Efficace saldatura interna di parti in ghisa può risparmiare tempo e denaro-ma ci sono sfide. Il fallimento della saldatura può spesso causare fessurazioni o altri danni. Se sono coinvolte parti critiche, può essere saggio cercare la lavorazione di un impianto di saldatura con saldatori esperti per garantire un risultato positivo.
Se la saldatura viene eseguita internamente, è fondamentale ricercare i passaggi necessari per produrre efficacemente una parte saldata., Quattro punti chiave che devono essere prese prima di iniziare:
- Identificare la lega
- Pulire la colata a fondo
- Selezionare un pre-temperatura di calore
- Selezionare un’appropriata tecnica di saldatura
Identificare la lega
Le ghise sono una famiglia di leghe ferro-carbonio., Il loro alto contenuto di carbonio (di solito 2-4%) conferisce alla ghisa la sua durezza caratteristica. Tuttavia, che la durezza viene a scapito della duttilità. È meno malleabile rispetto all’acciaio o al ferro battuto. I cicli di riscaldamento e raffreddamento durante la saldatura causano espansione e contrazione del metallo, inducendo tensioni di trazione. Le ghise non si allungano o si deformano quando riscaldate o sollecitate, ma si rompono, rendendole estremamente difficili da saldare. Questa caratteristica può essere migliorata aggiungendo diverse leghe.,
Alcune leghe di ghisa sono più facili da saldare rispetto ad altre:
- Ghisa grigia
La ghisa grigia è la forma più comune di ghisa. Il carbonio precipita fuori nei fiocchi della grafite durante la fabbricazione in una microstruttura cristallina della ferrite o della perlite. È più duttile e saldabile della ghisa bianca. Tuttavia, rappresenta ancora una sfida per i futuri saldatori poiché i fiocchi di grafite all’interno della ghisa grigia possono entrare nel bagno di saldatura per causare l’infragilimento del metallo saldato.,
- Ghisa bianca
La ghisa bianca mantiene il carbonio come carburo di ferro senza precipitarlo come grafite. La microstruttura cristallina della cementite è molto dura e fragile. La ghisa bianca è generalmente considerata non saldabile. - Ferro duttile, nodulare o malleabile
Queste ghise sono tutte meno fragili a causa delle differenze microstrutturali dovute alla produzione. Tutti e tre hanno microstrutture di carbonio sferoidale create dai loro processi di produzione unici.,
Il modo migliore per determinare se si dispone di ferro bianco o grigio è quello di controllare le specifiche originali. L’analisi spettrochimica può fornire questa specifica dopo il fatto. Quando questi modi precisi non sono possibili, ci sono alcuni modi per controllare nel negozio.
Il ferro grigio mostrerà grigio lungo un punto di frattura, a causa della grafite nella sua microstruttura. Il ferro bianco è più bianco lungo una frattura dovuta alla cementite. Sfortunatamente, il test di frattura è utile solo se il saldatore sa che il materiale è grigio o bianco. Queste sono forme più vecchie e più tradizionali di ghisa., Sono anche più comuni in alcune classi di beni. Tuttavia, il ferro duttile, un nuovo arrivato relativo, è anche abbastanza bianco lungo la frattura ed è molto più saldabile.
La prova della scintilla può anche essere usata da un metallurgista esperto per provare a determinare il tipo di ferro.
Pulire la fusione
Indipendentemente dalla lega, tutti i getti devono essere adeguatamente preparati prima della saldatura. Durante la preparazione della fusione per la saldatura, è fondamentale rimuovere tutti i materiali superficiali. La fusione deve essere completamente pulita nell’area della saldatura., Rimuovere vernice, grasso, olio e altro materiale estraneo dalla zona di saldatura. È meglio applicare il calore con attenzione e lentamente all’area di saldatura per un breve periodo di tempo per rimuovere il gas intrappolato dalla zona di saldatura del metallo di base.
Una semplice tecnica per testare la prontezza della superficie in ghisa consiste nel depositare un passaggio di saldatura sul metallo—sarà poroso se sono presenti impurità. Questo passaggio può essere macinato e il processo ripetuto alcune volte fino a quando la porosità scompare.
Pre-calore
Tutte le ghise sono vulnerabili alle fessurazioni sotto stress., Il controllo del calore è il fattore più importante per evitare crepe.
Una saldatura in ghisa richiede tre passaggi:
- Pre-riscaldamento
- Ingresso a calore ridotto
- Raffreddamento lento
Il motivo principale per il controllo del calore è l’espansione termica. Quando il metallo si scalda, si espande. Nessuno stress è causato quando un intero oggetto si scalda e si espande alla stessa velocità, ma lo stress si accumula quando il calore è localizzato in una piccola zona interessata dal calore (HZ).
Il riscaldamento localizzato causa un’espansione limitata: l’HZ è contenuto dal metallo più freddo che lo circonda., Il grado di stress risultante dipende dal gradiente termico tra HZ e corpo di fusione. In acciaio ed altri metalli duttili, lo sforzo costruito dall’espansione e dalla contrazione limitate è alleviato allungando. Sfortunatamente, questo può causare fessurazioni durante il periodo di contrazione poiché le ghise hanno una duttilità relativamente scarsa. Il preriscaldamento diminuisce il gradiente termico tra il corpo di fusione e l’HZ, riducendo al minimo lo stress di trazione causato dalla saldatura. In generale, i metodi di saldatura a temperatura più elevata richiedono un preriscaldamento a temperatura più elevata., Quando non è possibile un preriscaldamento adeguato, la strategia migliore è quella di ridurre al minimo l’apporto di calore: selezionare un processo di saldatura a bassa temperatura e bacchette o fili per saldatura a basso punto di fusione.
La velocità di raffreddamento è un altro fattore che ha un impatto diretto sulle sollecitazioni indotte alla saldatura. Il raffreddamento rapido provoca una contrazione, che crea saldature fragili e facilmente incrinate. Al contrario, il basso raffreddamento riduce lo stress di indurimento e contrazione.