Spawanie żeliwa – wskazówki dla spawaczy

Żeliwo pomimo popularności w wielu gałęziach przemysłu nastręcza wiele trudności podczas spawania. Duża zawartość węgla powoduje kruchość i podatność na pękanie spoin. Jak radzić sobie ze spawaniem żeliwa?

W tym poradniku omawiamy podstawowe zasady i techniki spawania żeliwa szarego oraz sferoidalnego. Dowiesz się m.in. jak przygotować złącza, dobrać parametry i unikać typowych problemów występujących podczas łączenia odlewów żeliwnych.

Dlaczego spawanie żeliwa jest trudne?

Żeliwo ze względu na wysoką zawartość węgla (powyżej 2%) ma tendencję do tworzenia kruchych struktur w spoinie i strefie wpływu ciepła. Powoduje to:

• Ryzyko powstawania pęknięć gorących i zimnych.
• Spadek plastyczności, udarności i wytrzymałości połączenia.
• Problemy z uzyskaniem pełnego przetopu przy grubszych przekrojach.

Dlatego spawanie żeliwa wymaga zachowania środków ostrożności.

Jak przygotować żeliwo do spawania?

Przygotowanie powierzchni obejmuje:

1. Usunąć warstwę tlenków i zgorzeliny, najlepiej piaskowaniem. 
2. Odtłuścić powierzchnię bezpośrednio przed spawaniem.
3. Wyprofilować rowki pod spoinę z zaokrąglonymi krawędziami.
4. Unikać zarysowań, które mogą inicjować pęknięcia.
5. Spasować elementy bez luźnego dosuwu.
6. Zastosować wstępne podgrzanie przy grubych przekrojach.

Jakie metody spawania żeliwa są najlepsze?

Do spawania większości odmian żeliwa szarego stosuje się:

Spawanie elektrodą otuloną (MMA)	Uniwersalna, pozwala regulować ilość wprowadzonego ciepła.
Spawanie MIG/MAG	Zapewnia dobrą jakość i wydajność, wymaga doboru odpowiedniego składu chemicznego spoiwa.
Spawanie TIG	Polecane w przypadku cieńszych elementów ze stopów żeliwnych.

Możliwe jest też spawanie gazowe, plazmowe lub zgrzewanie.

Jakie elektrody/druty stosować do spawania żeliwa?

Do spawania żeliwa zaleca się materiały dodatkowe o obniżonej zawartości węgla, np.:

• Elektrody rutulowe do żeliwa szarego. 
• Druty typu NiCrMo do stopów żeliwnych.
• Specjalne elektrody otulone do żeliwa sferoidalnego.
• Druty proszkowe z dodatkiem ferrytu.

Skład materiału dostosować do rodzaju spawanego żeliwa.

Jakie dobrać parametry spawania żeliwa?

Parametry spawania żeliwa powinny zapewnić:

• Niższy poziom wprowadzonego ciepła, aby zminimalizować strefę wpływu ciepła.
• Wolniejszą szybkość spawania niż dla stali.
• Podgrzewanie wstępne przy grubych elementach.
• Możliwość szybkiego schłodzenia spoiny po zakończeniu.

Typowe prądy spawania żeliwa to 60-140A dla MMA oraz 60-100A dla MIG/MAG.

Jakich defektów należy unikać podczas spawania żeliwa?

Typowe wady powstające podczas spawania żeliwa to:

• Pęknięcia spowodowane wodorem lub naprężeniami.
• Krucha, martenzytyczna struktura spoiny i strefy wpływu.
• Porowatość i braki przetopu przy zbyt małej ilości wprowadzonego ciepła.
• Nadmierny przetop i wypływ metalu jeśli parametry są zbyt duże. 
• Wtrącenia tlenków i żużla.

Należy kontrolować parametry i higienę procesu, aby ich uniknąć.

Podsumowanie  

Spawanie żeliwa wymaga zachowania specjalnych środków ostrożności. Należy odpowiednio przygotować brzegi, dobrać materiały i parametry oraz unikać potencjalnych niezgodności. Przestrzeganie wytycznych pozwala jednak uzyskać połączenia o pełnych właściwościach eksploatacyjnych.