Muitas pessoas têm dúvidas quanto à possibilidade de soldar ferro fundido. Eles não têm certeza se o ferro fundido pode realmente ser soldado, bem como os métodos que podem ser utilizados e os cuidados que devem ser tomados.
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Vamos discutir os métodos e precauções para soldagem de ferro fundido e como selecionar as hastes de soldagem.
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O que é ferro fundido?
Ferro fundido refere-se a itens produzidos pela fundição de ferro fundido.
Embora o ferro fundido tenha menor resistência e plasticidade em comparação ao aço, ele apresenta excelente abrasividade, absorção de choque, fundibilidade e usinabilidade.
Devido à simplicidade do equipamento de fabricação e aos baixos custos de produção, é frequentemente utilizado para a produção de grandes componentes de máquinas, como caixas, cascos, fuselagens e bases.
Algumas peças cruciais com impacto mínimo, como o virabrequim de pequenos motores diesel, são fabricadas em ferro dúctil.
No entanto, a fraca soldabilidade do ferro fundido restringe a sua utilização em estruturas soldadas.
Atualmente, a soldagem de ferro fundido serve principalmente para reparo e manutenção, com muito poucos casos de utilização para a criação de peças compostas.
As peças fundidas de ferro são propensas a defeitos como furos de ar, furos, inclusões de escória, rachaduras e poços devido a vários fatores.
O equipamento de reparo comumente usado inclui máquinas de soldagem a arco de argônio, máquinas de soldagem por resistência e máquinas de soldagem a frio.
Para defeitos de fundição com baixos requisitos de qualidade e aparência, máquinas de soldagem a arco de argônio e outras máquinas de soldagem que geram alto calor e velocidade podem ser usadas para reparo.
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As peças fundidas de ferro podem ser soldadas?
O ferro fundido pode ser soldado, mas sua soldabilidade é fraca.
Ferro fundido refere-se a artigos fundidos com ferro fundido. Infelizmente, vários fatores podem levar a defeitos, como furos de ar, furos, inclusões de escória, rachaduras e buracos. Esses defeitos podem afetar a qualidade da aparência, a qualidade interna e a qualidade de uso do ferro fundido.
A qualidade da aparência refere-se a vários fatores que afetam a rugosidade da superfície, defeitos de superfície, desvio de tamanho, desvio de forma e desvio de peso das peças fundidas.
Inclui principalmente a estrutura metalográfica da peça fundida e a presença de furos, trincas, inclusões e segregações na peça fundida.
A qualidade do serviço refere-se à durabilidade do ferro fundido sob diferentes condições de trabalho, incluindo resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência ao frio e ao calor, fadiga, absorção de choque e outras propriedades, bem como usinabilidade, soldabilidade e outras propriedades do processo.
Devido a diferentes fatores, as peças fundidas de ferro podem apresentar defeitos como furos de ar, furos, inclusões de escória, rachaduras e poços.
O equipamento de reparo comumente usado inclui máquinas de soldagem a arco de argônio, máquinas de soldagem por resistência e máquinas de soldagem a frio.
Para reparar defeitos de fundição com baixos requisitos de aparência e qualidade, podem ser usadas máquinas de soldagem de alta temperatura e alta velocidade, como máquinas de soldagem a arco de argônio.
A qualidade do ferro fundido tem grande influência no desempenho dos produtos mecânicos.
Por exemplo, a resistência ao desgaste e a estabilidade dimensional das peças fundidas de máquinas-ferramenta têm um impacto direto na precisão e na vida útil de manutenção das máquinas-ferramenta.
Da mesma forma, o tamanho, a precisão do perfil e a rugosidade superficial dos impulsores, carcaças e cavidades internas das peças hidráulicas em várias bombas influenciam significativamente a eficiência de trabalho, o consumo de energia e o desenvolvimento de cavitação de bombas e sistemas hidráulicos.
