איך לבשל ברזל יצוק בריתוך חשמלי: טכנולוגיית עבודה וחומרים נחוצים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

ברזל יצוק בהרכבו הוא סגסוגת של ברזל ופחמן, שעשויה לכלול גם זיהומים וכמה תוספים מסגסוגים. מתכת זו נמצאת בשימוש נרחב בתעשייה לייצור חלקים ומבנים נושאי עומס שונים. רוב מגבי הביוב ורדיאטורי החימום עשויים מברזל יצוק בבנייני מגורים.

תכולת פחמן גבוהה מקשה על חיבור חלקי ברזל יצוק זה לזה ולמתכות אחרות. הפרת דרישות טכנולוגיות מובילה לרוב להתחממות יתר, ומכאן לעלייה בשבריריות המתכת. לכן, לפני שממשיכים בחיבור של מבני ברזל יצוק, יש צורך ללמוד היטב כיצד לבשל ברזל יצוק באמצעות ריתוך חשמלי, וכן את החומרים והטכנולוגיה הדרושים לביצוע עבודה כזו.

סוגי ברזל יצוק

ההרכב של ברזל יצוק כולל לא רק פחמן (2-6%) וברזל, אלא גם מנגן (עד 1%), סיליקון (3%), זרחן, גופרית, וכן תוספים לגיזור - אלומיניום, ונדיום, כרום,מגנזיום, ניקל וכמה רכיבים אחרים. חומרים מתגזרים הם שנותנים קשיות, חוזק וגמישות לחומר, בהתאם ליישום שלו.

ריתוך חשמלי של ברזל יצוק מתבצע בהתאם לצורת וכמות הפחמן שיש במתכת כגרפיט או צמנטיט. לפי אינדיקטורים אלה, ברזל יצוק מחולק לסוגים הבאים:

1. לברזל יצוק לבן יש צבע משטח שבר קל מכיוון שהפחמן במתכת זו הוא סוג של צמנטיט. העיבוד של חומר כזה קשה בגלל הקשיות הגבוהה שלו.
2. בברזל יצוק אפור, פחמן הוא בצורת גרפיט. משטח שבר מתכת אפור. ברזל יצוק זה מעובד בקלות ובעל תכונות יציקה טובות.
3. טיפול בחום של ברזל יצוק לבן הופך אותו למתכת ניתנת לעיבוד, שנמצאת בשימוש נרחב בהנדסה.
4. חצי ברזל יצוק מכיל פחמן בצורה של צמנטיט וגרפיט. יחס זה נותן למתכת עמידות גבוהה בפני שחיקה.
5. גרפיט גלובולרי נותן לברזל יצוק חוזק גבוה. ברזל רקיע משמש לייצור צינורות איכותיים לצינורות נפט ומים.

תכונות של ריתוך ברזל יצוק

לפני שעונה על השאלה האם ניתן לבשל ברזל יצוק בריתוך חשמלי, יש צורך להבין את התכונות של תהליך חיבור המתכת. על פי המבנה שלו, כמו גם תכונות פיזיקליות רבות, ברזל יצוק שייך לסגסוגות הכפופות לתהליך ריתוך מוגבל.

במהלך הריתוך החשמלי של ברזל יצוק פנימהבבית, עליך לשים לב למורכבויות הבאות של תהליך זה:

1. היווצרות של תפר איכותי מסבכת את האופי הנוזלי של סגסוגת הברזל היצוק.
2. אי שמירה על משטר הטמפרטורה של הריתוך מוביל להתחממות יתר של ברזל יצוק. זה גורם לפחמן בבריכת הריתוך להישרף ולכן מגביר את היווצרות הנקבוביות.
3. כמו כן, הטמפרטורה הגבוהה של הקשת החשמלית תורמת להלבנת ברזל יצוק באתר הריתוך. השפעה זו, עקב ההטרוגניות של מבנה המתכת, מובילה לסדיקה של התפר.
4. במהלך תהליך הריתוך, ברזל יצוק מסוגל להתחמצן וליצור תחמוצת עקשנית, שנקודת ההיתוך שלה גבוהה בהרבה מזו של החומר המקורי.

כדי למנוע את כל הצרות הללו בעת ריתוך ברזל יצוק, עליך לבחור בצורה אחראית את אופן הפעולה הנכון.

הכנת ברזל יצוק לריתוך

לפני ריתוך ברזל יצוק בריתוך חשמלי, יש צורך להכין את קצוות המשטחים לחיבור. ניקוי ראשוני של המשטח יכול להתבצע הן ידנית והן עם כלי חשמלי עם פיית זיפים ממתכת.

לאחר מכן, הכרחי לחתוך את הקצוות למתכת חשופה, מכיוון שהרבה יותר קשה לבשל ברזל יצוק באמצעות ריתוך חשמלי בבתי מלאכה ביתיים מאשר פלדה.

מקומות פגומים של ברזל יצוק נחתכים לפי הכללים הבאים:

• החיתוך מתבצע אך ורק לאורך הסדק;
• סדקים שאינם חודרים קודחים עם מקדחה, ולאחר מכן חותכים אותם לחומר עיקרי;
• בהתאם לעובי המתכת, חותכים סדקים משני או צד אחד;
• מומלץ לרתך תיקון על סדקים מרווחים, שאמור לכסות את הפגם ב-15-20 מ"מ מכל הצדדים.

לאחר ניקוי המשטח וחיתוך הקצוות, יש צורך להסיר בזהירות את המפרק עם אצטון או ממס.

שיטות ריתוך בסיסיות של ברזל יצוק

ניתן לבשל ברזל יצוק הן בריתוך חשמלי והן בסביבת גז אינרטי. השיטה השנייה משמשת בעיקר לחיבור מתכות הטרוגניות. ריתוך גז משמש לרוב לעבודות תיקון של צינורות ביוב, כמו גם לשיקום חלקי רכב.

אפשר לבשל ברזל יצוק על ידי ריתוך חשמלי גם חם, עם חימום מוקדם של חלקי עבודה וגם קר, ללא חימום הצומת. ריתוך מחומם מורכב טכנולוגית יותר מאשר ריתוך קר, ולכן השימוש בו בתנאים ביתיים אינו מעשי.

ריתוך גז

ריתוך של ברזל יצוק בענן גז מגן משמש ליצירת תפר בעל חוזק גבוה, אשר מושג בתנאי חדירה קטנה של המתכת. הניסיון המעשי של הרתך, כמו גם בחירת המצב הנכון ליצירת ריתוך, הוא בעל חשיבות מיוחדת לתוצאה הסופית של העבודה.

את תהליך ריתוך הגז מומלץ לעשות עם שני מבערים. במקביל, מבער אחד מספקחימום מוקדם של הצומת, והשני ממיס את החוט ומרתך ישירות את חלקי הברזל היצוק. קירור חלקים מרותכים חייב להיות איטי, ולכן הוא משמש לעתים קרובות לכיסוי מוצרים בשכבת חול או אסבסט.

ברזל יצוק לריתוך חם

ריתוך של מוצרי ברזל יצוק עם חימום מוקדם של קצוות המשטח המחובר מתבצע לרוב במפעלים תעשייתיים. חימום של חלקי עבודה יכול להתבצע בתנורים אינרטיים, כמו גם מבערים מיוחדים שונים.

חימום אתר הריתוך ל-600–650 ℃ מבטל את האפשרות של מתח והתחממות יתר של המתכת בחיבור.

