Kako kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem: tehnologija rada i neophodni materijali

Liveno gvožđe u svom sastavu je legura gvožđa i ugljenika, koja takođe može uključivati nečistoće i neke aditive za legiranje. Ovaj metal se široko koristi u industriji za proizvodnju različitih nosivih dijelova i konstrukcija. U domaćim strukturama većina kanalizacionih uspona i radijatora izrađena je od livenog gvožđa.

Visok sadržaj ugljenika komplikuje povezivanje delova od livenog gvožđa jedni sa drugima i sa drugim metalima. Kršenje tehnoloških uslova često dovodi do kotrljanja, što znači povećanje krhkosti metala. Stoga, prije nego što pređete na spajanje konstrukcija od livenog gvožđa, potrebno je temeljito proučiti kako kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem, kao i potrebno materijali i tehnologija izvršenja takvog rada.

Vrste livenog gvožđa

Sastav livenog gvožđa uključuje ne samo ugljenik (2-6%) i gvožđe, već i mangan (do 1%), silicijum (3%), fosfor, sumpor, kao i aditive za legiranje-aluminijum, vanadijum, hrom, magnezijum, nikl i neke druge komponente. Legirajuće supstance daju materijalu tvrdoću, snagu i plastičnost, ovisno o njegovoj primjeni.

Električno zavarivanje livenog gvožđa vrši se u zavisnosti od oblika i količine ugljenika koji se nalazi u metalu kao grafit ili cementit. Prema ovim pokazateljima liveno gvožđe se deli na sledeće vrste:

1. Bijelo liveno gvožđe ima svetlu boju površine preloma, pošto ugljenik u ovom metalu predstavlja oblik cementita. Obrada takvog materijala je teška zbog njegove velike tvrdoće.
2. U sivom livenom gvožđu, ugljenik je u obliku grafita. Površina metalne frakture je siva. Takvo liveno gvožđe je lako podložno obradi metala i ima dobra svojstva livenja.
3. Termička obrada bijelog livenog gvožđa pretvara ga u savitljivi metal, koji se široko koristi u mašinstvu.
4. Polu-liveno gvožđe sadrži ugljenik u obliku cementita i grafita. Ovaj omjer daje metalu visoku otpornost na habanje.
5. Grafit sfernog oblika daje visoku snagu livenom gvožđu. Liveno gvožđe visoke čvrstoće koristi se za proizvodnju visokokvalitetnih cijevi naftovoda i vodovodnih cijevi.

Karakteristike zavarivanja livenog gvožđa

Pre nego što odgovorite na pitanje Da li je moguće kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem, potrebno je razumeti karakteristike tehnološkog procesa metalne veze. Po svojoj strukturi, kao i mnogim fizičkim svojstvima, liveno gvožđe se odnosi na legure koje su ograničene na proces zavarivanja.

Tokom električnog zavarivanja livenog gvožđa na početak, moraš obratiti pažnju na sljedeće poteškoće ovog procesa:

1. Formiranje visokokvalitetnog šava komplicirano je tečnom prirodom legure od livenog gvožđa.
2. Nepoštivanje temperaturnog režima zavarivanja dovodi do prepunjavanja livenog gvožđa. To uzrokuje sagorijevanje ugljika u zavarenom bazenu i stoga povećava stvaranje pora.
3. Takođe, visoka temperatura električnog luka doprinosi izbeljivanju livenog gvožđa na mestu zavarivanja. Ovaj efekat, zbog heterogenosti metalne konstrukcije, dovodi do pucanja šava.
4. U procesu zavarivanja, liveno gvožđe je u stanju da oksidira, stvarajući tako vatrostalni oksid čija je tačka topljenja mnogo viša od tačke topljenja izvornog materijala.

Da biste izbjegli sve ove nevolje prilikom zavarivanja livenog željeza, potrebno je preuzeti odgovornost za tačan izbor režima rada.

Priprema livenog gvožđa za zavarivanje

Pre kuvanja livenog gvožđa električnim zavarivanjem potrebno je pripremiti ivice povezanih površina. Moguće je izvršiti prethodno čišćenje površine i ručno i električnim alatom sa mlaznicom za metalne šipove.

Zatim je potrebno iseći ivice na čisti metal, jer je mnogo teže kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem u domaćim radionicama nego čelik.

Neispravna mjesta livenog željeza izrezana su prema sljedećim pravilima:

• sečenje se vrši striktno pukotinom;
• pukotine ne - kroz prirodu izbušene su bušilicom, a zatim su smanjene na glavni materijal;
• u zavisnosti od debljine metala, kroz pukotine se seku od dve ili jedna strana;
• na blisko lociranim pukotinama preporučuje se zavarivanje flastera koji treba da pokrije defekt za 15-20 mm sa svih strana.

Nakon čišćenja površine i sečenja Ivica, potrebno je temeljno odmastiti spoj acetonom ili rastvaračem.

Osnovne metode zavarivanja livenog gvožđa

Moguće je kuvati liveno gvožđe i električnim zavarivanjem i u okruženju inertnog gasa. Drugi metod uglavnom se koristi za spajanje heterogenih metala. Plinsko zavarivanje se najčešće koristi za obavljanje popravki kanalizacionih cijevi, kao i za restauraciju auto dijelova.

