Jak i czym spawać żeliwo? Na czym polega spawanie żeliwa?

Żeliwo, czyli stop żelaza z węglem, jest jednym z najstarszych stopów metali wykorzystywanych przez człowieka. Znajduje szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu – zwłaszcza przemyśle maszynowym, jak i budownictwie. W tym artykule wyjaśnimy Ci, jak spawać żeliwo, opiszemy najpopularniejsze metody i odpowiemy na często zadawane pytania. Zaproponujemy również odpowiednie spawarki, dzięki którym zyskasz możliwość efektywnego i sprawnego przeprowadzenia tego procesu. Zapraszamy do lektury!

Czym jest żeliwo?

Zanim jednak dowiesz się, jak spawać żeliwo, powinieneś dokładniej poznać sam materiał, który należy do najstarszych i najczęściej stosowanych stopów metali. W praktyce żeliwo to stop żelaza z węglem, otrzymywany w procesie wytapiania w piecach hutniczych. Posiada co najmniej kilka zalet, które sprawiają, że sprawdza się w wielu gałęziach przemysłu. Mowa tu przede wszystkim o:

• ponadprzeciętnej twardości;

• dobrej kruchości;

• niskiej kurczliwości podczas wytapiania;

• dużej płynności;

• odporności na korozję oraz wysoką temperaturę.

Wszystkie te cechy sprawiają, że żeliwo może być skutecznie wykorzystywane między innymi do produkcji obudów maszyn, kół zębatych, łożysk, rur, płyt kanalizacyjnych, a nawet garnków czy patelni.

Rodzaje żeliwa

Żeliwo może posiadać różny skład chemiczny, dlatego wyróżniamy kilka jego rodzajów. Są to:

• żeliwo białe, które charakteryzuje się ponadprzeciętną twardością i które można szlifować;

• żeliwo szare, które dzięki swojej miękkości jest powszechnie przetwarzane;

• żeliwo połowiczne (pstre), które łączy cechy żeliwa szarego i białego (część węgla występuje w nim w postaci wolnego grafitu, a część w postaci cementytu);

• żeliwo stopowe, które nadaje się do modyfikacji, ponieważ zawiera aluminium, krzem, chrom oraz nikiel;

• żeliwo ciągliwe, którego podstawowym składnikiem jest perlit lub ferryt.

Czy można spawać żeliwo?

Tak, istnieje możliwość spawania żeliwa, choć nie należy to do zadań najprostszych. Wynika to przede wszystkim z wysokiej zawartości węgla oraz dużej kruchości materiału, co wymaga zastosowania odpowiedniej metody (dostosowanej do rodzaju żeliwa), a także akcesoriów spawalniczych. Co więcej, jego niektóre odmiany, np. żeliwo białe, jest powszechnie uznawane za niespawalne.

Poniżej znajdziesz najważniejsze wskazówki, dzięki którym dowiesz się, jak spawać żeliwo i którą metodę wybrać, by maksymalnie ułatwić sobie cały proces.

Jak spawać żeliwo?

Kluczowe w kontekście prawidłowego spawania żeliwa jest odpowiednie przygotowanie jego powierzchni. W pierwszej kolejności należy ją dokładnie oczyścić, a w przypadku naprawy żeliwa wywiercić na końcach pęknięcia niewielkie otwory (o średnicy minimum 5 mm). Obowiązkiem spawacza jest także stworzenie rowka spawalniczego wzdłuż pęknięcia, a także dobranie właściwego spoiwa – zarówno pod kątem rodzaju materiału, jak i stosowanej metody spawania. Po zakończeniu etapu przygotowań można rozpocząć proces.

Spawanie żeliwa – najpopularniejsze metody

Jak spawać żeliwo? Zasadniczo istnieją trzy metody, dzięki którym jest to możliwe. Mowa tu o spawaniu na zimno, gorąco oraz lutospawaniu. Wybór tej właściwej zależy przede wszystkim od rodzaju materiału, charakteru uszkodzenia, wymagań co do wytrzymałości spoiny, a także dostępności sprzętu i materiałów. Czym charakteryzuje się każda z metod i w jakiej sytuacji należy na nią postawić?

Spawanie żeliwa na zimno

Jedną z najpopularniejszych metod jest spawanie żeliwana zimno – sprawdza się ona przede wszystkim w łączeniu dużych i ciężkich odlewów, a przeprowadzana jest w stosunkowo niskich temperaturach (60-70 stopni Celsjusza, a w pobliżu jeziorka spawalniczego – 30-40 stopni Celsjusza). W tej metodzie można zastosować różne rozwiązania – migomat, TIG albo MMA, a podstawą udanego procesu jest ustawienie na urządzeniu spawalniczym najniższych parametrów prądowych. Poszczególne odcinki spoiny powinny mieć długość do 30 mm, a pierwszy z nich należy umiejscowić na środku pęknięcia, kolejne zaś na jego końcach. Po ułożeniu każdego z odcinków wymagane jest delikatne przekucie go młotkiem. Jakie spoiwo wybrać? Najlepiej niklowe, niklowo-miedziane, niklowo-żelazowe albo stalowe.

