Svařování litiny argonem: metody, volba přísady, technologie

Litina se používá pro odlévání různých forem, forem, strojních součástí a bloků pro nosná lana zdvihacích zařízení. Když se v takových výrobcích objeví prasklina nebo se ulomí strana, vyvstává potřeba opravy. Nejkvalitnější metodou svařování litiny je argon (TIG). V tomto přehledu se podíváme na to, jaké vybavení a spotřební materiál je potřeba, jak připravit díly a provést proces argonového svařování litiny.

• Vlastnosti svařování litiny
• Jak a jak svařovat litinu technologií TIG
• Technologie TIG pro svařování litiny
• Užitečné tipy pro svařování litiny s argonem

Vlastnosti svařování litiny

Někteří svářeči neradi svařují litinu, protože tento materiál se obtížně svařuje. Při vytváření švu se tvoří řada defektů, často se musí práce několikrát opakovat. Proto stojí za to zvážit vlastnosti materiálu, abyste věděli, s čím se setkáte.

Druhy litiny

Litina je slitina železa s uhlíkem (minimální obsah 2,14 %) a dalšími složkami. Nejčastěji se při výrobě používají přísady křemíku, manganu, síry a fosforu.

Díky vysokému obsahu uhlíku je kov velmi tvrdý, ale křehký a není tažný. Uhlík může být ve formě cementitu nebo grafitu. Typ a forma uhlíku určují konečnou kvalitu litiny:

• Bílý – velmi křehký, složení obsahuje ledeburit, ale vůbec žádný grafit (pouze cementit).
• vysoká síla – grafit je obsažen ve formě sféroidů.
• Kujné – k jeho vytvoření se používají grafitové vločky a dlouhodobé žíhání. Má zvýšenou pevnost a houževnatost.
• Šedá – grafit se používá ve formě desek. Nejčastěji se používá ve slévárnách.
• Vlažný – obsahuje grafit a ledeburit.

Podle klasifikace je kov rozdělen na: tepelně odolný, odolný proti opotřebení, odolný proti korozi. Je možné legování mědí a dalšími prvky. V závislosti na typu litiny je její bod tání 1147-1538 ⁰C. Při svařování se nejčastěji budete muset vypořádat se slitinami, které se taví při 1500 ⁰C.

Svařitelnost litiny a další vlastnosti

Litina se svařuje obtížněji než běžná měkká ocel. Nejčastěji se svářeči setkávají s následujícími závadami:

póry

Při svařování, kdy dochází k vyhoření uhlíku, se ze svarové lázně uvolňují plyny, což vede k tvorbě pórů. Ty způsobují, že šev je netěsný a oslabuje ho. Tekutý kov může reagovat s dusíkem, vodíkem a vodní párou přítomnými v okolním vzduchu. Proto je důležité svarovou lázeň spolehlivě chránit před vlivy prostředí.

Trhliny

Kov má nízkou tepelnou vodivost, takže místo svařování se velmi zahřívá, zatímco okolní oblasti zůstávají chladné. Na hranici svaru vzniká sloučenina lehké slitiny železa a sulfidu železa. To vede k teplotním rozdílům, napětí a praskání. Navíc k tomu nedochází hned po svařování, ale postupně. Jak se ochladí, můžete slyšet praskání produktu, což znamená, že se vytvořily vady.

Nedostatek penetrace

Při svařování dochází k aktivnímu vyhoření křemíku z materiálu. Na jeho místě vzniká oxid se zvýšenou teplotou tání, který brání svařitelnosti.

Strukturální deformace

Silná vnitřní pnutí z ohřevu vedou k deformacím, kroucení a dalším deformacím. Když se pokusíte díl mechanicky zarovnat, šev praskne, protože je křehký a není tažný.

Jak a jak svařovat litinu technologií TIG

Svařování litiny netavící se elektrodou v prostředí inertního plynu (technologie TIG) je možné za studena i za tepla. V prvním případě svářeč okamžitě začne svařovat a ve druhém se díl předehřeje na teplotu 600 ⁰C. To zajišťuje rovnoměrné rozložení tepla, snižuje deformaci a umožňuje kovu normálně krystalizovat, takže molekulární mřížka zesílí. V důsledku toho je pro méně kritické díly, které nepodléhají vysokému zatížení, vhodná metoda svařování litiny za studena a pro kritické výrobky je vyžadován předehřev.

Ve všech případech musí litina po svařování pomalu chladnout. Zabráníte tak vzniku trhlin a deformací. K tomu je produkt ponechán v kelímku, pokrytý popelem. Velké obrobky jsou v místě svařování pokryty pískem, což zpomaluje uvolňování tepla a prodlužuje dobu chlazení.

Potřebné vybavení a nástroje

Ke svařování litiny potřebujete invertor TIG, který vyrábí stejnosměrný proud. Možnost přepnutí na proměnnou zde není potřeba, takže můžete ušetřit. Práce se provádí argonovým hořákem. Oblouk hoří mezi nekonzumovatelnou wolframovou elektrodou a produktem, ke kterému je připojeno uzemnění. Svarová lázeň je chráněna inertním plynem přiváděným z trysky hořáku. K připojení zařízení tedy budete potřebovat argonovou láhev, reduktor s manometry a plynovou hadici. Svařovat litinu pouze natavením okrajů základního kovu je špatný nápad. Proto je nutný výplňový drát.

