Żeliwo to stop żelaza zawierający przeszło 2% węgla w postaci grafitu lub cementytu. Zazwyczaj jest produkowany z manganem, siarką, fosforem, krzemem czy innymi pierwiastkami. To materiał odporny na działanie korozji, który charakteryzuje się również doskonałą trwałością, w związku z czym znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.
Żeliwo wykorzystuje się między innymi do produkcji śrub, garnków czy różnego rodzaju elementów konstrukcyjnych i dekoracyjnych. Co warto wiedzieć na temat tego wysokowęglowego stopu? Jak spawać żeliwo? Jaką spawarkę wybrać?
Rodzaje żeliwa
Żeliwo to stop żelaza i węgla (jego zawartość to od 2,11% do nawet 6,67%). Wyróżnić można kilka rodzajów żeliwa różniących się składem chemicznym, między innymi:
- Żeliwo białe – białe żeliwo, mimo że kruche, jest równocześnie twarde. Jego skład chemiczny to perlit, ledeburyt i cementyt. Ten rodzaj żeliwa przetwarza się przede wszystkim w celu otrzymania odmiany plastycznej.
- Żeliwo szare – to miękki materiał stosowany do produkcji różnego rodzaju maszyn, grzejników, wanien czy części pieców. Żeliwo szare składa się z żelaza, węgla w postaci grafitu, krzemu, fosforu, siarki i manganu.
- Żeliwo stopowe – dzięki zawartości w składzie dodatków stopowych (na przykład krzemu czy aluminium) można uzyskiwać różne właściwości fizyczne i chemiczne.
W zależności od rodzaju stopu, temperatura topnienia żeliwa będzie inna. W przypadku żeliwa białego będzie wynosić 1350 stopni Celsjusza (wrastając nawet do przeszło 1400 stopni Celsjusza po wlaniu do formy).
Temperatura topnienia szarego żeliwa to natomiast 1260 stopni Celsjusza, przy czym może ona wzrosnąć do 1400 stopni. Żeliwo to jeden z najlepszych materiałów do wytopu ze względu na niską kurczliwość i płynność.
Spawanie żeliwa – na czym polega?
Zanim przejdzie się do spawania żeliwa, materiał trzeba odpowiednio przygotować, należy zatem oczyścić wszelkie zanieczyszczenia znajdujące się na powierzchniach łączonych i odlewie. Dlaczego to takie ważne? Ponieważ spawanie źle przygotowanego żeliwa może skutkować pojawianiem się porów i pęcherzy w obrębie spoiny.
W przypadku pękniętego żeliwa istnieje możliwość jego naprawienia. W tym celu należy na końcach pęknięcia wywiercić otwory o średnicy co najmniej 5 mm, a także usunąć materiał wzdłuż pęknięcia po to, by powstał rowek spawalniczy.
Przed spawaniem żeliwa, warto również zwrócić uwagę na kilka istotnych kwestii, takich jak:
- rodzaj spawanego żeliwa,
- podatność spoiny na obróbkę,
- metoda spawania żeliwa.
W trakcie spawania żeliwa gazowego, łączy się ze sobą elementy metalowe, niemetaliczne, stopy za pomocą prętu z metalu wypełniającego i płomienia. Często stosowaną metodą jest również spawanie żeliwa łukiem elektrycznym. W ten sposób powstaje trwała spoina. Aby nie doszło do jej utleniania, wykorzystuje się gazy obojętne (hel, argon).
Metody spawania żeliwa to:
- na zimno,
- na gorąco,
- lutospawanie.
Spawanie żeliwa na zimno
Spawanie na zimno odbywa się przy użyciu metody MIG, MAG, TIG i jest wykorzystywane przede wszystkim podczas naprawy dużych odlewów. Podczas spawania metodą na zimno temperatura oscyluje wokół 60-70 stopni Celsjusza, w odległości około 100 mm od jeziorka wynosi natomiast 30-40 stopni Celsjusza.
Warto dodać, że spoiny powinny być krótkie, ich długość maksymalna to 20-30 mm. W przypadku metody spawania żeliwa na zimno stosuje się:
- spoiwa niklowe,
- spoiwa niklowo-miedziane,
- spoiwa żelazowo-niklowe,
- spoiwa stalowe.
Spawanie żeliwa na gorąco
Spawanie na gorąco odbywa się przy użyciu prądu stałego o dużym natężeniu. Odlewy najczęściej spawa się metodą TIG. W trakcie spawania na gorąco, materiał podgrzewa się do około 700 stopni Celsjusza.
Lutospawanie żeliwa
Kolejną metodą spawania żeliwa jest lutospawanie. Do obróbki materiału stosuje się metodę MAG lub TIG. Na czym polega lutospawanie? Na połączeniu spoiwa na osnowie miedzi.
Jaką spawarką spawać żeliwo?
Spawanie żeliwa to proces bardzo wymagający i trudny, dlatego należy stosować odpowiedni sprzęt. W zależności od rodzaju wykonywanych prac i stosowanej metody, można zdecydować się na migomat, inwertor TIG lub urządzenie przeznaczone do ręcznego spawania elektrodami otulonymi.
Ile kosztuje spawanie żeliwa?
Spawanie żeliwa to koszt kilkuset złotych. Ostateczna cena usługi będzie zależna jednak od wybranej metody i stopnia zaawansowania przeprowadzanych prac.