Spawanie odnosi się do łączenia lub stapiania elementów za pomocą ciepła i/lub kompresji, tak aby elementy tworzyły kontinuum.Źródłem ciepła podczas spawania jest zwykle płomień łuku wytwarzany przez energię elektryczną zasilacza spawalniczego.Spawanie łukowe nazywane jest spawaniem łukowym.
Stopienie elementów może nastąpić wyłącznie w oparciu o ciepło wytwarzane przez łuk, tak że spawane elementy stopią się ze sobą.Metodę tę można wykorzystać np. przy spawaniu metodą TIG.
Zwykle spoiwo jest jednak wtapiane w spoinę lub spoinę za pomocą podajnika drutu przez uchwyt spawalniczy (spawanie MIG/MAG) lub przy użyciu elektrody spawalniczej z ręcznym podawaniem.W tym scenariuszu spoiwo musi mieć w przybliżeniu taką samą temperaturę topnienia jak spawany materiał.
Przed rozpoczęciem spawania krawędzie spawanych elementów są kształtowane w odpowiedni rowek spawalniczy, na przykład rowek V.W miarę postępu spawania łuk stapia ze sobą krawędzie rowka i spoiwo, tworząc stopione jeziorko spawalnicze
Aby spoina była trwała, jeziorko spawalnicze musi być chronione przed utlenianiem i działaniem otaczającego powietrza, np. za pomocą gazów osłonowych lub żużla.Gaz osłonowy jest podawany do stopionego jeziorka spawalniczego za pomocą palnika spawalniczego.Elektroda spawalnicza jest również pokryta materiałem, który wytwarza gaz osłonowy i żużel nad jeziorkiem spawalniczym.
Najczęściej spawanymi materiałami są metale, takie jak aluminium, stal miękka i stal nierdzewna.Ponadto tworzywa sztuczne można spawać.Podczas spawania tworzyw sztucznych źródłem ciepła jest gorące powietrze lub rezystor elektryczny.
ŁUK SPAWALNICZY
Łuk spawalniczy potrzebny do spawania to wyładowanie elektryczne między elektrodą spawalniczą a spawanym elementem.Łuk jest generowany, gdy między elementami jest generowany odpowiednio duży impuls napięcia.W przypadku spawania metodą TIG można to osiągnąć przez zajarzenie spustowe lub uderzenie spawanego materiału elektrodą spawalniczą (zajarzenie udarowe).
W ten sposób napięcie jest rozładowywane jak błyskawica, umożliwiając przepływ prądu przez szczelinę powietrzną, która tworzy łuk o temperaturze kilku tysięcy stopni Celsjusza, maksymalnie do 10 000 ⁰C stopni (18 000 stopni Fahrenheita).Prąd ciągły z zasilacza spawalniczego do przedmiotu obrabianego jest wytwarzany przez elektrodę spawalniczą, dlatego przed rozpoczęciem spawania przedmiot obrabiany należy uziemić za pomocą przewodu uziemiającego w spawarce.
Podczas spawania metodą MIG/MAG łuk powstaje w momencie zetknięcia materiału dodatkowego z powierzchnią przedmiotu obrabianego i powstania zwarcia.Następnie wydajny prąd zwarciowy topi koniec drutu elektrodowego i powstaje łuk spawalniczy.Aby spoina była gładka i trwała, łuk spawalniczy powinien być stabilny.Dlatego ważne jest, aby w spawaniu metodą MIG/MAG stosować napięcie spawania i prędkość podawania drutu odpowiednią do spawanych materiałów i ich grubości.
Dodatkowo technika pracy spawacza wpływa na gładkość łuku, a co za tym idzie na jakość spoiny.Odległość elektrody spawalniczej od rowka i stała prędkość palnika spawalniczego są ważne dla pomyślnego spawania.Ocena prawidłowego napięcia i prędkości podawania drutu jest ważną częścią kompetencji spawacza.
Nowoczesne spawarki posiadają jednak kilka funkcji ułatwiających pracę spawacza, takich jak zapamiętywanie wcześniej używanych ustawień spawania czy korzystanie z gotowych krzywych synergii, które ułatwiają ustawienie parametrów spawania do wykonywanego zadania.
GAZ OSŁONOWY W SPAWANIU
Gaz osłonowy często odgrywa ważną rolę w wydajności i jakości spawania.Jak sama nazwa wskazuje, gaz osłonowy chroni krzepnącą stopioną spoinę przed utlenianiem oraz zanieczyszczeniami i wilgocią z powietrza, które mogą osłabiać odporność spoiny na korozję, powodować powstawanie porowatości i osłabiać trwałość spoiny poprzez zmianę cechy geometryczne złącza.Gaz osłonowy chłodzi również uchwyt spawalniczy.Najczęstszymi składnikami gazu osłonowego są argon, hel, dwutlenek węgla i tlen.
