Choć żeliwo należy do grupy trudnospawalnych materiałów, to prawidłowe przeprowadzenie tej czynności pozwala uzyskać bardzo zadowalające rezultaty. W jaki sposób wykonać spawanie żeliwa? Podpowiadamy w poniższym wpisie.
Spawalność żeliwa
Żeliwo to stop żelaza i węgla, a często również dodatkowych składników, np. siarki, fosforu, manganu, krzemu lub innych pierwiastków. Spora zawartość węgla sprawia, że materiał cechuje się kruchością, czego efektem są trudności w spawaniu. Istotną rolę odrywa też zawartość innych pierwiastków. Wysoki poziom krzemu, siarki, fosforu w żeliwie oddziałuje niekorzystnie na właściwości oraz parametry spoiny, utrudniając możliwość realizacji zadania. Zasadniczo spawaniu ulega żeliwo szare, w którym węgiel występuje jako grafit, z kolei białe (z węglem związanym w cementycie) to wersja niespawalna.
Jak spawać żeliwo?
Pomimo trudności spowodowanych kruchością czy obecnością tlenków cechujących się niską topliwością, żeliwo można poddawać procesowi spawania. Zabiegi te stosowane są zwykle w sytuacji uzupełniania ubytków, regeneracji albo naprawy elementów żeliwnych.
Wyróżniamy trzy metody spawania żeliwa: na gorąco, na zimno oraz na półgorąco. W pierwszym przypadku konieczne jest równomierne (z prędkością maksymalną 100 stopni Celsjusza na minutę), wolne podgrzewanie całego odlewu do temperatury ok. 700 stopni, a następnie podtrzymywanie jej aż do końca procesu. Ważne, aby temperatura nie spadła poniżej 600 stopni. Po zakończeniu czynności, odlew należy studzić powoli, celem zapobiegnięcia pęknięciom materiału. Zabieg trzeba przeprowadzić elektrycznie lub gazowo płomieniem tlenowo-acetylenowym.
Spawanie na zimno, tj. bez podgrzewania wstępnego, polega z kolei na wprowadzeniu do złącza jak najmniejszej ilości ciepła. Można je wykonywać metodami łukowymi: TIG, MIG/MAG albo z zastosowaniem elektrody otulonej. Zabieg ogranicza naprężenia spawalnicze, a w rezultacie zapobiega występowaniu pęknięć. Aby dodatkowo obniżać naprężenia, zalecane jest młotkowanie kolejnych warstw w spoinie. Warto pamiętać, aby robić wąskie, krótkie ściegi, wykorzystywać niskie natężenie prądu oraz stosować elektrody do żeliwa o małej średnicy. Ponadto dobrze robić częste przerwy podczas procesu spawania.
Trzecią metodę stosuje się z kolei bardzo rzadko, zazwyczaj do odlewów bez poprzecznych żeber, o nieskomplikowanych kształtach, w których występują duże różnice w grubości ścianek. W technice na półgorąco podgrzaniu do temperatury w przedziale 250-500 stopni Celsjusza podlega tylko miejsce spawania, a nie cały odlew. Niewielkie części można zespawać nawet bez wstępnego podgrzewania.
Czym spawać żeliwo?
Stosując metodę na gorąco, jako spoiwo trzeba użyć pałeczek żeliwnych i specjalnego topnika, technikę na zimno – elektrody stalowe oraz stopy niklu, natomiast na półgorąco – spoiwo z żeliwa szarego. Ponadto można łączyć żeliwne elementy między sobą, a także wykonywać tzw. lutospawanie, którego celem jest spawanie żeliwa ze stalą. Do lutospawania łukowego MAG wykorzystuje się spoiwa brązowe, natomiast spawanie żeliwa mosiądzem realizuje się podczas lutospawania gazowego.