Svařování litiny – za studena, za tepla, argonem, poloautomaticky

Litina je slitina železa a uhlíku s obsahem uhlíku vyšším než 2 %. Díky nízkému bodu tání ve srovnání s ocelí (1200 – 1250 °C) rychle přechází z roztaveného stavu do pevného. V tomto případě se ve svaru tvoří póry v důsledku intenzivního uvolňování plynů ze svarové lázně, které pokračuje během fáze krystalizace. Chcete-li správně určit, jak vařit litinu, musíte zvážit následující funkce:

• zrychlené ochlazování vede k vytvoření vybělené vrstvy (cementitu) v oblasti švu a vytváří potíže pro jeho další mechanické zpracování;
• jeho vysoká hladina s nerovnoměrným ohřevem nebo chlazením způsobuje vznik trhlin při svařování;
• vysoká tekutost litiny v kapalném stavu vyžaduje použití předtvarování;
• silná tvorba plynů v kapalné lázni způsobuje poréznost svarů.

Jak vařit litinu

Spojování litinových dílů se provádí plynem, termitem, slévárenstvím, elektrostruskou, obloukovým svařováním a také pájením. Svářečské práce se provádějí bez ohřevu (svařování kovů za studena), s lokálním nebo celkovým ohřevem výrobku.

Svařování za tepla

Technologie procesu zahrnuje mechanické zpracování pro svařování, tváření svařovaných dílů, předehřev, vlastní svařování a následné pomalé chlazení.

Příprava vadné oblasti pro svařování zahrnuje její důkladné vyčištění a oříznutí hran, které mají být svařeny.

Odstraňování průchozích trhlin nebo svařování vad na okrajích dílů bude provedeno pomocí grafitových forem, které zabraňují vytékání roztaveného kovu ze svarové lázně. Formy jsou vyrobeny z grafitových desek spojených formovací hmotou, která obsahuje křemičitý písek smíchaný s tekutým sklem.

Obloukové svařování litinovou elektrodou se provádí pomocí litých tyčí o průměru 8 – 12 mm, na které jsou naneseny speciální grafitizační povlaky. Povlaková kompozice zahrnuje ferrosilicium, termit, grafit, mramor, hliník (prášek), tekuté sklo a titanovou rudu. Litinové odlitky a díly se zahřívají na 300 – 700 oC. Svářečské práce se provádějí pomocí litinových elektrod nebo plněného drátu s přísadou keramické tyče. Ohřev se provádí ve speciálních pecích tak, aby po svaření byl celý výrobek ochlazován rovnoměrně a nevznikaly trhliny.

Svařování litiny za tepla se provádí vysokým svařovacím proudem bez přerušení až do svaření defektu. Například pro svařování elektrodou o průměru 8 mm je zapotřebí proud 600 A, s průměrem 12 mm – proud 1000 A. Práce se provádí konstantním proudem obrácené polarity.

Svařování litiny uhlíkovým obloukem se provádí pomocí uhlíkových nebo grafitových tyčí. Jako výplňový materiál se používají litinové tyče a k dezoxidaci a ochraně lázně se používá tavidlo sestávající z průmyslového bezvodého boraxu rozemletého na prášek a kalcinovaného při 400 °C. Je možné použít směs skládající se z 23 % technického boraxu, 50 % dusičnanu sodného a 27 % sody. Svařování uhlíkovými elektrodami o průměru 8 – 20 mm se provádí stejnosměrným proudem stejnosměrné polarity 280 – 600 A pomocí měničů PSM – 1000, usměrňovačů VAM – 1601, transformátorů TDF – 1601.

Při svařovacím procesu je zapotřebí průběžné udržování značného objemu tekutého kovu ve svarové lázni a jeho důkladné promíchání. Aby svařované díly pomalu chladly, měly by být zasypány jemným dřevěným uhlím nebo suchým pískem.

Metoda svařování za studena

Tento typ svařování litiny se používá častěji. Příprava vadných oblastí zahrnuje čištění, frézování, vrtání a další instalatérské práce, dokud nezískáte čistý kovový povrch. Vady umístěné dále než 20 mm od sebe se vyvrtají nebo vyříznou samostatně, pokud jsou umístěny blíže, vadné místo se vyřízne úplně.

V praxi se používá několik možností studeného svařování: měď-železo, měď-nikl, nikl, železo-nikl, ocel a další elektrody.

Použitím elektrod měď-nikl a měď-ocel je možné získat nanesený kov, který se snadno zpracovává. Povrchová úprava je tvořena jednovrstvým nebo vícevrstvým kladením perlí.

Svařování ocelovými elektrodami se provádí následovně. Aby se vytvořila odolná vrstva naneseného kovu, do litinového výrobku se vkládají kolíky, které se následně opaří. Tato metoda se používá při opravách objemných a těžkých litinových dílů. Při této metodě svarový kov obsahuje zvýšené množství uhlíku, což zvyšuje jeho tvrdost a podporuje vznik studených a krystalizačních trhlin. Ke snížení této tvrdosti se používají dvě metody:

1. Obsah uhlíku se snižuje snížením hloubky průniku základního kovu, nebo se proces spojování kovu provádí přes vrstvu oxidačního tavidla obsahujícího až 30 % okují, které působí jako okysličovadlo uhlíku.

