Varjenje Litega železa Z Elektrodami: Tehnološke Značilnosti In Pogoji

2023 Avtor: Douglas Hoggarth | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-11-26 20:21

• Lito železo: značilnosti materiala in delo z njim
• Kateri pretvornik uporabiti
• Pravila za pripravo delov
• Uporaba posebnih elektrod
• Uporaba polnilne žice
• Načini varjenja, tokovi, tehnika dela

Lito železo: značilnosti materiala in delo z njim

Litoželezo je staljeno železo, ki mu je bil med hlajenjem v velikih količinah dodan ogljik. Zaradi koncentracij ogljika nad mejno topnostjo je za oblikovano zlitino značilna visoka trdota, a nizka homogenost. Litoželezo je po svoji strukturi porozno, njegovo kristalno mrežo lomijo veliki vključki ogljika, zato je za medatomske vezi značilna majhna meja elastične deformacije.

Zaradi dejstva, da je struktura kovine razredčena z velikimi vključki grafita, je litega železa težko variti: na mestih, kjer se kristalna rešetka zlomi, nastanejo lokalne napetosti in izdelek postane še posebej krhek. Za varjenje litega železa je potreben skrbno izbran nabor dodatkov, ki zagotavlja:

• dobra mešljivost spoja s preostalo kovino;
• najmanjša možna razlika v krčenju temperature;
• najmanjša možna debelina šiva;
• enakomernost visoke trdnosti.

Kuhanje litega železa z elektrodo je težko tudi zato, ker obstaja veliko vrst te kovine. Hkrati za večino izdelkov ni projektne dokumentacije in ni mogoče zanesljivo določiti sestave zlitine. Zato kakovost litega železa na oko določimo z barvo preloma in nato izberemo elektrode in načine varjenja, čim bližje optimalnim. Doma je varjenje litega železa skoraj vedno loterija in široko polje za eksperimentiranje, da se doseže najboljši rezultat.

Kateri pretvornik uporabiti

Litoželezni deli imajo ponavadi impresivno debelino in precej težko jih je ogreti v globino, ne da bi opazno razširili ogrevalno cono. Najboljša možnost je kuhanje s kratkimi zatiči v impulznem načinu, s čimer se deli ohladijo.

V tem načinu ne bo vsak pretvornik učinkovito deloval. Za te namene so najprimernejše sodobne naprave z izboljšanim vžigom in obločno dogorevanje, močan hladilni sistem. Tokovi pri varjenju litega železa se povečajo zaradi dodatne prevodnosti navitja in elektrode. Zgornja meja trenutnega območja mora biti približno 200–250 A, čas ob največji obremenitvi najmanj 50%.

Na splošno velja, da bolj kot se uporabljajo bolj izpopolnjena vezja za nadzor varilnega toka. Pri varjenju litega železa je potreben hiter vžig, enakomerno zgorevanje in hitra prekinitev obloka, ne da bi pri tem nastalo žarišče pri visoki temperaturi. Hkrati noben gospodinjski in celo profesionalni avtomatski stroj nima posebnih načinov za litoželezo.

Profesionalna oprema podjetja FoxWeld ali KEMPPI bo nalogo rešila brez težav. Iz proračunskih možnosti lahko priporočimo pretvornike proizvajalcev, kot sta Aurora in Tesla, ki stanejo od 10.000 rubljev. Cenejše pretvornike ("Resanta", "Svarog") je mogoče uporabljati tudi z različnim uspehom, vendar za varjenje kritičnih delov nimajo veliko koristi.

Pravila za pripravo delov

Pri delih iz litega železa se kakovost varjenja določa že v fazi obdelave in priprave zvara. Za razliko od drugih materialov je tu lahko pomembna celo prisotnost maščobnega filma. Za udobje bomo pripravek razdelili na tri vrste, odvisno od narave povezav.

Na robovih je treba pred varjenjem izvrtati razpoke v litem železu, da se prepreči nadaljnje razpokanje zaradi toplotnega krčenja. Po tem se z rezkalnikom naredi rez po razpoki. Šiv je treba raztopiti na širino približno 3 mm, pri čemer mora biti na dnu steber, enak debelini palice elektrode ali nekoliko več.

Deli, ki so razdeljeni na dva dela, se običajno lahko zelo tesno zložijo in jih je treba uporabljati pri varjenju. Edino, kar je treba storiti, je, da nepremičnost pritrdite s sponami ali vijačnimi priključki in tudi raztopite šiv.

Tretja možnost sta dva neodvisna dela, ki ju prilagodimo pred varjenjem. Na koncih morate odstraniti tveganja z rezalnega orodja z datoteko ali nalivnim drogom in posnetjem z varilne strani po analogiji z lomljenjem šiva. Pri vgradnji delov jih je treba rezati zelo previdno, da ne pride do pregrevanja.

Robove, ki jih je treba spojiti, je treba pred varjenjem razmastiti. Optimalno je, če imate pri roki gorilnik z acetilenom ali propanom: varilni šiv se žge z njim, pri čemer se grafit izgore, s segrevanjem litoželeznega dela na temno rdečo barvo.

