วิธีปรุงเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมไฟฟ้า: เทคโนโลยีการทำงานและวัสดุที่จำเป็น

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เหล็กหล่อในองค์ประกอบของมันคือโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน ซึ่งอาจรวมถึงสิ่งเจือปนและสารเจือปนบางชนิดด้วย โลหะชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตชิ้นส่วนและโครงสร้างรับน้ำหนักต่างๆ ท่อระบายน้ำทิ้งและหม้อน้ำทำความร้อนส่วนใหญ่ทำจากเหล็กหล่อในอาคารที่พักอาศัย

ปริมาณคาร์บอนสูงทำให้ยากต่อการเชื่อมต่อชิ้นส่วนเหล็กหล่อเข้าด้วยกันและกับโลหะอื่นๆ การละเมิดข้อกำหนดทางเทคโนโลยีมักนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไป และทำให้ความเปราะบางของโลหะเพิ่มขึ้น ดังนั้น ก่อนดำเนินการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กหล่อ จำเป็นต้องศึกษาวิธีการปรุงเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมด้วยไฟฟ้าอย่างละเอียดถี่ถ้วน ตลอดจนวัสดุและเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับการทำงานดังกล่าว

ประเภทเหล็กหล่อ

เหล็กหล่อไม่เพียงแต่ประกอบด้วยคาร์บอน (2-6%) และเหล็กเท่านั้น แต่ยังมีแมงกานีส (มากถึง 1%) ซิลิกอน (3%) ฟอสฟอรัส กำมะถัน และสารเติมแต่งสำหรับการผสม - อลูมิเนียม, วาเนเดียม, โครเมียม,แมกนีเซียม นิกเกิล และส่วนประกอบอื่นๆ เป็นสารผสมที่ให้ความแข็ง ความแข็งแรง และความเหนียวแก่วัสดุ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

การเชื่อมด้วยไฟฟ้าของเหล็กหล่อนั้นขึ้นอยู่กับรูปแบบและปริมาณของคาร์บอนที่อยู่ในโลหะเป็นกราไฟท์หรือซีเมนต์ ตามตัวบ่งชี้เหล่านี้เหล็กหล่อแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

1. เหล็กหล่อสีขาวมีสีพื้นผิวแตกหักเล็กน้อยเนื่องจากคาร์บอนในโลหะนี้เป็นรูปแบบของซีเมนต์ การแปรรูปวัสดุดังกล่าวทำได้ยากเนื่องจากมีความแข็งสูง
2. ในเหล็กหล่อเทา คาร์บอนจะอยู่ในรูปกราไฟต์ พื้นผิวแตกหักของโลหะสีเทา เหล็กหล่อนี้กลึงได้ง่ายและมีคุณสมบัติการหล่อที่ดี
3. การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กหล่อสีขาวทำให้เป็นโลหะที่หลอมได้ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรม
4. เหล็กหล่อครึ่งหนึ่งมีคาร์บอนในรูปของซีเมนต์และกราไฟท์ อัตราส่วนนี้ทำให้โลหะมีความทนทานต่อการสึกหรอสูง
5. กราไฟท์ทรงกลมให้เหล็กหล่อมีความแข็งแรงสูง เหล็กดัดใช้ทำท่อคุณภาพสำหรับท่อส่งน้ำมันและท่อน้ำ

คุณสมบัติของเหล็กหล่อเชื่อม

ก่อนที่จะตอบคำถามว่าสามารถปรุงเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมด้วยไฟฟ้าได้หรือไม่ จำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติของกระบวนการเชื่อมโลหะ ตามโครงสร้าง เช่นเดียวกับคุณสมบัติทางกายภาพมากมาย เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมที่มีกระบวนการเชื่อมที่จำกัด

ระหว่างการเชื่อมไฟฟ้าของเหล็กหล่อในที่บ้าน คุณต้องใส่ใจกับความซับซ้อนของกระบวนการนี้:

1. การขึ้นรูปของตะเข็บที่มีคุณภาพทำให้ลักษณะของเหลวของโลหะผสมเหล็กหล่อมีความซับซ้อน
2. การไม่สังเกตอุณหภูมิของการเชื่อมจะทำให้เหล็กหล่อร้อนเกินไป สิ่งนี้ทำให้คาร์บอนในบ่อเชื่อมเผาไหม้ออก ดังนั้นจึงเพิ่มการก่อตัวของรูพรุน
3. นอกจากนี้ อุณหภูมิที่สูงของอาร์คไฟฟ้ามีส่วนทำให้เหล็กหล่อฟอกที่บริเวณเชื่อม ผลกระทบนี้เนื่องจากความแตกต่างของโครงสร้างโลหะ ทำให้เกิดรอยร้าวของตะเข็บ
4. ในระหว่างกระบวนการเชื่อม เหล็กหล่อสามารถออกซิไดซ์ได้ ทำให้เกิดออกไซด์ของวัสดุทนไฟ ซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าวัสดุดั้งเดิมมาก

