Valuraudan valmistus sähköhitsauksella: työtekniikka ja tarvittavat materiaalit

2025 Kirjoittaja: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. Viimeksi muokattu: 2025-01-24 13:15

Valurauta on koostumukseltaan raudan ja hiilen seos, joka voi sisältää myös epäpuhtauksia ja joitain seosttavia lisäaineita. Tätä metallia käytetään laaj alti teollisuudessa erilaisten kantavien osien ja rakenteiden valmistukseen. Useimmat viemäriputket ja lämmityspatterit on valmistettu valuraudasta asuinrakennuksissa.

Korkea hiilipitoisuus vaikeuttaa valurautaosien yhdistämistä toisiinsa ja muihin metalleihin. Teknisten vaatimusten rikkominen johtaa usein ylikuumenemiseen ja siten metallin haurauden lisääntymiseen. Siksi ennen valurautarakenteiden liittämistä on tutkittava perusteellisesti valuraudan keittäminen sähköhitsauksella sekä tällaisten töiden suorittamiseen tarvittavat materiaalit ja tekniikka.

Valurautatyypit

Valuraudan koostumus sisältää hiilen (2-6 %) ja raudan lisäksi myös mangaania (jopa 1 %), piitä (3 %), fosforia, rikkiä sekä seosaineita - alumiini, vanadiini, kromi,magnesiumia, nikkeliä ja joitain muita komponentteja. Se on seosaineita, jotka antavat materiaalille kovuuden, lujuuden ja sitkeyden sen sovelluksesta riippuen.

Valuraudan sähköhitsaus suoritetaan riippuen hiilen muodosta ja määrästä, joka on metallissa grafiittina tai sementiittinä. Näiden indikaattoreiden mukaan valurauta jaetaan seuraaviin tyyppeihin:

1. Valkoisella valuraudalla on vaalea murtumispinnan väri, koska tässä metallissa oleva hiili on sementiitin muotoa. Tällaisen materiaalin käsittely on vaikeaa sen korkean kovuuden vuoksi.
2. Harmaassa valuraudassa hiili on grafiitin muodossa. Harmaa metallimurtumapinta. Tämä valurauta on helppo työstää ja sillä on hyvät valuominaisuudet.
3. Valkoisen valuraudan lämpökäsittely tekee siitä muovautuvan metallin, jota käytetään laaj alti tekniikassa.
4. Puolivalurauta sisältää hiiltä sementiitin ja grafiitin muodossa. Tämä suhde antaa metallille korkean kulutuskestävyyden.
5. Maapallografiitti antaa valuraudalle korkean lujuuden. Pallorautaa käytetään öljy- ja vesiputkien laadukkaiden putkien valmistukseen.

Valuraudan hitsauksen ominaisuudet

Ennen kuin vastaat kysymykseen, onko valurautaa mahdollista keittää sähköhitsauksella, sinun on ymmärrettävä metallien liitosprosessin ominaisuudet. Rakenteensa ja monien fysikaalisten ominaisuuksiensa mukaan valurauta kuuluu seoksiin, jotka ovat alttiina rajoitetulle hitsausprosessille.

Valuraudan sähköhitsauksen aikanakotona, sinun on kiinnitettävä huomiota seuraaviin tämän prosessin monimutkaisuuteen:

1. Laadukkaan sauman muodostuminen vaikeuttaa valurautaseoksen juoksevuutta.
2. Hitsauksen lämpötila-alueen noudattamatta jättäminen johtaa valuraudan ylikuumenemiseen. Tämä saa hiilen palamaan pois hitsaus altaassa ja lisää siten huokosten muodostumista.
3. Sähkökaarin korkea lämpötila edistää myös valuraudan valkaisua hitsauskohdassa. Tämä vaikutus, joka johtuu metallirakenteen heterogeenisyydestä, johtaa sauman halkeilemiseen.
4. Hitsausprosessin aikana valurauta pystyy hapettumaan, jolloin muodostuu tulenkestävää oksidia, jonka sulamispiste on paljon korkeampi kuin alkuperäisen materiaalin.

Vältäksesi kaikki nämä ongelmat valuraudan hitsauksessa, sinun on valittava vastuullisesti oikea toimintatapa.

Valuraudan valmistelu hitsausta varten

Ennen valuraudan hitsaamista sähköhitsauksella on tarpeen valmistella liitettävät pintojen reunat. Pinnan esipuhdistus voidaan suorittaa sekä käsin että sähkötyökalulla, jossa on metalliharjassuutin.

Seuraavaksi on välttämätöntä leikata reunat paljaaksi metalliksi, koska valuraudan keittäminen sähköhitsauksella kotipajassa on paljon vaikeampaa kuin teräksen.

Vialliset valuraudan kohdat leikataan seuraavien sääntöjen mukaan:

• leikkaus suoritetaan tiukasti halkeamaa pitkin;
• läpäisemättömät halkeamat porataan poralla ja sitten leikataanpäämateriaali;
• metallin paksuudesta riippuen halkeamia leikataan kahdelta tai toiselta puolelta;
• suosittelemme hitsaamaan paikan lähekkäin oleviin halkeamiin, joiden tulee peittää vika 15-20 mm kaikilta puolilta.

Pinnan puhdistuksen ja reunojen leikkaamisen jälkeen liitos on rasvattava huolellisesti asetonilla tai liuottimella.

Perusvaluraudan hitsausmenetelmät

Valurautaa on mahdollista kypsentää sekä sähköhitsauksella että inertissä kaasuympäristössä. Toista menetelmää käytetään pääasiassa heterogeenisten metallien liittämiseen. Kaasuhitsausta käytetään useimmiten viemäriputkien korjaustöihin sekä autonosien kunnostukseen.

