Prędzej czy później każdy spawacz napotka różne produkty żeliwne. Ten materiał jest dość kruchym stopem o wysokiej przewodności cieplnej. Podobnie jak stal, żeliwo jest stopem węgla z żelazem. Różnica między nimi jest w wysokości pierwszej. Jeśli stal zawiera około 2, 14% węgla, to w żelazie jej zawartość może osiągnąć 6, 65%. To właśnie powoduje niską ciągliwość, słabą ciągliwość i trudną spawalność tego materiału. Następnie rozważymy, jak gotować żeliwo.

Schemat spawania na gorąco.
Cechy spawania żeliwa
Żeliwo jest szeroko rozpowszechnionym materiałem budowlanym, który ma stosunkowo niski koszt, dobrą obrabialność i doskonałe właściwości odlewnicze. Jednak niektóre z jego funkcji sprawiają, że spawanie jest bardzo trudne, a mianowicie:
- Wysoka tendencja do pękania. Wynika to z jego niejednorodności oraz z procesów bielenia i utwardzania, które występują w strefie wpływu ciepła podczas chłodzenia gorącego materiału.
- Wysoka płynność stopionego materiału, co znacznie komplikuje tworzenie wysokiej jakości spoiny.
- Wypalenie węgla podczas obróbki cieplnej, co prowadzi do powstawania porów.
- Podczas spawania powstają ogniotrwałe kwasy, które mają wyższą temperaturę topnienia niż żeliwo.
Powyższe cechy tego materiału sprawiają, że jego spawanie jest nie tylko trudne, ale nie zawsze przewidywalne w odniesieniu do wyniku końcowego. Jest to szczególnie zauważalne w domu, gdy żeliwo nieznanej marki jest zgrzewane niezgodnie z procesem technologicznym. Nikt nie jest odporny na to, że po utworzeniu pęknięcia szwu nastąpi na nim.
Przygotowanie do pracy
Aby samodzielnie spawać żelazko, należy przygotować takie narzędzia i materiały:

Klasyfikacja metod spawania.
- spawarka;
- koło ścierne z elastycznym wałkiem;
- dłuto;
- wiertarka elektryczna z zestawem wierteł do metalu;
- dłuto;
- nagrzewnica indukcyjna (lampa lutownicza lub palnikowa);
- żeliwne elektrody spawalnicze.
Przed spawaniem żeliwa konieczne jest odpowiednie przygotowanie złączy poszczególnych części. Krawędzie są cięte za pomocą przenośnego koła szmerglowego z elastycznym wałkiem lub dłutem. Aby uniknąć łuszczenia się materiału, konieczne jest cięcie go cienkimi warstwami (grubość wiórów nie powinna przekraczać 1, 0 mm). Wadliwe obszary są traktowane do czyszczenia metalu za pomocą wierteł, dłut, stożków, skrobaków, których wielkość zależy od wielkości wady.
Podczas przygotowywania i cięcia wadliwego miejsca należy przestrzegać pewnych warunków:

Opcje dla połączeń spawanych.
- Cięcie odbywa się dokładnie wzdłuż pęknięcia.
- W zależności od grubości żelaza i wygody, przez pęknięcia są cięte z jednej lub dwóch stron. Miejsca końca pęknięć przed wierceniem.
- Jednostronne pęknięcia w odległości 9 mm od ich końców są wiercone wiertłem, którego średnica powinna być o kilka milimetrów większa niż szerokość wady, po czym są cięte na pełny metal.
- W przypadku pęknięć umieszczonych blisko siebie należy spawać łatę w taki sam sposób, jak podczas zamykania otworów.
Podczas zaparzania otworów naprawiamy ich krawędzie wyrównane z dłutem. Następnie powierzchnia produktu jest czyszczona za pomocą koła ściernego w odległości 20-30 mm od krawędzi otworu. Następnie wytnij wymaganą grubość i kształt łaty ze stali niskowęglowej. Powinna zakrywać otwór 16-22 mm ze wszystkich stron.
Aby zmniejszyć naprężenia występujące w materiale podczas spawania, krawędzie łaty są składane 25-30 °. Następnie łata jest umieszczana na uszkodzonym miejscu i spawana elektroda nakłada się.
Metody spawania żeliwa

