A1 Narysować następujące rodzaje złączy spawanych i opisać ich

części składowe: doczołowe, zakładkowe, teowe, krzyżowe

A2 Co to jest spawalność?

- Podatność materiału do tworzenia w określonych warunkach złączy spełniających

stawiane im wymagania.

- Metal lub stop jest spawalny, jeżeli przy zastosowaniu określonego procesu spawania,

nadaje się do wykonania złącza, w którym jest zachowana ciągłość metaliczna, a złącze spawane

zapewnia właściwą pracę konstrukcji.

A3 W jaki celu stosuje sie podczas spawania ochronę ciekłego metalu przed działaniem powietrza?

Przy spawaniu stosujemy ochronę ciekłego metalu w celu uniknięcia utlenienia się materiałów spawanych

oraz powstałej spoiny ,czyli zachowanie tych samych właściwości fizycznych materiału jak i wytrzymałościowych.

Dostanie się tlenu do ciekłego metalu skutkuje powstanie porowatości spoiny i bardzo duże obniżenie jej wytrzymałości.

A4 Jakie własności ważne dla spawania ma płomień C2H2+O2 ?

Płomień acetylenowo-tlenowy jest najczęściej stosowany w procesach spawalniczych, ze względu na jego

własności redukujące i wysoką temperaturę.

Płomień acetylenowo-tlenowy składa się z trzech charakterystycznych stref spalania:

-jądra płomienia,

-strefy odtleniającej,

-kity płomienia

Pierwsza strefa, zwana jądrem płomienia, powstaje z mieszaniny C2H2 + O2 wypływającej z palnika i ma

kształt ostro zarysowanego, jasno świecącego stożka .Jaskrawo świecące jądro płomienia jest wynikiem obecności

na jego powierzchni rozżarzonych cząstek węgla, powstających z rozpadu C2H2 w temperaturze wyższej niż 300 °C.

Druga strefa, zwana odtleniającą (redukująca), przylega bezpośrednio do jądra płomienia. Na powierzchni świecącego stożka,

w bardzo cienkiej warstwie, następuje pierwszy etap spalania acetylenu w tlenie przy ich stosunku objętościowym 1:1 wg reakcji:

C2H2 + O2  2CO + H2 + Q

Towarzyszy tej reakcji wydzielanie dużej ilości ciepła, a temperatura gazów dochodzi do 3100 °C. W wyniku reakcji spalania

pierwotnego acetylenu powstają gazy palne CO, H2 i H o bardzo silnych właściwościach redukujących, mających podstawowe

znaczenie metalurgiczne dla procesu spawania. Powstające produkty

reakcji spalania pierwotnego są wypychane siłą podmuchu poza jądro, tworząc w ten sposób drugą strefę płomienia o długości do

kilkunastu mm, zwaną też strefą redukującą. Strefa ta ma barwę błękitną i jest słabo widoczna.

Trzecia strefa, zwana kitą płomienia, powstaje wskutek przenikania powietrza do płomienia na drodze turbulencji i dyfuzji.

W strefie tej zachodzi drugi etap spalania, w którym powstałe w reakcji pierwotnej tlenek węgla oraz wodór spalają się z tlenem

z powietrza, wg reakcji:

2CO + O2  2CO2 + Q (1.3)

2H2 + O2  2H2O + Q (1.4)

Kita płomienia ma kolor lekko różowy. Temperatura panująca w tej strefie jest o wiele niższa niż w strefie redukującej.

Powstające w wyniku spalania gazy dwutlenek węgla oraz para wodna, które nie mają już zdolności odtleniających.

W tej strefie występuje też azot, który jest składnikiem powietrza.

W praktyce spawalniczej rozróżnia się trzy rodzaje płomienia acetylenowo-tlenowego, w zależności od stosunku ilościowego obu gazów:

•normalny (neutralny, redukujący),

•nawęglający,

•utleniający

A5 Narysować i opisać schemat stanowiska do spawania elektrodami otulonymi.

W skład stanowiska do spawania elektrodami otulonymi wchodzą elementy podstawowe oraz akcesoria ułatwiające

realizację procesu spawania.

