La saldatura della ghisa fallisce più spesso perché i saldatori la trattano come acciaio normale, ma la ghisa richiede tecniche, temperature e preparazione completamente diverse. Questi sei errori critici possono trasformare una semplice riparazione in un pasticcio incrinato e inutilizzabile, più difficile da riparare del problema originale.
La ghisa sporca è impossibile da saldare correttamente perché olio, grasso e depositi carboniosi creano porosità e legami deboli nelle saldature. La ghisa agisce come una spugna, assorbendo olio e contaminanti in profondità nella sua struttura porosa nel corso degli anni di utilizzo.
È necessario levigare la zona di saldatura fino a ottenere un metallo lucido e pulito, quindi sgrassarla accuratamente con acetone o detergente per freni. Molti saldatori si limitano a pulire la superficie e si chiedono perché le loro saldature si crepino immediatamente.
La contaminazione è più profonda di quanto si possa vedere, a volte è necessario asportare mezzo centimetro di materiale per raggiungere il metallo pulito.
Praticare dei fori di arresto su entrambe le estremità di una crepa ne impedisce l'espansione durante la saldatura: saltando questo passaggio, la crepa si estenderà oltre la saldatura come l'apertura di una cerniera. I fori devono avere un diametro di almeno 3 mm e devono essere praticati leggermente oltre le estremità visibili della crepa.
È inoltre necessario praticare una scanalatura a V sulla crepa con un angolo di 60-90 gradi per garantire una penetrazione completa. Cercare di saldare sopra una crepa sottile senza aprirla garantisce che la saldatura non aderisca correttamente alla radice.
Un elevato apporto di calore provoca la rottura della ghisa perché non riesce a sopportare rapidi sbalzi di temperatura: mantieni l'amperaggio il più basso possibile pur ottenendo la fusione. La ghisa si espande e si contrae in modo diverso rispetto al metallo d'apporto e il calore eccessivo amplifica questo problema.
Saldature corte di 1-2 pollici alla volta, che consentono il raffreddamento tra le passate, prevengono l'accumulo di calore.
La saldatura continua crea una zona termicamente alterata che diventa fragile e crepe mentre si raffredda.
La pallinatura di ogni cordone di saldatura mentre è ancora caldo (ma non fuso) riduce le tensioni e previene la formazione di cricche: utilizzare un martello a penna sferica con colpi leggeri e rapidi. Questa tecnica distende leggermente il metallo di saldatura, contrastando le forze di ritiro che causano le cricche.
È inoltre necessario pulire tra una passata e l'altra per rimuovere scorie e impurità che indeboliscono gli strati successivi. Eseguire più passate senza pulire crea inclusioni che agiscono come punti di rottura intrinseci.
Le barre a base di nichel (ENi-CI o ENiFe-CI) rappresentano il gold standard per la ghisa perché sono morbide, lavorabili e si espandono in modo simile al metallo base. L'utilizzo di barre di acciaio standard crea una saldatura dura e fragile che si fessura anche alla minima sollecitazione.
Un metallo d'apporto sbagliato non si legherà correttamente con l'elevato contenuto di carbonio della ghisa. Le barre d'acciaio potrebbero inizialmente sembrare funzionanti, ma la saldatura si romperà nel giro di pochi giorni o settimane.
Saltare il processo di pallinatura garantisce quasi sempre il tuo saldatura di ghisa si crepa perché il metallo non ha modo di scaricare le tensioni interne. Raffreddandosi e contraendosi, il metallo fuso di saldatura esercita una forza enorme sulla ghisa circostante.
Per una corretta pallinatura è necessario colpire la saldatura mentre si sta raffreddando, ma a una temperatura superiore a 400 °C: troppo calda la deformerà, troppo fredda non allevierà la tensione. Utilizzare colpi rapidi e leggeri su tutta la lunghezza della saldatura, non colpi violenti che potrebbero crepare il metallo base.
Alternare tecniche di saldatura preriscaldata e a freddo sullo stesso componente crea modelli di sollecitazione irregolari che portano al cedimento. Se si inizia con un metodo di saldatura preriscaldata a 500 °C, è importante mantenere tale temperatura per tutta la riparazione.
Temperature diverse causano velocità di espansione diverse nel pezzo, creando concentrazioni di stress ai bordi.
Preriscaldare la ghisa a 400-600 °C prima della saldatura riduce la differenza di temperatura e previene le cricche da shock termico. Senza preriscaldamento, la ghisa fredda si comporta come un cubetto di ghiaccio che colpisce l'acqua calda: si crepa all'istante a causa dell'improvviso sbalzo di temperatura.
Riscaldare solo l'area di saldatura lasciando freddo il resto del componente crea un gradiente di stress che causa distorsioni e cricche. L'intero componente necessita di variazioni di temperatura graduali e uniformi.
Immergere il pezzo in sabbia o vermiculite per rallentare il raffreddamento dopo la saldatura. Un raffreddamento rapido all'aria aperta crea lo stesso shock termico che si è cercato di evitare con il preriscaldamento.
Alcuni saldatori temprano la ghisa pensando che debba essere indurita: questo è il modo più rapido per rovinare completamente il proprio lavoro.
Il trattamento termico post-saldatura a 900-1200 °F per un'ora per pollice di spessore rimuove le tensioni residue e previene la formazione di cricche tardive. Senza questo passaggio, una saldatura apparentemente riuscita potrebbe incrinarsi giorni o settimane dopo, quando il componente entra in servizio.
Il lento raffreddamento a temperatura di distensione (non superiore a 50 °C all'ora) consente alla struttura metallurgica di stabilizzarsi. Avvolgere il pezzo in coperte di ceramica o seppellirlo nella sabbia per controllare la velocità di raffreddamento.
Sì, ma è necessario un filo MIG speciale a base di nichel e l'apporto termico deve essere estremamente basso. Il filo MIG in acciaio standard crea saldature fragili che possono creparsi, quindi è consigliabile investire in un filo NiFe o NiCl adeguato, nonostante il costo più elevato.
Probabilmente stai saldando troppo velocemente o con troppo calore, causando stress termico. Riduci l'amperaggio, salda in segmenti corti da 1 cm, martella ogni cordone a caldo e assicurati di preriscaldare correttamente ad almeno 400 °C.
La saldatura a caldo preriscalda l'intero componente a 500-1200 °C e mantiene questa temperatura per tutta la durata della saldatura. La saldatura a freddo non richiede preriscaldamento, ma richiede l'impiego di barre di nichel specializzate, un apporto termico minimo e segmenti di saldatura corti per ridurre al minimo le sollecitazioni.
Raffreddare la ghisa il più lentamente possibile, idealmente nell'arco di 24 ore per le sezioni spesse. Interrare il pezzo in sabbia o vermiculite subito dopo la saldatura e non toccarlo finché non raggiunge naturalmente la temperatura ambiente.
