Spawaniem nazywamy proces podgrzania elementów i następnego połączenia ich w jeden z lub bez dodania spoiwa. Jak osiągnąć odpowiednie temperatury, na ogół są one uzyskiwane za pomocą łuku spawalniczego generowany przez źródło prądu spawania. Spawanie z wykorzystaniem łuku nazywamy łukowym.
W przypadku takiego spawania wykorzystać można samą temperaturę uzyskaną przez bliskość łuku elektrycznego, co sprawi że łączone części stopią się razem ze sobą. Jest to na przykład spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych (TIG)
Normalnie jednak poza spawanymi elementami dodaje się jeszcze materiał dodatkowy. Dostarczany przez podajnik drutu z uchwytem spawalniczym (MIG/MAG) lub ręcznie jako elektrodę otuloną. Sam materiał dodatkowy powinien mieć możliwie najbardziej zbliżoną temperaturę topnienia do tego co spawamy.
Zanim zaczniemy pracę należy przygotować elementy, w celu uzyskania odpowiedniego rowka spawalniczego, podczas procesu spawania temperatura topi krawędzie rowka i materiału spawalniczego co skutkuje wytworzeniem jeziorka spawalniczego.
W celu zapewnienia spoinie trwałości należy odizolować jeziorko od powietrza które powoduje utlenianie. Można to zrobić za pomocą gazów osłonowych lub żużla. Gaz podaje się za pomocą uchwytu spawalniczego. Elektroda działa na zasadzie uwolnienia z niej gazu osłonowego oraz żużlu, gdy się roztapia.
Najczęściej spawa się aluminium, stal miękką i stal nierdzewną. Co nie znaczy że nie można spawać także tworzyw sztucznych – w ich przypadku używa się gorącego powietrza lub oporników.
- Łuk spawalniczy
- Rola gazu osłonowego w procesie spawania
- Normy i standardy
- Bezpieczeństwo i higiena pracy podczas spawania
- Metody spawania
Łuk spawalniczy
Łuk spawalniczy powstaje przez wytworzenie się między elementami odpowiedniego impulsu napięcia. W metodzie TIG można uzyskać go przez zajarzenie bezdotykowe lub poprzez potarcie elektrodą o spawany element.
Po tym jak się zajarzy iskra, podobnie jak błyskawica przepływa między elementami i staje się łukiem o wysokiej temperaturze (nawet do 10000 °C)). Przepływający prąd trzeba uziemić za pomocą kabla masy podłączonego do urządzenia spawalniczego/
W Metodzie MIG/MAG łuk otrzymuje się przez zetknięcie materiałów dodatkowych i elementów spawanych co wytwarza zwarcie. Później wydajny prąd topi końcówkę drutu spawalniczego i tworzy się łuk spawalniczy. Powinien on być jak najbardziej stabilny by uzyskać ładną spoinę. Dlatego ważnymi parametrami są napięcie, prędkość z jaką podajemy drut oraz grubość i typ materiału spawanego.
Umiejętności spawającego wpływają na łuk, na to czy jest miękki czy twardy. Oraz na jakość spoiny. Dystans elektrody od rowka oraz prędkość przesuwania uchwytu także odgrywają rolę. Dobieranie odpowiedniej prędkości i napięcia to jedna z podstawowych umiejętności spawacza.
Obecnie narzędzia do spawania zapewniają dużo funkcji pomagających w pracy użytkownikom. np. zapis ustawień oraz wywoływanie gotowych linii synergicznych, to pomaga w przygotowaniu się do zadania.
Rola gazu osłonowego w procesie spawania
Gaz osłonowy pełni jak sama nazwa wskazuje rolę ochronną, osłaniając spoinę przed utlenieniem. W przypadku jego braku proces ten obniżył by jakość oraz odporność spoin na korozję, poza tlenem usuwa też inne zanieczyszczenia które mogłyby naruszyć geometrie połączenia. Jego rolą jest również chłodzenie uchywtu spawalniczego. Składa się najczęściej z argonu, dwutlenku węgla ,tlenu i helu.
