Kako kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem: tehnologija rada i potrebni materijali

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Lijevano željezo u svom sastavu je legura željeza i ugljika, koja također može sadržavati nečistoće i neke legirajuće aditive. Ovaj metal se široko koristi u industriji za proizvodnju raznih nosivih dijelova i konstrukcija. Većina kanalizacijskih uspona i radijatora za grijanje izrađena je od lijevanog željeza u stambenim zgradama.

Visoki sadržaj ugljika otežava međusobno povezivanje dijelova od lijevanog željeza i s drugim metalima. Kršenje tehnoloških zahtjeva često dovodi do pregrijavanja, a time i do povećanja lomljivosti metala. Stoga, prije nego što nastavite s spajanjem konstrukcija od lijevanog željeza, potrebno je temeljito proučiti kako kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem, kao i potrebne materijale i tehnologiju za izvođenje takvih radova.

Vrste lijevanog željeza

Sastav lijevanog željeza uključuje ne samo ugljik (2-6%) i željezo, već i mangan (do 1%), silicij (3%), fosfor, sumpor, kao i aditive za legiranje - aluminij, vanadij, krom,magnezij, nikal i neke druge komponente. To su legirne tvari koje daju tvrdoću, čvrstoću i duktilnost materijalu, ovisno o njegovoj primjeni.

Električno zavarivanje lijevanog željeza izvodi se ovisno o obliku i količini ugljika koji se nalazi u metalu kao grafit ili cementit. Prema ovim pokazateljima lijevano željezo se dijeli na sljedeće vrste:

1. Bijelo lijevano željezo ima svijetlu boju površine loma jer je ugljik u ovom metalu oblik cementita. Obrada takvog materijala je teška zbog njegove visoke tvrdoće.
2. U sivom lijevanom željezu, ugljik je u obliku grafita. Siva metalna površina loma. Ovo lijevano željezo se lako obrađuje i ima dobra svojstva lijevanja.
3. Termička obrada bijelog lijevanog željeza pretvara ga u kovan metal, koji se široko koristi u inženjerstvu.
4. Pola lijevanog željeza sadrži ugljik u obliku cementita i grafita. Ovaj omjer daje metalu visoku otpornost na habanje.
5. Globularni grafit daje lijevanom željezu visoku čvrstoću. Nodularno željezo se koristi za izradu kvalitetnih cijevi za naftovode i vodovode.

Značajke zavarivanja lijevanog željeza

Prije odgovora na pitanje je li moguće kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem, potrebno je razumjeti značajke procesa spajanja metala. Po svojoj strukturi, kao i po mnogim fizičkim svojstvima, lijevano željezo spada u legure koje su podložne ograničenom postupku zavarivanja.

Tijekom električnog zavarivanja lijevanog željezakod kuće, morate obratiti pozornost na sljedeće složenosti ovog procesa:

1. Formiranje kvalitetnog šava komplicira fluidnu prirodu legure lijevanog željeza.
2. Nepoštivanje temperaturnog režima zavarivanja dovodi do pregrijavanja lijevanog željeza. To uzrokuje izgaranje ugljika u bazenu za varenje i stoga povećava stvaranje pora.
3. Također, visoka temperatura električnog luka doprinosi izbjeljivanju lijevanog željeza na mjestu zavarivanja. Ovaj učinak, zbog heterogenosti metalne strukture, dovodi do pucanja šava.
4. Tijekom procesa zavarivanja, lijevano željezo može oksidirati, stvarajući vatrostalni oksid, čija je točka taljenja mnogo viša od one kod izvornog materijala.

Kako biste izbjegli sve ove probleme pri zavarivanju lijevanog željeza, morate odgovorno odabrati ispravan način rada.

Priprema lijevanog željeza za zavarivanje

Prije zavarivanja lijevanog željeza električnim zavarivanjem, potrebno je pripremiti rubove površina koje se spajaju. Prethodno čišćenje površine može se izvesti i ručno i električnim alatom s metalnom mlaznicom.

Dalje, neophodno je rezati rubove na goli metal, jer je mnogo teže kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem u kućnim radionicama nego čelik.

Neispravna mjesta od lijevanog željeza režu se prema sljedećim pravilima:

• rezanje se vrši strogo duž pukotine;
• neprolazne pukotine se buše bušilicom, a zatim se izrezuju naglavni materijal;
• ovisno o debljini metala, pukotine se režu s dvije ili jedne strane;
• preporuča se zavariti zakrpu na usko razmaknute pukotine, koja treba prekriti defekt za 15-20 mm sa svih strana.

Nakon čišćenja površine i rezanja rubova potrebno je pažljivo odmastiti spoj acetonom ili otapalom.

Osnovne metode zavarivanja lijevanog željeza

Moguće je kuhati lijevano željezo i električnim zavarivanjem i u okruženju inertnog plina. Druga metoda se uglavnom koristi za spajanje heterogenih metala. Plinsko zavarivanje se najčešće koristi za popravak kanalizacijskih cijevi, kao i restauraciju autodijelova.

