Spawanie żeliwa
Żeliwo zawiera około 3 % węgla — dziesięć razy więcej niż stal konstrukcyjna. Nie ciągnie się, tylko pęka, i to nie pod łukiem, lecz przy stygnięciu. Stąd dwie różne technologie.
Dlaczego żeliwo pęka
Przy szybkim stygnięciu węgiel nie zdąży wydzielić się w postaci grafitu i tworzy cementyt — żeliwo białe, twarde i kruche. Jednocześnie spoina się kurczy, a żeliwo jest prawie nieplastyczne i tego skurczu nie przyjmuje. Efekt to pęknięcie na linii wtopienia, najczęściej dzień po spawaniu.
Wynika z tego zasada główna: sterować trzeba nie łukiem, tylko temperaturą. Podejścia są dwa i są przeciwstawne.
Spawanie na zimno i na gorąco
| Na zimno | Na gorąco | |
|---|---|---|
| Podgrzewanie | brak albo do 100 °C | 500–600 °C, cały element |
| Elektroda | niklowa: Ni, NiFe, NiCu | pręt żeliwny |
| Prąd | minimalny | roboczy |
| Sposób | odcinki 20–40 mm, przekuwanie, stygnięcie | ciągle, póki gorące |
| Stygnięcie | na powietrzu | powolne, w piasku albo w piecu |
| Zastosowanie | naprawa w warsztacie | elementy odpowiedzialne i grube |
W warsztacie prawie zawsze wybiera się wariant na zimno: nagrzanie korpusu do 600 °C i zapewnienie powolnego stygnięcia w zwykłych warunkach jest nierealne.
Kluczowy chwyt spawania na zimno: ścieg długości 20–40 mm, od razu przekuwanie lekkim młotkiem po gorącej spoinie, potem przerwa do temperatury, przy której można położyć rękę. Przekuwanie zdejmuje naprężenia skurczowe, przerwa nie pozwala nagrzać elementu. Pokusa „dospawania jednym ciągiem” to najczęstsza przyczyna pęknięcia.
Przygotowanie
- Znaleźć końce pęknięcia i nawiercić je — inaczej pobiegnie dalej.
- Wyciąć rowek na całą głębokość, najlepiej frezem, nie ścierniwem.
- Wypalić olej: żeliwo jest porowate i latami nabiera go w pory. Nagrzać miejsce palnikiem aż przestanie dymić.
- Oczyścić do czystego metalu.
Pominięte odtłuszczanie daje pęcherze w spoinie i żadna elektroda tego nie nadrobi.
Elektrody
- Ni 99 — spoina najbardziej plastyczna, najlepiej poddaje się obróbce mechanicznej. Droga.
- NiFe — mocniejsza, tańsza, nieco twardsza. Uniwersalny wybór do napraw.
- NiCu — do żeliwa sferoidalnego i napawania.
- Elektrody stalowe — wyłącznie do nieodpowiedzialnych napraw kosmetycznych: spoina wychodzi twarda i nie daje się obrabiać.
Czy dany element wymaga podgrzewania, podpowie kalkulator podgrzewania, choć przy żeliwie decyzja częściej zapada po grubości i sztywności węzła.
Częste pytania
Czy żeliwo można spawać zwykłą elektrodą do stali?
Technicznie spoina powstanie, praktycznie będzie twarda jak szkło, nie da się jej wiercić i z dużym prawdopodobieństwem pęknie na granicy. Do kosmetycznej naprawy w miejscu nieobciążonym jest to dopuszczalne, do naprawy korpusu nie.
Dlaczego spoiny potem nie da się wywiercić?
Bo węgiel z żeliwa przeszedł do spoiny i utworzył cementyt. Elektrody niklowe dają spoinę, która pozostaje plastyczna właśnie dlatego, że nikiel nie wiąże węgla w twarde węgliki. Jeśli element ma być potem obrabiany, elektrodę dobiera się według tej cechy.
Jak odróżnić żeliwo szare od sferoidalnego?
Po przełomie i po dźwięku. Szare ma przełom matowo-szary i ziarnisty, przy uderzeniu dźwięk jest głuchy. Sferoidalne jest jaśniejsze i dzwoni. Do spawania to istotne: żeliwo sferoidalne spawa się trudniej i częściej wymaga NiFe albo NiCu.
Aktualizacja: