Jak gotować żeliwo przez spawanie elektryczne: technologia pracy i niezbędne materiały

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Żeliwo w swoim składzie jest stopem żelaza i węgla, który może również zawierać zanieczyszczenia i niektóre dodatki stopowe. Metal ten jest szeroko stosowany w przemyśle do produkcji różnych części i konstrukcji nośnych. Większość pionów kanalizacyjnych i grzejników jest wykonywana z żeliwa w budynkach mieszkalnych.

Wysoka zawartość węgla utrudnia łączenie części żeliwnych ze sobą iz innymi metalami. Naruszenie wymagań technologicznych często prowadzi do przegrzania, a tym samym do wzrostu kruchości metalu. Dlatego przed przystąpieniem do łączenia konstrukcji żeliwnych konieczne jest dokładne przestudiowanie sposobu gotowania żeliwa za pomocą spawania elektrycznego, a także niezbędnych materiałów i technologii do wykonywania takich prac.

Rodzaje żeliwa

Skład żeliwa obejmuje nie tylko węgiel (2-6%) i żelazo, ale także mangan (do 1%), krzem (3%), fosfor, siarkę, a także dodatki stopowe - aluminium, wanad, chrom,magnez, nikiel i kilka innych składników. To substancje stopowe nadają materiałowi twardość, wytrzymałość i ciągliwość, w zależności od jego zastosowania.

Spawanie elektryczne żeliwa odbywa się w zależności od formy i ilości węgla, który znajduje się w metalu jako grafit lub cementyt. Zgodnie z tymi wskaźnikami żeliwo dzieli się na następujące typy:

1. Białe żeliwo ma jasny kolor powierzchni pęknięcia, ponieważ węgiel w tym metalu jest formą cementytu. Obróbka takiego materiału jest trudna ze względu na jego dużą twardość.
2. W żeliwie szarym węgiel ma postać grafitu. Szara powierzchnia pęknięcia metalu. To żeliwo jest łatwe w obróbce i ma dobre właściwości odlewnicze.
3. Obróbka cieplna białego żeliwa zamienia go w plastyczny metal, który jest szeroko stosowany w inżynierii.
4. Żeliwo połówkowe zawiera węgiel w postaci cementytu i grafitu. Ten stosunek zapewnia metalowi wysoką odporność na zużycie.
5. Globularny grafit nadaje żeliwu wysoką wytrzymałość. Żeliwo sferoidalne jest używane do produkcji wysokiej jakości rur do rurociągów naftowych i wodnych.

Cechy spawania żeliwa

Przed udzieleniem odpowiedzi na pytanie, czy możliwe jest gotowanie żeliwa za pomocą spawania elektrycznego, konieczne jest zrozumienie cech procesu łączenia metali. Ze względu na swoją strukturę, a także wiele właściwości fizycznych, żeliwo należy do stopów, które podlegają ograniczonemu procesowi spawania.

Podczas spawania elektrycznego żeliwa ww domu należy zwrócić uwagę na następujące zawiłości tego procesu:

1. Tworzenie wysokiej jakości spoiny komplikuje płynną naturę stopu żeliwa.
2. Nieprzestrzeganie reżimu temperaturowego spawania prowadzi do przegrzania żeliwa. Powoduje to wypalanie się węgla w jeziorku spawalniczym, a tym samym zwiększa tworzenie się porów.
3. Ponadto wysoka temperatura łuku elektrycznego przyczynia się do wybielania żeliwa w miejscu spawania. Efekt ten, ze względu na niejednorodność struktury metalu, prowadzi do pękania szwu.
4. Podczas procesu spawania żeliwo może się utleniać, tworząc ogniotrwały tlenek, którego temperatura topnienia jest znacznie wyższa niż w przypadku oryginalnego materiału.

Aby uniknąć wszystkich tych problemów podczas spawania żeliwa, musisz odpowiedzialnie wybrać odpowiedni tryb pracy.

Przygotowanie żeliwa do spawania

Przed spawaniem żeliwa metodą spawania elektrycznego konieczne jest przygotowanie krawędzi łączonych powierzchni. Wstępne czyszczenie powierzchni można przeprowadzić zarówno ręcznie, jak i elektronarzędziem z dyszą z metalowego włosia.

Następnie konieczne jest przycięcie krawędzi do gołego metalu, ponieważ znacznie trudniej jest gotować żeliwo przez spawanie elektryczne w warsztatach domowych niż stal.

Wadliwe miejsca z żeliwa są wycinane zgodnie z następującymi zasadami:

• cięcie odbywa się ściśle wzdłuż szczeliny;
• pęknięcia nieprzelotowe są wiercone wiertłem, a następnie wycinane dogłówny materiał;
• w zależności od grubości metalu szczeliny przelotowe wycinane są z dwóch lub jednej strony;
• zaleca się przyspawanie łaty na blisko rozmieszczonych rysach, która powinna zakryć ubytek o 15-20 mm ze wszystkich stron.

Po oczyszczeniu powierzchni i przycięciu krawędzi należy dokładnie odtłuścić spoinę acetonem lub rozpuszczalnikiem.

Podstawowe metody spawania żeliwa

Możliwe jest gotowanie żeliwa zarówno przez spawanie elektryczne, jak i w środowisku gazu obojętnego. Druga metoda stosowana jest głównie do łączenia metali niejednorodnych. Spawanie gazowe jest najczęściej wykorzystywane do napraw rur kanalizacyjnych, a także renowacji części samochodowych.