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้เมื่อทำการเชื่อมเหล็กหล่อ คุณต้องเลือกโหมดการทำงานที่ถูกต้องอย่างมีความรับผิดชอบ

เตรียมเหล็กหล่อสำหรับงานเชื่อม

ก่อนเชื่อมเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมไฟฟ้า จำเป็นต้องเตรียมขอบของพื้นผิวที่จะเชื่อม การทำความสะอาดพื้นผิวเบื้องต้นสามารถทำได้ทั้งด้วยตนเองและด้วยเครื่องมือไฟฟ้าที่มีหัวแปรงขนโลหะ

ขั้นต่อไป จำเป็นต้องตัดขอบให้เป็นโลหะเปล่า เนื่องจากการเชื่อมไฟฟ้าในโรงปฏิบัติงานในบ้านทำได้ยากกว่าเหล็กมาก

เหล็กหล่อที่ชำรุดถูกตัดตามกฎต่อไปนี้:

• ตัดตามรอยแตกอย่างเคร่งครัด
• เจาะรอยแตกไม่ทะลุด้วยสว่านแล้วค่อยตัดเป็นวัสดุหลัก;
• ขึ้นอยู่กับความหนาของโลหะ ผ่านรอยแตกร้าวจากสองหรือด้านเดียว
• แนะนำให้เชื่อมปะกับรอยแตกที่เว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิด ซึ่งควรปิดรอยตำหนิจากทุกด้าน 15-20 มม.

หลังจากทำความสะอาดพื้นผิวและตัดขอบแล้ว จำเป็นต้องล้างข้อต่อด้วยอะซิโตนหรือตัวทำละลายอย่างระมัดระวัง

วิธีการเชื่อมเหล็กหล่อพื้นฐาน

สามารถปรุงเหล็กหล่อได้ทั้งโดยการเชื่อมด้วยไฟฟ้าและในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซเฉื่อย วิธีที่สองใช้เป็นหลักในการเชื่อมโลหะต่างชนิดกัน การเชื่อมแก๊สมักใช้สำหรับงานซ่อมแซมท่อน้ำทิ้ง รวมถึงการบูรณะชิ้นส่วนรถยนต์

สามารถปรุงเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมไฟฟ้าได้ทั้งแบบร้อน อุ่นชิ้นงาน และแบบเย็น โดยไม่ต้องให้ความร้อนที่ทางแยก การเชื่อมด้วยความร้อนนั้นซับซ้อนทางเทคโนโลยีมากกว่าการเชื่อมแบบเย็น ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้งานได้ในสภาพบ้าน

งานเชื่อมแก๊ส

การเชื่อมเหล็กหล่อในกลุ่มก๊าซป้องกันใช้เพื่อสร้างรอยต่อที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งทำได้ภายใต้เงื่อนไขของการแทรกซึมของโลหะเล็กน้อย ประสบการณ์ใช้งานจริงของช่างเชื่อม ตลอดจนการเลือกโหมดที่ถูกต้องสำหรับการเชื่อม มีความสำคัญเป็นพิเศษต่อผลงานขั้นสุดท้าย

แนะนำให้ทำการเชื่อมแก๊สด้วยหัวเตา 2 หัว ในเวลาเดียวกัน หนึ่งเตาก็ให้การอุ่นทางแยกและอันที่สองจะหลอมลวดและเชื่อมชิ้นส่วนเหล็กหล่อโดยตรง การระบายความร้อนของชิ้นส่วนที่เชื่อมต้องช้า จึงมักใช้คลุมผลิตภัณฑ์ด้วยชั้นของทรายหรือแร่ใยหิน

เหล็กหล่อเชื่อมร้อน

การเชื่อมผลิตภัณฑ์เหล็กหล่อที่มีการอุ่นขอบของพื้นผิวที่เชื่อมไว้ล่วงหน้านั้นมักดำเนินการในสถานประกอบการอุตสาหกรรม การทำความร้อนชิ้นงานสามารถทำได้ในเตาเผาเฉื่อย เช่นเดียวกับหัวเผาพิเศษต่างๆ

การให้ความร้อนที่จุดเชื่อมถึง 600–650 ℃ ขจัดความเป็นไปได้ของความตึงเครียดและความร้อนสูงเกินไปของโลหะที่ข้อต่อ

เทคโนโลยีการเชื่อมมีดังนี้:

