Wolna encyklopedia

Spawanie elektryczne.

Strefy złącza spawanego. 1 - Materiał podstawowy, 2 - Stefa wpływu ciepła, 3 - Spoina

Spoiny wykonane przez studentów Politechniki Śląskiej w Katowicach podczas zajęć laboratoryjnych z zakresu spawania

Złącze spawane jest połączeniem materiałów powstałym przez ich miejscowe stopienie. Występuje w procesie łączenia metali (głównie stali) oraz tworzyw sztucznych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spoiwo (materiał dodatkowy) stapiający się wraz z materiałem podstawowym, aby utworzyć spoinę i polepszyć jej własności.

Metody spawania

• spawanie gazowe 311-G ;: najczęściej przy spalaniu acetylenu w temperaturach do 3100°C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 0,4 mmdo 40 mm.

• spawanie elektryczne: z wykorzystaniem spawarki - urządzenia opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturach 3500°C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 1mm do 80 mm.

• Spawanie elektrodami otulonymi (Metoda 111)
• spawanie łukiem krytym
• spawanie w osłonie gazów

• Metoda MIG 131 (Metal Inert Gas) - jest to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (AR, He, Ar + He). Metoda ta jest stosowana do spawania i napawania we wszystkich pozycjach w sposób automatyczny lub półautomatyczny.
• Metoda MAG 135 (Metal Active Gas) - jest to spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego chemicznie (CO₂, CO₂ + gaz obojętny).
• Spawanie łukowe drutem rdzeniowym.
• Metoda TIG 141 (Tungsten Inert Gas) – jest to spawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych (Ar, He, Ar + He). Umożliwia ona spawanie prawie wszystkich metali i ich stopów oraz łączenie ze sobą różnych metali i stopów. Uzyskiwany metal spoiny jest stopem roztopionej części materiału rodzimego i spoiwa (drut, pręt, pałeczka) podawanego w strefę jarzenia się łuku. Częściej stosowane są stopy zbliżone składem do materiału rodzimego jednak z domieszkami, które powodują poprawę jakości połączeń spawanych w różnych jej aspektach. TIG charakteryzuje się możliwością stosowania we wszystkich pozycjach.

• spawanie laserowe
• spawanie plazmowe
• spawanie hybrydowe
• spawanie żużlowe
• spawanie elektronowe
• spawanie tarciowe

Zmiany w materiale

W czasie spawania w obrębie działania wysokiej temperatury w stali zachodzą pewne przemiany cieplne, osłabiające jej wytrzymałość. Połączenie spawane zmniejsza wytrzymałość materiału o następujące wartości:

• wytrzymałość na rozciąganie k'_r = 0,8 k_r
• wytrzymałość na zginanie k'_g = 0,9 k_r
• wytrzymałość na ściskanie k'_c = k_r
• wytrzymałość na ścinanie k'_t = 0,65 k_r

W związku z osłabiającym wpływem spoiny, do obliczeń wytrzymałościowych używa się grubości obliczeniowej, która jest o 30% mniejsza niż rzeczywista grubość materiału w miejscu spoiny.

Połączenie spawane często wymaga dodatkowej obróbki spoiny. Często na powierzchni spawu wydzielają się drobne cząstki żużla, które mogą być niebezpiecznie ostre. Spoiny spawane często szlifuje się zgrubnie, zanim spawana konstrukcja zostanie użyta.

Rodzaje złącz spawanych

• doczołowe
• kątowe jednostronne i dwustronne
• teowe
• narożne
• krzyżowe
• zakładkowe
• nakładkowe
• przylgowe

wymiarowanie spoiny na przykładzie spoiny czołowej

W rysunku technicznym złącze spawane rysuje się, w zależności od stopnia uproszczenia, jak pokazano poniżej. W I stopniu uproszczenia wymiaruje się spoiny jak inne części maszyn. W III stopniu uproszczenia zaznacza się je linią oraz symbolem rodzaju spoiny.

Rodzaje spoin

• spoiny czołowe - łączenia stykowe blach, prętów, rur itp. przy spawaniu czołowym jest wymagana odpowiedzialnie przygotowana krawędź elementów
• spoiny pachwinowe - stosuje się do zakładkowego i niezakładkowego łączenia blach do łączenie części ustawionych pod kątem itp
• spoiny brzeżne łączenie cienkich blach. Powstaje przez stopienie odwiniętych krawędzi blach bez użycia dodatkowego metalu
• spoiny otworowe i punktowe wykonuje się przeważnie w celu wzmocnienia spoin pachwinowych przy łączeniu szerokich elementów.
• krawędziowe

-nośne(mocne) duże obciążenia
-szczelne - szczelność
-złączne (sczepne) elementy konstrukcyjne (rurociągi)

Pozycje spawania

• PA - podolna
• PB - naboczna
• PC - naścienna
• PD - okapowa
• PE - pułapowa
• PF - pionowa z dołu do góry
• PG - pionowa z góry na dół
• pozycje spawania rur w pozycji pochylonej pod kątem 45°:
  • H-L045 Rura: stała, Oś: pochylona, Spoina: z dołu do góry,
  • J-L045 Rura: stała, Oś: pochylona, Spoina: z góry na dół.

Niezgodności spawalnicze (Poziomy Jakości PN-EN ISO 5817)

• podtopienie: nazwa niezgodności spawalniczej, kiedy bruzda nie jest zupełnie wypełniona wzdłuż brzegu ściegu spawalniczego,
• niepełne stopienie: stan, w którym spawane powierzchnie nie stopiły się ze sobą wystarczająco dobrze,
• niepełna penetracja: stan, gdzie jest niewystarczająca odległość pomiędzy powierzchnią metalu i dołem spawanego obszaru,
• zachodzenie na siebie: stan, gdzie brzeg ściegu spawalniczego nie został zespolony z podstawowym metalem (występuje często przy spawaniu złącza w kształcie T),
• wypukły ścieg spawalniczy: fragment wyokrąglenia ma spęczniałą powierzchnię ściegu spawalniczego,
• wklęsły ścieg spawalniczy: fragment wyokrąglenia ma wgniecioną powierzchnię ściegu spawalniczego,
• występowanie pęcherzy, wgłębień itp.