Сварка чугуна аргоном технология

Холодная процедура

В условия промышленности активно используется методика холодной сварки чугуна, которая не требует предварительного прогрева. Существует несколько разновидностей, но зачастую используется три вида, исходя из материалов электродов:

  • сталь;
  • цветные металлы;
  • низкоуглеродистая сталь.

Такая разновидность хороша тем, что заметно упрощает изготовление чугунной продукции, сразу исключив два этапа. Соответственно и стоимость будет ниже. Вдобавок предварительный прогрев требует привлечение специального оборудования.

Соединение чугунных заготовок аргоном холодным методом обладает одной особенностью – процесс необходимо вести током с малой величиной. Это не допустит смешивания всех элементов в сварном соединении. Помимо этого, с металла снимается остаточное напряжение, что обычно разрушает сварной шов. Ко всему прочему газовая среда выступает в качестве определенного защитного барьера. Вероятность обретения чугуном хрупкости сводится к минимуму.


Данная процедура нуждается в более тщательном и внимательном отношении, нежели при соединении других металлов. Это обусловлено качествами самого чугуна – он склонен к разрушению и образованию трещин.

Сварка чугуна аргоном: особенности и основные правила

Прогревание детали позволяет изменить структуру чугуна – в результате такой процедуры на его поверхности выделяется графит, и пластические свойства материала повышаются. А для того чтобы в сварной шов не попадали посторонние металлы, в процессе сварки используют графитовые электроды или прутки. Кроме того, для сварки такого типа можно применять специальные пластины из чугуна или порошковую проволоку.

Технология сварки чугунными электродами

Сейчас свободно можно приобрести специальные электроды по чугуну, выпускаемые различными производителями. В основном они изготовлены на основе железа, никеля, меди и представляют собой стержни из металла, покрытые тонким слоем обмазки. Выпускаются, как правило, по техническим условиям предприятия-изготовителя.

В состав обмазки входит железный порошок. К ним относятся электроды по чугуну марки ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2, МНЧ-2. Диаметр выпускаемых электродов лежит в пределах 2 ÷ 20 мм, а длина их – 300, 350 и 450 мм. Все они имеют отличительную характеристику – с их помощью хорошо формируется сварочный шов. Многие из этих марок допускают соединение деталей внахлестку, встык, а также выполнять угловые соединения.

Величина сварочного тока находится в прямой зависимости от Ø электрода и лежит в пределах 50 ÷ 600 А. Обычно сварочный ток выбирают в районе 50 ÷ 90 А на 1 мм Ø электрода. Сварку ведут небольшими валиками (не более 50 мм) с их последующим охлаждением до температуры 50 0С. В процессе сварки швы в обязательном порядке проковываются молотком, вес которого не должен превышать 1,2 кг. У молотка должен быть боек закругленого типа. И надо помнить следующее, что первый и последний слой в многослойной сварке не подлежат проковке, т.к. это может привести к появлению трещин.

Иногда сварку производят с помощью заплат. Для этого применяют вставки, изготовленные их чугуна или стали. Таким способом обычно заделывают пробоины в чугунной конструкции. Электроды при этом должны быть марки ОЗЧ-6.


Стальные низкоуглеродистые электроды применяются для сварки чугуна в виду их дешевизны и доступности. Ими допускается сваривать изделия неответственных деталей и при небольших дефектах. Но чтобы ими качественно варить, необходимо первый плакирующий слой в разделке выполнять электродами марки ЦЧ-4.

Подготовительный этап

В первую очередь, до начала работы выполняют подготовку самих заготовок. Свариваемые края очищают от грязи, ржавчины, шлаковых корок. Чем лучше это сделано, тем меньше в зоне сварки окажется веществ газообразующих, содержащих вредные добавки.

Острые грани скругляют, снимая фаску заточным диском «болгарки». Если выполняется заваривание трещины, ее предварительно прорезают на всю глубину. При этом поверхность очищается, одновременно сглаживаясь.

Наилучший эффект дает использование нижнего шва. Поэтому, если необходимо обваривание с нескольких сторон подготавливают соответствующие струбцины. Их задача — удерживать детали вместе на протяжении всего процесса. Делать возможным их поворот, не создавая нагрузки на незавершенный стык.

Для предотвращения вытекания расплавленного чугуна из сварочной ванны, с помощью графитовых пластин устраивают обечайки.

Кроме перечисленных мероприятий, готовят оборудование, вспомогательные инструменты. Подбирают сварочные прутки, проволоку, необходимые присадки для чугуна и аргонной сварки и т.д.