Valurautaa on mahdollista kypsentää sähköhitsauksella sekä kuumana, työkappaleiden esilämmityksellä että kylmänä ilman liitoskohtaa lämmittämättä. Kuumennettu hitsaus on teknisesti monimutkaisempaa kuin kylmähitsaus, joten sen käyttö kotioloissa on epäkäytännöllistä.

Kaasuhitsaus

Valuraudan hitsausta suojaavassa kaasupilvessä käytetään erittäin lujan sauman luomiseen, mikä saavutetaan, jos metallia tunkeutuu vähän. Hitsaajan käytännön kokemus sekä oikean hitsaustavan valinta ovat erityisen tärkeitä työn lopputuloksen kann alta.

Kaasuhitsaus on suositeltavaa suorittaa kahdella polttimella. Samaan aikaan yksi poltin tarjoaaliitoksen esilämmitys, ja toinen sulattaa langan ja hitsaa suoraan valurautaosat. Hitsattujen osien jäähtymisen tulee olla hidasta, joten sitä käytetään usein tuotteiden peittämiseen hiekka- tai asbestikerroksella.

Kuumahitsausvalurauta

Valurautatuotteiden hitsaus liitospinnan reunojen esilämmityksellä tehdään useimmiten teollisuusyrityksissä. Työkappaleiden lämmitys voidaan suorittaa inertissä uunissa sekä erilaisissa erikoispolttimissa.

Hitsauskohdan lämmittäminen 600–650 ℃:een eliminoi metallin jännityksen ja ylikuumenemisen mahdollisuuden liitoksessa.

Hitsaustekniikka on seuraava:

1. Risteyksen esivalmistelut ovat käynnissä.
2. Tuote on sijoitettu siten, että se on mahdollista hitsata sauman alemmalla paikalla.
3. Hitsauskone on konfiguroitu toimimaan suoralla napaisuudella. Valurautaa hitsattaessa virtalujuus asetetaan paljon korkeammaksi kuin terästä hitsattaessa.
4. Osa lämmitetään 300–600 asteen lämpötilaan.
5. Hitsisula on täytettävä sulalla metallilla sauman luomisen aikana. On suositeltavaa sekoittaa nestemäistä sulatetta elektrodin kärjellä.
6. Hitsauksen jälkeen on parempi jättää tuote jäähdytysuuniin tai peittää se lämpöä eristävällä materiaalilla. Valuraudan hidas jäähtyminen on avain laadukkaaseen liitäntään.

Tietenkin kuuman raudan hitsausmenetelmää pidetään työläsnä työnä, mutta juuri sellaiset olosuhteet mahdollistavat virheettömän ja laadukkaan sauman.

Kylmähitsausmenetelmä

Tapauksissa, joissa hitsaukselle ei aseteta korkeita vaatimuksia, valurautaa on mahdollista keittää sähköhitsauksella kotona, sekä kylmänä että kevyesti lämmittäen.

Kylmähitsauksen tekniset ominaisuudet ovat seuraavat:

1. Hitsauskone on asetettu vähimmäisteholle, joka on sallittu tietylle elektrodin paksuudelle metallin ylikuumenemisen estämiseksi.
2. Hitsaus suoritetaan käänteisellä napavirralla.
3. Hitsisauma tulee tehdä 30-50 mm pituuksilla.
4. Sauman ylikuumeneminen eliminoidaan katkaisemalla tai porrastamalla saumaa.
5. Monikerroshitsauksessa jokainen sauma on takottava vasaralla.

Valurautaliitoksen laatu riippuu täysin oikeasta elektrodien valinnasta.

Elektrodit valuraudan hitsaukseen

Valurautaa on mahdollista kypsentää sähköhitsauksella sekä valuraudan elektrodilla että nikkeliä tai kuparia sisältävillä tuotteilla. Hiili ei yhdisty näihin ei-rautametalliin, joten valkoista valurautaa ei muodostu hitsaukseen. Useimmiten hitsaus tällaisilla elektrodeilla suoritetaan useissa vaiheissa jäähdytystaukolla.

Seuraavia valuraudan elektrodeja käytetään valurautatuotteiden sähköhitsaukseen:

• OZCH-2 ja OZCH-6 - kupari- ja rautapohjaiset elektrodit, joita käytetään harmaan taipallografiittivalurauta;
• OZZHN-1 - tämä laatu sisältää rautaa ja nikkeliä, erittäin tehokas pallografiittiraudalle;
• MNCH-2 - nämä tuotteet sisältävät kuparia, nikkeliä ja rautaa, ja ne sopivat kaikentyyppisten valuraudan hitsaukseen.

Hitsauksen turvallisuuden perusteet

Hitsaus on luokiteltu lisääntyneeksi riskiksi hitsaajan terveydelle. Siksi turvallisuusmääräysten noudattaminen valuraudan hitsauksessa on työn edellytys.

Tärkeitä turvatoimia ovat:

• kaikki työt on tehtävä henkilökohtaisilla suojavarusteilla (naamio, käsineet, erikoispuku ja kengät);
• hitsaus on suoritettava hyvin ilmastoidussa tilassa;
• hitsauslaitteet on pidettävä hyvässä kunnossa;
• Sähkölaitteet on maadoitettava kunnolla.

Valurauta viittaa metalleihin, joita on vaikea hitsata. Siksi, ennen kuin jatkat valurautatuotteiden liittämistä, sinun on tutkittava huolellisesti tällaisten töiden korkealaatuisen suorituskyvyn tärkeimmät vivahteet.