1. กำลังเตรียมการเบื้องต้นของทางแยก
2. สินค้าอยู่ในลักษณะที่สามารถเชื่อมกับตำแหน่งล่างของตะเข็บได้
3. เครื่องเชื่อมได้รับการกำหนดค่าให้ทำงานกับขั้วตรง กระแสไฟเมื่อเชื่อมเหล็กหล่อตั้งไว้สูงกว่าเหล็กเชื่อมมาก
4. ส่วนถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิ 300–600 องศา
5. บ่อเชื่อมต้องเติมโลหะหลอมในระหว่างขั้นตอนการสร้างตะเข็บ ขอแนะนำให้คนของเหลวละลายด้วยปลายอิเล็กโทรด
6. หลังจากเชื่อมแล้ว ควรทิ้งผลิตภัณฑ์ไว้ในเตาทำความเย็น หรือใช้วัสดุกันความร้อนปิดทับไว้ การหล่อเย็นของเหล็กหล่ออย่างช้าๆ เป็นกุญแจสำคัญในการเชื่อมต่อที่มีคุณภาพ

แน่นอนการเชื่อมเหล็กร้อนวิธีการถือเป็นงานที่ลำบาก แต่เงื่อนไขดังกล่าวทำให้ได้ตะเข็บโดยไม่มีข้อบกพร่องและมีคุณภาพสูงอย่างแม่นยำ

วิธีเชื่อมเย็น

ในกรณีที่การเชื่อมไม่มีความต้องการสูง ก็สามารถปรุงเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมไฟฟ้าที่บ้านได้ทั้งแบบเย็นและแบบร้อนเล็กน้อย

คุณสมบัติทางเทคโนโลยีของการเชื่อมเย็นมีดังนี้:

1. เครื่องเชื่อมตั้งไว้ที่กำลังไฟต่ำสุดที่อนุญาตให้ใช้ที่ความหนาบางของอิเล็กโทรด เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปของโลหะ
2. เชื่อมกับกระแสไฟย้อนกลับ
3. ตะเข็บเชื่อมควรยาว 30-50 มม.
4. ความร้อนสูงเกินไปของข้อต่อถูกกำจัดโดยการขัดจังหวะหรือส่ายที่ตะเข็บ
5. เมื่อเชื่อมหลายชั้น แต่ละตะเข็บจะต้องตีด้วยค้อน

คุณภาพของข้อต่อเหล็กหล่อขึ้นอยู่กับการเลือกอิเล็กโทรดที่ถูกต้อง

อิเล็กโทรดสำหรับเชื่อมเหล็กหล่อ

เป็นไปได้ที่จะปรุงเหล็กหล่อด้วยการเชื่อมไฟฟ้าด้วยอิเล็กโทรดสำหรับเหล็กหล่อและผลิตภัณฑ์ที่มีนิกเกิลหรือทองแดง คาร์บอนไม่ได้รวมกับโลหะที่ไม่ใช่เหล็กเหล่านี้ เหล็กหล่อสีขาวจึงไม่ก่อตัวในรอยเชื่อม ส่วนใหญ่แล้ว การเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดดังกล่าวจะดำเนินการในหลายขั้นตอนโดยมีการหยุดพักเพื่อระบายความร้อน

อิเล็กโทรดต่อไปนี้สำหรับเหล็กหล่อใช้สำหรับการเชื่อมไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์เหล็กหล่อ:

• OZCH-2 และ OZCH-6 - อิเล็กโทรดที่ใช้ทองแดงและเหล็กซึ่งใช้สำหรับการเชื่อมสีเทาหรือเหล็กดัด;
• OZZHN-1 - เกรดนี้มีธาตุเหล็กและนิกเกิล มีประสิทธิภาพมากสำหรับเหล็กดัด
• MNCH-2 - ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ประกอบด้วยทองแดง นิกเกิล และเหล็ก เหมาะสำหรับการเชื่อมเหล็กหล่อทุกประเภท

พื้นฐานความปลอดภัยในการเชื่อม

การเชื่อมมีความเสี่ยงต่อสุขภาพของช่างเชื่อมที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเมื่อเชื่อมเหล็กหล่อเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับงาน

ข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยที่สำคัญ ได้แก่:

• งานทั้งหมดต้องทำโดยใช้อุปกรณ์ป้องกันภัยส่วนบุคคล (หน้ากาก ถุงมือ ชุดพิเศษ และรองเท้า);
• การเชื่อมต้องทำในที่อากาศถ่ายเทสะดวก
• อุปกรณ์เชื่อมต้องอยู่ในสภาพดี
• อุปกรณ์ไฟฟ้าต้องต่อสายดินอย่างเหมาะสม

เหล็กหล่อ หมายถึง โลหะที่เชื่อมยาก ดังนั้นก่อนที่จะดำเนินการเชื่อมผลิตภัณฑ์เหล็กหล่อ จำเป็นต้องศึกษาความแตกต่างที่สำคัญของประสิทธิภาพคุณภาพสูงของงานดังกล่าวอย่างรอบคอบ