Συγκόλληση χυτοσίδηρου: Πώς να αποφύγετε το ράγισμα

Η συγκόλληση χυτοσιδήρου είναι γνωστό ότι είναι πολύ δύσκολη. Ισχύει αυτό για όλους τους τύπους χυτοσιδήρου; Και τι γίνεται με αυτό που καθιστά τόσο δύσκολη τη συγκόλληση;

Σε αυτό το άρθρο, εξερευνούμε τη μοναδική κρυσταλλογραφία και συγκόλληση όλκιμου και γκρίζου χυτοσιδήρου , περιγράφοντας λεπτομερώς τις τεχνικές που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να κάνετε τη δουλειά σωστά. Για τους σκοπούς αυτής της συνομιλίας, παραλείπεται ο λευκός χυτοσίδηρος, καθώς είναι μη συγκολλήσιμος.

Ελκιμότητα από χυτοσίδηρο

Οι δυσκολίες με τη συγκόλληση χυτοσιδήρου πηγάζουν από ένα σημαντικό ζήτημα – είναι εξαιρετικά εύθραυστο.

Ο χυτοσίδηρος είναι ένα κράμα σιδήρου που περιέχει περισσότερο από 2,11% άνθρακα (ενώ οι χάλυβες περιέχουν λιγότερο από 2,11%). υψηλότερη συγκέντρωση σε άνθρακα μειώνει την ολκιμότητα στα μέταλλα.

Η περιεκτικότητα σε άνθρακα στον χυτοσίδηρο κυμαίνεται γενικά από 2 έως 4 τοις εκατό. Συγκριτικά, το ποσοστό άνθρακα στον χάλυβα και το κράμα χάλυβα διαφέρει ανάλογα με την ποιότητα.

Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χαρακτηρίζεται από μια χαμηλή αναλογία άνθρακα προς σίδηρο, που αποτελείται από λιγότερο από 0,3% άνθρακα – ο πάντα δημοφιλής χάλυβας μαλακού χάλυβα 1018, ο οποίος έχει περίπου 0,14 έως 0,2 τοις εκατό περιεκτικότητα σε άνθρακα, εμπίπτει σε αυτό το φάσμα.

Ο χάλυβας μεσαίου άνθρακα έχει υψηλότερη αναλογία άνθρακα προς σίδηρο, ενώ ο χάλυβας μεσαίου άνθρακα περιέχει από 0,3% έως 0,6% άνθρακα.

Ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει την υψηλότερη αναλογία άνθρακα προς σίδηρο, γνωστό ως ανθρακούχο χάλυβα εργαλείων, με περίπου 0,61% έως 1,5% άνθρακα.

Γιατί έχει σημασία αυτή η περιεκτικότητα σε άνθρακα;

Όταν θερμαίνεται μια περιοχή από χυτοσίδηρο, ο άνθρακας από τις γύρω περιοχές μεταναστεύει στη θερμαινόμενη περιοχή. Αυτό αυξάνει περαιτέρω την περιεκτικότητα σε άνθρακα και την ευθραυστότητα της περιοχής. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε άνθρακα, τόσο πιο πιθανό είναι ο χυτοσίδηρος να σχηματίζει μαρτενσίτη καθώς ψύχεται, ένα από τα πιο σκληρά και εύθραυστα αλλότροπα του σιδήρου.

Θέρμανση και ψύξη

Η ευθραυστότητα εμφανίζεται μόνο όταν υπάρχουν πιέσεις στο υλικό.

Όταν ο χυτοσίδηρος θερμαίνεται και ψύχεται γρήγορα και ανομοιόμορφα, τείνει να θρυμματίζεται, σε αντίθεση με τους χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που απλώς παραμορφώνονται και τεντώνουν τις τάσεις μακριά. Ο μαρτενσίτης που προκύπτει δημιουργεί μια τεταμένη τετραγωνική κρυσταλλική μορφή κεντραρισμένη στο σώμα που περιέχει πολλές κρυσταλλικές εξαρθρώσεις, μια πηγή τόσο αντοχής όσο και ευθραυστότητας.

Καθώς ο θερμαινόμενος χυτοσίδηρος ψύχεται, συρρικνώνεται. Ενώ έχει παρόμοιο συντελεστή θερμικής διαστολής με αυτόν των χάλυβα, λόγω της χαμηλής ολκιμότητας του, η κρυσταλλική δομή δεν αναδιοργανώνεται για να εξομαλύνει τις τάσεις. Αντίθετα, τείνει να σπάει και να κουμπώνει στο(α) σημείο(α) όπου υπάρχει μεγάλο άγχος. Αυτό συμβαίνει συνήθως κατά μήκος των αρμών συγκόλλησης.

Συμβουλές για συγκόλληση χυτοσιδήρου

• Καθαρίστε το χυτοσίδηρο πριν από τη συγκόλληση. Αφαιρέστε τυχόν ακαθαρσίες στην επιφάνεια του μετάλλου, προσέχοντας πολύ την περιοχή συγκόλλησης.
• Προθερμάνετε το τεμάχιο εργασίας. Θερμαίνοντας και ψύχοντας το τεμάχιο εργασίας σας ομοιόμορφα, είναι λιγότερο πιθανό να αποκτήσετε καταπονήσεις και ρωγμές.
• Αποφύγετε τις μακροχρόνιες τοπικές εκθέσεις σε υψηλή θερμότητα. Μετακινήστε το τεμάχιο εργασίας και κάντε μικρές συγκολλήσεις κάθε φορά.
• Ψύξτε το τεμάχιο εργασίας σας αργά, σε φούρνο. Η ψύξη του στον αέρα θα μειώσει τη θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας πιο γρήγορα από την εσωτερική, ασκώντας καταπόνηση στο τεμάχιο εργασίας.