Gazy dzieli się na obojętne oraz aktywne. Gaz aktywny to taki który wchodzi w reakcję z jeziorkiem i bierze jak nazwa wskazuje aktywny udział w procesie spawalniczym. Rolą obojętnego jest natomiast po prostu być w okolicy spawanych części i osłaniać je od powietrza jednocześnie nie wchodząc z nimi w żadne reakcje.
W spawaniu MIG (Metal Inert Gas) używamy gazów obojętnych, a w MAG (Metal Active Gas) aktywnych.
Argon jest popularnym gazem obojętnym. Nie wchodzi on w żadne reakcję ze spoiną. Stosuje się go w spawaniu TIG. Mieszanka argonu i dwutlenku węgla reaguje ze spoiną tak samo jak sam dwutlenek oraz tlen.
Swoją popularność jako gaz obojętny hel zawdzięcza temu zwiększa wtopienie i cechuje się większą prędkością spawania niż argon. Mieszaniny obu z tych gazów są używane w metodach TIG i MIG.
Tlenu oraz dwutlenku węgla używa się jako gazów aktywnych w uczynieniu łuku stabilniejszym i upłynnienia procesu podawania materiałów w spawaniu MAG. Proporcje mieszanki gazowej zależą od typu spawanego materiału.
Normy i standardy
Spawanie i funkcjonalność oraz budowa urządzeń podlegają normom międzynarodowym. Składają się na nie instrukcje ograniczenia definicje i procedury, których celem jest zwiększenie bezpieczeństwa spawającego oraz jakości spawów.
Za maszyny używane w spawalnictwie odpowiada norma IEC 60974-1, za etykiety warunki dostawy formy wymiary i tolerancje odpowiada SFS‑EN 759.
Bezpieczeństwo i higiena pracy podczas spawania
Spawanie to dziedzina w której pojawia się wiele zagrożeń. Od światła które wytwarza łuk i może źle wpłynąć na wzrok przez iskry i odpryski które mogą oparzyć spawającego do dymów spalania nie będących dobrymi dla płuc i gardła.
Na szczęście zagrożenia można zmniejszyć za pomocą odpowiedniego sprzętu i przygotowania.
Ryzyko pożaru można ograniczyć usuwaniem z okolic miejsca w którym pracujemy materiałów łatwopalnych. Poza tym należy mieć zawsze pod ręką gaśnicę, a samo miejsce powinno być dostępne tylko dla autoryzowanych ludzi.
Strój powinien składać się z części chroniących włosy, oczy i skórę, powinno stosować się też przyłbice spawalniczą z filtrem który automatycznie się ściemnia. Ochrona skóry jest ważna ponieważ zapobiega poparzeniom.
Nie można zapomnieć o wentylacji której zadaniem jest pozbywanie się dymów spawalniczych.
Metody spawania
Metody spawania dzieli się na podstawie tego jak generowane jest ciepło oraz jak podawany jest materiał dodatkowy. Decyzję o wyborze metody podejmuje się patrząc na takie czynniki jak typ materiału, jego grubość , jakość jaką chcemy uzyskać oraz walory estetyczne.
Najpopularniejszymi są: MIG/MAG , TIG i MMA. Metoda wymyślona jako pierwsza to MMA jest ona też najpopularniejsza i najbardziej znana. Świetnie nadaje się do prac na zewnątrz gdzie urządzenia łatwe do przenoszenia mają plusy.
TIG jest wolne ale ma spoiny niezwykle wysokiej jakości. Używa się jej w gdy dokładność jest niezwykle potrzebna lub spoina jest na widoku.
MIG/MAG cechuje się wszechstronnością, przez wykorzystywanie uchwytu spawalniczego do podawania drutu prosto do jeziorka spawalniczego, co sprawia że nie potrzebujemy dostarczać materiału w inny sposób.
