Jak spawać żeliwo? Kompletny poradnik spawania TIG, MIG, MAG i MMA

Jak spawać żeliwo? Praktyczny przewodnik po najtrudniejszym wyzwaniu spawalniczym

Spawanie żeliwa to prawdziwy test umiejętności każdego spawacza. Jeśli kiedykolwiek próbowałeś naprawić pękniętą obudowę silnika lub żeliwny korpus maszyny, wiesz, że to materiał z charakterem – kapryśny, nieprzewidywalny i bezlitosny dla niedoświadczonych. Ale nie martw się! Po przeczytaniu tego przewodnika będziesz wiedział dokładnie, jak okiełznać żeliwo i uzyskać trwałe, wytrzymałe spoiny. Pokażę Ci sprawdzone techniki dla każdej metody spawania oraz zdradzę triki, których nie znajdziesz w podręcznikach.

 

 

Dlaczego spawanie żeliwa jest tak trudne?

Żeliwo to stop żelaza z węglem, gdzie węgla jest ponad 2% – znacznie więcej niż w stali. To właśnie wysoka zawartość węgla (2,5-4%) sprawia, że żeliwo zachowuje się podczas spawania jak rozpieszczona primadonna. Węgiel występuje w postaci grafitu, który przy nagrzewaniu może tworzyć kruche węgliki lub po prostu „uciekać", pozostawiając porowatą strukturę.

Główne problemy? Pękanie na zimno i gorąco, twardnienie strefy wpływu ciepła, porowatość spoiny i brak połączenia metalurgicznego. Brzmi groźnie? To dlatego, że jest groźnie – ale z odpowiednią wiedzą poradzisz sobie z każdym z tych wyzwań.

 

 

 

Rodzaje żeliwa - poznaj swojego przeciwnika

Zanim chwycimy za spawarkę, musisz wiedzieć, z jakim rodzajem żeliwa masz do czynienia. To kluczowe dla wyboru metody i materiałów spawalniczych.

Żeliwo szare - najczęściej spotykane

Żeliwo szare zawiera grafit w postaci płatków. Rozpoznasz je po szarym przełomie i stosunkowo łatwej obróbce. To najłatwiejsze żeliwo do spawania, choć "łatwe" to względne pojęcie. Znajduje się w blokach silników, korpusach pomp, obudowach przekładni.

Żeliwo sferoidalne - mocniejsze, ale trudniejsze

Grafit występuje tu w postaci kulek, co daje lepsze właściwości mechaniczne. Przełom jest srebrzysty. Spawanie jest trudniejsze niż szarego, bo łatwiej pęka. Spotykane w wałach korbowych, korpusach zaworów, elementach podwozi.

Żeliwo białe - koszmar spawacza

Praktycznie niespawalne metodami konwencjonalnymi. Twarde jak szkło, kruche jak porcelana. Jeśli trafisz na białe żeliwo, rozważ wymianę elementu zamiast naprawy.

 

 

Spawanie żeliwa metodą TIG - precyzja i kontrola

TIG to moja ulubiona metoda do spawania żeliwa, szczególnie gdy zależy mi na estetyce i minimalnej obróbce po spawaniu. Daje najlepszą kontrolę nad ilością wprowadzonego ciepła.

Przygotowanie żeliwa do spawania TIG

Rozpocznij od dokładnego oczyszczenia pęknięcia. Użyj szlifierki kątowej z tarczą do metalu nieżelaznego – tarcze do stali mogą zanieczyszczać żeliwo. Rozwiercaj pęknięcie na kształt litery V pod kątem 60-70°. Głębokość rowka to minimum 2/3 grubości materiału.

Następnie podgrzej cały element do temperatury 300-400°C. Używaj palnika gazowego, nagrzewając powoli i równomiernie. Temperatura jest kluczowa – mierz ją kredką termiczną lub pirometrem. Zbyt szybkie nagrzewanie spowoduje pęknięcia termiczne.

Parametry spawania żeliwa metodą TIG

Prąd spawania ustaw na 80-100 A dla elementów o grubości 5-10 mm. Stosuj prąd stały DC z biegunowością ujemną (DC-). Elektrodę wolframową wybierz szarą (WC20) lub fioletową (E3) o średnicy 2,4-3,2 mm.

Jako gaz osłonowy używaj czystego argonu z przepływem 10-12 l/min. Niektórzy spawacze dodają 2-3% wodoru dla lepszej czystości spoiny, ale wymaga to doświadczenia. Spawaj krótkimi ściegami 20-30 mm, z przerwami na ostygnięcie do temperatury podgrzewania.

Materiały dodatkowe do spawania TIG żeliwa

Najlepsze rezultaty daje drut na bazie niklu - ERNi-CI lub ERNiFe-CI. Średnica 2,4-3,2 mm dla standardowych prac. Drut niklowy jest drogi, ale daje plastyczne spoiny, które nie pękają przy stygnięciu.

