Jak spawać żeliwo i opanować spawanie elektrodą (MMA)

Spawanie żeliwa stanowi spore wyzwanie. Materiał ten ma specyficzne właściwości. Poznaj sprawdzone metody spawania żeliwa. Dowiedz się więcej o popularnej technice MMA. Naucz się, jak prawidłowo przygotować element. Zobacz, jak unikać typowych błędów spawalniczych.

Czym jest żeliwo i dlaczego jego spawanie jest trudne?

Żeliwo to stop żelaza z węglem. Zawartość węgla przekracza 2%. Typowe wartości to 2,5% do 4%. Ta wysoka zawartość węgla sprawia problemy. Żeliwo jest kruche. Jest też mniej plastyczne od stali. Istnieje kilka rodzajów żeliwa. Różnią się one właściwościami i zastosowaniem. Żeliwo szare zawiera grafit płatkowy. Białe żeliwo jest bardzo twarde. Zawiera cementyt. Żeliwo sferoidalne ma sferyczny grafit. Zapewnia to lepszą plastyczność. Żeliwo ciągliwe łączy wytrzymałość z plastycznością. Główne problemy przy spawaniu żeliwa to pękanie. Może być pękanie na zimno lub na gorąco. Trudnością jest twardnienie strefy wpływu ciepła. Problem stanowi też porowatość spoiny. Często pojawia się brak połączenia metalurgicznego.

Przygotowanie do spawania żeliwa

Prawidłowe przygotowanie elementu jest kluczowe. Zacznij od identyfikacji rodzaju żeliwa. Różne rodzaje wymagają innych metod. Następnie dokładnie oczyść powierzchnię. Usuń rdzę, farbę i tłuszcz. Brudny metal zwiększa ryzyko porowatości. Podgrzewanie wstępne jest bardzo ważne. Zapobiega pękaniu na zimno. Zalecana temperatura podgrzewania to 500–600°C. Niższe temperatury też mogą być wystarczające. Na przykład, dla spawania TIG podgrzewanie to 300–400°C. Dla MIG wystarczy 350–450°C. Temperatura podgrzewania zależy od grubości materiału. Dla cieńszych elementów wystarczy 120–260°C (250–500°F). Grubsze części potrzebują wyższej temperatury, nawet do 700°C (1300°F). Kontrolowane chłodzenie po spawaniu jest istotne.

• Identyfikacja rodzaju żeliwa jest pierwszym krokiem.
• Dokładnie oczyść spawaną powierzchnię.
• Zastosuj podgrzewanie wstępne, aby zmniejszyć naprężenia.
• Kontroluj temperaturę podczas całego procesu.

Metody spawania żeliwa

Spawanie żeliwa można wykonać różnymi metodami. Wybór zależy od rodzaju żeliwa. Zależy też od dostępnego sprzętu. Popularne metody to MMA, TIG, MIG/MAG oraz lutospawanie.

Spawanie żeliwa metodą MMA (elektrodą otuloną)

Spawanie elektrodą otuloną (MMA) to podstawa spawalnictwa. Jest to jedna z najpopularniejszych metod. Spawanie elektryczne nazywane jest także spawaniem MMA. Proces wykorzystuje ręcznie obsługiwaną elektrodę. Elektroda jest pokryta otuliną. Łuk elektryczny powstaje między elektrodą a elementem. Temperatura łuku sięga co najmniej 3000 stopni Celsjusza. Otulina tworzy gaz ochronny. Tworzy też żużel. Chroni to stopiony metal. Spawanie MMA nie wymaga gazu osłonowego z butli. Metoda ta ma długą historię. Sięga początków XX wieku. Nikołaj Benardos i Stanisław Olszewski wynaleźli elektryczną metodę w 1885 roku. Data 10 października 1885 jest uznawana za datę narodzin nowoczesnego spawalnictwa. Metoda SMAW (MMA) jest dominująca w przemyśle konserwacyjnym. Jest też popularna w naprawach. MMA zawsze pozostaje niezastąpione w spawalnictwie. Elektroda składa się z rdzenia i otuliny. Otulina różni się składem chemicznym. Wilgoć to największy wróg elektrod. Elektrody należy przechowywać w suszarce. Temperatura powinna wynosić 70-120°C.

Przy spawaniu żeliwa metodą MMA stosuje się specjalne elektrody. Używa się elektrod niklowych. Stosuje się też elektrody miedziane. Czasem używa się elektrod z domieszką stali nierdzewnej. Wybór elektrody zależy od rodzaju żeliwa. Zależy też od typu uszkodzenia. Elektrody na bazie niklu poprawiają plastyczność spoiny. Zmniejszają ryzyko pęknięć. Przy spawaniu elektrodą otuloną stosuj jak najkrótszy łuk.

• Użyj elektrod niklowych, miedzianych lub nierdzewnych.
• Stosuj jak najkrótszy łuk spawalniczy.
• Utrzymaj stabilny łuk podczas spawania.

Spawanie żeliwa metodą TIG

Spawanie TIG zapewnia wysoką precyzję. Daje dużą kontrolę nad procesem. Wymaga podgrzewania wstępnego. Zalecana temperatura to 300–400°C. Stosuje się prąd spawania 80–100 A. Używa się elektrod wolframowych. Średnica elektrody to 2,4–3,2 mm. Metoda ta jest dobra do cienkich elementów. Pozwala uzyskać estetyczną spoinę.

