Kā pagatavot čugunu ar elektrisko metināšanu: darba tehnoloģija un nepieciešamie materiāli

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Čuguns savā sastāvā ir dzelzs un oglekļa sakausējums, kurā var būt arī piemaisījumi un dažas leģējošas piedevas. Šo metālu plaši izmanto rūpniecībā dažādu nesošo detaļu un konstrukciju ražošanā. Lielākā daļa kanalizācijas stāvvadu un apkures radiatoru ir izgatavoti no čuguna dzīvojamās ēkās.

Augsts oglekļa saturs apgrūtina čuguna detaļu savienošanu savā starpā un ar citiem metāliem. Tehnoloģisko prasību pārkāpumi bieži izraisa pārkaršanu un līdz ar to arī metāla trausluma palielināšanos. Tāpēc, pirms ķerties pie čuguna konstrukciju savienošanas, ir rūpīgi jāizpēta, kā čugunu pagatavot ar elektrisko metināšanu, kā arī šāda darba veikšanai nepieciešamie materiāli un tehnoloģija.

Čuguna veidi

Čuguna sastāvā ir ne tikai ogleklis (2-6%) un dzelzs, bet arī mangāns (līdz 1%), silīcijs (3%), fosfors, sērs, kā arī piedevas leģēšanai - alumīnijs, vanādijs, hroms,magnijs, niķelis un dažas citas sastāvdaļas. Tās ir leģējošas vielas, kas piešķir materiālam cietību, izturību un elastību atkarībā no tā pielietojuma.

Čuguna elektriskā metināšana tiek veikta atkarībā no oglekļa formas un daudzuma, kas atrodas metālā kā grafīts vai cementīts. Tieši pēc šiem rādītājiem čuguns tiek iedalīts šādos veidos:

1. B altajam čugunam ir gaiša lūzuma virsmas krāsa, jo ogleklis šajā metālā ir cementīta forma. Šāda materiāla apstrāde ir sarežģīta tā augstās cietības dēļ.
2. Pelēkajā čugunā ogleklis ir grafīta formā. Pelēka metāla lūzuma virsma. Šis čuguns ir viegli apstrādājams, un tam ir labas liešanas īpašības.
3. B altā čuguna termiskā apstrāde pārvērš to kaļamā metālā, ko plaši izmanto inženierzinātnēs.
4. Puse čuguns satur oglekli cementīta un grafīta veidā. Šī attiecība nodrošina metālam augstu nodilumizturību.
5. Globulārais grafīts piešķir čugunam augstu izturību. Kaļamais čuguns tiek izmantots, lai izgatavotu kvalitatīvas caurules naftas un ūdens cauruļvadiem.

Čuguna metināšanas īpašības

Pirms atbildēt uz jautājumu, vai ir iespējams čugunu pagatavot ar elektrisko metināšanu, ir jāsaprot metāla savienošanas procesa īpatnības. Pēc savas struktūras, kā arī daudzām fizikālajām īpašībām čuguns pieder pie sakausējumiem, kas ir pakļauti ierobežotam metināšanas procesam.

Čuguna elektriskās metināšanas laikāmājās, jums jāpievērš uzmanība šādām šī procesa sarežģītībām:

1. Kvalitatīvas šuves veidošanās sarežģī čuguna sakausējuma šķidro raksturu.
2. Metināšanas temperatūras režīma neievērošana izraisa čuguna pārkaršanu. Tas liek ogleklim metinātajā vannā izdegt un tādējādi palielina poru veidošanos.
3. Arī elektriskā loka augstā temperatūra veicina čuguna balināšanu metināšanas vietā. Šis efekts metāla struktūras neviendabīguma dēļ izraisa šuves plaisāšanu.
4. Metināšanas procesā čuguns spēj oksidēties, radot ugunsizturīgu oksīdu, kura kušanas temperatūra ir daudz augstāka nekā oriģinālajam materiālam.

Lai izvairītos no visām šīm problēmām, metinot čugunu, atbildīgi jāizvēlas pareizais darbības režīms.

Čuguna sagatavošana metināšanai

Pirms čuguna metināšanas ar elektrisko metināšanu, nepieciešams sagatavot savienojamo virsmu malas. Virsmas iepriekšēju tīrīšanu var veikt gan manuāli, gan ar elektrisko instrumentu ar metāla saru uzgali.

Tālāk obligāti jānogriež malas līdz tukšam metālam, jo mājas darbnīcās čugunu ar elektrisko metināšanu ir daudz grūtāk pagatavot nekā tēraudu.

Defektīvās čuguna vietas tiek grieztas saskaņā ar šādiem noteikumiem:

• griešana tiek veikta stingri gar plaisu;
• necaurlaidīgās plaisas tiek izurbtas ar urbi, un pēc tam tās tiek nogrieztas līdzgalvenais materiāls;
• atkarībā no metāla biezuma, cauri plaisas tiek izgrieztas no divām vai vienas puses;
• ieteicams uzmetināt plāksteri uz cieši izvietotām plaisām, kurām jānosedz defekts par 15-20 mm no visām pusēm.

Pēc virsmas tīrīšanas un malu nogriešanas ir nepieciešams rūpīgi attaukot savienojumu ar acetonu vai šķīdinātāju.

Čuguna metināšanas pamatmetodes

Čugunu iespējams pagatavot gan ar elektrisko metināšanu, gan inertās gāzes vidē. Otro metodi galvenokārt izmanto neviendabīgu metālu savienošanai. Gāzes metināšanu visbiežāk izmanto kanalizācijas cauruļu remontdarbiem, kā arī auto detaļu restaurācijai.