2. Získá se struktura svarového kovu a jeho chemické složení, blízké struktuře šedé litiny, čehož se dosáhne nanesením silné vrstvy grafitizačního povlaku na ocelovou tyč, která obsahuje 30 % grafitu a 30 % ferosilicia. Ocelové elektrody jsou široce používány při opravách malých nekritických litinových výrobků, které po svařování nevyžadují žádné zpracování.

Měděnoželezité elektrody se používají pro svařování jednotlivých defektů nebo malých nespojitostí, které způsobují netěsnosti na kritických odlitcích pracujících pod tlakem. Usazený kov z těchto elektrod je dokonale zpracován. Svarový spoj je mechanická směs železo-uhlíkové slitiny a mědi, spojená s obecným kovem jak běžnými ocelovými krystaly, tak i částečným pronikáním mědi do mikropórů litiny.

Měď-niklové elektrody se používají především pro svařování vad odlitků na pracovních plochách, na kterých je nepřijatelné lokální zvýšení tvrdosti.

Železoniklové elektrody se používají pro svařování jednotlivých drobných defektů na kritických plochách odlitků z šedé nebo vysokopevnostní litiny.

Niklové elektrody značky se používají při opravách malých defektů kritických výrobků.

Obloukové svařování elektrodami z austenitické litiny, potažené proudovodnou vrstvou a určené pro svařování vad odlitků a opravné svařování. Svařovací práce se provádějí stejnosměrným proudem s přímou polaritou. Vodivá vrstva elektrod má dobrou elektrickou vodivost, takže oblouk hoří střídavě mezi kovovou tyčí a výrobkem a také mezi výrobkem a povlakem.

Plynové svařování litiny se používá zřídka a je omezeno na opravárenské práce (svařování odlévacích skořepin, navařování opotřebovaných povrchů, odstraňování vnějších vad). Nejlepších výsledků se dosahuje svařováním pomocí směsi kyslík-acetylen, takže jiné hořlavé směsi se pro svařování litiny prakticky nepoužívají. Svařování se provádí s předehřevem, obecným a lokálním.

Pro obecné vytápění se používají muflové pece, indukční ohřívače a pece, které dokážou ohřát malé díly až na 300 – 400 °C a velké díly až na 600 – 700 °C. Pro lokální vytápění se používají plynové hořáky nebo foukačky. Vzhledem k vysoké tekutosti litiny se svařování provádí výhradně pro spodní polohy švu. Svarová lázeň je chráněna ručně aplikovanými tavidly.

Výběr zařízení pro argonové obloukové svařování závisí na tom, jak byl zvolen typ svařování.

Plynové svařování vám pomůže efektivně řezat kov. Přečtěte si více o procesu v tomto článku.

Přečtěte si o základních konceptech svařování a svařovací technologie na https://elsvarkin.ru/texnologiya/kak-varit-metall-vidy-svarki/ odkaz.

Metody mechanizovaného svařování a jak svařovat litinu

Elektrické svařování litiny (elektrosstruskové svařování) zajišťuje uspokojivé švové vlastnosti svarového spoje. Při této metodě se jako elektrody používají litinové desky. Při správném výběru elektrod a použití fluoridových neoxidačních a odsiřovacích tavidel, jakož i pomalého ochlazování svaru a tepelně ovlivněné zóny, charakteristické pouze pro elektrostruskové svařování, lze získat svary bez trhlin, vybělených ploch, póry a jiné vady, které určují kvalitu svarového spoje.

Je možné svařovat litinu v prostředí ochranného plynu?

Metoda obloukového svařování oxidem uhličitým je velmi široce používána, protože umožňuje malý průnik základního kovu. Výkon svarových spojů a složení svarového kovu závisí na technice a režimu svařování, velikosti produktů a složení elektrodového drátu. Pomocí různých způsobů a technik svařování je možné získat nanesený kov s požadovanou strukturou. Nejlepších výsledků dosáhnete při použití drátu 09G2SA o průměru 1 mm s hodnotou proudu nejvýše 100 – 120 A, napětím oblouku 18 – 21 V a rychlostí svařování až 12 m/h. Pomocí této metody můžete spojovat vodovodní potrubí ze šedé litiny, opravovat díly automobilů a traktorů, které nevyžadují další opracování, svařovat vysokopevnostní litinu a ocel.

Je možné vařit litinu pomocí poloautomatického stroje?

V autodílnách klient bez problémů svaří litinový blok pomocí poloautomatu. Svařování litiny poloautomaticky doma se provádí pomocí plněného drátu a poskytuje poměrně dobré výsledky.

Slitinami jsme zvyklí rozumět kombinaci několika kovů. V tomto případě máme co do činění se slitinou železa a uhlíku – litinou. Ve skutečnosti jde o železo nasycené uhlíkem v množství od 2,14 % do 6,67 %. Přítomnost uhlíku radikálně mění vlastnosti železa. Místo obvyklé plasticity a viskozity se objevuje křehkost a tuhost. Vlivem změn vlastností se mění způsoby svařování litinových dílů.

Jak připravit litinu pro svařování

Trhliny v litině mají tendenci se vyvíjet kvůli zvláštní křehkosti této slitiny. Proto je před svařováním nutné vyloučit možnost jejich dalšího vývoje provrtáním jejich konců. Dále musíte trhlinu opatrně oříznout bruskou až na dno na šířku dostatečnou pro zajištění procesu svařování. Pokud je oblast svařování znečištěna olejem, musí být odstraněna pomocí vhodných rozpouštědel.

Technologie a metody svařování litiny

Specifické vlastnosti svařování litiny nepřispívají k širokému použití tohoto způsobu spojování dílů při sestavování složitých konstrukcí. V zásadě se při opravách svařuje litina. Používají se následující typy svařování:

• plyn;
• termit;
• elektrický oblouk;
• elektrostruska.

Pro práci se používají ocelové, uhlíkové a grafitové elektrody. Používají se také elektrody z vysoce legovaných ocelí a neželezných kovů. Charakteristickým znakem při svařování litinových dílů je časté používání předehřevu dílů, a to jak lokálního, tak celkového. Síla proudu se vypočítá na základě podmínky 60 – 90 ampér na každý milimetr průměru elektrody. Je snadné vypočítat, že trojité svařování bude vyžadovat od 180 do 270 ampér.

Vlastnosti svařování litiny za tepla

Technologové vyvinuli mnoho speciálních režimů pro ohřev litiny před svařováním, ale nejpoužívanější metodou je ohřev až na 600 – 650 C 0 . Myšlenka je taková, že po svařování nedochází k rychlému ochlazení švu, ale k postupnému ochlazování celé hmoty výrobku. Postupné ochlazování podporuje grafitizaci (nevzniká bílá litina), na výrobku nevznikají trhliny. Používají se speciální elektrody typu OMCH – 1, což jsou litinové tyče se speciálním povlakem.

Přes dobrou kvalitu švu při svařování za tepla není široce používán. Důvodem je složitost technologického procesu, vysoké náklady na organizaci a provádění předehřevu.

Vlastnosti studeného svařování litiny

Svařování litiny za studena je nejběžnější metodou. V zásadě se používá výše popsaná technika: s pečlivým řezáním trhliny. Někdy, na zvláště kritických místech, jsou do okrajů švu zašroubovány ocelové kolíky, které jsou nejprve svařeny v kruhu. A pak je hlavní šev svařen.

Při zvýšených požadavcích na obrobitelnost svaru se používají elektrody obsahující nikl: MNCh-1 nebo MNCh-2. Nikl nereaguje s uhlíkem, nevytváří s ním sloučeniny vyznačující se vysokou tvrdostí, a proto se dobře mechanicky zpracovává.

Při absenci speciálních elektrod se můžete dostat ze situace pomocí měděného drátu, který je navinut na jednoduché nízkouhlíkové elektrodě. Místo drátu můžete použít měděnou trubku. Takové elektrody se nazývají bimetalické.

Svařování argonem

Ve většině případů svařování litiny dochází k vytvrzení svarového materiálu, což komplikuje následné mechanické zpracování a vyvolává tvorbu trhlin. Tuto nevýhodu lze odstranit použitím metody argonového obloukového svařování. Tato metoda umožňuje získat charakteristiky svaru srovnatelné s vlastnostmi základního kovu.

Svařování se provádí grafitovou elektrodou v prostředí ochranného plynu pomocí speciálně navržených proudových režimů. Má spoustu různých funkcí. Používá se svařování za tepla i za studena. Přítomnost grafitu zabraňuje tvorbě bílé litiny. Ochranný plyn podporuje nízkou tvorbu oxidů. Na konci svařování je zajištěn režim pomalého ochlazování výrobku překrytím tepelně izolačními materiály. Při svařování kritických vzorků lze k udržení tepla v chladicím produktu použít zařízení pro svařování plynem.

Spojení litiny a oceli

Volba režimu svařování pro litinu a ocel závisí na napětí naprázdno. Při napětí do 54 voltů se svařování provádí proudem s obrácenou polaritou. Střídavý proud se používá, když je napětí naprázdno větší než 54 voltů. Svařování se provádí krátkými kuličkami. Jejich délka by neměla přesáhnout 30 mm. Švy velké hloubky jsou svařovány ve vrstvách s kováním každé vrstvy. Pro získání kvalitního švu se doporučuje použít metodu svařování za tepla a zajistit postupné ochlazování svařovaného výrobku.