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

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Liveno gvožđe u svom sastavu je legura gvožđa i ugljenika, koja takođe može sadržati nečistoće i neke legirajuće aditive. Ovaj metal se široko koristi u industriji za proizvodnju različitih nosivih dijelova i konstrukcija. Većina kanalizacionih podizača i radijatora za grejanje je napravljena od livenog gvožđa u stambenim zgradama.

Visok sadržaj ugljenika otežava povezivanje delova od livenog gvožđa među sobom i sa drugim metalima. Kršenje tehnoloških zahtjeva često dovodi do pregrijavanja, a time i do povećanja lomljivosti metala. Stoga, prije nego što nastavite sa spajanjem konstrukcija od livenog gvožđa, potrebno je temeljno proučiti kako kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem, kao i potrebne materijale i tehnologiju za izvođenje takvih radova.

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. To su legirajuće supstance koje daju tvrdoću, čvrstoću i duktilnost materijala, u zavisnosti od njegove primene.

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. Belo liveno gvožđe ima svetlu boju površine loma jer je ugljenik u ovom metalu oblik cementita. Obrada takvog materijala je teška zbog njegove velike tvrdoće.
2. U sivom livenom gvožđu, ugljenik je u obliku grafita. Siva metalna površina loma. Ovo liveno gvožđe se lako obrađuje i ima dobra svojstva livenja.
3. Termička obrada belog livenog gvožđa pretvara ga u kovan metal, koji se široko koristi u inženjerstvu.
4. Pola livenog gvožđa sadrži ugljenik u obliku cementita i grafita. Ovaj omjer daje metalu visoku otpornost na habanje.
5. Globularni grafit daje livenom gvožđu visoku čvrstoću. Nodularno željezo se koristi za izradu kvalitetnih cijevi za naftovode i vodovode.

Karakteristike zavarivanja livenog gvožđa

Prije odgovora na pitanje da li je moguće kuhati liveno gvožđe električnim zavarivanjem, potrebno je razumeti karakteristike procesa spajanja metala. Po svojoj strukturi, kao i po mnogim fizičkim svojstvima, liveno gvožđe spada u legure koje su podložne ograničenom procesu zavarivanja.

Tokom električnog zavarivanja livenog gvožđakod kuće, morate obratiti pažnju na sljedeće složenosti ovog procesa:

1. Formiranje kvalitetnog šava komplikuje fluidnu prirodu legure livenog gvožđa.
2. Nepridržavanje temperaturnog režima zavarivanja dovodi do pregrijavanja livenog gvožđa. Ovo uzrokuje izgaranje ugljika u bazenu za varenje i stoga povećava stvaranje pora.
3. Takođe, visoka temperatura električnog luka doprinosi izbjeljivanju livenog gvožđa na mestu zavarivanja. Ovaj efekat, zbog heterogenosti metalne strukture, dovodi do pucanja šava.
4. Tokom procesa zavarivanja, liveno gvožđe može da oksidira, stvarajući vatrostalni oksid, čija je tačka topljenja mnogo viša od one kod originalnog materijala.

Da biste izbjegli sve ove probleme pri zavarivanju livenog gvožđa, morate odgovorno odabrati ispravan način rada.

Priprema livenog gvožđa za zavarivanje

Prije zavarivanja livenog gvožđa električnim zavarivanjem, potrebno je pripremiti ivice površina koje se spajaju. Prethodno čišćenje površine može se izvesti i ručno i električnim alatom sa metalnom mlaznicom.

Dalje, neophodno je rezati ivice na goli metal, jer je mnogo teže kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem u kućnim radionicama nego čelik.

Defektna mesta livenog gvožđa seku se prema sledećim pravilima:

• sečenje se vrši striktno duž pukotine;
• neprolazne pukotine se buše bušilicom, a zatim se izrezuju doglavni materijal;
• u zavisnosti od debljine metala, pukotine se režu sa dve ili jedne strane;
• preporučljivo je zavariti zakrpu na usko raspoređenim pukotinama, koja treba da pokrije defekt za 15-20 mm sa svih strana.

Nakon čišćenja površine i sečenja ivica potrebno je pažljivo odmastiti spoj acetonom ili rastvaračem.

Osnovne metode zavarivanja livenog gvožđa

Moguće je kuhati liveno gvožđe i električnim zavarivanjem i u okruženju inertnog gasa. Druga metoda se uglavnom koristi za spajanje heterogenih metala. Plinsko zavarivanje se najčešće koristi za popravke kanalizacionih cevi, kao i restauraciju auto delova.

