Spawanie automatyczne

Spawaniem automatycznym nazywamy spawanie, w którym cztery czynności są zautomatyzowane:

-podawanie elektrody

-zajarzenie łuku

-utrzymywanie łuku

-prowadzenie łuku

Jeżeli którakolwiek z tych czynności np. przesuwanie łuku lub utrzymywanie łuku w trakcie spawanie, wykonywane jest ręcznie to nazywane jest to spawaniem półautomatycznym.

Każde urządzenie do spawanie pół- lub automatycznego składa się ze źródła prądu, głowicy spawalniczej, bębna z nawiniętą elektrodą ciągłą, zasobnika z topnikiem lub gazem ochronnym, szafy sterowniczej, wózka do przesuwania głowicy, bębna i zasobnika oraz kabli i przewodów spawalniczych. W zależności od rodzaju osłony ciekłego metalu rozróżnia się spawanie automatyczne :

1) łukiem krytym pod warstwą topnika:

łuk spawalniczy jest niewidoczny gołym okiem, topnik zastępuje otulinę elektrody i bierze udział w procesach metalurgicznych oraz stanowi osłonę ciekłego metalu przed powietrzem atmosferycznym. Powstawanie spoiny przebiega w następujący sposób- po zajarzeniu łuku ziarna topnika dostają się w obszar łuku elektrycznego i częściowo topiąc się lub parując tworzą wokół łuku bańkę ciekłego topnika. Podtrzymywana jest ona nadciśnieniem i prężnością gazów, które powstały z parującego metalu elektrody i topnika. Ponieważ ciepło to jest skoncentrowane uzyskuje się głębokie wtopienie łuku w rodzimy metal. Głowica automatu porusza się w kierunku spawania, łuk w kierunku odwrotnym. Topiący się metal rodzimy oraz z elektrody jest wpychany dzięki ciśnieniu łuku poza jego strefę działania, tworząc spoinę.

2) w osłonie gazów obojętnych przy użyciu elektrody topliwej [metoda MIG]

3) w osłonie gazów obojętnych przy użyciu elektrody nietopliwej [metoda TIG]

4) w osłonie gazu ochronnego elektrodą topliwą [MAG]

5)elektrooporowe pod warstwą ciekłego topnika [metoda elektrożużlowa]

Skład chemiczny topnika uzależniony jest od składu drutu elektrodowego. Jeżeli jakiegoś pierwiastka jest niewiele w drucie, to rekompensuje się to jego większa zawartością w topniku. W skład topnika wchodzą:

-krzemian potasu

-krzemionka

-rutyl

-kaolin

-rudy manganowe

-boksyd

-uzupełnienie tłuczki szklanej

Do spawania stali węglowych i niskostopowych stosuje się spawanie łukiem krytym pod topnikiem lub spawanie w osłonie gazów ochronnych, zaś do spawania aluminium spawanie w osłonie gazów obojętnych.

Automaty te służą do spawania rur o dużych średnicach, jakie występują w rurociągach oraz do spawania grubych elementów, takich jak mosty czy elementy spawane w stoczniach.

Do podstawowych zalet spawania automatycznego należą:

-duża wydajność, gdyż uzyskuje się prędkość spawania nawet do 80 m/h w przypadku blach 10 mm spawanych jednostronnie, co w spawaniu ręcznym sięga w najlepszym wypadku maksymalnie do 1,5 m/h

-duża jakość złącza spawanego

-dobra wytrzymałość mechaniczna, ponieważ gołą elektrodę zabezpiecza topnik lub gazy obojętne takie jak argon, hel czy azot lub tez gaz ochronny jakim jest dwutlenek węgla

-duża głębokość wtopu, dzięki czemu blach o grubości do 10 mm w ogóle nie ma potrzeby ukosować

-mała ilość wad wewnętrznych

-brak ogarków zużytych elektrod, gdyż elektroda podawana jest automatycznie, przez co nie pozostają końcówki które się wyrzuca przy spawaniu elektrycznym

-brak rozprysku metalu, cały metal z elektrody przechodzi do spoiny

-łatwość odchodzenia żużla , gdyż jest go gruba warstwa

-brak konieczności stosowania tarcz spawalniczych ponieważ łuk jest niewidoczny

Wadą spawania automatycznego jest to, że urządzeniem można spawać tylko w pozycji podolnej, czyli na stole. Ponadto jest to duże urządzenie, więc nie jest możliwe używanie go w miejscach trudno dostępnych.

Regulacja prądu zależna jest od elektrody, bowiem natężenie prądu jest tym większe, im szybciej podawana jest elektroda. Zależy również od średnicy drutu.