Spawanie łukiem elektrycznym.
Spawanie żeliwa stosowane jest w produkcji konstrukcji spawanych lub w pracach naprawczych. W zależności od warunków pracy produktu, na spawach nakłada się różne wymagania: od dekoracyjnego osadzania małych wad zewnętrznych do uzyskania wysokiej jakości spoin, których wytrzymałość nie powinna być gorsza niż metal podstawowy.
Żeliwo można spawać za pomocą spawania łukowego za pomocą elektrody węglowej lub metalowej, urządzenia gazowego lub w inny sposób. W większości przypadków wybór konkretnej metody zależy od stanu spawanego elementu. W zależności od temperatury podgrzewania, spawanie żeliwa dzieli się na:
- zimno
- gorąco.
Pierwszy typ jest stosowany do eliminacji małych lub średnich defektów, gdy pęknięcia są małe, a także w przypadku, gdy osadzony materiał nie może być żeliwa z różnych powodów. Podczas spawania na zimno nie jest konieczne wstępne podgrzewanie części.
Spawanie na gorąco jest stosowane, gdy spawanym metalem jest żeliwo, które w swojej charakterystyce działania jest podobne do głównego materiału części.
Spawanie gorącym żelazem
Technologia takiego spawania jest znacznie bardziej skomplikowana niż metoda zimna, ale może być stosowana do zmniejszenia ryzyka pęknięcia szwu prawie do zera. Przed spawaniem konieczne jest równomierne ogrzanie powierzchni części, ponieważ główną przyczyną pęknięć jest duża różnica temperatur między spoiną a podstawą.
Przed obróbką cieplną produktu musi być dobrze umocowany w sztywnej ramie, aby zmniejszyć naprężenia, co może prowadzić do pojawienia się pęknięć.
Produkt żeliwny jest podgrzewany za pomocą indukcyjnych urządzeń grzewczych z prądami o częstotliwości 50 Hz. Jeśli takie urządzenie nie jest dostępne, możesz użyć klaksonu, lampy lutowniczej lub ognistej pochodni. Schemat spawania na gorąco.
Przy uszczelnianiu defektów na krawędziach produktu lub spawaniu przez pęknięcia lepiej jest stosować formy grafitowe, które zapobiegają wydostawaniu się ciekłego materiału z jeziorka spawalniczego. Przed spawaniem konieczne jest jakościowe przygotowanie wadliwego miejsca, czyli oczyszczenie go z kurzu, brudu i oddzielenie części w celu utworzenia wnęk, co pozwala na lepszy dostęp do miejsca spawania.
W procesie pracy należy ściśle przestrzegać procesu technologicznego: obserwować objętość stopionego żelaza i mieszać ją z końcem pręta wlewowego lub elektrody. Chłodzenie produktu powinno być stopniowe, nie pozwalając na szybkie chłodzenie. Małe przedmioty mogą chłodzić od 4 godzin do 2 dni, a duże do 5-6 dni.
Spawanie na zimno elektrodami
Do jakościowego spawania na zimno należy stosować specjalne elektrody na bazie miedzi lub niklu. Miedź nie reaguje z węglem i nie rozpuszcza się w żelazie, więc szew spawalniczy jest nierównomierny, przy obecności wysokowytrzymałego żelaza wysokowęglowego.
Nikiel rozpuszcza się w żelazie, nie tworzy związków z węglem, a zatem praktycznie nie ma sekcji bielonego żeliwa, a osadzony materiał ma niewielką wytrzymałość i jest łatwy w obróbce.
Obecnie istnieje duża liczba różnych rodzajów elektrod do żeliwa: żelazo miedzi, żelazo-nikiel, żelazo-miedź-nikiel. Najczęściej spotykane typy elektrod są przedstawione w tabeli.
Marka | Średnica, mm | Rodzaj metalu spoiny | Cel |
OZCH-2 | 3; 4; 5 | Stop na bazie miedzi | Eliminacja wad elementów żeliwa sferoidalnego i szarego |
OZCH-6 | 2; 2, 5; 3; 4; 5 | Stop na bazie miedzi | Spawanie elementów cienkościennych z żeliwa sferoidalnego i szarego |
MNCH-2 | 3; 4; 5; 6 | Miedź-nikiel | Elementy spawalnicze z żeliwa sferoidalnego, o wysokiej wytrzymałości i szarego |
OZZHN-1 | 2, 5; 3; 4; 5 | Nikiel żelazny | Spawanie materiału o wysokiej wytrzymałości i szarym |
OZZHN-2 | 3 | Nikiel żelazny | Spawanie materiału o wysokiej wytrzymałości i szarym |
OZCH-3 | 2, 5; 3; 4; 5 | Stop na bazie niklu | Spawanie elementów z żeliwa szarego i sferoidalnego |
OZCH-4 | 2, 5; 3; 4; 5 | Stop na bazie niklu | Spawanie elementów z żeliwa szarego i sferoidalnego |
Elektrody te umożliwiają wykonywanie prac spawalniczych nie tylko na powierzchniach dolnych, ale także pionowych. Metoda spawania za pomocą specjalnych elektrod jest wskazana w instrukcjach dla nich. Są one używane głównie przy pracy z prądem stałym o odwrotnej polaryzacji. Główną zasadą spawania żeliwa jest to, że podczas wykonywania prac konieczne jest stopienie metalu w jak najmniejszym stopniu. W tym celu zaleca się stosowanie małego prądu i elektrod o małej średnicy. Po nałożeniu każdego szwu należy zrobić przerwę w celu obniżenia temperatury produktu do 45–65 ° C.
Spawanie żeliwa za pomocą elektrod stalowych
Ta metoda spawania jest najtańsza, ale w wielu przypadkach daje słabą jakość spoiny. Wynika to z faktu, że stal spawana ma słabe sprzężenie z żeliwem z powodu różnej kurczliwości.
Podczas spawania elektrodami stalowymi, z powodu penetracji żelaza, zawartość węgla w stopiwie jest bardzo wysoka (1, 1-1, 8%). Materiał walca, skierowany na żeliwo, jest utwardzoną stalą wysokowęglową o wysokiej zawartości manganu, krzemienia, a czasami siarki, fosforu i innych substancji, które są przenoszone z żelaza.
Szybkie chłodzenie prowadzi do zwiększenia wytrzymałości osadzonego materiału i metalu w strefie bliskiej spawania. Pomiędzy metalem spoiny a podstawą tworzy się warstwa bielonego żeliwa o szerokości około 1 mm, a następnie szersza warstwa utwardzonego żeliwa. Szew spawalniczy wykonany elektrodą stalową nie podlega dalszej obróbce za pomocą narzędzia tnącego. Trzecia warstwa to materiał elektrody.
Niektórzy spawacze używają innych technik do spawania produktów żeliwnych, ale metody wymienione powyżej są najbardziej skuteczne. Znając wszystkie technologiczne niuanse spawania, możesz stworzyć niezawodne połączenie, które pozwoli Ci używać produktu przez długi czas.