Alternatywą jest drut mosiężny CuSn6 lub CuAl8 do lutospawania. Temperatura pracy jest niższa (900°C), co minimalizuje naprężenia. Spoina jest słabsza, ale dla wielu zastosowań wystarczająca.

 

 

Spawanie żeliwa metodą MIG/MAG - szybkość i wydajność

MIG to dobry wybór dla większych napraw, gdzie liczy się szybkość. Choć kontrola ciepła jest trudniejsza niż w TIG, przy odpowiedniej technice można uzyskać dobre rezultaty.

Przygotowanie materiału do spawania MIG

Przygotowanie podobne jak dla TIG, ale rowek spawalniczy rób szerszy - kąt 70-80°. To da więcej miejsca na manipulację uchwytem. Krawędzie dokładnie oczyść szczotką drucianą - najlepiej mosiężną.

Podgrzewanie wstępne jest absolutnie konieczne - 350-450°C dla żeliwa szarego. Nagrzewaj większy obszar niż przy TIG, bo MIG wprowadza więcej ciepła punktowo. Używaj mat izolacyjnych do utrzymania temperatury.

Parametry i technika spawania MIG żeliwa

Drut niklowy ERNi-CI o średnicy 1,0-1,2 mm. Napięcie 18-22 V, prędkość drutu 4-6 m/min. Jako gaz stosuj mieszankę 75% Ar + 25% He - hel poprawia stabilność łuku przy spawaniu niklem.

Spawaj techniką "na wprost" z lekkim ruchem zakosowym. Unikaj ruchów wahadłowych - powodują przegrzanie. Prędkość spawania wyższa niż przy stali - nie pozwól na utworzenie dużego jeziorka. Przerwy co 30-40 mm spoiny.

Spawanie żeliwa drutem proszkowym

Druty proszkowe samoosłonowe typu FCAW to ciekawa opcja dla prac terenowych. Nie wymagają gazu, co upraszcza logistykę. Używaj drutów na bazie niklu (NiFC-CI) o średnicy 1,2-1,6 mm.

Technika podobna do MIG, ale łuk trzymaj dłuższy - 15-20 mm. Spawaj stringami, bez ruchów wahadłowych. Więcej dymu i odprysków niż przy MIG, ale spoiny są dobre jakościowo.

 

 

 

Spawanie żeliwa metodą MMA - uniwersalne rozwiązanie

Spawanie elektrodą otuloną to najpopularniejsza metoda naprawy żeliwa. Dostępność elektrod i prostota sprzętu czynią ją idealną do prac warsztatowych i terenowych.

Dobór elektrod do spawania żeliwa

Elektrody niklowe (ENi-CI, ENiFe-CI) to złoty standard. Średnica 2,5-3,2 mm dla cienkich elementów, 4,0 mm dla grubszych. Cena może szokować - 50-100 zł za sztukę - ale warto zainwestować w jakość.

Elektrody żeliwne (E-Cu) są tańsze, ale dają twardsze spoiny. Stosuj tylko do elementów nieobciążonych dynamicznie. Wymagają większego doświadczenia - łatwo o pęknięcia.

Technika spawania żeliwa elektrodą otuloną

Spawaj najkrótszym możliwym łukiem - praktycznie "kleisz" elektrodę do materiału. Prąd minimalny dla danej średnicy - 60-70 A dla 2,5 mm, 90-100 A dla 3,2 mm. Lepiej spawać za wolno niż za szybko.

Technika krokowa jest kluczowa. Spawaj odcinki 20-30 mm, następnie ostudź do temperatury podgrzewania. Możesz przyspieszyć stygnięcie sprężonym powietrzem, ale ostrożnie - nie schładzaj poniżej 200°C.

Spawanie na zimno elektrodami niklowymi

Spawanie bez podgrzewania to technika ostatniej szansy, ale czasem jedyna możliwa. Używaj tylko elektrod niklowych o wysokiej plastyczności. Spawaj ultra-krótkimi ściegami - maksymalnie 10 mm.

Po każdym ściegu młotkuj spoinę młotkiem o zaokrąglonej główce. To wprowadza naprężenia ściskające, przeciwdziałające pękaniu. Przerwy między ściegami minimum 2 minuty. Element musi być chłodny w dotyku przed kolejnym ściegiem.

 

 

Lutospawanie żeliwa - bezpieczna alternatywa

Lutospawanie to proces hybrydowy - używasz techniki spawania, ale temperatura topnienia spoiwa jest niższa niż materiału podstawowego. To minimalizuje naprężenia i ryzyko pęknięć.

Lutospawanie palnikiem acetylenowo-tlenowym

Klasyczna metoda, idealna do napraw w terenie. Używaj pręta mosiężnego CuZn40 lub brązowego CuSn6. Średnica pręta 3-4 mm dla standardowych prac. Topnik boraksowy jest konieczny.

Płomień ustaw na lekko nawęglający. Podgrzej obszar do 400-500°C - mosiądz powinien "przyklejać się" do powierzchni. Nie przegrzewaj - żeliwo nie powinno świecić. Technika podobna do lutowania, ale z grubszymi warstwami.