-źródło prądu wraz z dwoma przewodami spawalniczymi, z czego jeden zakończony jest uchwytem elektrodowym,

a drugi zaciskiem na masie. Ciepło niezbędne do stopienia elektrody oraz krawędzi łączonych materiałów jest generowane przez

źródła prądu przemiennego tj. transformatory lub prądu stałego - najczęściej prostowniki lub inwertory spawalnicze. Nowoczesne źródła prądu

charakteryzują się dużą stabilnością prądu, wysoką sprawnością energetyczną i małą masą. W szczególności źródła z układem wewnętrznej

przemiany częstotliwości (inwertory spawalnicze) są kilkukrotnie lżejsze i mają większą o ok. 20% sprawność niż transformatory o podobnej mocy.

-stół spawalniczy z zaciskami mocującymi elementy łączone (wskazane, aby był wyposażony w pojemnik na elektrody i ogarki - pozostałości elektrod).

-wentylacja odciągająca dymy i pyły spawalnicze.

-akcesoria: młotek do odbijania żużla, skrobaki i szczotki do oczyszczania spoiny, kleszcze do pozycjonowania gorących przedmiotów, preparaty

antyodpryskowe i akcesoria do oznaczania elementów. Do spawania

niezbędna jest również odpowiednia odzież ochronna spawacza: maska (przyłbica) spawalnicza, kombinezon lub fartuch spawalniczy, niekiedy

z osobnymi rękawami spawalniczymi, rękawice spawalnicze oraz obuwieochronne.

A6 Na czym polega spawanie metoda MAG i MIG i jakie stosuje sie osłony

gazowe w metodzie MIG a jakie w MAG?

Proces spawania w osłonach gazów GMA metodą MIG/MAG polega na tym, że łuk jarzy się pomiędzy

stapiającym się drutem elektrodowym podawanym ciągle przez silnik a spawanym metalem.

Metal spoiny formowany jest z metalu stapiającego się drutu elektrodowego i nadtopionych brzegów materiału spawanego.

Gazami ochronnymi mogą być gazy obojętne, jak argon, hel lub mieszaniny oraz gazy utleniające, jak dwutlenek węgla

albo mieszaniny dwutlenku węgla z tlenem i gazami obojętnymi. (Podstawowe gazy ochronne stosowane do spawania MIG/MAG

to gazy obojętne argon, hel oraz gazy aktywne; CO2, H2, O2, N2, i NO, stosowane oddzielnie lub tylko jako dodatki do argonu czy helu.)

Do spawania metali o dużym powinowactwie do tlenu, jak aluminium, miedź, tytan oraz niektórych ich stopów stosuje się gazy obojętne.

Do spawania innych metali i stopów spawalnych używa się gazów utleniających lub mieszaniny tych gazów z gazami obojętnymi lub redukującymi.

MAG: CO2, Ar+CO2, Ar+O2, Ar+CO2+O2, Ar+He+CO2+O2 (spawanie w osłonach gazów aktywnych)

MIG: Ar, He, Ar+He (spawanie w osłonach gazów obojętnych)

Spawanie MIG/MAG prowadzone może być prądem stałym ,stałym pulsacyjnym lub przemiennym we wszystkich pozycjach.

Obecnie prawie wyłącznie stosuje się spawanie MIG/MAG prądem stałym z biegunowością dodatnią. Spawanie prowadzone jest jako

półautomatyczne zmechanizowane, automatyczne lub w sposób zrobotyzowany. Dzięki dużej uniwersalności procesu, łatwość regulacji,

spawanie MIG/MAG pozwala na wykonywanie różnorodnych konstrukcji z różnych metali i stopów w warunkach

warsztatowych i montażowych, we wszystkich pozycjach.,

A7 jakie zastosowanie maja metody MIG MAG TIG?

Zastosowanie

Metoda MIG = spawanie w osłonie gazów obojętnych (hel, argon i ich mieszanki): aluminium i jego stopów,

miedzi i jej stopów, stopów niklu, stali wysokostopowych i innych metali i stopów łatwo utleniających się i tworzących trwałe chemicznie tlenki.

Metoda MAG: = spawanie w osłonie gazów aktywnych (CO2, Ar+CO2, Ar+O2, Ar+CO2+O2, Ar+He+CO2+O2)

stali niestopowych, niskostopowych i niektórych stali wysokostopowych.

Gazy osłonowe chronią przed dostępem powietrza do strefy spawania. Tlen przedostający się do tej strefy, powstający

z rozpadu CO2lub wprowadzony do mieszanki, wiązany jest manganem i krzemem, składnikami drutów elektrodowych.