Spawanie żeliwa na gorąco

Drugą popularną metodą jest spawanie żeliwana gorąco – znajduje ono zastosowanie zwłaszcza w przypadku napraw odlewów bardzo wymagających, a przeprowadzane jest w temperaturze około 700 stopni. W tym przypadku spawacz powinien zabezpieczyć odlew przed utlenianiem, pokrywając go gęstym roztworem kredy lub wapna, który bezpośrednio przed spawaniem należy usunąć (drucianą szczotką). Podgrzewanie wstępnie należy przeprowadzać w temperaturze do 100 stopni Celsjusza na godzinę, najlepiej na palenisku opalanym węglem drzewnym lub gazem. W trakcie spawania trzeba stosować prąd stały o wysokim natężeniu, a zalecane jest przeprowadzanie tego procesu przy użyciu metody TIG.

Lutospawanie żeliwa

Ostatnią metodą jest lutospawanie żeliwa, które znajduje zastosowanie w naprawach powierzchniowych lub części o skomplikowanych kształtach, a także, gdy połączenie nie jest intensywnie obciążane mechanicznie. Jego podstawą jest łączenie materiału spoiwem na osłonie miedzi, w temperaturze niższej niż temperatura topnienia odlewu żeliwnego. Materiał należy nagrzać palnikiem tlenowo-acetylenowym, a sam proces najlepiej przeprowadzać metodą TIG lub MAG.

Spawanie żeliwa – często zadawane pytania

Wiesz już, czy można spawać żeliwo i jak przeprowadzić cały proces, jednak to nie wszystko. Poniżej znajdziesz odpowiedzi na często zadawane pytania, które pozwolą Ci rozwiać wiele wątpliwości.

Jak spawać żeliwo migomatem?

Spawanie żeliwa migomatem jest jak najbardziej możliwe, choć metoda ta jest mniej popularna niż TIG. Sprawdza się przede wszystkim w prostszych zadaniach i spawaniu na zimno. Jak spawać żeliwo migomatem? Konieczne jest przede wszystkim ustawienie najniższych parametrów prądowych, dzięki czemu temperatura nie przekroczy 70 stopni Celsjusza. Należy również pamiętać o wspomnianych wcześniej odcinkach spoiny o długości maksymalnie 30 mm oraz przekuwaniu każdorazowo ułożonego odcinka spoiny młotkiem.

Jaka elektroda do żeliwa?

Wybór elektrody do spawania żeliwa zależy od rodzaju materiału, wybranej metody oraz wymagań wytrzymałościowych. Istnieją różne typy elektrod specjalnie zaprojektowanych do żeliwa, z których najczęściej używane to elektrody niklowe, miedziano-niklowe lub żeliwne.

• W spawaniu na zimno najczęściej stosuje się elektrody niklowe lub miedziano-niklowe.

• W spawaniu na gorąco są zalecane elektrody żeliwne lub grafitowe.

• W lutospawaniu stosuje się nie elektrody, ale druty lutownicze na bazie miedzi, srebra lub niklu (z odpowiednim topnikiem).

Jaka jest temperatura topnienia żeliwa?

Temperatura topnienia żeliwa wynosi około 1200 stopni Celsjusza, ale zależy ona od rodzaju materiału i jego składu chemicznego. Jest niższa niż temperatura topnienia czystego żelaza (1538 stopni Celsjusza) z powodu obecności węgla i innych pierwiastków stopowych.

• Jaka jest temperatura topnienia żeliwabiałego? 1200-1300 stopni Celsjusza.

• Jaka jest temperatura topnienia żeliwa szarego? 1150-1250 stopni Celsjusza.

• Jaka jest temperatura topnienia żeliwa ciągliwego? 1150-1250 stopni Celsjusza.

• Jaka jest temperatura topnienia żeliwa stopowego? Zróżnicowana (może być wyższa lub niższa), w zależności od rodzaju i ilości dodanych pierwiastków, takich jak nikiel, chrom czy molibden.

Jak zadbać o bezpieczeństwo podczas spawania żeliwa?

Proces spawania żeliwa wiąże się z kilkoma zagrożeniami, dlatego warto zadbać w jego trakcie o własne bezpieczeństwo. Pamiętaj przede wszystkim o odpowiedniej odzieży ochronnej i rękawicach spawalniczych, które ochronią Cię przed potencjalnym poparzeniem oraz promieniowaniem. Co więcej, spawanie powinno odbywać się w pomieszczeniu suchym i odpowiednio wentylowanym, a także przy użyciu właściwych, najlepiej izolowanych narzędzi.

Jaką spawarkę do żeliwa wybrać?

Do spawania żeliwa należy używać odpowiednich spawarek TIG, MIG/MAG lub MMA (w zależności od rodzaju materiału i wybranej metody).

• Uniwersalnym wyborem do większości napraw będą spawarki MMA z elektrodami niklowymi.

• Do precyzyjnych prac zaleca się spawarki TIG AC/DC z możliwością pracy na niskim prądzie.

• Do mniej wymagających zadań najczęściej wykorzystywane są spawarki MIG/MAG.

Spawanie żeliwa to proces wymagający, który wymaga wiedzy, doświadczenia oraz odpowiednich narzędzi. W naszym sklepie znajdziesz zarówno wysokiej klasy spawarki od najlepszych producentów, jak i akcesoria spawalnicze. Dopasujesz je do własnych potrzeb, niezależnie od tego, jaką metodę spawania wybierzesz i na jakim materiale przyjdzie Ci pracować. Zapraszamy do zapoznania się z pełną ofertą naszego sklepu, a w razie pytań lub wątpliwości – do kontaktu z pracownikiem, który udzieli kompleksowego wsparcia.