Spawanie żeliwa - wszystko na temat żeliwa

Żeliwo to stop żelaza z węglem, a także dodatkami stopowymi lub pierwiastkami pochodzącymi z procesu metalurgicznego. To bardzo trwały i odporny na korozję materiał, który wykorzystuje się do produkcji m.in. garnków, mebli ogrodowych, elementów dekoracyjnych czy nawet śrub i włazów. Jak spawać żeliwo? Dlaczego mówi się, że jest to trudne?

Jakie są rodzaje żeliwa?

Żeliwo jest uznawane za najlepszy metal do wytopu, a niska kurczliwość oraz duża płynność sprawiają, że podczas odlewania jest ono bardzo wydajne. Warto wiedzieć, że wyróżnia się kilka rodzajów tego stopu żelaza z węglem (w zależności od składu chemicznego):

• Żeliwo białe - jest twarde, a jednocześnie kruche, można je tylko szlifować. Przetwarza się je głównie po to, aby otrzymać odmianę plastyczną, a w jego składzie chemicznym znajduje się: ledeburyt, perlit i cementyt. Z białego żeliwa wykonuje się m.in. klocki hamulcowe.
• Żeliwo szare - jest miękkie i dobrze nadaje się do przetwarzania, to stop żelaza, węgla (w postaci grafitu) i krzemu, w składzie którego jest siarka, fosfor i mangan. Wykorzystuje się je do produkcji wanien, grzejników, części pieców oraz maszyn.
• Żeliwo połowiczne - nazywane też żeliwem pstrym, znajdujący się w nim węgiel występuje zarówno w postaci grafitu, jak i cementytu. Ma ono właściwości pośrednie między żeliwem białym i szarym.
• Żeliwo stopowe - zawiera dodatki stopowe, takie jak nikiel, aluminium, krzem czy chrom. Dzięki temu można modyfikować jego chemiczne i fizyczne właściwości.

Żeliwo jest uznawane za trudno spawalne, a białe i niektóre gatunki stopowe za niespawalne. Wynika to z dużej zawartości węgla i kruchości materiału. Chcąc podjąć się spawania żeliwa, należy dobrać właściwą metodę, inaczej uzyskanie oczekiwanych rezultatów nie będzie możliwe.

Migomaty w sklepie spawalniczym allweld.pl

Jak prawidłowo spawać żeliwo?

Przeznaczone do spawania żeliwo trzeba odpowiednio przygotować. Wymagane jest usunięcie zanieczyszczeń z powierzchni łączonych oraz przylegającego obszaru odlewu. Spawanie nieoczyszczonego odlewu przyczynia się do powstawania pęcherzy i porów w spoinie, a także niemetalicznych wtrąceń. Aby naprawić pęknięte żeliwo, najpierw należy na obu końcach pęknięcia wywiercić otwory o średnicy minimum 5 mm, to zapobiegnie jego powiększeniu. Konieczne jest też usunięcie żeliwa wzdłuż pęknięcia w taki sposób, żeby powstał rowek spawalniczy pozwalający na właściwe manewrowanie uchwytem lub elektrodą. Do spawania należy dobrać odpowiednie spoiwo. Trzeba przy tym wziąć pod uwagę:

• rodzaj żeliwa,
• metodę spawania,
• podatność spoiny na obróbkę mechaniczną,
• dopasowanie spoiny do odlewu pod względem koloru,

Spawanie żeliwa na zimno

Spawanie żeliwa na zimno wykorzystuje się przede wszystkim podczas naprawy ciężkich i dużych odlewów, a także w sytuacji, gdy dopuszczalny jest wzrost twardości spoiny oraz części odlewu. Podczas spawania utrzymywana jest temperatura na poziomie 60-70 st. C, w odległości ok. 100 mm od jeziorka jest to 30-40 st. C. Spawanie na zimno odbywa się bez wstępnego podgrzewania stopu, z użyciem metody MMA, MIG MAG lub TIG. Decydując się na takie rozwiązanie, należy ustawić możliwie jak najmniejsze parametry prądowe i układać krótkie spoiny, żeby odlew nie nagrzewał się powyżej 70 st. C. Zaleca się, aby długość jednego odcinka spoiny wynosiła maksymalnie 20 lub 30 mm. Pierwszy należy ułożyć na środku pęknięcia, następne na obu końcach i wykonywać je naprzemiennie do momentu zrobienia całego ściegu.

Przy spawaniu żeliwa na zimno trzeba przerwać pracę każdorazowo po ułożeniu odcinka spoiny i lekko przekuć ją młotkiem. Do tej metody stosowane są drogie spoiwa niklowe, niklowo-miedziane lub żelazowo-niklowe, niekiedy używane jest też spoiwo stalowe.

