Kvalitní svařování litiny – problematika, technologie a volba metod svařování

Litina je slitina železa s uhlíkem (obsah uhlíku >2 %) a dalšími chemickými prvky, hraje důležitou roli v moderní metalurgii a strojírenství. Výrobky z něj jsou trvanlivé, mají dobrou odolnost proti opotřebení, jsou odolné vůči tření a lze je také dobře opracovávat řeznými nástroji. To vše, stejně jako nízká cena a vynikající odlévací vlastnosti, činí z litiny velmi oblíbený materiál.

Ke zpracování litiny jsou zapotřebí speciální dovednosti a schopnosti.

Tento kov je však velmi křehký a tato křehkost je příčinou velkých problémů. Zahřívání litiny velmi mění její strukturu, takže svařování (a zejména studené) litiny je velmi obtížné. Mezitím při opravách litinových výrobků, vytváření svařovaných litých konstrukcí a opravách vad odlitků je svařování litiny prostě nezbytné.

Hlavní problémy při svařování.

Vznikající problémy jsou různé, ale všechny vedou ke stejnému výsledku – oslabení pevnosti švu na nepřijatelné hodnoty a nemožnost použít díl k zamýšlenému účelu.

• Litinové svary podléhají velmi rychlému ochlazení. Při ochlazení vzniká v oblasti svaru bílá litina, kterou je téměř nemožné opracovat. Zničí vzhled dílu a mechanické vlastnosti švu. Bude velmi obtížné jej odstranit.
• Litina, jak již bylo zmíněno výše, je křehký kov a při nerovnoměrném zahřívání během procesu svařování výrazně mění svou strukturu. Z tohoto důvodu se mohou ve švech tvořit trhliny, což bude považováno za vadu, protože pevnost takového švu bude nízká.
• Litina je tekutý kov a udržet ji ve svarové lázni není snadný úkol. Rozlitý kov nejen zkomplikuje proces svařování, ale může také způsobit vážné popáleniny. Pokud se uvolní velké množství kovu, ani ochranný oděv pravděpodobně neochrání před zraněním.
• Při svařování litiny se uvolňuje velké množství plynů, což vede k tvorbě pórů ve švu a poškození jeho celistvosti.
• Vlivem oxidace křemíku při svařování někdy vznikají tzv. žáruvzdorné oxidy. Teplota svařovacího oblouku nestačí k jejich propálení a objevuje se nedostatek průvaru. Externě takový šev vypadá normálně, ale jeho spolehlivost ponechává mnoho přání.

Příprava litiny pro svařování. Požadavky na kvalitu švů.

Aby se předešlo výše popsaným problémům při svařování litiny, je třeba dodržovat následující pravidla:

• Svařovaný povrch musí být čistý – odstraňte všechny stopy nečistot, usazenin, oleje, sazí a mastnoty. Odmastěte povrch alkoholem nebo speciální směsí. Povrch musí být suchý.
• Povrch musí být hladký – pokud jsou na něm hrbolky nebo nerovnosti, lze je mechanicky odstranit.

Tato přípravná opatření pomohou zabránit praskání litiny a získat kvalitní svary.

Co je to kvalitní svar? Svary musí být neproniknutelné, musí mít potřebné mechanické vlastnosti, být trvanlivé, barevně stejnoměrné a zpracovatelné. Svary by neměly mít praskliny, hrbolky, póry nebo bubliny. Podrobné požadavky na svary jsou stanoveny v technologických postupech.

V závislosti na těchto a dalších požadavcích, jakož i na typu svařovaných výrobků, rozsahu práce a technologických možnostech se volí nejvhodnější technologie svařování litiny:

• Svařování litiny za studena (bez ohřevu)
• Svařování litiny za tepla (zahřátá)

Něco málo o svařování za studena.

Studené svařování litiny je svařování bez předehřívání součásti. Lze jej provádět pomocí elektrod, argonového oblouku nebo poloautomatického zařízení. Nejjednodušší a nejběžnější metodou je studené svařování litiny elektrodami. K tomu můžete použít elektrody na bázi niklu, oceli a mědi. Elektrody na bázi mědi jsou vyrobeny ze slitiny cínu nebo hliníku. První pomáhají získat plastové švy, vhodné pro další zpracování, a druhé zvyšují pevnostní charakteristiky švu. A pomocí ocelových elektrod můžete získat šev, který nelze vůbec opracovat. Všechny tyto body je třeba vzít v úvahu při výběru materiálů.