Moguće je kuvati liveno gvožđe električnim zavarivanjem kako toplo, sa predgrijavanjem obradaka, tako i hladno, bez zagrevanja spoja. Zagrijano zavarivanje je tehnološki složenije od hladnog zavarivanja, pa je njegovo korištenje u kućnim uvjetima nepraktično.

Plinsko zavarivanje

Zavarivanje livenog gvožđa u zaštitnom gasnom oblaku koristi se za stvaranje šava visoke čvrstoće, što se postiže pod uslovom malog prodora metala. Praktično iskustvo zavarivača, kao i izbor ispravnog načina izrade vara, od posebnog je značaja za konačni rezultat rada.

Proces gasnog zavarivanja se preporučuje da se radi sa dva plamenika. Istovremeno, jedan gorionik obezbeđujepredgrijavanje spoja, a drugi topi žicu i direktno zavari dijelove od livenog gvožđa. Hlađenje zavarenih dijelova mora biti sporo, pa se često koristi za pokrivanje proizvoda slojem pijeska ili azbesta.

lijevano željezo za vruće zavarivanje

Zavarivanje proizvoda od livenog gvožđa sa predgrijavanjem ivica spojene površine najčešće se izvodi u industrijskim preduzećima. Zagrijavanje radnih predmeta može se vršiti u inertnim pećima, kao i raznim specijalnim gorionicima.

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

Tehnologija zavarivanja je sljedeća:

1. Preliminarna priprema čvorišta je u toku.
2. Proizvod je lociran na takav način da je moguće zavariti nižim položajem šava.
3. Mašina za zavarivanje je konfigurisana da radi sa pravim polaritetom. Jačina struje pri zavarivanju livenog gvožđa je mnogo veća nego kod zavarivanja čelika.
4. Dio se zagreva na temperaturu od 300–600 stepeni.
5. Zavarivač mora biti ispunjen rastopljenim metalom tokom procesa stvaranja šava. Preporučljivo je da se vrhom elektrode promešate rastopljena tečnost.
6. Nakon zavarivanja, bolje je ostaviti proizvod u rashladnoj peći, ili ga pokriti termoizolacionim materijalom. Sporo hlađenje livenog gvožđa je ključ za kvalitetnu vezu.

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

Metoda hladnog zavarivanja

U slučajevima kada se ne postavljaju visoki zahtjevi za šav, moguće je kuhati liveno gvožđe električnim zavarivanjem kod kuće, kako hladno tako i uz blago zagrevanje.

Tehnološke karakteristike hladnog zavarivanja su sljedeće:

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

Kvalitet veze od livenog gvožđa u potpunosti zavisi od pravilnog izbora elektroda.

Elektrode za zavarivanje livenog gvožđa

Moguće je kuhati liveno gvožđe električnim zavarivanjem i sa elektrodom za liveno gvožđe i sa proizvodima koji sadrže nikl ili bakar. Ugljik se ne spaja s ovim obojenim metalima, tako da se bijeli ljevak ne stvara 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 za liveno gvožđe:

• OZCH-2 i OZCH-6 - elektrode na bazi bakra i gvožđa, koje se koriste za zavarivanje sivih ilinodularno željezo;
• OZZHN-1 - ovaj razred sadrži gvožđe i nikl, veoma efikasan za nodularno gvožđe;
• MNCH-2 - ovi proizvodi sadrže bakar, nikl i gvožđe, pogodni za zavarivanje svih vrsta livenog gvožđa.

Osnove sigurnosti zavarivanja

Zavarivanje je klasifikovano kao povećani rizik po zdravlje zavarivača. Stoga je poštivanje sigurnosnih propisa prilikom zavarivanja livenog gvožđa preduslov za rad.

Ključne sigurnosne mjere uključuju:

• svi radovi moraju biti obavljeni uz korištenje lične zaštitne opreme (maska, rukavice, specijalno odijelo i cipele);
• zavarivanje se mora izvoditi u dobro provetrenom prostoru;
• oprema za zavarivanje mora se održavati u dobrom stanju;
• Električna oprema mora biti pravilno uzemljena.

Liveno gvožđe se odnosi na metale koje je teško zavariti tehnologijom. Stoga, prije nego što nastavite s procesom spajanja proizvoda od lijevanog željeza, potrebno je pažljivo proučiti glavne nijanse visokokvalitetnog izvođenja takvog posla.