Sudura fontei – cu ce se sudeaza fonta si care sunt pasii care trebuie respectati

Fonta este un material metalic foarte rezistent in timp, astfel ca de-a lungul timpului i s-au gasit multiple intrebuintari, intr-o gama extinsa de domenii. Una dintre problemele pe care oamenii au fost nevoiti sa le rezolve, pentru a putea sa gestioneze in favoarea lor acest material, a fost rezistenta sa la sudura. Sudarea fontei a reprezentat intotdeauna o provocare, insa progresul tehnologic a favorizat aparitia unor metode de sudura in fonta care garanteaza uniri eficiente si longevive ale structurilor produse din acest tip de material. Fonta reprezinta, de altfel, un aliaj de materiale precum fierul, otelul si carbonul. 

Amenintarea principala la adresa celor care vor sa sudeze fonta este reprezentata de continutul de carbon. De cele mai multe ori, proportia in care este prezent carbonul in aliajul reprezentat de fonta variaza de la 2% pana la 4%. Prin sudura, carbonul se transfera catre otelurile prezente in proportie de pana la 10 ori mai mica, iar materialul devine fragil sau foarte dur, ceea ce poate sa determine aparitia crapaturilor, dupa ce fonta se sudeaza cu aparate de sudura. In continuare, vei putea afla cum se sudeaza fonta in asa fel incat rezultatul sa fie unul durabil!

1. Sudura fonta – operatiuni necesare inaintea sudarii

Desi nu reprezinta o misiune la fel de usoara precum cea reprezentata de sudura otelului, se poate suda fonta prin tehnici specifice. Diferenta dintre fonta si otel este facuta de continutul de carbon. In cazul fontei, asa cum ai aflat anterior, acesta variaza de la 2 pana la 4%, in vreme ce otelul il contine in proportie de sub 2%. Din acest motiv, fonta prezinta o fragilitate mai ridicata si necesita mai mult timp pentru a se raci sau incalzi. In pofida dificultatilor, poti suda fonta respectand cateva reguli esentiale. 

Temperatura critica a fontei este de 1450 grade Fahrenheit sau 788 grade Celsius. Odata atins acest prag, exista sanse ca fonta sa inceapa sa se crape. Atentia la modul in care se preincalzeste, incalzeste si raceste fonta, pe parcursul procesului de sudare, poate face o diferenta foarte importanta. Desi permite atingerea pragului de 1450°F, fonta nu trebuie expusa prea mult unui nivel de caldura atat de ridicat. Exista si alte astfel de reguli care trebuie luate in considerare, in functie de tipul de sudura ales.

Operatiuni necesare inainte de sudura

Pe langa procesul propriu-zis de sudare a fontei, conteaza foarte mult ceea ce se intampla inainte ca acesta sa se desfasoare. Operatiunile de pregatire a materialului, dar si alegerea tehnicilor si materialelor folosite trebuie sa se faca cu mare atentie. Intelegerea specificitatii fiecarui tip de aliaj cu care se lucreaza, curatarea suprafetei, preincalzirea si tehnica de sudare trebuie sa fie bine stapanite, inainte de a incepe sa sudezi. In continuare, vei afla mai multe despre fiecare dintre aceste elemente.

Specificul aliajului

Cum fonta este un aliaj fier-carbon, cu un continut mare de carbon, ea nu este atat de maleabila precum fierul forjat sau otelul. Astfel, piesele produse din acest material sunt foarte rezistente la incalzire si se deformeaza greu, devenind mai degraba casante. Pentru a putea sa contracareze acest aspect, producatorii de fonta apeleaza la diverse aliaje, astfel ca apar diverse tipuri de fonta cu care ai putea ajunge sa lucrezi.

Fonta alba este un material care nu poate fi sudat, deoarece contine carbura de fier, care o transforma intr-un material deosebit de fragil si dur.

Fonta cenusie, denumita si fonta gri, reprezinta cea mai des intalnita varianta. Este mult mai maleabila decat fonta alba si poate fi sudata destul de usor de catre sudorii experimentati.

Fonta ductila este cea mai simpla varianta, atunci cand vine vorba de sudura, deoarece are fragilitate deosebit de redusa.

Pentru a cunoaste tipul de aliaj de fonta pe care il vei suda, este de preferat sa soliciti producatorului piesei detalii despre continutul materialului. Daca nu este vorba despre piese noi, ci despre unele vechi, despre care nu pot fi obtinute astfel de informatii, trebuie sa fie analizata fisura materialului. La fonta alba, fisura are culoare albicioasa, iar la fonta gri se poate observa culoarea cenusie in crapatura. Fonta ductila are fisuri de culori albicioase, la fel ca cea alba. 