Čugunu iespējams pagatavot ar elektrisko metināšanu gan karstu, ar sagatavju priekšsildīšanu, gan aukstu, nesildot savienojumu. Karsētā metināšana ir tehnoloģiski sarežģītāka nekā aukstā metināšana, tāpēc tās izmantošana sadzīves apstākļos ir nepraktiska.

Gāzes metināšana

Čuguna metināšana aizsarggāzu mākonī tiek izmantota, lai izveidotu augstas stiprības šuvi, kas tiek panākta nelielas metāla iespiešanās apstākļos. Darba gala rezultātam īpaši svarīga ir metinātāja praktiskā pieredze, kā arī pareizā režīma izvēle metinājuma izveidošanai.

Gāzes metināšanas procesu ieteicams veikt ar diviem degļiem. Tajā pašā laikā viens deglis nodrošinakrustojuma priekšsildīšana, bet otrā izkausē stiepli un tieši metina čuguna detaļas. Metināto detaļu dzesēšanai jābūt lēnai, tāpēc to bieži izmanto, lai pārklātu izstrādājumus ar smilšu vai azbesta slāni.

Karstās metināšanas čuguns

Čuguna izstrādājumu metināšana ar savienojamās virsmas malu priekšsildīšanu visbiežāk tiek veikta rūpniecības uzņēmumos. Apstrādājamo detaļu karsēšanu var veikt inertās krāsnīs, kā arī dažādos speciālos degļos.

Metināšanas vietas uzsildīšana līdz 600–650 ℃ novērš metāla nospriegošanas un pārkaršanas iespēju savienojuma vietā.

Metināšanas tehnoloģija ir šāda:

1. Notiek krustojuma sākotnējā sagatavošana.
2. Izstrādājums atrodas tā, lai būtu iespējams metināt ar šuves apakšējo pozīciju.
3. Metināšanas iekārta ir konfigurēta darbam ar taisnu polaritāti. Strāvas stiprums, metinot čugunu, ir iestatīts daudz augstāks nekā metinot tēraudu.
4. Detaļa tiek uzkarsēta līdz 300–600 grādu temperatūrai.
5. Šuves veidošanas procesā metināšanas baseinam jābūt piepildītam ar kausētu metālu. Šķidrumu kausējumu ieteicams maisīt ar elektroda galu.
6. Pēc metināšanas produktu labāk atstāt dzesēšanas krāsnī vai pārklāt ar siltumizolējošu materiālu. Lēna čuguna dzesēšana ir kvalitatīva savienojuma atslēga.

Protams, karstā dzelzs metināšanametode tiek uzskatīta par darbietilpīgu darbu, taču tieši tādi apstākļi ļauj iegūt šuvi bez defektiem un kvalitatīvi.

Aukstās metināšanas metode

Gadījumos, kad metinājumam netiek izvirzītas augstas prasības, iespējams mājās gatavot čugunu ar elektrisko metināšanu gan aukstu, gan ar nelielu karsēšanu.

Aukstās metināšanas tehnoloģiskās iezīmes ir šādas:

1. Metināšanas iekārta ir iestatīta uz minimālo jaudu, kas ir pieļaujama noteiktam elektroda biezumam, lai novērstu metāla pārkaršanu.
2. Metināšana tiek veikta ar apgrieztas polaritātes strāvu.
3. Metināšanas šuve jāveic 30-50 mm garumā.
4. Savienojuma pārkaršana tiek novērsta, pārtraucot vai pabīdot šuvi.
5. Veicot daudzslāņu metināšanu, katra šuve ir jāk alta ar āmuru.

Čuguna savienojuma kvalitāte ir pilnībā atkarīga no pareizas elektrodu izvēles.

Elektrodi čuguna metināšanai

Čugunu iespējams pagatavot ar elektrisko metināšanu gan ar čuguna elektrodu, gan ar niķeli vai varu saturošiem izstrādājumiem. Ogleklis nesavienojas ar šiem krāsainajiem metāliem, tāpēc metinātajā šuvē neveidojas b altais čuguns. Visbiežāk metināšana ar šādiem elektrodiem tiek veikta vairākos posmos, ar pārtraukumu dzesēšanai.

Čuguna izstrādājumu elektriskajai metināšanai tiek izmantoti šādi čuguna elektrodi:

• OZCH-2 un OZCH-6 - elektrodi uz vara un dzelzs bāzes, kurus izmanto pelēko vai metināšanaikaļamais čuguns;
• OZZHN-1 - šī šķira satur dzelzi un niķeli, ļoti efektīva kaļamā čuguna gadījumā;
• MNCH-2 - šie izstrādājumi satur varu, niķeli un dzelzi, piemēroti visu veidu čuguna metināšanai.

Metināšanas drošības pamati

Metināšana ir klasificēta kā paaugstināts risks metinātāja veselībai. Tāpēc drošības noteikumu ievērošana, metinot čugunu, ir darba priekšnoteikums.

Galvenie drošības pasākumi ietver:

• visi darbi jāveic, izmantojot individuālos aizsardzības līdzekļus (masku, cimdus, speciālo tērpu un apavus);
• metināšana jāveic labi vēdināmā vietā;
• metināšanas iekārtas jāuztur labā stāvoklī;
• Elektroiekārtām jābūt pareizi iezemētām.

Čuguns attiecas uz metāliem, kuru tehnoloģija ir grūti metināma. Tāpēc, pirms turpināt čuguna izstrādājumu savienošanas procesu, ir rūpīgi jāizpēta galvenās nianses šāda darba kvalitatīvai veikšanai.