Закрепляем подготовленные к сварке элементы с помощью струбцин, либо иным способом.

Разновидности припоев

Тугоплавкие припои (радиолюбители их практически не используют). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500 °С, создающие очень высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50 кг/мм2). Недостатком их является именно то, что они требуют высокой температуры нагрева и, хотя прочность такой пайки получается весьма высокой, интенсивный нагрев может привести к нежелательным последствиям: можно, например, «отпустить» стальную деталь. Недостатком твердых припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например, транзистор или микросхему), можно «отпустить», например, стальную деталь (пружину).

Припои

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Классификация

Все критерии классификации припоев представляют собой довольно обширную сферу, которая под силу, пожалуй, лишь узкопрофильным специалистам. Поэтому для упрощения подборки конкретные марки ее изготавливают для конкретных целей – паять алюминий, ювелирные изделия, медную проволоку, радиокомпоненты и т.д. Главное, на что вам следует обратить внимание – это температурный параметр. Так как, к примеру, пайку микросхемы нельзя выполнять той же маркой ПОС, что и соединение жил кабеля, так как чувствительный компонент может сгореть и выйти со строя.

Читайте также:  Простой регулятор напряжения 220в. Регулятор переменного напряжения

Припои для пайки классифицируются по следующим критериям:

  • по способу подачи флюса – безфлюсовые и самофлюсующиеся, для первых флюс подается отдельно, вторые содержат его в своем составе;

Рис. 1. Самофлюсующиеся и с подачей флюса

  • по основному паяльному элементу – оловянные припои, никелевые, кобальтовые, марганцевые, титановые, серебряные, циркониевые, ванадиевые, смешанные и т.д.
  • по способу получения – бывают готовые или формируемые непосредственно во время пайки;
  • по растворимости компонентов – встречаются полностью расплавляемые и частично;
  • по форме выпуска – оловянная проволока, пруток, чушки, лист, гранулы, паста;
  • по температуре плавления – существуют те, которые переходят в жидкое состояние при низкой и при высокой температуре.

При выборе оловянно-свинцового припоя наиболее важным критерием является последний, поэтому на нем мы и остановимся более детально.

Легкоплавкие (мягкие).

К легкоплавким припоям относятся такие составы, которые переходят в жидкое состояние при температуре от 145 до 400°С. Но, при этом они обеспечивают относительно небольшую прочность, для легкоплавких сплавов сопротивление на разрыв составляет не более 7кг/мм 2 . Наиболее распространенные – оловянно-свинцовые. Чаще всего мягкие припои используются в радиоэлектронике для печатных плат или деталей.

Тугоплавкие (твердые).

Твердые припои обладают значительно большей механической прочностью, но их температура плавления составляет более 400°С, что является неприемлемым для большинства радиодеталей, так как они могут пострадать даже от касания разогретым жалом паяльника. Двумя наиболее крупными группами в этой категории являются медные и серебряные составы. Медные сплавы, как правило, соединяются с цинком, но они слишком хрупкие, поэтому подходят для твердых сплавов, испытывающих только статическую нагрузку. Серебряные припои являются универсальными и могут использоваться для пайки любых точек соединения, однако стоимость этих марок также довольно высокая.

Паяльные пасты.

Паяльные пасты также представляют собой компонент для пайки радиодеталей, но применяются они для мелких элементов из легкоплавкого металла. Состав пасты содержит измельченные кусочки припоя в растворе жидкого флюса. Их используют в тех платах или устройствах, где воздействие высокой температуры может нанести вред оборудованию. Пасты, как правило, паяются феном без электрического паяльника, или могут просто наноситься в качестве проводящего клеевого состава.

Нанесение смеси для пайки в точку крепления выводов наносится порционно и может выполняться при помощи специального трафарета, шприца или каплеструйным картриджем.

Однако применение пасты для пайки обуславливает целый ряд требований, которые должны соблюдаться:

  • перед началом вскрытия емкости обязательно выдерживается в комнатной температуре хотя бы 2 часа, использовать средства принудительного нагрева припоя для этого запрещено;
  • после вскрытия смесь обязательно перемешивается до получения однородного вещества, так как в ходе хранения флюс может отделяться от припоя;
  • перед нанесением поверхность должна очищаться от возможных примесей и загрязнителей, при длительной пайке процедура повторяется каждые 45 минут;
  • монтаж электронных компонентов в нанесенную пасту должен производиться за 60 минут, иначе она начнет утрачивать свойства;
  • после пайки остатки и излишки пасты отмывают, существуют те, которые отмываются обычной водой, другим требуется растворитель, некоторые могут не смываться.

