Сварочные работы по металлу: полуавтомат,
электрод, аргон, наплавка и ремонт трещин

Какие сварочные работы берём

Работаем по чертежу, эскизу и образцу, делаем единичные детали и серии. Чаще всего заказ приходит как «сделайте узел» или «почините вот это», и сварка оказывается одной из операций. Ниже то, что реально идёт в работу.

Сварные изделия на заказ и конструкции целиком считаем на странице изготовление металлоконструкций, ремонт машин с разборкой и подгонкой по ремонту узлов оборудования.

Материалы и толщины

Толщина определяет всю технологию. До 3-4 мм шов кладут за один проход без разделки, дальше идёт разделка и два-три прохода, на толстом металле слои с межслойной зачисткой. Чем толще металл, тем важнее подогрев: холодная масса детали выдёргивает тепло из шва, металл остывает рывком и трескается.

Марки ведут себя по-разному. Ст3 и 09Г2С варятся легко. Сталь 45 и 40Х склонны к закалочным трещинам в околошовной зоне, их греют до 200-300 градусов и медленно охлаждают, а после сварки отпускают: детали с термообработкой делаем со своей печью и ТВЧ.

Сварка чугуна и её особенности

Чугун варить тяжело, и честнее сказать об этом сразу. Углерода много, пластичности мало, при нагреве и быстром остывании в зоне шва образуется отбел, твёрдая хрупкая структура, которая трескается и не берётся инструментом. Сварка чугуна это не «взял и заварил», а набор приёмов.

• Холодная сварка. Никелевые электроды, участки по 20-40 мм, проковка шва сразу после наложения, охлаждение до тёплого перед следующим участком. Так снимается напряжение и деталь не ведёт.
• Горячая сварка. Деталь греют до 500-600 градусов, заваривают и медленно охлаждают в термосе или печи. Для ответственных и толстостенных корпусов.
• Шпильковка. В разделку по резьбе ввёртывают стальные шпильки и обваривают, шов получает механическое сцепление. Для нагруженных и крупных разломов.
• Разделка обязательна. Трещину вскрывают на всю глубину, концы засверливают, чтобы она не побежала дальше.
• Обработка после. Никелевый шов мягче чугуна, режется и фрезеруется нормально, поэтому посадочное место или плоскость выводят в размер.

Когда деталь разбита в мелочь или трещина идёт по посадочному месту, разумнее изготовить новую: смотрите детали из чугуна. Решение принимаем по фото и характеру разлома, а не заочно.

Ремонт трещин и восстановление сломанных деталей

Ремонт сваркой начинается не с дуги, а с вопроса «почему она треснула». Если трещина усталостная и пошла от концентратора, заварить её мало: через месяц она вернётся рядом со швом. Поэтому вместе с заваркой ставим накладку или убираем острый угол, из которого пошла трещина.

• Трещины в корпусах и картерах. Заваривают почти всегда, при необходимости с подогревом и обработкой плоскости.
• Обломанные уши и кронштейны. Восстанавливают приваркой новой проушины из листа с разделкой и косынками.
• Трещины в рамах и станинах. Заваривают по месту, усиливают накладкой, снимают напряжение местным нагревом.
• Разбитые отверстия. Заваривают и засверливают заново либо растачивают под ремонтную втулку, смотрите расточные работы.
• Сорванная резьба. Заваривают и нарезают заново по чертежу, при нужде ставят вставку.

Когда заварить нельзя: трещина по нагруженному посадочному месту, разлом со смещением и утратой кусков, закалённая сталь в ответственном узле. Тогда честнее сделать новую деталь.

Деформации после сварки и как их снимают

Металл при сварке греется локально и остывает неравномерно: шов сжимается, тянет за собой соседний металл, деталь ведёт. Это физика, её можно только учесть заранее. Тонкий лист выгибает волной, длинную балку тянет саблей, короб уводит винтом, плоскость с односторонним швом загибает в сторону шва.

• Обратный выгиб. При сборке деталь отгибают в сторону, противоположную будущей усадке. Самый дешёвый способ.
• Порядок швов. Варим вразбежку, обратноступенчато, симметрично относительно оси, а не подряд от края до края.
• Жёсткая оснастка. Кондуктор, струбцины, распорки и рёбра держат геометрию в момент остывания.
• Меньше металла в шве. Лишний катет это лишняя усадка. Катет назначают по расчёту, а не «побольше, чтобы наверняка».
• Правка. Механическая на прессе для листа и балок, термическая местным нагревом для тонкостенных конструкций.
• Отпуск для снятия напряжений. Нагрев до 550-650 градусов с выдержкой и медленным охлаждением, перед финальной обработкой.

На ответственных корпусах и плитах порядок такой: сварка, отпуск, только потом чистовая механообработка. Поменяете шаги местами, и точный размер уйдёт при снятии напряжений.

Механообработка после сварки

Это то, чем цех со станками отличается от бригады со сваркой в гараже. У нас HAAS ST-10 и DMG CTX 310 в токарной группе, HAAS VM3 и PUMA во фрезерной, поэтому сварной узел не заканчивается на шве.

• Проточка сварных тел вращения: обечайки, барабаны, втулки с приваренными фланцами, сварные валы.
• Расточка соосных отверстий в сварном корпусе за одну установку, чтобы подшипники встали без перекоса.
• Фрезеровка привалочных плоскостей после того, как конструкция отпущена и выправлена.
• Сверловка и нарезка резьбы по готовому узлу, смотрите нарезку резьбы.
• Зачистка швов под покраску, шлифовка заподлицо там, где это нужно по виду или санитарным требованиям.
• Покрытия: грунт и эмаль, цинкование, хромирование по запросу.

Порядок операций закладываем при расчёте: раскрой, гибка, сварка, снятие напряжений, правка, чистовая обработка, покрытие. Пропуск любого шага всплывает потом в виде уплывшего размера.