Kurs spawania

SPAWANIE GAZOWE (311)

Spawanie gazowe, acetylenowo- tlenowe (nr referencyjny 311 wg PN-EN ISO 4063) jest procesem łączenia metali polegającym na stapianiu brzegów łączonych elementów przez nagrzewanie płomieniem powstającym ze spalania się gazu palnego (najczęściej acetylenu C2H2) w atmosferze dostarczonego tlenu.

W porównaniu do innych gazów palnych acetylen cechuje się wyższą temperaturą płomienia (~3200 oC) i wyższą mocą płomienia.

Spawanie gazowe stosowane jest do wykonywania jednościegowych spoin czołowych na blachach, kształtownikach i rurach.

Spoin pachwinowych z reguły spawaniem gazowym się nie wykonuje. Jest ono stosowane do łączenia blach i rur ze stali niestopowych i niskostopowych, o grubości nie przekraczającej na ogół 10 mm, we wszystkich pozycjach spawania. 

Spawanie stosowane jest przede wszystkim do prac remontowych, przy wykonawstwie instalacji gazowych wewnątrz budynków, w instalacjach do zimnej i ciepłej wody oraz pary wodnej, rzadziej do bezpośredniego wykonywania konstrukcji stalowych.

Rozróżniamy dwie podstawowe techniki spawania gazowego tj.:
– „w lewo” – do łączenia cieńszych elementów (1 ÷ 3mm),
– „w prawo” – do spawania grubszych elementów ( 3 ÷ 10mm), oraz do wykonywania spoin o wymaganych, lepszych własnościach mechanicznych.

Wadą spawania gazowego jest szeroka strefa wpływu ciepła oraz skłonność do fałdowania cienkich blach jak również mała wydajność.

Zaletą natomiast jest niska skłonność do utwardzania i tworzenia pęknięć w związku z wolnym stygnięciem elementu spawanego.

SPAWANIE ŁUKOWE ELEKTRODĄ OTULONĄ- 111 (MMA)

Spawanie łukowe elektrodą otuloną (nr referencyjny 111 wg PN-EN ISO 4063), MMA (Manual Metal Arc Welding) polega na stapianiu brzegów łączonych metali ciepłem łuku elektrycznego jarzącego się między topliwą elektrodą a spawanym materiałem.

Temperatura łuku elektrycznego jest bardzo wysoka (2400 ÷ 6000 oC),  dlatego metal stapia się szybko i na wąskiej przestrzeni. Energia niezbędna do zajarzenia i utrzymania łuku dostarczana jest przez źródło energii (spawarkę) prądu przemiennego lub stałego. Przesuw i manewr elektrody wzdłuż linii spawania oraz utrzymywanie stałej długości łuku elektrycznego realizowane są ręcznie przez spawacza.

Spoina powstaje w wyniku stopienia, wymieszania i zakrzepnięcia roztopionego metalu elementów łączonych i elektrody.

Osłona gazowa łuku uzyskana w wyniku topienia otuliny elektrody w czasie spawania zabezpiecza jeziorko ciekłego metalu przed działaniem tlenu i azotu z powietrza atmosferycznego. 

Otulina elektrody topiąc się w procesie spawania tworzy ponadto na powierzchni spoiny żużel, który to spowalnia stygnięcie krzepnącego metalu i tym samym ogranicza powstawanie szkodliwych naprężeń spawalniczych w powstałym złączu. 

Jest to metoda spawania charakteryzująca się dużą uniwersalnością techniczną i technologiczną, a połączenia spawane charakteryzują się wysokimi własnościami eksploatacyjnymi. 

Metoda 111 (MMA) może być stosowana w nieomal wszelkich warunkach i dlatego jest najbardziej uniwersalną metodą w całej branży spawalniczej. Jest ona powszechnie używana przy wykonywaniu różnego rodzaju prac spawalniczych na budowach, spawania konstrukcji salowych, rurociągów gazowych,  ciepłowniczych itp..

Spawanie łukowe elektrodami otulonymi może być stosowane do wszystkich stali niestopowych, nisko i wysokostopowych, staliwa, żeliwa i metali nieżelaznych.

SPAWANIE ŁUKOWE W OSŁONIE GAZU AKTYWNEGO ELEKTRODĄ TOPLIWĄ 135 (MAG)

Spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego elektrodą topliwą (nr referencyjny 135 wg PN-EN ISO 4063), MAG (Metal Activ Gas) jest procesem spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie aktywnych chemicznie gazów (CO2) lub w osłonie mieszanek gazowych.

Osłona gazowa (CO2) lub mieszanka stanowi zabezpieczenie jeziorka stopionego metalu i końca drutu elektrodowego przed działaniem powietrza atmosferycznego (tlenu, azotu i wilgoci).

Spawanie metodą MAG  jest częściowo zmechanizowane, zwane jest też spawaniem półautomatycznym dlatego, że drut elektrodowy podawany jest mechanicznie (podajnik rolkowy) do uchwytu spawalniczego.

Półautomatyczne spawanie łukowe w osłonach gazowych jest procesem polegającym na stapianiu krawędzi łączonych elementów ciepłem łuku elektrycznego  jarzącego się między topliwym drutem elektrodowym podawanym w sposób ciągły i zautomatyzowany, a materiałem rodzimym.