Lutospawanie metodą TIG

Nowoczesne podejście dające czyste, precyzyjne spoiny. Używaj drutu CuAl8 lub CuSi3. Parametry jak dla spawania TIG, ale temperatura niższa - kontroluj wizualnie, nie dopuszczaj do świecenia żeliwa.

Technika "zimnego" TIG sprawdza się świetnie - krótkie impulsy prądu, długie przerwy. Spoina wygląda jak mosiężna nakładka na żeliwie. Wytrzymałość wystarczająca dla większości zastosowań naprawczych.

 

 

 

Obróbka cieplna po spawaniu - kluczowy etap

Niezależnie od metody spawania, kontrolowane chłodzenie jest krytyczne dla sukcesu. To etap, na którym większość spawaczy popełnia błędy, rujnując wcześniejszą pracę.

Chłodzenie kontrolowane

Po zakończeniu spawania utrzymuj temperaturę 300-400°C przez minimum godzinę. Użyj palników gazowych ustawionych na małą moc. Następnie chłodź z prędkością maksymalnie 50°C na godzinę.

Przykryj element matami ceramicznymi lub wełną mineralną. Dla małych elementów użyj pieca z kontrolowanym chłodzeniem. Duże odlewy zakop w suchym piasku - to stara, ale skuteczna metoda.

Wyżarzanie odprężające

Dla odpowiedzialnych napraw wykonaj pełne wyżarzanie. Podgrzej do 550-600°C, wytrzymaj 1 godzinę na każde 25 mm grubości. Chłodź z piecem do 300°C, potem na powietrzu.

To usuwa większość naprężeń spawalniczych i poprawia skrawalność spoiny. Konieczne przy naprawach elementów pracujących dynamicznie lub przy dużych objętościach napoin.

 

 

 

Typowe problemy i ich rozwiązania

Pęknięcia w spoinie lub obok niej

Najczęściej wynikają ze zbyt szybkiego chłodzenia lub złego podgrzewania. Rozwiercaj pęknięcie i spawaj ponownie z wyższą temperaturą podgrzewania (dodaj 50°C). Używaj bardziej plastycznego materiału dodatkowego.

Twarda, nieskrawalna spoina

Problem typowy dla spawania bez podgrzewania lub ze złym materiałem. Jedyne rozwiązanie to szlifowanie lub użycie narzędzi z węglików spiekanych. Przy kolejnych naprawach używaj elektrod niklowych i podgrzewaj.

Brak wtopienia, spoina "nie trzyma"

Zbyt niska temperatura lub zanieczyszczona powierzchnia. Zwiększ prąd spawania o 10-15%. Dokładniej oczyść rowek spawalniczy. Rozważ zmianę metody na TIG dla lepszej kontroli wtopienia.

 

 

 

Przykłady praktycznych zastosowań

Naprawa pękniętego bloku silnika

Najczęstsza naprawa w warsztatach. Rozwiercaj pęknięcie na wylot, podgrzej cały blok do 350°C. Spawaj elektrodą niklową ENiFe-CI metodą krokową. Chłodź 24 godziny pod kocami izolacyjnymi.

Regeneracja łoża obrabiarki

Wymaga najwyższej precyzji. Używaj wyłącznie TIG z drutem niklowym. Spawaj warstwami max 3 mm, z pełnym ostygnięciem między warstwami. Końcowa obróbka tylko szlifowaniem.

Naprawa obudowy przekładni

Często można lutospawać. Oczyść dokładnie z oleju, podgrzej do 450°C. Lutospawaj mosiądzem palnikiem lub TIG. Wytrzymałość wystarczająca, łatwa obróbka mechaniczna.

Spawanie żeliwa to prawdziwa sztuka, która wymaga cierpliwości, wiedzy i doświadczenia. Kluczem jest zrozumienie materiału, właściwe przygotowanie i kontrola temperatury na każdym etapie procesu. Pamiętaj - lepiej spawać za wolno niż za szybko, lepiej za ciepło niż za zimno. Z czasem wypracujesz własne triki i techniki, ale podstawowe zasady pozostają niezmienne. Powodzenia w oswajaniu tego najtrudniejszego z materiałów spawalniczych!

 

 

 

Jeśli zainteresował Cie ten temat, koniecznie sprawdź inne z naszych artykułów w blogu Jak spawać? Materiały i Elementy - Kompletny przewodnik spawacza

Masz pytania? Skontaktuj się z nami – nasi eksperci chętnie pomogą w rozwiązaniu Twoich wątpliwości i doradzą w wyborze najlepszych materiałów.

A gdy będziesz gotowy, zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą. Wysokiej jakości produkty czekają na Ciebie – sprawdź teraz!

 

Podobne artykuły: 

Jak spawać stal ocynkowaną? Praktyczny poradnik spawania TIG, MIG i MMA

Jak spawać miedź? Praktyczny poradnik spawania TIG, MIG i lutowania