Liveno gvožđe je moguće kuvati električnim zavarivanjem kako na vrući način, uz prethodno zagrevanje obradaka, tako i hladnom metodom, bez zagrevanja raskrsnice. Grijano zavarivanje se tehnološki izvodi na složeniji način od hladnog spajanja, pa je njegova upotreba u domaćim uslovima nepraktična.

Gasno zavarivanje

Zavarivanje livenog gvožđa u zaštitni oblak gasa koristi se za stvaranje šava visoke čvrstoće, što se postiže pod uslovom male penetracije metala. Praktično iskustvo zavarivača, kao i izbor ispravnog načina stvaranja zavarivačkog šava, od posebnog je značaja za konačni rezultat rada.

Preporučuje se da se proces zavarivanja gasom izvede sa dva gorionika. Istovremeno, jedan plamenik pruža predgrijavanje raskrsnice, a drugi topi žicu i direktno zavari dijelove od livenog gvožđa. Hlađenje zavarenih delova treba da se odvija sporo, pa se često koristi za pokrivanje proizvoda slojem peska ili azbesta.

Vruće zavarivanje livenog gvožđa

Zavarivanje proizvoda od livenog gvožđa sa predgrevanjem Ivica spojene površine vrši se najčešće na industrijska preduzeća. Grijanje obradaka može se vršiti u inertnim pećima, kao i u raznim specijalnim gorionicima.

Zagrevanje mesta zavarivanja na 600-650 stepeni eliminiše mogućnost zatezanja i kotrljanja metala na mestu pristajanja.

Tehnologija zavarivanja je sledeća:

1. Vrši se preliminarna priprema priključne tačke.
2. Proizvod je postavljen na takav način da je moguće zavariti sa donjim položajem šava.
3. Aparat za zavarivanje je konfigurisan da radi sa direktnim polaritetom. Trenutna snaga tokom zavarivanja livenog gvožđa postavljena je mnogo veća od zavarivanja čelika.
4. Dio se zagrijava na temperaturu od 300-600 stepeni.
5. Kupatilo za zavarivanje u procesu stvaranja šava mora biti ispunjeno rastopljenim metalom. Preporučuje se miješanje tečnog topljenja vrhom elektrode.
6. Nakon završetka zavarivanja, bolje je ostaviti proizvod u peći za hlađenje ili ga pokriti termoizolacionim materijalom. Sporo hlađenje livenog gvožđa je ključ za visokokvalitetnu vezu.

Naravno, zavarivanje vrućeg livenog gvožđa smatra se napornim radom, ali upravo takvi uslovi omogućavaju da dobijete šav bez nedostataka i visokog kvaliteta.

Metoda hladnog zavarivanja

U slučajevima kada se za zavar ne nameću visoki zahtevi, liveno gvožđe je moguće kuvati električnim zavarivanjem kod kuće, kako na hladan način tako i uz manje grejanje.

Tehnološke karakteristike hladnog zavarivanja su sljedeće:

1. Na mašini za zavarivanje postavljena je minimalna snaga koja je dozvoljena za određenu debljinu elektrode, kako bi se isključilo pregrijavanje metala.
2. Zavarivanje se vrši sa strujom obrnutog polariteta.
3. Šav za zavarivanje treba izvesti u segmentima od 30-50 mm.
4. Pregrijavanje spoja uklanja se prekidima ili teturajući šav.
5. Prilikom višeslojnog zavarivanja svaki šav mora biti zakucan.

Kvalitet veze od livenog gvožđa u potpunosti zavisi od tačan izbor elektroda.

Elektrode za zavarivanje livenog gvožđa

Moguće je kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem i elektrodom za liveno gvožđe, i sa proizvodima koji u svom sastavu sadrže nikl ili bakar. Ugljenik se ne kombinuje sa ovim obojenim metalima, tako da se belo liveno gvožđe ne formira u zavaru. Najčešće se zavarivanje takvim elektrodama izvodi u nekoliko faza, sa pauzom za hlađenje.

Za električno zavarivanje proizvoda od livenog gvožđa koriste se sledeće elektrode od livenog gvožđa:

• OZCH-2 i OZCH-6-elektrode na bazi bakra i željeza, koje se koriste za zavarivanje sive ili nodularnog željeza;
• OZZHN-1 – sastav ovog brenda uključuje gvožđe i nikl, veoma efikasan za liveno gvožđe visoke čvrstoće;
• MNCH-2 - ovi proizvodi sadrže bakar, nikl i gvožđe, pogodni za zavarivanje svih vrsta livenog gvožđa.

Osnove sigurnosti zavarivanja

Izvođenje zavarivačkih radova spada u kategoriju povećane opasnosti za zdravlje zavarivača. Stoga, saglasnost sa sigurnošću propisi prilikom zavarivanja livenog gvožđa je preduslov za rad.

Glavne odredbe sigurnosnih propisa uključuju:

• svi radovi moraju se izvoditi pomoću lične zaštitne opreme (maska, rukavice, specijalno odijelo i obuća);
• operacije zavarivanja moraju se sprovesti u dobro provetrenoj prostoriji;
• oprema za zavarivanje mora biti u dobrom stanju;
• električna oprema mora biti sigurno uzemljena.

Liveno gvožđe se odnosi na metale koje je teško zavariti. Stoga, prije nego što pređete na proces pridruživanja proizvoda od livenog gvožđa, potrebno je pažljivo proučiti osnovne nijanse kvalitete takvog rada.