SPAWANIE PÓŁAUTOMATYCZNE

Jeżeli którakolwiek z czynności: podawanie elektrody, zajarzenie łuku, utrzymywanie łuku i prowadzenie łuku wykonywane jest ręcznie to nazywane jest to spawaniem półautomatycznym.

Największe zastosowanie z pośród metod spawania w osłonie gazu zyskała sobie metoda Metal Active Gas zwana MAG, w której łuk jest prowadzony ręcznie. Stosowanym do osłony gazem jest dwutlenek węgla, który powinien być czystości 99 % i nie powinien zawierać pary wodnej. Z uwagi na to, iż dwutlenek ten może się rozłożyć na tlenek węgla i tlen, elektroda powinna zawierać duże ilości krzemu i manganu. Stosuje się ją do spawania stali węglowych zwykłych i niskostopowych o podwyższonej wytrzymałości. Metoda ta jest :

-tania, ponieważ CO₂ jest gazem niedrogim

-szybka

-ekonomiczna

-wygodna, gdyż nie trzeba po nałożeniu warstwy spoiny czyścić jej przed nałożeniem kolejnej, spawa się warstwy jedna na drugą

-oszczędna co do doboru elektrody, gdyż spawa się drutem o średnicy 1,2 mm ( również 1,6 i 2,0 mm)

-efektowna, gdyż daje dobre właściwości mechaniczne

-stosowana jest do cienkich blach

Uruchomienie urządzenia do spawania następuje za pomocą włącznika umieszczonego w uchwycie półautomatu. Jednym przyciskiem uruchamia się zarówno dopływ gazu, jak i wody chłodzącej, prądu oraz układu podającego elektrodę.

Trzeba jednak w tej metodzie uważać na przeciągi, by osłona łuku z CO₂ nie zanikła, ponieważ łuk nie może doznać kontaktu z powietrzem atmosferycznym.

W przypadku zastosowania zamiast CO₂Argonu, mamy wówczas do czynienia

z metodą Metal Inert Gas zwana MIG, stosowaną do stali stopowych. Nie nadaje się ta metoda do spawania metali nieżelaznych, gdyż powstające spoiny są porowate, o niskich właściwościach mechanicznych. Stosuje się w niej elektrody topliwe, w odróżnieniu np. do metody Tungsten Inert Gas ( TIG ) w której stosuje się elektrody wolframowe.

PRZECINARKA PLAZMOWA

Plazmą nazywamy mieszaninę jonów dodatnich i ujemnych. Sposób uzyskania plazmy polega na przepuszczaniu gazu lub mieszaniny gazów przez łuk elektryczny przewężony przez dyszę i jarzący się pomiędzy elektrodą hafnową a przecinanym materiałem. Przecinarka plazmowa służy do cięcia żeliwnych elementów, a także stali kolorowych i aluminium, o grubości do 40 mm. Nadaje się do cięcia materiałów przewodzących prąd elektryczny. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu bardzo wysokiej temperatury oraz bardzo dużej prędkości wylotowej gazów, wychodzących z dyszy palnika. Jest wykorzystywana miedzy innymi w pracach złomowych oraz w stoczniach, do cięcia poszczególnych elementów statku. Ciecie plazma odbywa się przez topnienie. Szczelina cięcia w przypadku tej przecinarki jest bardzo wąska, ale temperatura tnącej element plazmy bardzo wysoka, dzięki czemu cięcie jest perfekcyjne. W normalnych przecinarkach temperatura cięcia wynosi około 100.000˚C, w niskotemperaturowych 40.000˚C, więc są to niebagatelnie duże wartości. Urządzenie do ciecia plazma składa się z:

• źródła prądu do zasilania palnika plazmowego

• butli z gazami, zaopatrzonych w reduktory

• palnika plazmowego

• szafki sterowniczej

• przenośnego pulpitu sterowniczego

Do cięcia stosuje się trzy typy mieszanek gazowych- argonowo-wodorową, azotowo-wodorową oraz czysty azot.

Cięcie przecinarką plazmowa jest szybkie, tanie i wydajne, gdyż nie trzeba ponosić kosztów zakupu acetylenu, który jest potrzebny do cięcia tlenem. Ponadto istnieje jeszcze plazma powietrzna (sprężone powietrze ), która wykorzystywana jest do wydmuchiwania pozostałości materiału. W budowie przecinarki plazmowej istotne jest to, że posiada dwa łuki. Pierwszym jest łuk pilotujący, dzięki któremu pomiędzy obudową a farbą pokrywająca cięty element płynie prąd. Drugim jest łuk zasadniczy, który powstaje pomiędzy elektroda a ciętym metalem. Ponadto stosuje się elektrody w osłonie i nietopliwe. Są to elektrody hafnowe, które są bardzo twarde-pojedyncza z nich starcza na okres pracy od 8 do 12 godzin cięcia bez przerwy.

---