Osłona gazowa łuku jest realizowana w wyniku przepływu gazu osłonowego podawanego z butli, poprzez uchwyt spawalniczy bezpośrednio do strefy spawania. 

Spawanie metodą MAG ma zastosowanie do spawania stali niestopowych, nisko i wysokostopowych.

Metoda ta znajduje obecnie szerokie zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu, głównie z uwagi na wiele zalet, a mianowicie:
– wysoka wydajność procesu spawania,
– unikanie częstych przerw podczas spawania na wymianę elektrody,
– możliwość ciągłego spawania,
– mniejsze zanieczyszczenia spoin,
– małe naprężenia i odkształcenia elementów spawanych.

SPAWANIE ŁUKOWE W OSŁONIE GAZU AKTYWNEGO ELEKTRODĄ TOPLIWĄ 131 (MIG)

Spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego elektrodą topliwą (nr referencyjny 131 wg PN-EN ISO 4063), MIG (Metal Inert Gas) jest procesem spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie gazów chemicznie obojętnych (argon, hel).

Osłona gazowa (Ar, He) zabezpiecza jeziorka stopionego metalu i koniec drutu elektrodowego przed działaniem powietrza atmosferycznego (tlenu, azotu i wilgoci).

Spawanie metodą MIG  jest częściowo zmechanizowane, zwane jest też spawaniem półautomatycznym dlatego, że drut elektrodowy podawany jest mechanicznie (podajnik rolkowy) do uchwytu spawalniczego.

Półautomatyczne spawanie łukowe w osłonach gazowych jest procesem polegającym na stapianiu krawędzi łączonych elementów ciepłem łuku elektrycznego  jarzącego się między topliwym drutem elektrodowym podawanym w sposób ciągły i zautomatyzowany, a materiałem rodzimym. Z nadtopionych brzegów spawanych elementów i stopionej w łuku elektrycznym końcówki drutu elektrodowego, stanowiącej materiał dodatkowy, powstaje spoina.

Osłona gazowa łuku jest realizowana w wyniku przepływu gazu osłonowego podawanego z butli, poprzez uchwyt spawalniczy bezpośrednio do strefy spawania. 

Jako gaz obojętny stosowany jest najczęściej argon, hel lub mieszanki tych gazów.

Spawanie metodą MIG ma zastosowanie do spawania stali niestopowych, nisko i wysokostopowych, aluminium i stopów aluminium oraz miedzi stopów miedzi. 

Do zalet tej metody można zaliczyć: 
– wysoką wydajność procesu spawania,
– możliwość spawania większości metali i ich stopów we wszystkich pozycjach,
– łatwość mechanizacji i robotyzacji,
– relatywnie niskie koszty materiałów dodatkowych.

SPAWANIE ŁUKOWE W OSŁONIE GAZU OBOJĘTNEGO ELEKTRODĄ NIETOPLIWĄ 141 (TIG)

Spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego elektrodą nietopliwą (nr referencyjny 141 wg PN-EN ISO 4063), TIG (Tungsten Inert Gas) polega na stopieniu brzegów łączonych elementów ciepłem łuku elektrycznego jarzącego się między nietopliwą elektrodą (wolfram z dodatkiem toru, cyrkonu lantanu lub hafnu), a łączonym materiałem.

W metodzie tej łuk spawalniczy zawsze jarzy się w osłonie gazowej obojętnej argonu, helu lub ich mieszanki.

Gaz osłonowy dostarczany jest w sposób ciągły z butli poprzez dyszę uchwytu spawalniczego (palnika) do strefy jarzenia łuku zabezpieczając jeziorko ciekłego metalu i końcówkę elektrody wolframowej przed działaniem tlenu i azotu z powietrza atmosferycznego.

Materiał dodatkowy zazwyczaj podawany jest w sposób ręczny przez spawacza aczkolwiek czynność ta może być zautomatyzowana.

Przy mniejszych grubościach materiałów istnieje także możliwość spawania bez dodatku spoiwa.

Ze względu na stopień zużycia elektrody wolframowej spawanie prowadzi się zazwyczaj prądem stałym z biegunowością ujemną. Niekiedy jednak przy wykonywaniu połączeń spawanych z materiałów takich jak aluminium zachodzi potrzeba spawania prądem przemiennym. Jest to tzw. proces „czyszczenia katodowego” powierzchni spawanego metalu z warstwy wysokotopliwych tlenków. 

Metodą TIG można spawać prawie wszystkie metale które pod wpływem ciepła łuku topią się nie parując.

Spawanie metodą TIG ma szerokie zastosowanie przy spawaniu odpowiedzialnych konstrukcji ze stali nisko i wysokostopowych a także przy spawaniu elementów wykonanych z miedzi i stopów miedzi, aluminium i stopów aluminium, magnezu i jego stopów.

Spawanie TIG jest wykorzystywane między innymi do spawania rurociągów, rur, jest także stosowane w przemyśle spożywczym, chemicznym, lotnictwie, kosmonautyce, itp..

Złącza wykonane tą metodą charakteryzują się wysoką jakością i czystością metalurgiczną spoin.

Metoda TIG jest odpowiednia zarówno do spawania ręcznego jak i zmechanizowanego oraz przy użyciu robotów spawalniczych.