Крайне негативно на функциональных характеристиках такого припоя сказывается помещение в среду с высокой или низкой температурой, а также воздействие влаги.

Бессвинцовые припои.

Изначально, причиной создания припоя без содержания свинца была потребность исключить вредное влияние на окружающую среду и человеческий организм. Такие припои массово используются для пайки алюминия или стали в пищевой промышленности, для труб подачи питьевой воды, лабораторного оборудования и инструментов.

Всего выделяют три наиболее распространенные группы бессвинцовых припоев:

  • олово с медью – применяется для высокотемпературной пайки, относится к тугоплавким припоям, хорошо подходит для работы по медным изделиям;
  • олово с серебром – подходят для низкотемпературной пайки, обеспечивают лучший контакт, чем у свинцовых припоев, но они имеют высокую цену.
  • олово и с медью, и с серебром – также является мягким вариантом, который обладает меньшей стоимостью, чем предыдущий, и практически ничем не уступает ему в качестве соединений.
  • олово с висмутом и серебром – может применяться для пайки меди при низких температурах;
  • олово с цинком и висмутом – более дешевый вариант предыдущего, но имеет ряд сложностей в применении.

Крайне негативно на функциональных характеристиках такого припоя сказывается помещение в среду с высокой или низкой температурой, а также воздействие влаги.

Требования к качеству флюсов

К флюсам для индивидуального и промышленного использования предъявляются некоторые требования.

Вещество обязательно должно отвечать следующим критериям:

  • меньшие, чем у припоя показатели плотности структуры и вязкости (для корректного замещения);
  • способность к равномерному распределению по рабочей поверхности;
  • растворение оксидной пленки;
  • предупреждение повторного окисления медных элементов;
  • устойчивость к агрессивным высоким температурам;
  • возможность проводить пайку как на горизонтальных, так и на вертикальных участках коммуникационной системы;
  • создание аккуратного, эстетичного шва.

При применении флюсов хорошего качества, пыль и грязь, образовавшиеся в результате пайки, убираются легко и быстро, не оставляя на трубном элементе никаких следов портящих внешний вид. Соединение получается надежным и в течение многих лет сохраняет структурную целостность.

  • с высокой антикоррозийной способностью;
  • с благородными материалами в составе;
  • на основе канифоли.

Виды припоев для пайки

Автор: Игорь

Читайте также:  Самозащелкивающаяся фальцевая кровля и ее виды: стальная, металлическая, оцинкованная, смотрите на фото и видео

Дата: 06.11.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

При операциях по соединению металла используются различные способы. Если нет возможности применить сварку, то в качестве альтернативы используют пайку, если речь идет об относительно тонких изделиях и не крупных поломках. Несмотря на то, что в обоих случаях в качестве основного присадочного материала используется металлические сплавы, в пайке основной металл не расплавляется. Тем не менее, для качественного проведения процесса следует использовать различные виды припоев, причем для каждой разновидности металла нужно подбирать отдельную марку материала наплавки.

Виды припоев для пайки

Их классификация происходит по тому, для пайки чего они предназначаются. Ведь в промышленности и в частной сфере встречается масса сплавов со своими особенностями. Также здесь учитывается температура, в которой будет эксплуатироваться изделие, какие механические и вибрационные нагрузки на него возлагаются, будет ли контакт с человеком и так далее. Все эти и многие другие факторы создают большое количество марок для каждого металла. Различные виды припоев для пайки используются для заделки трещин в трубах, для чего нужно сопротивление коррозии, соединения проводов, тут требуется высокая электропроводимость, соединения металла подобно сварке, где нужна высокая прочность и так далее. Различные виды припоев для пайки производятся по ГОСТ 21931-76.

Их классификация происходит по тому, для пайки чего они предназначаются. Ведь в промышленности и в частной сфере встречается масса сплавов со своими особенностями. Также здесь учитывается температура, в которой будет эксплуатироваться изделие, какие механические и вибрационные нагрузки на него возлагаются, будет ли контакт с человеком и так далее. Все эти и многие другие факторы создают большое количество марок для каждого металла. Различные виды припоев для пайки используются для заделки трещин в трубах, для чего нужно сопротивление коррозии, соединения проводов, тут требуется высокая электропроводимость, соединения металла подобно сварке, где нужна высокая прочность и так далее. Различные виды припоев для пайки производятся по ГОСТ 21931-76.

Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником

Пайка металлических соединений происходит с применением различных веществ. Флюсы делятся на три основные категории, отличающиеся областью применения, способом приготовления. Процесс подготовки элементов к работе может быть разным, после пайки необходимо удалять остатки описанным инструкцией способом.

  1. Не активные канифольные флюсы применяются при пайке меди, других разновидностей мягких металлов. Существует светлая канифоль, которая готова к применению и не включает дополнительные вещества. Спирто – канифольный раствор производится из составляющих концентрацией 1 к 5. Используется при спайке в труднодоступных местах, производится в виде порошка, перед применением необходимо смешать со спиртом. Глицерино – канифольные материалы используется, когда необходимо герметичное соединение.
  2. Активные флюсы подходят для пайки драгоценных и цветных металлов, включают хлористый цинк, спирт или вазелин. Последний параметр отличается составной частью, при использовании жидким или пастообразным состоянием. Флюс пастой работать удобнее, возможно наносить прямо на изделие необходимым количеством.
  3. Кислотно активный флюс подразделяется на хлористо – цинковый, ортофосфорную кислоту. Исполняется в виде жидких растворов или пасты, с применением канифоли, хлористого цинка, спирта или вазелина.

Ортофосфорная кислота состоит из воды, этилового спирта и самой кислоты плотностью 1,7. Применяется при спайке нержавеющих материалов, меди, серебра. Флюсы на спиртовой основе требуется хранить в герметичной упаковке. Удобная тара для хранения – баночка из-под лака для ногтей, кисточка не реагирует на активную среду, а крышка позволяет плотно закрыть емкость, избегая испарения составляющих.


Пайка металлических соединений происходит с применением различных веществ. Флюсы делятся на три основные категории, отличающиеся областью применения, способом приготовления. Процесс подготовки элементов к работе может быть разным, после пайки необходимо удалять остатки описанным инструкцией способом.

Практическая сторона

Для того чтобы пайка медных труб своими руками прошла успешно, нужно повысить коэффициент адгезии. Сделать это поможет флюс и предварительная зачистка поверхности. Если планируется залить всю конструкцию бетоном, то в этом случае применяется высокотемпературная технология пайки.

Припой для пайки меди продается в любом специализированном магазине

Максимальная плотность соединения достигается при использовании твердого припоя. В этом случае t колеблется от 390 до 425 градусов по шкале Цельсия.

На поверхности формируется максимальная адгезия, которая и способствует равномерному распределению припоя.

Вне зависимости от используемой технологии необходимо корректно подобрать материал и оборудование:

  • Припой ;
  • В большинстве случаев в домашних условиях работа выполняется газовой горелкой;
  • Инструмент для медных труб .

Новички должны помнить, что мягкий и твердый припой – не одно и то же. В первом случае технология основана на t до +425 С. Воспользоваться твердым припоем нужно в том случае, когда материал эксплуатируется при повышенных нагрузках. На выбор типа припоя влияют 2 фактора – предельный диаметр медной трубы и жидкость, которую планируется поместить внутрь системы. В меньшей степени выбор обусловлен финансовыми возможностями заказчика.


Перед использование припоя для пайки следует предварительно изучить советы профессионалов

Что понадобится в процессе?

Для проведения рассматриваемой работы требуются материалы и инструменты. Среди особенностей отметим следующие моменты:

  1. Очистка соединяемой поверхности проводится при помощи флюса. Он удаляет окислительную пленку и снижает поверхностное натяжение.
  2. Основным материалом можно назвать припой. Для высокой температуры подходит вариант исполнения, в состав которого не включается свинец. Этот момент указывается на упаковке. Припой изготавливается в виде проволоки различной длины, диаметр поперечного сечения составляет 3 мм.
  3. Работа с трубами может проводится при применении трубореза. Он служит для резки заготовки на отдельные части.
  4. Удаление заусенец проводится при применении специального фаскоснимателя. Сильные дефекты торцевой поверхности станут причиной, по которой две детали не получится соединить встык.
  5. Внутренняя поверхность трубы очищается при помощи щетки или ершика. Это делается для того, чтобы обеспечить требуемую пропускную способность системы.
  6. В некоторых случаях пайка может проводиться только при предварительном нагреве заготовки. Для этого используется газовая горелка, которая имеет узконаправленное пламя. Вариант исполнения с баллоном со смесью пропана и бутана может прослужить в течение длительного периода.
Читайте также:  Ранние сорта помидоров для теплиц: томаты самоопыляемые, самые суперранние, супер ультраранние и раннеспелые

Чаще всего используются электрические паяльники, которые изготавливаются для обработки медных заготовок. Устройство может работать с мягким и твердым припоем. Работать с электрическим паяльником достаточно просто, достаточно включить его и выбрать требуемый температурный режим. Для разметки области пайки используется рулетка, маркер, строительный уровень.