Nástroje pro svařování litiny budou potřebovat:

• ruční bruska s brusným kotoučem pro řezání hran a zpracování švů;
• čtverec pro přesné zarovnání dvou stran v rovině;
• svěrky, které zabraňují posunutí obrobků, když ještě nejsou přichyceny;
• kovový kartáč k čištění švu a jeho kontrole po svařování na vady;
• svinovací metr, který pomáhá přesně nastavit úhlopříčky u velkých dílů;
• trojúhelníkový pilník, pokud potřebujete lokálně „zaříznout“ do švu, abyste odstranili póry, nedostatek fúze a opětovného svařování;
• kladivo pro snadné nastavení obrobků, pokud jsou přichyceny trochu křivě.

Ochranné pomůcky vyžadují svářečskou masku, nejlépe chameleona, rukavice a bundu. Přestože litina během svařování příliš „neplivá“, je stále lepší zakrýt pokožku rukou, protože dojde k popáleninám od ultrafialových paprsků elektrického oblouku.

Slitinami jsme zvyklí rozumět kombinaci několika kovů. V tomto případě máme co do činění se slitinou železa a uhlíku – litinou. Ve skutečnosti jde o železo nasycené uhlíkem v množství od 2,14 % do 6,67 %. Přítomnost uhlíku radikálně mění vlastnosti železa. Místo obvyklé plasticity a viskozity se objevuje křehkost a tuhost. Vlivem změn vlastností se mění způsoby svařování litinových dílů.

Jak připravit litinu pro svařování

Trhliny v litině mají tendenci se vyvíjet kvůli zvláštní křehkosti této slitiny. Proto je před svařováním nutné vyloučit možnost jejich dalšího vývoje provrtáním jejich konců. Dále musíte trhlinu opatrně oříznout bruskou až na dno na šířku dostatečnou pro zajištění procesu svařování. Pokud je oblast svařování znečištěna olejem, musí být odstraněna pomocí vhodných rozpouštědel.

Technologie a metody svařování litiny

Specifické vlastnosti svařování litiny nepřispívají k širokému použití tohoto způsobu spojování dílů při sestavování složitých konstrukcí. V zásadě se při opravách svařuje litina. Používají se následující typy svařování:

• plyn;
• termit;
• elektrický oblouk;
• elektrostruska.

Pro práci se používají ocelové, uhlíkové a grafitové elektrody. Používají se také elektrody z vysoce legovaných ocelí a neželezných kovů. Charakteristickým znakem při svařování litinových dílů je časté používání předehřevu dílů, a to jak lokálního, tak celkového. Síla proudu se vypočítá na základě podmínky 60 – 90 ampér na každý milimetr průměru elektrody. Je snadné vypočítat, že trojité svařování bude vyžadovat od 180 do 270 ampér.

Vlastnosti svařování litiny za tepla

Technologové vyvinuli mnoho speciálních režimů pro ohřev litiny před svařováním, ale nejpoužívanější metodou je ohřev až na 600 – 650 C 0 . Myšlenka je taková, že po svařování nedochází k rychlému ochlazení švu, ale k postupnému ochlazování celé hmoty výrobku. Postupné ochlazování podporuje grafitizaci (nevzniká bílá litina), na výrobku nevznikají trhliny. Používají se speciální elektrody typu OMCH – 1, což jsou litinové tyče se speciálním povlakem.

Přes dobrou kvalitu švu při svařování za tepla není široce používán. Důvodem je složitost technologického procesu, vysoké náklady na organizaci a provádění předehřevu.

Vlastnosti studeného svařování litiny

Svařování litiny za studena je nejběžnější metodou. V zásadě se používá výše popsaná technika: s pečlivým řezáním trhliny. Někdy, na zvláště kritických místech, jsou do okrajů švu zašroubovány ocelové kolíky, které jsou nejprve svařeny v kruhu. A pak je hlavní šev svařen.

Při zvýšených požadavcích na obrobitelnost svaru se používají elektrody obsahující nikl: MNCh-1 nebo MNCh-2. Nikl nereaguje s uhlíkem, nevytváří s ním sloučeniny vyznačující se vysokou tvrdostí, a proto se dobře mechanicky zpracovává.

Při absenci speciálních elektrod se můžete dostat ze situace pomocí měděného drátu, který je navinut na jednoduché nízkouhlíkové elektrodě. Místo drátu můžete použít měděnou trubku. Takové elektrody se nazývají bimetalické.

Svařování argonem

Ve většině případů svařování litiny dochází k vytvrzení svarového materiálu, což komplikuje následné mechanické zpracování a vyvolává tvorbu trhlin. Tuto nevýhodu lze odstranit použitím metody argonového obloukového svařování. Tato metoda umožňuje získat charakteristiky svaru srovnatelné s vlastnostmi základního kovu.

Svařování se provádí grafitovou elektrodou v prostředí ochranného plynu pomocí speciálně navržených proudových režimů. Má spoustu různých funkcí. Používá se svařování za tepla i za studena. Přítomnost grafitu zabraňuje tvorbě bílé litiny. Ochranný plyn podporuje nízkou tvorbu oxidů. Na konci svařování je zajištěn režim pomalého ochlazování výrobku překrytím tepelně izolačními materiály. Při svařování kritických vzorků lze k udržení tepla v chladicím produktu použít zařízení pro svařování plynem.

Spojení litiny a oceli

Volba režimu svařování pro litinu a ocel závisí na napětí naprázdno. Při napětí do 54 voltů se svařování provádí proudem s obrácenou polaritou. Střídavý proud se používá, když je napětí naprázdno větší než 54 voltů. Svařování se provádí krátkými kuličkami. Jejich délka by neměla přesáhnout 30 mm. Švy velké hloubky jsou svařovány ve vrstvách s kováním každé vrstvy. Pro získání kvalitního švu se doporučuje použít metodu svařování za tepla a zajistit postupné ochlazování svařovaného výrobku.