Além disso, a resistência e a resistência ao choque térmico das peças de cobre fundido, como blocos de cilindros, cabeçotes de cilindro, camisas de cilindro, anéis de pistão e tubos de escapamento de motores de combustão interna têm um impacto direto na vida útil do motor.
Tipo de soldagem de ferro fundido
A soldagem comum de ferro fundido é dividida em soldagem a quente e soldagem a frio.
O método de soldagem a quente para soldagem de ferro fundido envolve o pré-aquecimento da peça fundida a uma temperatura de 500 a 600 ℃. Para este método, a haste de solda com núcleo de ferro fundido Z248 ou a haste de solda com núcleo de aço Z208 é normalmente usada, resultando em uma solda que é semelhante em composição ao ferro fundido e, portanto, homogênea.
No entanto, o pré-aquecimento não é necessário para soldagem a frio de ferro fundido, e o eletrodo de níquel puro Z308 ou eletrodo de ferro-níquel Z408 é geralmente usado para este método. A composição da solda resultante é diferente daquela do ferro fundido e, portanto, heterogênea.
Durante a soldagem, é importante polir a superfície de soldagem para evitar impurezas e garantir uma superfície firme após a soldagem.
Como soldar ferro fundido?
Soldar peças fundidas de ferro é possível, no entanto, a soldabilidade é normalmente fraca e apresenta dificuldades.
Normalmente, não é recomendado reparar ferro fundido por meio de soldagem.
Para pequenos defeitos de aparência sem quaisquer requisitos de tensão, eles podem ser corrigidos usando a haste de soldagem Z308 e soldagem a arco manual. No entanto, é necessário usar um martelo para bater continuamente após a soldagem para remover a tensão residual e evitar rachaduras.
Em caso de defeitos maiores, pode-se empregar soldagem com gás oxiacetileno. O material de soldagem deve ser uma barra de ferro fundido do mesmo material da peça fundida e bórax deve ser usado como fluxo. O pré-aquecimento é essencial antes da soldagem, com a temperatura ajustada entre 850-900°C.
Após a soldagem, é necessário tratamento térmico, o que pode ser bastante complicado. No entanto, a soldagem de reparo não é permitida para os principais componentes sob tensão. A técnica de soldagem adotada depende de vários fatores como material, tamanho, espessura, complexidade, tipo e tamanho do defeito, processo de corte e requisitos técnicos da peça fundida.
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Para atender a vários requisitos de soldagem, é importante preparar antecipadamente, removendo manchas de óleo e inclusões de areia, chanfro ou pré-aquecimento.
Os métodos de soldagem disponíveis incluem soldagem a gás, brasagem, soldagem a arco manual e soldagem por eletroescória manual.
A soldagem a gás, em particular, é classificada em três tipos: soldagem a quente, método de zona de alívio de tensão de aquecimento e soldagem a gás sem pré-aquecimento.
A soldagem a arco manual é dividida em soldagem a frio, soldagem semi-quente, soldagem sem pré-aquecimento e soldagem a quente.
1. Soldagem de ferro fundido cinzento
O ferro fundido cinzento contém altos níveis de carbono, enxofre, fósforo e outras impurezas. Possui baixa resistência à tração, fragilidade e muito pouca capacidade de deformação plástica, o que acaba levando a um baixo desempenho de soldagem.
O principal problema da soldagem de ferro fundido cinzento é a suscetibilidade à formação de estruturas brancas e endurecidas, juntamente com rachaduras na junta soldada.
A soldagem de ferro fundido cinzento pode resultar na formação de uma estrutura fundida branca tanto no metal de solda quanto na zona afetada pelo calor. Este resultado depende dos materiais de soldagem empregados durante o processo de soldagem e da taxa de resfriamento após a soldagem.
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O pré-aquecimento, a preservação do calor e o resfriamento lento são medidas eficazes para reduzir e evitar manchas brancas durante a soldagem.
Para soldagem homogênea, o pré-aquecimento entre 400-700 ℃ geralmente pode evitar a formação de manchas brancas na solda e na zona de fusão.
