Témata
Reklama

Svařování a opravy litinových výrobků

Slévárenství patří mezi nejstarší výrobní postupy, které lidé ovládli již před mnoha tisíciletími. Z původního, především uměleckého řemesla se slévání přeměnilo v průmyslové odvětví především v 19. století. Souběžně s rozvojem slévárenství musela být řešena i otázka spojování a zároveň i oprav různých typů odlitků.

Odlitky převládají v konstrukci armatur, spalovacích motorů, kompresorů, obráběcích a tvářecích strojů dodnes. Zhruba 80 % všech odlitků tvoří litinové odlitky. Z důvodu velmi častých dotazů na svařování a opravy litiny uvádíme v následujícím článku doporučení pro zajištění jakosti svarových spojů.
Za litiny se všeobecně pokládají slitiny železa obsahující více než 2 % C. Velmi důležitými prvky u litin jsou křemík a fosfor, které mají vliv na posun eutektické koncentrace k nižším hodnotám.
Základní rozdělení litin je určeno způsobem krystalizace. Dle metastabilní soustavy Fe-Fe3C krystalizuje např. litina bílá a dle stabilní soustavy Fe-C krystalizují např. litiny šedé a tvárné. Mezi nejrozšířenější litiny se řadí litina šedá a litina s kuličkovým grafitem.
Z technického pohledu se nejčastěji řeší problémy konstrukčních spojů, opravy prasklin, renovace opotřebených součástí a opravy licích defektů. Z technické praxe vyplývá, že základním problémem při spojování odlitků je správná identifikace základního materiálu, jde-li skutečně o litinu nebo o ocel určenou na odlitky. O jaký materiál skutečně jde, lze zjistit následujícími způsoby:
  • dle typu lomu,
  • zkouškou sekáním,
  • zkouškou hořákem,
  • zkouškou jiskrovou.
  • V případě jiskrové zkoušky lze dle tvaru a barvy jisker detekovat rozdíl mezi ocelí a litinou. U oceli mají jiskry světle žlutou barvu a dlouhý chvost. Naproti tomu u šedé litiny jsou jiskry těžké a mají tmavou barvu.
    Šedou litinu lze svařovat základními metodami svařování včetně pájení plamenem. Nejběžnější technologií u svařování litiny je použití obalované elektrody. Vždy je však nutné vzít v úvahu základní faktory, které velmi podstatně určují svařitelnost litin. Jde zejména o vlastní chemické složení litiny, formu uhlíku v litině, mechanické vlastnosti, korozní napadení a prosycení tuky a oleji.
    V současné době existují tři základní principy jejího svařování.
    Reklama
    Reklama
    Reklama

    Svařování s vysokým předehřevem

    Při tomto způsobu svařování se doporučuje předehřev v rozmezí 500 až 600 °C, přičemž rychlost ohřevu by se měla pohybovat mezi 30 až 70 °C/hod. Interpass teplota by neměla klesnout pod 450 °C. Po svaření následuje dohřev v délce asi 1 - 2 hodiny v peci a následné ochlazování by mělo probíhat rovněž v peci, až do teploty 150 °C.
    Jako přídavné materiály se používají elektrody na bázi litiny. Výhodou tohoto principu je shodný svarový kov se základním materiálem. Nevýhodou je technologická náročnost, možná deformace odlitku vlivem tepla a obtěžování svářeče sálavým teplem.

    Svařování s mírným předehřevem

    Tato technologie nachází uplatnění tam, kde není možno použít vysoký předehřev, ale teplota předehřevu se pohybuje okolo 450 °C. Stejně jako u předchozího způsobu se musí dodržovat interpass teplota a tepelný režim po svařování.
    Jako přídavné materiály se používají elektrody na bázi litiny.

    Svařování bez předehřevu

    Při použití tohoto svařování se nepoužívá předehřev vůbec. Pouze u masivních odlitků se doporučuje v rozmezí 50 až 100 °C. Je však velmi důležitá příprava svarových ploch, kde se přednostně doporučuje větší rozevření úkosu než u běžných ocelí. Nepřípustné jsou ostré přechody svarových ploch.
    V případě opravy trhlin je nutné celou trhlinu vhodným způsobem odstranit, aby bylo zabráněno jejímu dalšímu šíření. Doporučuje se její oba konce odvrtat. Vhodné je před započetím svařování provést penetrační zkoušku, abychom se ujistili, že se na svarové ploše již žádné trhliny ani mikrotrhliny nevyskytují.
    Celkový postup svařování má být následující: Připravit svarové plochy, např. sekáním, obráběním nebo drážkováním. Zaoblit svarové plochy zejména v kořeni. Použít elektrody menších průměrů a klást tzv. tahové housenky z důvodu minimalizace vneseného tepla. Klást krátké housenky dlouhé jen asi 2 - 4 cm a dodržovat interpass max. 50 - 80 °C. Prokovat svarové housenky z důvodu snížení pnutí ve svarovém spoji.
    Přídavné svařovací materiály se používají na bázi Ni, Ni-Fe nebo Ni-Cu.
    V tabulkách jsou uvedeny základní typy přídavných svařovacích materiálů vhodných pro svařování litin, včetně drážkovacích elektrod vhodných pro přípravu svarových ploch. Zatřídění těchto materiálů je uvedeno nově i v normě ČSN EN ISO 1071: Svařovací materiály - Obalované elektrody, dráty, tyčinky a plněné elektrody pro tavné svařování litiny.
    Ing. Jiří Martinec
    Zdeněk Šveidler
    Ing. Aleš Plíhal
    Schémata, obrázky a tabulky naleznete v tištěné podobě časopisu.
    Reklama
    Vydání #10
    Kód článku: 51087
    Datum: 12. 10. 2005
    Rubrika: Trendy / Spojování a dělení
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Laserová technologie Platino pro každého

    Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    Metody spojování využívající principy plastické deformace

    Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

    Související články
    Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

    Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Revoluce ve svařování laserem

    Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

    Řezání vysokým tlakem

    Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

    Aktuální možnosti v laserovém svařování

    Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

    Autogen, plazma či laser?

    Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

    Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

    Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

    Trhací nýty pro vysoké zátěže

    Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

    Tvoříme historii vodního paprsku

    Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

    Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

    Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

    Inovovaná fiber laserová centra

    Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

    Nové úkoly v technologii vodních paprsků

    Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit