Dela

Att framgångsrikt kunna svetsreparera gjutjärn handlar i mångt och mycket om att minimera följande tre saker under svetsning.

1. Svetsegenspänningar

Eftersom gjutjärn är relativt spröda material har materialet svårt att ta upp de termiska spänningar som uppstår vid svetsning. För att undvika sprickor måste materialet i och runt svetsförbandet kunna ta upp dessa svetsegenspänningar. Vissa gjutjärn är mer formbara (mer duktila) än andra och klarar detta bättre.

Tips: Hamra strängen lätt (varmsmide/pening) direkt efter svetsning och välj ett tillsatsmaterial som är okänsligt för kolupptaget från grundmaterialet. Detta ger ett duktilt (segt) svetsgods med låg sträckgräns (nickelbaserat). Då kommer svetsgodset att ta hand om så mycket som är möjligt av svetsegenspänningarna.

2. Värmepåverkan

Eftersom svetsningen värmer upp och kyler ner materialet extremt snabbt kommer det i den värmepåverkade zonen, närmast svetsgodset, att bildas vitjärn (spröd järnkarbid, cementit). Lite längre ut från smältgränsen består strukturen till stor del av spröd oanlöpt martensit. Med andra ord, den värmepåverkade zonen (HAZ) kommer att vara mycket hård, spröd och sprickbenägen. Dessa ofördelaktiga strukturbeståndsdelar kan orsaka sprickbildning. Det kan också försvåra eventuell bearbetning efter svetsning. Detta på grund av den höga hårdheten. Generellt kan man säga att hårdheten hos HAZ beror på avsvalningshastigheten och storleken (bredden) på HAZ beror på värmetillförseln.

Tips: Minimera värmepåverkan på grundmaterialet genom att planera strängföljd, svetsa med korta strängar utan pendling och använd låg ström. Att svetsa fallande vertikalt har visat sig fördelaktigt då detta ger låg värmepåverkan.

3. Spänningskoncentrationer

Dessa kan uppstå i vissa delar, främst på detaljer som har komplicerad form. Det uppstår ofta där det finns snäva vinklar och övergångar från tunnare gods till tjockare. Eftersom svetsförbandet expanderar under själva svetsningen och sedan krymper finns det tillfällen där områden/detaljer en bit från svetsen behöver förvärmas. Syftet är att området ska utsättas för ett liknande termisk förlopp som svetsen så att sprickor på detta sätt undviks. Personer som gör komplicerade reparationer kallar detta indirekt förvärmning.

Tips: Analysera om just din applikation behöver denna åtgärd, temperaturen bör vara < 500 °C. Ju högre desto bättre, men tänk på att avsvalningen bör vara långsam.

Guide till svetsreparation i gjutjärn

Val av tillsatsmaterial och tillvägagångssätt.

Man skiljer på svetsförfarandet med avseende på värmebehandling i samband med gjutjärnssvetsning.

Varmsvetsning
Kallsvetsning

Varmsvetsning

De besvärligaste fallen vid reparation av gjutjärn är när varken utvidgning eller krympning kan ske fritt. Detta gäller arbetsstycken med komplicerad form. Det säkraste sättet att undgå krympsprickor är att höja temperaturen i hela arbetsstycket till ca 600 °C före svetsning. Svetsningen sker i en följd med regelbunden kontroll av temperaturen. Efter avslutad svetsning får arbetsstycket svalna långsamt i ugn eller i spånliknande material till rumstemperatur.

Här använder man svetsmaterial som är artlikt grundmaterialets struktur.

Kallsvetsning

Nickelbaserade svetsgods med över 50% nickel har förmågan att lösa höga kolhalter utan att svetsgodset blir hårt eller sprött även vid svetsning utan förvärmning. Svetsgodset blir mjukt och lätt att bearbeta och kan ta upp krympspänningar. Denna typ av svetselektrod skall svetsas vid låga amperetal och därför kan värmetillförseln och bredden på den värmepåverkade zonen begränsas, men en smal zon med förhöjd hårdhet i gjutjärnet uppkommer även vid temperaturer över 350 °C.

Vid kallsvetsning av gjutjärn skall lägsta möjliga strömstyrka användas. Svetsa i etapper vid tunt gjutjärn - ej längre strängar än två gånger elektrodens diameter. Hamra svetsen med en penhammare efter varje sträng.

Kallsvetsning är oftast den snabbaste och billigaste metoden att svetslaga gjutjärn. Som grundregel gäller att minsta möjliga värmemängd skall tillföras grundmaterialet. Man skall välja en så klen elektrod som möjligt och för elektroden lägsta strömstyrka. Svetsa ej för långa strängar - max 35 mm - och låt grundmaterialet svalna till handvärme innan nästa svetssträng appliceras. För att minska svetsspänningarna penhamras svetsen med en kulhammare omedelbart efter svetsningen.

Här använder man belagda elektroder av Ni-Fe-typ eller Ni/Cu typ:

Fogberedning

Rengör alla delar noggrant från olja, fett och färg.
Lokalisera sprickan. Använd en penetrantvätska.
Borra ett hål ø 3 mm i sprickans förlängning.
Fogberedning av gjutjärn skall göras omsorgsfullt. Den kan utföras på olika sätt, beroende på gjutjärnets storlek, form och godstjocklek. För klen godstjocklek ( < 3 mm ) är I-fog lämpligast, för grövre gods skall fogen likna ett U eller ett dubbelt U.

Fogberedning utförs bäst med mejselelektroden CARBO NUT. Denna mejselelektrod ger ett U-format spår och bränner bort alla föroreningar i svetsfogen. Undvik att använda slipskiva. Slipskivan plockar upp grafit varje gång den går runt och smetar ut ett lager grafit på ytan i fogen. Använd i stället roterande fil.

Ibland kan det också vara en fördel att ”avkola” gjutjärnet. Använd en skärbrännare med syrgasöverskott och arbeta med lågan i fogen samtidigt som man borstar med stålborste. Härmed undviker man eventuell porositet i svetsen beroende på att gas kan utvecklas ur den grafit som kan finnas kvar i svetsfogen.

Lagning av sprickor

Borra ett hål ø 3 mm i varje ända av sprickan.
Rengör sprickan noga, foga ur med CARBO NUT mejselelektrod eller roterande fil.
Är sprickan lång kan man borra ytterligare hål och då i sprickan. Dessa hål gängas och man drar i en skruv. Härmed förhindrar man att krympspänningar orsakar ytterligare sprickor.

Urmejsling av spricka i gjutjärn