Spawanie żeliwa metodą MIG/MAG

Metoda MIG/MAG jest szybsza i bardziej wydajna. Wymaga podgrzewania wstępnego. Temperatura to 350–450°C. Prędkość drutu wynosi 4–6 m/min. Napięcie to 18–22 V. Można spawać drutem proszkowym. Drut proszkowy zawiera dodatki. Poprawiają one właściwości spoiny. Używaj drutów niklowych dla najlepszych rezultatów.

Lutospawanie żeliwa

Lutospawanie to bezpieczna alternatywa. Jest to proces łączenia metali. Nie wymaga topienia materiału rodzimego. Stosuje się spoiwo z mosiądzu lub brązu. Temperatura procesu jest niższa. Zmniejsza to ryzyko pęknięć. Jest to dobra metoda do napraw. Szczególnie przy elementach o skomplikowanych kształtach.

Jak spawać żeliwo krok po kroku (z naciskiem na MMA)

Prawidłowe spawanie żeliwa wymaga kilku etapów. Przygotuj element jak opisano wcześniej. Oczyść powierzchnię i podgrzej. Wybierz odpowiednią metodę i elektrodę. Dla MMA wybierz elektrodę do żeliwa. Ustaw parametry spawarki. Zwykle zaczyna się od niższych prądów. Przetestuj na kawałku złomu. Prowadź spoinę krótkimi odcinkami. Lepiej spawać za wolno niż za szybko. Lepiej za ciepło niż za zimno. Utrzymuj krótki łuk w MMA. Kładź spoiny warstwami. Po nałożeniu każdej warstwy oczyść ją. Usuń żużel. Kontroluj temperaturę między warstwami. Po zakończeniu spawania zapewnij kontrolowane chłodzenie. Element powinien stygnąć powoli. Można przykryć go kocem termoizolacyjnym. Unikaj gwałtownego chłodzenia. Może to prowadzić do pęknięć. Następnie przeprowadź obróbkę po spawaniu. Może to być szlifowanie spoiny.

Typowe problemy przy spawaniu żeliwa i jak ich unikać

Spawanie żeliwa niesie ze sobą specyficzne problemy. Najczęstszym jest pękanie. Może wystąpić na zimno lub na gorąco. Pękanie na zimno wynika z naprężeń i twardnienia. Podgrzewanie wstępne zapobiega temu. Kontrolowane chłodzenie też pomaga. Twardnienie strefy wpływu ciepła jest problemem. Wynika z szybkiego chłodzenia. Powoduje kruchość. Porowatość spoiny to kolejny problem. Wynika z brudu lub gazów. Dokładne czyszczenie i osłona przed wiatrem pomagają. Brak połączenia metalurgicznego oznacza słabą spoinę. Właściwy dobór metody i parametrów jest ważny. Nierówna spoina wynika z nierównej prędkości prowadzenia. Ćwicz, aby uzyskać równomierny ruch. Przyklejanie elektrody w MMA zdarza się często. Przyczyną jest za niski prąd lub wilgotna elektroda. Zwiększ prąd o 10A. Podsusz elektrody przed użyciem. Nadmierny żużel może być problemem. Powodem jest za wolne prowadzenie lub zła elektroda. Zmniejsz kąt elektrody. Użyj odpowiedniego typu elektrody.

Problem	Przyczyna	Rozwiązanie
Przyklejanie elektrody	Za niski prąd, wilgotna elektroda	Zwiększ prąd o 10A, podsusz elektrody
Nadmierny żużel	Za wolne prowadzenie, zła elektroda	Zmniejsz kąt, użyj odpowiedniej elektrody
Porowatość	Brudny metal, przeciągi	Dokładnie oczyść, osłoń przed wiatrem
Nierówna spoina	Nierówna szybkość prowadzenia	Ćwicz równomierne prowadzenie

Bezpieczeństwo przy pracach spawalniczych

Bezpieczeństwo jest absolutnym priorytetem. Spawanie generuje wysokie temperatury. Wytwarza też szkodliwe opary. Stosuj środki ochrony osobistej. Należą do nich skórzane rękawice. Potrzebny jest hełm spawalniczy. Używaj hełmu z filtrem UV. Noś odzież ochronną. Zapewnij odpowiednią wentylację. Miejsce spawania powinno być dobrze wentylowane. Zastosowanie wentylacji o odpowiedniej wydajności jest konieczne.

• Zawsze używaj środków ochrony osobistej.
• Zapewnij dobrą wentylację miejsca spawania.
• Pracuj w bezpiecznej odległości od materiałów łatwopalnych.

Podsumowanie

Spawanie żeliwa jest procesem wymagającym. Wymaga wiedzy o materiale. Potrzebne jest odpowiednie przygotowanie. Kluczowe jest podgrzewanie i kontrolowane chłodzenie. Metoda MMA jest uniwersalnym rozwiązaniem. Wymaga opanowania techniki prowadzenia elektrody. Wybór odpowiedniej elektrody jest bardzo ważny. Pamiętaj o bezpieczeństwie podczas pracy. Zawsze stosuj środki ochrony osobistej. Spawanie żeliwa to prawdziwa sztuka. Wymaga cierpliwości i doświadczenia. Kluczem jest zrozumienie materiału. Ważne jest właściwe przygotowanie. Kontrola temperatury jest niezbędna na każdym etapie. Prowadź dziennik postępów. Notuj parametry i efekty swoich spoin.