Uporaba posebnih elektrod

Obstaja neverjetno veliko sort elektrod za varjenje litega železa različnih razredov. Upoštevali bomo le najprimernejše za domačo uporabo.

Najbolj priljubljene znamke elektrod za varjenje litega železa so ESAB (OK) 92,60, 92,58 in 92,18. Prva dva imata zmerno vsebnost niklja, ki ima TCR, primerljiv z vsebnostjo litega železa. Stopnja 92.18 ima visoko vsebnost niklja in zahteva vroče kovanje za tesnjenje kristalne rešetke in povečanje plastičnosti zvara. Te elektrode so dobre za varjenje sive in nodularne litine.

Pri delu z bakreno-nikljevimi elektrodami, kot je MNCh-2, se uporablja nekoliko drugačen princip varjenja, imenovan tudi visokotemperaturno trdo spajkanje. Tak spajka je sestavljena iz snovi, ki ne reagirajo z grafitom, zato je verjetnost nastanka "drobljenja" na meji zvara bistveno manjša. Bakrene elektrode so primerne za večino litin.

Za varjenje delov brez predhodnega ogrevanja veljajo razreda OZZHN-1 in UTP 86 FN. To so elektrode na železo-nikljevi osnovi z legirnimi dodatki, uporabljajo se predvsem za varjenje sive litine. Debelina elektrod katere koli vrste za delo doma mora biti 3 mm, za posebej masivne dele - ne več kot 4 mm, sicer pretvornik preprosto ne bo ustvaril potrebnega toka za popolno ogrevanje.

Uporaba polnilne žice

V nekaterih primerih lahko v postopku ročnega obločnega varjenja litega železa uvedemo posebne dodatke, ki dajejo materialu šiva posebne lastnosti. Ti dodatki temeljijo na istem niklju in bakru, včasih železu, nerjavečih zlitinah in kositru. Uporaba žice zahteva kameleonsko masko, varno prileganje in malo vaje.

Najbolj priljubljena polnilna žica je PANCH-11, ki se uporablja pri polavtomatskem varjenju izdelkov iz litega železa. Žica se vstavi v majhnih delih pri vsakem vžigu obloka in stik elektrode s površino se zgodi natančno skozi spajkanje. S tem dosežemo dobro mešljivost in omilimo učinke visokih temperatur.

Dodatki na osnovi monela so zelo koristni tudi pri varjenju litega železa. To je precej redka in draga zlitina, vendar ima zahtevani TCR, trdoto in duktilnost primerljivi s tistimi iz litega železa. Monel se nanese v majhnih odmerkih trenutek po vžigu obloka. Hkrati je gorenje daljše, kar praktično ne vpliva na kakovost šiva.

Načini varjenja, tokovi, tehnika dela

Lito železo kuhamo z enosmernim tokom, pretežno z obratno polarnostjo, čeprav bo pri nekaterih znamkah elektrod (MNCh-2) morda treba minus preklopiti na držalo. Zaradi velike pretočnosti litega železa ga je treba vedno kuhati samo v položaju spodnjega šiva.

Doma lahko uporabite dve vrsti varjenja: z delnim ogrevanjem in brez njega. To se določi posebej za vsako znamko elektrod. Del se segreje že dolgo pred začetkom varjenja z uporabo bencinske ali plinske dušilke ali acetilenskih gorilnikov. Med postopkom varjenja se mora segrevanje litoželeznega dela nadaljevati, zato delo opravljata dve osebi.

Litoželezno je varjeno s kratkimi šivi (po 2–4 cm) z vdolbino 2-3 dolžine šivov. Vsak "šiv" je narejen s številnimi lepili s časom gorenja loka od 0,5 do 1,5 sekunde, odvisno od debeline kovine in znamke elektrod.

Območje šiva se segreva 2-3 minute, nato varilec nanese kovino na koren rezanega šiva in asistent nežno ogreje zvar. Ko je "šiv" končan, ga prekrijemo s suhim peskom ali prekrijemo z azbestno krpo in plamen odstranimo.

Počasno hlajenje je ključnega pomena pri varjenju litega železa. Brez nje se lahko kovina takoj pokrije z mrežo razpok, ki se širijo iz zvarnega bazena, in izdelek bo brezupno poškodovan. Toplotno izolacijsko oblogo je mogoče vnaprej namestiti tudi na zadnji del šiva, a tudi takrat je treba vsak krater zvara takoj zaščititi pred neposrednim stikom z zrakom. Priporočljivo je, da majhne dele za eno uro pošljete v vročo pečico.

Pri varjenju se najprej napolni koren šiva, popolna fuzija se izvede po popolnem ohlajanju dela po popolnoma enaki tehnologiji z gladkim kaljenjem. Če je potrebna tesnost povezave, se med "šivi" naredi še nekaj vmesnih, nato pa se šiv popolnoma stopi. Vendar je za zagotovitev tesnosti veliko bolje uporabiti polimerne ali epoksidne tesnilne mase.