отливки. Заварява се, с внимание.
- Бял чугун - износоустойчиви части, облицовки. Не се заварява. Ако пилата не го хваща още преди да си го пипнал с дъга, остави го.
Какво е преживял
Чугунът е порест и помни. Корпус, който двайсет години е държал масло, е напоен с него в дълбочина. Колектор, който е червенял хиляди пъти, е прегорял и окислен отвътре. Това не се вижда, но определя дали заварката ще държи.Подготовката е осемдесет процента
- Намери истинския край на пукнатината. Това, което виждаш, е само частта, която се е отворила. Почисти до метал, намажи с проникваща течност или най-просто с газ, избърши и напудри с тебешир. Пукнатината ще се изпише сама, обикновено сантиметър-два по-дълга, отколкото си мислел.
- Пробий стоп-отвори. По един отвор 3-5 mm малко след всеки край. Острият връх на пукнатината е мястото, от което тя продължава. Кръглият отвор му отнема остротата.
- Отвори канала. Широк и заоблен, във формата на U, а не тесен V като при стомана. Без остри ръбове - всеки остър ръб е нова начална точка.
- Не замазвай графита. Дискът за шлайфане размазва графит и мръсотия по стените на канала. Довърши с борфреза или с твърдосплавен шабър до чист, зърнест метал.
- Изкарай маслото. Обезмасли, после загрей зоната равномерно, докато спре да пуши и да "поти". Ако още при първия шев от канала излизат мехурчета и черен дим, маслото е още вътре.
С какво се заварява
Гледай класификацията на кутията, не търговското име. Производителите сменят имената, стандартът остава.- Чист никел (ENi-CI) - над 90% никел. Шевът е мек, реже се и се пробива без проблем. Никелът поема въглерода от чугуна, без да се втвърди. Това е електродът за сив чугун, за запълване на шупли и за всичко, което после ще минава през фреза или метчик. По-слаб е и не обича мръсен чугун със сяра и фосфор.
- Желязо-никел (ENiFe-CI) - около половината никел. Почти двойно по-як шев, по-търпим към замърсен метал, пак обработваем. Това е изборът за сферографитен чугун, за дебели сечения и за връзка чугун към стомана.
- Никел-мед (ENiCu) - когато шевът трябва да е с цвета на чугуна. Козметика, не якост.
- Стоманен електрод за чугун - само за неотговорни неща, които няма да се обработват. Шевът става твърд като камък.
Никеловите електроди са скъпи и това е първото, което те спира. Но сметката е проста - една пръчка струва колкото кафе, един пукнат повторно блок струва блок.
Студеният метод, стъпка по стъпка
"Студено" не значи без топлина. Значи детайлът като цяло да остане студен, докато ти работиш по него на малки хапки.- Тънък електрод, нисък ток. 2.5 mm на 60-80 A, 3.2 mm на 90-110 A. Колкото да гори стабилно, не повече.
- Шев 20-30 mm и спираш. Право, без люлеене. Широкият шев внася топлина, която не ти трябва.
- Запълни кратера, преди да скъсаш дъгата. Кратерът е готова пукнатина.
- Чук, веднага. Докато шевът е още горещ, го прокови със заоблен чук или тъп секач - чести, леки удари. Шевът иска да се свие, ти го разтягаш обратно. Това е половината от метода.
- Чакай. Следващият шев идва, когато можеш да опреш длан до предишния. Не преди това.
- Не редѝ шевовете един след друг. Единият край, после другият, после средата. Топлината да се разхвърля, не да се трупа.
- Стоп-отворите се заваряват последни.
- Остави го да изстине сам. Увий го в керамична вата или го зарови в сух пясък. Без въздух, без вода, без течение от отворената врата.
Code:
ритъмът на една пукнатина:
шев 25 mm -> кратер -> чук 15-20 удара -> пауза
-> длан върху метала -> шев на друго място -> ...
пукнатина 150 mm = 6-8 шева на слой = спокойно час работаБуферен слой
При дебели стени и при стар, мръсен чугун помага един трик. Преди да съединяваш двете страни, покрий стените на канала с тънък слой никел - всяка страна поотделно, с къси шевове. После запълвай между тях. Така свиването на пълнежа се поема от мекия никелов слой, а не от крехката ивица в самия чугун.Кога студено, кога горещо
Има и обратен път - целият детайл се загрява равномерно до няколкостотин градуса, заварява се горещ и се охлажда с часове, най-добре в пещ. Така се работят сложни и отговорни отливки и резултатът е най-добрият възможен. Но иска пещ, а не горелка.Правилото, което спестява най-много нерви:
Локалното нагряване с горелка на един ъгъл от блока прави точно това, от което бягаме - голяма разлика в температурата в един и същи детайл.
Когато заварката не е отговорът
- Спояване с TIG и силициев бронз. Чугунът не се топи, бронзът се разлива върху него. Много по-малко топлина, почти никакъв риск от пукане. Отлично за тънки стени, ушички и капаци. Не е за части, които работят нажежени.
- Студено шиене с щифтове. Пукнатината се затваря с редица резбови щифтове и скоби, без никаква топлина. За блокове и глави с пукнатина във водната риза често е по-сигурно от всеки електрод.
- Нова част. Понякога това е честният отговор.
От гаража: колекторът
Изпускателният колектор е чугунът, който най-често стига до заварчик. И е най-неблагодарният.Блокът живее на 90 градуса. Колекторът живее между минус десет сутрин и червено на магистралата, хиляди пъти подред. След петнайсет години това вече не е чугунът от леярната. Прегорял е, окислен е в дълбочина, графитът му е наполовина изгорял. Пукнал се е не защото някой го е ударил, а защото е уморен.
Такъв детайл може да се завари и шевът да е чист. Но го връщаш в същите условия, които са го счупили, с едно твърдо място повече. Понякога държи години. Понякога пуква на два пръста от шева още първата зима.
Затова при колектор казвам две неща, преди да запаля: че ще направя всичко по правилата и че гаранция за чугуна не давам - давам за шева. Който обещава друго, не е заварявал достатъчно колектори.
Грешките, които отварят пукнатината отново
- Дълъг шев наведнъж - "да го мина, докато е топло". Точно обратното.
- Без стоп-отвори - пукнатината продължава пред електрода.
- Заваряване върху масло - шев като швейцарско сирене.
- Охлаждане с въздух или вода - за да се хване по-бързо. Хваща се, само че на парчета.
- Обикновен електрод или MAG тел - шевът държи, чугунът до него не.
- Пропуснат чук - без проковаване студеният метод е само бавно заваряване.
Чеклист преди да запалиш
- Сигурен съм, че е чугун, и знам, че не е бял
- Намерил съм двата края на пукнатината и съм пробил след тях
- Каналът е U, заоблен, до чист зърнест метал
- Маслото е изкарано - не пуши и не поти
- Електродите са никелови, сухи, с малък диаметър
- Чукът е до мен, не в шкафа
- Ватата или пясъкът за охлаждане са приготвени
- Имам време. Ако нямам, не започвам днес
Често задавани въпроси
Може ли чугун да се завари с обикновен електрод?
Ще залепне. Шевът и зоната до него стават твърди и крехки и детайлът най-често пуква до шева. За декоративна пейка - може. За блок, корпус или колектор - не.Трябва ли чугунът да се подгрява?
При студения метод - не, освен за изкарване на маслото и влагата. При горещия метод се грее целият детайл и се охлажда много бавно. Средното положение е най-лошото.Може ли с телоподаващо?
С обикновена стоманена тел и CO2 - не. Има никел-железни тръбни телове точно за чугун, но за единичен ремонт електродът е по-простият и по-евтин път.Ще държи ли на вода и налягане?
Може, но се проверява, не се предполага. Заварена водна риза се изпитва под налягане, преди двигателят да се сглоби. Чугунът е порест и понякога поти не през шева, а до него.Опасни ли са никеловите електроди?
Димът от никел не е за дишане. Работи се с аспирация или поне с добро проветрение и маска с филтър, особено в затворен гараж.Чугунът е стар материал с прост характер. Не иска сила, не иска скъпа машина. Иска да не бързаш. Който го разбере, заварява блокове. Който не, ги довършва.
Ключови думи: заваряване на чугун, студено заваряване на чугун, никелов електрод, ENi-CI, ENiFe-CI, пукнат двигателен блок, пукнат колектор, ремонт на чугунена отливка, проковаване на шев, стоп-отвори, MMA
Източници: ESAB - "Наръчник по заваряване при ремонт и възстановяване"; ESAB - технически листове OK Ni-CI и OK NiFe-CI; EN ISO 1071; AWS A5.15
toni@dtgarage:~$ whoami
Тони Ангелчовски | Ексклузивно за DTGaraGe
toni@dtgarage:~$ cat LICENSE
Копирането и препубликуването без разрешение не е позволено.
toni@dtgarage:~$ ./support.sh
Подкрепи DTGaraGe и независимото техническо съдържание
toni@dtgarage:~$ █
Тони Ангелчовски | Ексклузивно за DTGaraGe
toni@dtgarage:~$ cat LICENSE
Копирането и препубликуването без разрешение не е позволено.toni@dtgarage:~$ ./support.sh
Подкрепи DTGaraGe и независимото техническо съдържаниеtoni@dtgarage:~$ █