Quando a soldagem heterogênea é utilizada, ela normalmente é realizada em temperatura ambiente sem pré-aquecimento da soldagem, o que torna difícil evitar completamente a formação de manchas brancas na zona de fusão.
No entanto, a geração de manchas brancas pode ser reduzida usando pré-aquecimento em baixa temperatura, preservação do calor pós-soldagem e resfriamento lento.
2. Processo de soldagem de ferro fundido cinzento
Soldar ferro fundido pode ser uma tarefa desafiadora devido à sua dureza. No entanto, com métodos e materiais de soldagem adequados, o sucesso pode ser alcançado. Além disso, é necessário um conjunto de medidas de processo de soldagem adequadas para cooperar com o processo de reparo de soldagem.
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Existem vários métodos comuns para soldagem de ferro fundido cinzento, incluindo soldagem a arco e soldagem a gás, bem como brasagem e soldagem por eletroescória manual.
A soldagem a arco é o método mais utilizado, sendo a soldagem a arco com eletrodos o mais comum. A soldagem com proteção a gás, por outro lado, é usada com menos frequência.
As trincas de soldagem no ferro fundido são causadas pela baixa resistência e baixa plasticidade do material, bem como pelas tensões de soldagem.
Portanto, a prevenção de trincas de soldagem envolve principalmente a redução ou eliminação do estresse de soldagem.
Na prática, existem vários métodos para reparo de soldagem a arco, incluindo soldagem a frio, soldagem a quente, soldagem semi-quente e soldagem sem pré-aquecimento. Os métodos de soldagem a gás incluem soldagem a quente, zona de alívio de tensão aquecida e soldagem sem pré-aquecimento.
Ao usar esses métodos de soldagem de forma eficaz e razoável, bons resultados podem ser alcançados.
Causas de dificuldades específicas no reparo por soldagem de ferro fundido e soluções correspondentes
É fácil formar uma estrutura de ponto branco, causada principalmente pela rápida taxa de resfriamento da solda e pela falta de elementos de grafitização.
Solução:
a. Para obter resultados ideais, recomenda-se ajustar a composição química da solda aumentando o elemento de escurecimento e selecionando uma vareta de solda apropriada.
b. Para evitar fissuras e melhorar as condições de escurecimento, sugere-se reduzir a taxa de resfriamento da solda. Isto pode ser conseguido através do pré-aquecimento antes da soldagem e usando um processo de resfriamento lento após a soldagem.
c. O método de brasagem é preferido para reparos de soldagem porque evita o derretimento do ferro fundido.
② Nota: O ferro fundido tem alto teor de carbono, baixa resistência, baixa plasticidade e é propenso a encolhimento. Como resultado, é suscetível a rachaduras e até mesmo descascamento sob tensão de soldagem após o resfriamento.
Solução:
a. Adote o método de soldagem térmica;
b. Método de zona de alívio de tensões de aquecimento;
c. Método de soldagem a arco frio;
d. Soldagem com proteção de gás (fio fino comumente usado CO2 soldagem blindada);
e. Tomar medidas tecnológicas especiais, como o plantio de seda.
③ É fácil a formação de poros em soldas de ferro fundido, principalmente devido à rápida taxa de resfriamento e à pequena faixa de semi-fusão. Isto muitas vezes resulta em tempo insuficiente para o gás presente na poça fundida escapar, levando à formação de poros.
Solução:
a. Limpe cuidadosamente antes de soldar;
b. Adote o método de soldagem térmica;
c. Selecione a haste de soldagem de maneira razoável.
④ A má formação da solda é causada principalmente pelo filme de óxido de silício que é difícil de derreter quando o ferro fundido é soldado, o que reduzirá a fluidez do metal fundido e dificultará a obtenção de belas soldas.
Solução:
a. Selecionar materiais de soldagem com boa fusibilidade com ferro fundido;
b. Selecione parâmetros de soldagem razoáveis;
c. Melhore gradualmente as habilidades operacionais.