טכנולוגיית הריתוך היא כדלקמן:

1. הכנה מקדימה של הצומת בעיצומה.
2. המוצר ממוקם בצורה כזו שאפשר לרתך עם המיקום התחתון של התפר.
3. מכונת הריתוך מוגדרת לעבוד עם קוטביות ישרה. החוזק הנוכחי בעת ריתוך ברזל יצוק מוגדר גבוה בהרבה מאשר בעת ריתוך פלדה.
4. החלק מחומם לטמפרטורה של 300–600 מעלות.
5. יש למלא את בריכת הריתוך במתכת מותכת במהלך תהליך יצירת התפר. מומלץ לערבב את ההמסה הנוזלית עם קצה האלקטרודה.
6. לאחר הריתוך, עדיף להשאיר את המוצר בתנור קירור, או לכסות אותו בחומר מבודד חום. קירור איטי של ברזל יצוק הוא המפתח לחיבור איכותי.

כמובן, ריתוך ברזל חםהשיטה נחשבת לעבודה מפרכת, אבל דווקא תנאים כאלה מאפשרים לקבל תפר ללא פגמים ובאיכות גבוהה.

שיטת ריתוך קר

במקרים בהם לא מוטלות דרישות גבוהות על הריתוך, ניתן לבשל ברזל יצוק בריתוך חשמלי בבית, גם קר וגם בחימום קל.

המאפיינים הטכנולוגיים של ריתוך קר הם כדלקמן:

1. מכונת הריתוך מוגדרת להספק המינימלי המותר לעובי מסוים של האלקטרודה על מנת למנוע התחממות יתר של המתכת.
2. הריתוך מתבצע על זרם קוטביות הפוכה.
3. תפר ריתוך צריך להיעשות באורך של 30-50 מ"מ.
4. התחממות יתר של המפרק מסולקת על ידי הפרעה או הסטת התפר.
5. בעת ריתוך רב-שכבתי, כל תפר חייב להיות מזויף עם פטיש.

איכות חיבור הברזל היצוק תלויה לחלוטין בבחירה הנכונה של האלקטרודות.

אלקטרודות לריתוך ברזל יצוק

אפשר לבשל ברזל יצוק בריתוך חשמלי גם עם אלקטרודה לברזל יצוק וגם עם מוצרים המכילים ניקל או נחושת. פחמן אינו מתחבר עם המתכות הלא ברזליות הללו, ולכן ברזל יצוק לבן לא נוצר ברתך. לרוב, ריתוך עם אלקטרודות כאלה מתבצע במספר שלבים, עם הפסקה לקירור.

האלקטרודות הבאות לברזל יצוק משמשות לריתוך חשמלי של מוצרי ברזל יצוק:

• OZCH-2 ו-OZCH-6 - אלקטרודות על בסיס נחושת וברזל, המשמשות לריתוך אפור אוברזל רקיע;
• OZZHN-1 - כיתה זו מכילה ברזל וניקל, יעיל מאוד לברזל רקיע;
• MNCH-2 - מוצרים אלה מכילים נחושת, ניקל וברזל, המתאימים לריתוך כל סוגי ברזל יצוק.

יסודות בטיחות ריתוך

ריתוך מסווג כסיכון מוגבר לבריאות הרתך. לכן, עמידה בתקנות הבטיחות בעת ריתוך ברזל יצוק היא תנאי מוקדם לעבודה.

אמצעי הזהירות העיקריים כוללים:

• כל העבודה חייבת להיעשות באמצעות ציוד מגן אישי (מסכה, כפפות, חליפה מיוחדת ונעליים);
• הריתוך חייב להתבצע באזור מאוורר היטב;
• ציוד ריתוך חייב להישמר במצב טוב;
• ציוד חשמלי חייב להיות מוארק כהלכה.

ברזל יצוק מתייחס למתכות שקשה לרתך בטכנולוגיה. לכן, לפני שתמשיך בתהליך של הצטרפות מוצרי ברזל יצוק, יש צורך ללמוד בקפידה את הניואנסים העיקריים של הביצועים האיכותיים של עבודה כזו.