Możliwe jest gotowanie żeliwa przez spawanie elektryczne zarówno na gorąco, z podgrzewaniem przedmiotów obrabianych, jak i na zimno, bez podgrzewania złącza. Spawanie na gorąco jest technologicznie bardziej złożone niż spawanie na zimno, dlatego jego zastosowanie w warunkach domowych jest niepraktyczne.

Spawanie gazowe

Spawanie żeliwa w chmurze gazu ochronnego służy do tworzenia spoiny o wysokiej wytrzymałości, którą uzyskuje się pod warunkiem niewielkiej penetracji metalu. Praktyczne doświadczenie spawacza, a także wybór odpowiedniego trybu wykonania spoiny ma szczególne znaczenie dla końcowego efektu pracy.

Zaleca się, aby proces spawania gazowego był wykonywany przy użyciu dwóch palników. W tym samym czasie jeden palnik zapewniapodgrzewanie złącza, a drugie topi drut i bezpośrednio spawa części żeliwne. Chłodzenie spawanych części musi być powolne, dlatego często stosuje się je do pokrywania produktów warstwą piasku lub azbestu.

Żeliwo do spawania na gorąco

Spawanie wyrobów żeliwnych ze wstępnym podgrzewaniem krawędzi łączonych powierzchni odbywa się najczęściej w przedsiębiorstwach przemysłowych. Ogrzewanie obrabianych przedmiotów może odbywać się w piecach obojętnych, a także w różnych specjalnych palnikach.

Podgrzanie miejsca spawania do temperatury 600–650℃ eliminuje możliwość naprężenia i przegrzania metalu na spoinie.

Technologia spawania jest następująca:

1. Wstępne przygotowania do skrzyżowania w toku.
2. Produkt jest umieszczony w taki sposób, że możliwe jest spawanie z dolną pozycją szwu.
3. Spawarka jest skonfigurowana do pracy z biegunowością prostą. Natężenie prądu podczas spawania żeliwa jest ustawione znacznie wyżej niż podczas spawania stali.
4. Część jest podgrzewana do temperatury 300–600 stopni.
5. Jezioro spawalnicze musi być wypełnione stopionym metalem podczas procesu tworzenia szwu. Zaleca się mieszanie stopionej cieczy końcówką elektrody.
6. Po spawaniu lepiej pozostawić produkt w piecu chłodzącym lub przykryć go materiałem termoizolacyjnym. Powolne chłodzenie żeliwa jest kluczem do wysokiej jakości połączenia.

Oczywiście, spawanie gorącym żelazkiemmetoda jest uważana za pracochłonną, ale to właśnie takie warunki umożliwiają uzyskanie szwu bez wad i wysokiej jakości.

Metoda zgrzewania na zimno

W przypadkach, gdy spawowi nie stawiane są wysokie wymagania, możliwe jest gotowanie żeliwa przez spawanie elektryczne w domu, zarówno na zimno, jak i przy lekkim podgrzaniu.

Technologie spawania na zimno są następujące:

1. Spawarka jest ustawiona na minimalną moc dozwoloną dla określonej grubości elektrody, aby zapobiec przegrzaniu metalu.
2. Spawanie odbywa się na prądzie o odwrotnej polaryzacji.
3. Spawanie powinno być wykonywane w długościach 30-50 mm.
4. Przegrzanie połączenia można wyeliminować poprzez przerwanie lub rozłożenie szwu.
5. W przypadku spawania wielowarstwowego każdy szew musi być kuty młotkiem.

Jakość połączenia żeliwnego zależy całkowicie od prawidłowego doboru elektrod.

Elektrody do spawania żeliwa

Możliwe jest gotowanie żeliwa przez spawanie elektryczne zarówno z elektrodą do żeliwa, jak iz produktami zawierającymi nikiel lub miedź. Węgiel nie łączy się z tymi metalami nieżelaznymi, dzięki czemu w spoinie nie tworzy się żeliwo białe. Najczęściej spawanie takimi elektrodami odbywa się w kilku etapach, z przerwą na schłodzenie.

Do spawania elektrycznego wyrobów żeliwnych używane są następujące elektrody do żeliwa:

• OZCH-2 i OZCH-6 - elektrody na bazie miedzi i żelaza, które służą do spawania szarego lubżeliwo sferoidalne;
• OZZHN-1 - ten gatunek zawiera żelazo i nikiel, bardzo skuteczny w przypadku żeliwa sferoidalnego;
• MNCH-2 - te produkty zawierają miedź, nikiel i żelazo, odpowiednie do spawania wszystkich rodzajów żeliwa.

Podstawy bezpieczeństwa spawania

Spawanie jest klasyfikowane jako zwiększone zagrożenie dla zdrowia spawacza. Dlatego przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa podczas spawania żeliwa jest warunkiem koniecznym do pracy.

Kluczowe środki ostrożności obejmują:

• wszystkie prace muszą być wykonywane przy użyciu środków ochrony osobistej (maski, rękawiczek, specjalnego kombinezonu i butów);
• spawanie musi odbywać się w dobrze wentylowanym pomieszczeniu;
• Sprzęt spawalniczy musi być utrzymywany w dobrym stanie;
• Sprzęt elektryczny musi być odpowiednio uziemiony.

Żeliwo odnosi się do metali, które są trudne do spawania w technologii. Dlatego przed przystąpieniem do procesu łączenia produktów żeliwnych konieczne jest dokładne przestudiowanie głównych niuansów wysokiej jakości wykonania takiej pracy.