Moguće je kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem kako vruće, uz predgrijavanje izratka, tako i hladno, bez zagrijavanja spoja. Grijano zavarivanje je tehnološki složenije od hladnog zavarivanja, pa je njegova upotreba u kućnim uvjetima nepraktična.

Plinsko zavarivanje

Zavarivanje lijevanog željeza u zaštitnom plinskom oblaku koristi se za stvaranje šava visoke čvrstoće, što se postiže uz mali prodor metala. Praktično iskustvo zavarivača, kao i izbor ispravnog načina izrade vara, od posebne je važnosti za konačni rezultat rada.

Postupak plinskog zavarivanja preporuča se raditi s dva plamenika. U isto vrijeme, jedan plamenik osiguravapredgrijavanje spoja, a drugi topi žicu i izravno zavari dijelove od lijevanog željeza. Hlađenje zavarenih dijelova mora biti sporo, pa se često koristi za pokrivanje proizvoda slojem pijeska ili azbesta.

vruće zavarivanje lijevanog željeza

Zavarivanje proizvoda od lijevanog željeza uz predgrijavanje rubova spojene površine najčešće se izvodi u industrijskim poduzećima. Zagrijavanje obradaka može se izvesti u inertnim pećima, kao i raznim specijalnim plamenicima.

Zagrijavanje mjesta zavarivanja na 600–650 ℃ eliminira mogućnost napetosti i pregrijavanja metala na spoju.

Tehnologija zavarivanja je sljedeća:

1. U tijeku je preliminarna priprema čvorišta.
2. Proizvod je lociran na način da je moguće zavariti nižim položajem šava.
3. Aparat za zavarivanje je konfiguriran za rad s ravnim polaritetom. Jačina struje pri zavarivanju lijevanog željeza postavljena je mnogo veća nego kod zavarivanja čelika.
4. Dio se zagrijava na temperaturu od 300-600 stupnjeva.
5. Zavarivač mora biti ispunjen rastopljenim metalom tijekom procesa stvaranja šava. Preporuča se miješati otopinu tekućine vrhom elektrode.
6. Nakon zavarivanja, bolje je ostaviti proizvod u rashladnoj peći ili ga pokriti toplinski izolacijskim materijalom. Sporo hlađenje lijevanog željeza ključ je kvalitetne veze.

Naravno, zavarivanje vrućeg željezametoda se smatra napornim radom, ali upravo takvi uvjeti omogućuju dobivanje šava bez nedostataka i visoke kvalitete.

Metoda hladnog zavarivanja

U slučajevima kada za zavar nisu postavljeni visoki zahtjevi, moguće je kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem kod kuće, kako hladno tako i uz lagano zagrijavanje.

Tehnološke karakteristike hladnog zavarivanja su sljedeće:

1. Aparat za zavarivanje je postavljen na minimalnu snagu koja je dopuštena za određenu debljinu elektrode kako bi se spriječilo pregrijavanje metala.
2. Zavarivanje se izvodi strujom obrnutog polariteta.
3. Zavarivanje treba izvesti u duljinama od 30-50 mm.
4. Pregrijavanje spoja eliminira se prekidom ili pomicanjem šava.
5. Kod višeslojnog zavarivanja, svaki šav se mora kovati čekićem.

Kvaliteta spoja od lijevanog željeza u potpunosti ovisi o ispravnom izboru elektroda.

Elektrode za zavarivanje lijevanog željeza

Moguće je kuhati lijevano željezo električnim zavarivanjem kako s elektrodom za lijevano željezo tako i s proizvodima koji sadrže nikal ili bakar. Ugljik se ne spaja s tim obojenim metalima, pa se bijelo lijevano željezo ne stvara u zavaru. Najčešće se zavarivanje takvim elektrodama izvodi u nekoliko faza, s pauzom za hlađenje.

Sljedeće elektrode za lijevano željezo koriste se za električno zavarivanje proizvoda od lijevanog željeza:

• OZCH-2 i OZCH-6 - elektrode na bazi bakra i željeza, koje se koriste za zavarivanje sivih ilinodularno željezo;
• OZZHN-1 - ovaj razred sadrži željezo i nikal, vrlo učinkovit za nodularno željezo;
• MNCH-2 - ovi proizvodi sadrže bakar, nikal i željezo, pogodni za zavarivanje svih vrsta lijevanog željeza.

Osnove sigurnosti zavarivanja

Zavarivanje je klasificirano kao povećani rizik za zdravlje zavarivača. Stoga je poštivanje sigurnosnih propisa pri zavarivanju lijevanog željeza preduvjet za rad.

Ključne sigurnosne mjere uključuju:

• svi se radovi moraju obaviti uz osobnu zaštitnu opremu (maska, rukavice, posebno odijelo i cipele);
• zavarivanje se mora izvoditi u dobro prozračenom prostoru;
• oprema za zavarivanje mora se održavati u dobrom stanju;
• Električna oprema mora biti pravilno uzemljena.

Lijevano željezo se odnosi na metale koje je teško zavariti tehnologijom. Stoga, prije nego što nastavite s postupkom spajanja proizvoda od lijevanog željeza, potrebno je pažljivo proučiti glavne nijanse visokokvalitetnog izvođenja takvog rada.