Selectarea tehnicii de sudura

Exista mai multe tehnologii prin care poti suda fonta. Este vorba despre:

• sudarea obisnuita, prin intermediul unui electrod invelit, denumita si sudare MMA. Afla mai multe despre despre sudura MMA, ce implica, ce avantaje exista si cum se face in mod corect.
• sudarea WIG, cu electrod neconsumabil

• sudarea cu sarma, denumita si sudare MIG MAG
• sudarea cu oxi-acetilena.

Invertor de sudura TIG Proweld TIG-250WP AC/DC – 250 Ah – detalii aici

In functie de tipul de sudura pe care se va merge, se vor utiliza anumite echipamente, accesorii si mecanisme de protectie. Invertoarele de sudura, aparatele de sudura, electrozii, mastile si celelalte echipamente folosite pe parcursul sudurii sunt in stransa legatura cu tehnica la care se apeleaza pentru a suda fonta.

Determinarea temperaturii de preincalzire a fontei

Pentru ca aliajele de fonta sa poata fi sudate in conditii bune, care sa garanteze rezistenta pe termen cat mai indelungat, este foarte important sa fie evitat stresul mecanic, dar si stresul termic. Astfel, devin necesare manevrarea cu grija a pieselor, precum si pregatirea corecta din punct de vedere termic. Preincalzirea este foarte importanta, iar aceasta trebuie facuta in functie de tipul de sudura ales. Ea este la fel de importanta precum controlul temperaturii in timpul sudarii, dar si racirea de dupa finalizarea procedurii.

Curatarea suprafetei

Inainte de a suda piesele din fonta, este foarte important ca acestea sa fie foarte bine curatate si pregatite de aplicarea materialului de sudura. Trebuie sa fie indepartata orice urma de vopsea, ulei, grasime, dar si alte impuritati precum punctele iesite in relief. Inainte de a da startul procesului de sudura propriu-zis, poti testa daca suprafata este pregatita corect. Acest lucru se face prin trecerea de sudura pe o suprafata restransa si observarea rezultatului obtinut. 

Daca se obtine un cordon de sudura cu pori, este cazul sa constati ca suprafata nu este inca pregatita pentru a fi sudata. Astfel, va fi nevoie sa indepartezi cordonul rezultat si sa cureti din nou suprafata, pana cand testul va fi unul care va rezulta intr-un cordon lipsit de pori. De retinut ca se poate suda fonta cu inox, atat timp cat suprafata piesei este bine pregatita. Este posibila si sudarea fontei cu arc electric, in aceleasi conditii.

2. Sudura fontei – tipuri de sudura a fontei, sfaturi si recomandari

Odata ce suprafata de sudare este pregatita, iar piesele au fost curatate in asa fel incat rezultatul sa fie unul lipsit de pori si alte defecte care sa conduca la ruperea sudurii, se poate trece la sudura. Sunt doua tipuri principale de sudura la care se poate apela: sudura la rece si sudura la cald.

Sudura fonta la rece

Aceasta tehnica implica incalzirea pieselor, in timpul procesului de sudare, la o temperatura cat mai scazuta. Pentru ca rezultatul sa fie unul optim, se recomanda si preincalzirea bucatilor de material la temperaturi aflate in intervalul 70 – 100 de grade Celsius. Intre treceri, temperatura trebuie sa ramana sub pragul de 150 de grade Celsius, iar incalzirea este necesar sa se faca gradual, cat mai lin. Este recomandat, in general, sa se utilizeze cuptorul sau flacara pe baza de gaz. Trebuie sa fie evitata utilizarea flacarii concentrate in timpul etapei de preincalzire, deoarece aceasta creeaza un soc care poate provoca aparitia fisurilor. 

In cazul in care se merge pe acest tip de sudare a fontei, se recomanda utilizarea de electrozi tip FeNi, adica pe baza de nichel. Acestia trebuie uscati foarte bine, pentru ca hidrogenul din invelisul lor sa nu afecteze sudura. Sudura cu electrozi tip FeNi este denumita si sudura MMA. O alta masura necesara, pentru a evita aparitia acestui tip de problema, este indepartarea atenta a defectelor materialului, inainte de a incepe operatiunea propriu-zisa de sudura. Acest lucru se face prin prelucrare mecanica. Ulterior, se realizeaza sudura fontei la rece, respectand urmatoarele indicatii:

1. Se utilizeaza cordoane de 15 – 25 mm;
2. Se face detensionarea mecanica, prin ciocanire, pentru a scadea riscul fisurarii;
3. Pentru ciocanire, se foloseste ciocanul cu varf rotunjit, nu mai greu de 250g;
4. Ciocanirea se face pe cordon fierbinte;
5. Dupa sudare, piesele din fonta sunt invelite cu vata minerala, de sticla sau azbest.