Další metodou svařování za studena je argonový oblouk. Pro svařování litiny se nejlépe hodí niklové plnicí tyče. Metoda je poměrně drahá a pro úsporu peněz se často používají hliníkovo-bronzové tyče. Jsou levnější, ale jejich použití je omezené: pokud bude díl vystaven teplu, nelze je použít! A nezapomeňte na speciální ochranné pomůcky – výpary vznikající při spojování kovu argonem jsou zdraví velmi škodlivé. Pokud je to možné, používejte masky nebo respirátory s mechanickou ventilací.

Svařování litiny za studena je možné i u poloautomatů. Pro poloautomatické zpracování litiny se používají následující typy drátů a směsí plynů:

• Silikon-bronzový drát s ochranou argonem a heliem (50% + 50%)
• Niklový drát s argonovou ochranou (100%)
• Ocelový drát s ochranou argonem a oxidem uhličitým (80% a 20%)

Bez ohledu na zvolenou metodu svařování za studena existují obecné požadavky – druh pokynů, které vám pomohou dosáhnout vynikajícího výsledku:

• Díly musí být čisté (toto pravidlo platí nejen při svařování litiny)
• Švy musí být poklepány kladivem (k odstranění zbytkového pnutí)
• Svařování by mělo být prováděno nízkými proudy a v krátkých oblastech (ideální délka švu není větší než 30 mm).
• Po dokončení práce je nutné, aby výrobek postupně vychladl.
• Nezapomínejte na obecné požadavky na bezpečnost – pracoviště musí být dobře osvětlené a vybavené ventilací a musíte mít veškerý potřebný ochranný oděv.

Svařování litinových výrobků s ohřevem

Studené svařování litiny se používá především pro drobné opravy, kdy není možné zorganizovat plnohodnotný technologický proces. Tento typ svařování poskytuje dobré výsledky, ale vyžaduje opatrnost, protože existuje vysoké riziko poškození součásti. Výhodou studené metody je možnost pracovat samostatně.

Svařování za tepla – úroveň „Master“.

Z hlediska získání kvalitního výsledku při svařování litiny je ideální svařování za tepla. Umožňuje zcela zastavit potíže, jako je praskání švů, vzhled bílé litiny a tvorba pórů. Svařování za tepla se nejčastěji používá ve velkých podnicích, kde je potřebné vybavení: ohřívače, pece, izolační komory a zvedací mechanismy.

Technologický proces svařování za tepla je poměrně složitý. Jeho podstatou je zajištění ohřevu dílu na určitou teplotu a udržení této teploty při zpracování. Návod je celkem jednoduchý:

• Zahřejte část na 600 stupňů
  Svařujte vysokými proudy
• Zajistěte rovnoměrné, postupné ochlazování součásti (k tomu může být pokryta speciálním materiálem, vložena do pece nebo jednoduše do písku).

Díl můžete zahřát na teplotu 300-400 stupňů. Tento typ svařování se nazývá polohorké svařování.

Teplota – ne vyšší než 750 stupňů Celsia. V opačném případě se litina začne tavit. Přívod tepla je rovnoměrný. Náhlé změny teploty povedou k prasknutí kovu a díl se beznadějně poškodí.

Pro svařování za tepla se používají litinové nebo uhlíkové elektrody. To umožňuje získat kov ve svaru, který je shodný s tím, ze kterého je díl vyroben, a dává švu dobré mechanické vlastnosti.

Svařování za tepla se na rozdíl od svařování za studena provádí vysokými proudy a nepřetržitě, dokud není svařen defekt nebo není dokončen šev. U velkých objemů pracují střídavě dva svářeči. Čím je šev souvislejší, tím je lepší.

Volba svařovacích režimů závisí na tloušťce kovu. Čím silnější je kov, tím větší je proudová síla a průměr použitých elektrod. Doporučené průměry elektrod a proudové síly jsou uvedeny v tabulce 1.

Tloušťka kovu (mm)	Průměr elektrody (mm)	Aktuální (A)
6-10	8-10	280-350
10-20	10-12	300-400
20-30	12-16	350-500
30 a další	16-18	350-600

To jsou možná hlavní způsoby svařování litiny. Můžeme dojít k závěru, že svařování litiny je složitý proces, ale v žádném případě nemožné. Při správném přístupu k podnikání vám nic nemůže bránit v kvalitním výsledku. Doufáme, že vám tento článek pomohl. Své recenze, přání, návrhy můžete psát do komentářů!