Чаще всего используются электрические паяльники, которые изготавливаются для обработки медных заготовок. Устройство может работать с мягким и твердым припоем. Работать с электрическим паяльником достаточно просто, достаточно включить его и выбрать требуемый температурный режим. Для разметки области пайки используется рулетка, маркер, строительный уровень.

Припой и флюс: что это такое и для чего они нужны?

Припой – легкосплавный или твердосплавный металл или сплав на основе олова, меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, сурьмы и других составляющих, благодаря которым состав приобретает те или иные свойства. В процессе нагревания он переходит в жидкую форму. Припоем смазывают поверхности элементов, затем их соединяют между собой.

Он смешивается с основным материалом и после остывания твердеет, образуя прочное соединение. Температура плавления у припоя ниже, чем у материала соединяемых деталей, поэтому при его нагревании они не плавятся. Сплавы для пайки выпускают в виде проволоки, порошков, трубок, прутков, лент.

Важное условие получения прочного шва – качественная обработка соединяемых поверхностей. На них не должно быть жиров и оксидов металлов. Флюс – смесь жирных и органических кислот, масел и парафинов, которая удаляет загрязнения и обеспечивает надежную адгезию припоя к материалам детали. Он также препятствует образованию окислов непосредственно во время пайки, способствует равномерному распределению припоя, уменьшая поверхностное натяжение при его нанесении. Также флюс защищает соединяемые поверхности от воздействия окружающей среды.


Существует множество разновидностей припоя, имеющих различный состав, характеристики и назначение. В соответствии с основной классификацией они подразделяются на тугоплавкие или твердые, и легкоплавкие или мягкие. Основное их различие заключается в температуре плавления, чем и обусловлена разница в сферах применения.

Технические характеристики припоев ПОС и ПОССу

Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.

Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой для пайки ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.


Независимо от консистенции, флюс нужно наносить сразу после зачистки медного фрагмента. Если этот момент проигнорировать, металлическая поверхность опять покроется окислами и равномерно обработать ее не получится.

Как проходит пайка сложных металлов?

Не так уж она и отличается от соединения других металлов по своей технологии. Например, наш процесс – пайка меди и стали. Мы никуда не денемся от тщательной очистки поверхности от главного врага хороших швов – окисной пленки. Мы будем использовать флюсовую смесь для улучшения процесса пайки.

Таблица паяльных флюсов.

Между заготовками не забудем оставить зазор адекватно ширины – примерно 0,5 мм. Разогрев металлов нужно проводить также, без каких-либо новых нюансов. При достижении рабочего температурного уровня припой соединяем с деталями.

Затем конструкцию оставлять остывать максимально естественным образом. Вуаля, никаких новостей и секретов хозяйки медной горы. Где технологические нюансы, и о чем статья?

Нюанс, конечно, есть. Имя ему – припой для пайки меди. Все дело в его качестве и природе. Он великолепно подходит для работы как с медными заготовками, так и деталями из ее самых разнообразных сплавов, в которых партнерами выступают железо, никель, фосфор, олово, марганец и другие.

Все многочисленные варианты сплавов и их применения изложены в ГОСТе 52955 – 2008. Если в таких сплавах имеют место окислы, они без проблем убираются – в этом случае проблем при пайке медным припоем практически нет.

Если же «партнерские» металлы имеют свойства образовывать оксиды, с которыми флюсы для пайки меди справляются с трудом или вообще не справляются, то могут возникнуть проблемы.

Если говорить о типе соединений, то в пайке медных труб чаще всего применяется нахлесточный вид шва с шириной нахлеста не меньше 5-ти мм. Это не самый эстетичный вариант металлических соединений, но зато самый прочный и долговечный.

К счастью, в пайке можно формировать швы любой толщины без потреб качества, что никак не получится при сварке с помощью электрода. В зазор между заготовками медно фосфорный припой отлично втягивается, чтобы заполнить все возможные ниши и промежутки с образованием отличной герметичности соединения.


К счастью, в пайке можно формировать швы любой толщины без потреб качества, что никак не получится при сварке с помощью электрода. В зазор между заготовками медно фосфорный припой отлично втягивается, чтобы заполнить все возможные ниши и промежутки с образованием отличной герметичности соединения.

Добавить комментарий