Kit cu aparat de sudura cu electrod Wolfson ATX-320 – MMA 320 Ah, masca automata, manusi si electrozi – detalii aici

Sudura fonta la cald

Pentru sudare la cald, este necesar ca preincalzirea pieselor sa se faca la temperaturi din intervalul 400 – 600 de grade Celsius. Aceeasi temperatura se pastreaza constanta si pe parcursul procesului de sudare. Odata unite piesele, trebuie sa se treaca la o racire lenta, in asa fel incat rezultatul sa nu fie reprezentat de piese foarte dure, care sa crape ulterior. Spre deosebire de sudura la rece, cea la cald implica lucrul in conditii mai dificile, iar sudorul trebuie sa foloseasca toate echipamentele de protectie necesare, pentru a nu avea de suferit de pe urma procesului. 

In acelasi timp, calitatea obtinuta ca urmare a realizarii sudurii fontei la cald este una deosebit de ridicata. De altfel, prin aceasta tehnica pot fi generate aspecte de imbinare care sa se apropie foarte mult de cele rezultate in fabrica in care a fost produsa piesa care este sudata. Daca esti un sudor experimentat, cu siguranta merita sa apelezi la tehnicile de sudare a fontei la cald, deoarece vei putea sa faci fata conditiilor mai dificile de lucru, prin comparatie cu cea realizata la rece.

Masca de sudura automata  Total, cu vizor, de dimensiuni 108 x 50 mm – detalii aici

Ce factori sporesc vulnerabilitatea fontei la sudare

Exista cateva caracteristici si circumstante care cresc vulnerabilitatea fontei, pe parcursul procesului de sudura. Se recomanda buna cunoastere a lor, pentru ca unele pot fi evitate sau ameliorate, prin masuri specifice. Iata care sunt acesti factori care transforma fonta intr-un material dificil de sudat:

• fisurile sunt provocate ca urmare a aparitie tensiunilor interne ridicate, din cauza incalzirilor locale;
• racirea brusca determina aparitia zonelor deosebit de dure, care se pot fisura imediat;
• porii in material pot sa apara daca se face absorbtia de gaze in mod intens, la nivelul baii de metal topit;
• pot aparea scurgeri masive de metal din sudura, din cauza fluiditatii mari a fontei.

Sfaturi pentru evitarea aparitiei problemelor

Pentru fiecare dintre aceste inconveniente, exista solutii. Chiar daca este vorba despre sudura fontei cu inox, sudura fontei cu fier sau sudura fontei cu otel, pot fi implementate masuri prin care sa se garanteze obtinerea unui rezultat care sa ofere longevitate si eficienta. Iata ce ai de facut:

• asigura-te ca piesele sunt preincalzite, inainte de sudura;
• utilizeaza aparate si accesorii pentru sudura de calitate;
• sudeaza fonta la jgheab sau la orizontala;
• respecta indicatiile referitoare la cu ce electrozi se sudeaza fonta (slab aliati);
• apeleaza la tratamente termice, imediat dupa sudare.

Cum se repara, prin sudura, piesele din fonta

Acum ca stii cu ce se sudeaza fonta cu otelul, dar si cu alte materiale, trebuie sa stii care sunt conditiile pe care trebuie sa te asiguri ca le respecti, cand realizezi suduri de reparatie la nivelul pieselor de fonta. In primul rand, preincalzirea ramane o necesitate si nu trebuie sa uiti de ea, pentru a diminua riscul de aparitie a fisurilor. Temperatura de preincalzire trebuie sa fie limita maxima pe care o respecti si intre treceri. Si pentru reparare, sunt necesare tratamentele termice specifice materialelor. 

Acestea sunt cele mai importante informatii pe care trebuie sa le cunosti, pentru a putea sa realizezi suduri calitative ale fontei. Respectarea regulilor si tehnicilor prezentate, dar si utilizarea instrumentelor de lucru pe care le poti achizitiona de pe site-ul nostru, vor contribui la obtinerea unor rezultate de calitate, cu rezistenta pe termen indelungat!

Sursa foto: Unsplash.com, Atomico.ro.