Gaz osłonowy może być obojętny lub aktywny.Gaz obojętny w ogóle nie wchodzi w reakcję ze stopioną spoiną, podczas gdy gaz aktywny uczestniczy w procesie spawania stabilizując łuk i zapewniając płynne przejście materiału do spoiny.Gaz obojętny jest używany do spawania MIG (spawanie łukiem metalowym w osłonie gazów obojętnych), natomiast gaz aktywny jest używany do spawania MAG (spawanie łukiem metalowym w osłonie gazów aktywnych).
Przykładem gazu obojętnego jest argon, który nie reaguje ze stopioną spoiną.Jest to najczęściej stosowany gaz osłonowy w spawaniu metodą TIG.Jednak dwutlenek węgla i tlen reagują ze stopioną spoiną, podobnie jak mieszanina dwutlenku węgla i argonu.
Hel (He) jest również obojętnym gazem osłonowym.W spawaniu metodą TIG i MIG stosuje się hel i mieszanki helowo-argonowe.Hel zapewnia lepszą penetrację boczną i większą prędkość spawania w porównaniu z argonem.
Dwutlenek węgla (CO2) i tlen (O2) to gazy aktywne stosowane jako tzw. składnik dotleniający do stabilizacji łuku i zapewnienia płynnego przenoszenia materiału w spawaniu metodą MAG.Udział tych składników gazu w gazie osłonowym zależy od rodzaju stali.
NORMY I STANDARDY W SPAWANIU
Do procesów spawalniczych oraz konstrukcji i właściwości spawarek i materiałów eksploatacyjnych stosuje się kilka międzynarodowych norm i norm.Zawierają definicje, instrukcje i ograniczenia dotyczące procedur i konstrukcji maszyn w celu zwiększenia bezpieczeństwa procesów i maszyn oraz zapewnienia jakości wyrobów.
Na przykład ogólną normą dla spawarek łukowych jest IEC 60974-1, podczas gdy techniczne warunki dostawy oraz formy produktów, wymiary, tolerancje i etykiety zawarte są w normie SFS-EN 759.
BEZPIECZEŃSTWO SPAWANIA
Istnieje kilka czynników ryzyka związanych ze spawaniem.Łuk emituje niezwykle jasne światło i promieniowanie ultrafioletowe, które może uszkodzić oczy.Odpryski stopionego metalu i iskry mogą poparzyć skórę i spowodować ryzyko pożaru, a opary powstające podczas spawania mogą być niebezpieczne przy wdychaniu.
Tych zagrożeń można jednak uniknąć, przygotowując się do nich i stosując odpowiedni sprzęt ochronny.
Ochronę przed zagrożeniem pożarowym można zapewnić, sprawdzając z wyprzedzeniem otoczenie miejsca spawania i usuwając z jego otoczenia materiały łatwopalne.Ponadto środki gaśnicze muszą być łatwo dostępne.Osobom postronnym nie wolno wpuszczać do strefy zagrożenia.
Oczy, uszy i skórę należy chronić za pomocą odpowiedniego sprzętu ochronnego.Maska spawalnicza z przyciemnionym ekranem chroni oczy, włosy i uszy.Skórzane rękawice spawalnicze i wytrzymały, niepalny strój spawalniczy chronią ręce i ciało przed iskrami i gorącem.
Dymów spawalniczych można uniknąć dzięki wystarczającej wentylacji w miejscu pracy.
METODY SPAWANIA
Metody spawania można sklasyfikować według metody stosowanej do wytwarzania ciepła spawania i sposobu podawania materiału dodatkowego do spoiny.Stosowaną metodę spawania dobiera się w oparciu o spawane materiały i ich grubość, wymaganą wydajność produkcji oraz pożądaną jakość wizualną spoiny.
Najczęściej stosowanymi metodami spawania są spawanie MIG/MAG, spawanie TIG oraz spawanie elektrodą otuloną (ręczne spawanie łukowe).Najstarszym, najbardziej znanym i wciąż dość powszechnym procesem jest ręczne spawanie łukowe MMA, które jest powszechnie stosowane w miejscach pracy instalatorów i na zewnątrz, gdzie wymagana jest dobra dostępność.
Wolniejsza metoda spawania TIG pozwala na uzyskanie bardzo dokładnych wyników spawania, dlatego jest stosowana w spoinach, które będą widoczne lub które wymagają szczególnej dokładności.
Spawanie MIG/MAG to wszechstronna metoda spawania, w której materiał dodatkowy nie musi być oddzielnie dodawany do stopionej spoiny.Zamiast tego drut przechodzi przez uchwyt spawalniczy otoczony gazem ochronnym prosto do stopionej spoiny.
Istnieją również inne metody spawania odpowiednie do specjalnych potrzeb, takie jak spawanie laserowe, plazmowe, punktowe, łukiem krytym, ultradźwiękowe i tarciowe.
Czas postu: 12-03-2022