Spawanie żeliwa na gorąco

Spawanie żeliwa na gorąco jest wykorzystywane przy naprawach odlewów mających wysokie wymagania co do struktury i stałości kształtu. Najpierw materiał jest podgrzewany nawet do 700 st. C. Aby nie dochodziło do utleniania się powierzchni, odlew pokrywany jest gęstym roztworem wapna lub kredy (usuwa się go bezpośrednio przed spawaniem za pomocą drucianej szczotki). Chcąc uniknąć popękania żeliwa w wyniku oddziaływania wysokiej temperatury, szybkość podgrzewania wstępnego nie powinna przekraczać 100 st. C na godzinę. Przeważnie wykorzystuje się do tego palenisko opalane gazem lub węglem drzewnym. Jeśli są to małe elementy, można podgrzać je przy użyciu acetylenowo-tlenowego płomienia.

Zobacz promocje w sklepie spawalniczym Allweld

Spawanie na gorąco odbywa się w pozycji podolnej, prądem stałym o dużym natężeniu. Odlewy spawa się gazowo, z wykorzystaniem metody TIG (w osłonie gazu obojętnego, elektrodą nietopliwą) lub łukowo, elektrodami otulonymi EZO. Wybierając spawanie na gorąco, możliwe jest uzyskanie mniejszego wtopienia, stopiwo miesza się z odlewem. Szybkość stygnięcia złącza jest mniejsza, w efekcie czego strefa wpływu ciepła jest szersza i znajdują się w niej struktury o mniejszej twardości. Po spawaniu odlew jest ponownie podgrzewany do wysokiej temperatury (500 - 600 st. C), aby usunąć naprężenia. Później należy go powoli studzić, zalecana prędkość chłodzenia to maksymalnie 50 st. C na godzinę.

Lutospawanie żeliwa

W przypadku żeliwa można wykorzystać też lutospawanie. Polega ono na wykonaniu połączenia spoiwem na osnowie miedzi, której temperatura topnienia jest niższa od temperatury topnienia żeliwnego odlewu. Do nagrzewania materiału stosuje się palnik tlenowo-acetylenowy, a sam proces lutospawania odbywa się z użyciem metody TIG lub MAG. Żeliwo nie ulega nadtopieniu, gdyż spoiwo zwilża ścianki rowka. Do lutospawania gazowego używane są spoiwa mosiężne, czasami z dodatkiem np. krzemu lub manganu, a także topniki typu boraksowego. Z kolei do lutospawania łukowego MAG wykorzystywane są spoiwa brązowe, a gazem osłonowym jest mieszanka argonu z niewielką ilością O2 i CO2.

Jaką spawarką najlepiej spawać żeliwo?

Spawanie żeliwa nie należy do najłatwiejszych zadań, ale może się udać, w szczególności przy użyciu odpowiedniego sprzętu. Proste, niewielkie prace można bez przeszkód przeprowadzić z wykorzystaniem migomatu, urządzenia do ręcznego spawania elektrodami otulonymi (MMA)  lub inwertora TIG, w zależności od wybranej metody. Aby uzyskać zadowalające rezultaty, najlepiej sięgnąć po sprawdzony sprzęt, jak np. SHERMAN DIGIMIG 200 DUAL PULS, MAGNUM SNAKE 235 MMA Z ARC FORCE czy IDEAL EXPERT 220

. W sklepie Allweld.pl dostępnych jest wiele spawarek renomowanych producentów, przystosowanych do spawania różnego rodzaju materiałów, w tym odlewów żeliwa. W przypadku wątpliwości lub pytań zachęcamy do kontaktu. Nasi specjaliści pomogą w znalezieniu odpowiedniego sprzętu dla każdego spawacza, niezależnie od doświadczenia czy określonego budżetu. 

 

Zobacz inne ciekawe artykuły z naszego bloga:

- Spawanie ocynku - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania ocynku

- Spawanie Mosiądzu - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie aluminium - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie żeliwa - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie elektrodą - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania elektrodą MMA

- Spawarki inwertorowe - Wszystko o spawarkach inwertorowych

- Prostownik do akumulatorów - Zobacz polecane prostowniki do ładowania akumulatorów

- Oznaczenia spoin spawalniczych - Zobacz jakie są rodzaje spoin spawalniczych

 

Poradnik zakupowy: 

- Spawarka dla amatora i początkującego majsterkowicza

- Spawarka inwertorowa do 500 zł

- Spawarka inwertorowa do 1000 zł

- Spawarka inwertorowa od 1000 do 2000 zł

- Jak wybrać odpowiednią spawarkę do swoich potrzeb