Zalety

Wysoka wydajność spawania. Niskie straty drutu elektrodowego. Niskowodorowy proces spawania. Możliwość mechanizacji

i automatyzacji spawania do robotyzacji włącznie. Możliwość spawania stali niskostopowych o bardzo wysokiej granicy

plastyczności (Re> 980 MPa). Szeroka gama odmian metody jak spawanie drutami proszkowymi, spawanie wąskoszczelinowe,

spawanie łukiem pulsującym, spawanie łukiem dużej mocy (TIME), spawanie łukiem samoosłonowym, spawanie punktowe itp.

Wady: Wrażliwość osłony gazowej na zaburzenia wywołane m. innymi zanieczyszczeniem dysz gazowych, przeciągami, wiatrem itp.

Typowe niezgodności wewnętrzne: pory, przyklejenia

Metoda TIG

Spawanie stali i metali nieżelaznych o grubościach 0,5 do 4 mm we wszystkich pozycjach spawania. Napawanie. Argon, hel lub ich mieszanki chronią

elektrodę wolframową i strefę spawania przed dostępem powietrza. Aby zwiększyć natężenie prądu możliwe do zastosowania dla danej średnicy elektrod,

wykonuje się je jako elektrody wolframowe z dodatkiem 0,5 -4,5 % tlenku toru,0,5 -1,5 % tlenku lantanu lub 0,3 do 1,0 % tlenku cyrkonu.

Dodatek np. toru pozwala na podwyższenie o 40 % wartości natężenia prądu spawania w stosunku do elektrod z czystego wolframu.

Metoda stosowana w kombinacji z innymi metodami do wykonywania jednego złącza spawanego np. spawanie rurociągów -warstwa graniowa metodą TIG,

pozostałe warstwy elektrodami otulonymi.

Zalety: Wysoka jakość wykonanych złączy. Możliwość mechanizacji procesu spawania np. spawanie rur z płytami sitowymi, orbitalne spawanie rur itp.

Wady: Stosunkowo niska wydajność spawania. Wrażliwość osłony gazowej na zaburzenia (przeciągi). Wysoka cena gazów osłonowych.

Typowe niezgodności wewnętrzne: pory, wtrącenia wolframowe, wtrącenia tlenkowe -utleniona grań (zwłaszcza dla aluminium).

A8 Narysować i opisać schemat stanowiska do spawania metodą łuku krytego

W skład stanowiska do spawania łukiem krytym wchodzi źródło prądu stałego lub przemiennego, najczęściej o płaskiej charakterystyce statycznej,

zapewniającej samoregulację długości łuku oraz automat spawalniczy (rys. 4.2, 4.3). Automat spawalniczy (rys. 4.3) składa się z głowicy

zawieszonej na ramieniu utwierdzonym na pionowym słupie usytuowanym na wózku jezdnym . Po prawej stronie ramienia jest umieszczony

pulpit sterowniczy ze wskaźnikami pomiarowymi, a po lewej zbiornik topnika. Jednym z ważniejszych podzespołów automatu jest głowica, której zadaniem

jest prostowanie i podawanie drutu elektrodowego do strefy łuku i doprowadzenie prądu. Przedstawiony na rys. 4.3 automat przeznaczony jest do

wykonywania połączeń wzdłużnych, w których przemieszczanie głowicy wzdłuż złącza zapewnia tzw. „traktor spawalniczy” przesuwający

się po spawanym elemencie. W innych rozwiązaniach głowica spawalnicza zamocowana jest na słupowym wysięgniku przejezdnym

lub w przypadku wykonywania połączeń obwodowych stałym (np. spawanie dennic zbiorników).

A9 Jakie własności powinien mieć dobry lut?

Wymagania stawiane lutom można ująć następująco:

- temperatura topnienia lutu musi być niższa od temperatury lutowanych metali

- lut powinien dobrze zwilżać powierzchnie lutowanych części

- lut powinien tworzyć z metalem roztwór stały lub związek międzymetaliczny

- lut w stanie stopionym powinien wykazać dobrą lejność

- zakres krystalizacji lutu nie powinien być zbyt duży

- lut powinien mieć dostateczną wytrzymałość i plastyczność

- współczynniki rozszerzalności cieplnej lutu i metali łączonych powinny być zbliżone do siebie

- w stanie stopionym lut nie powinien się zbyt szybko utleniać

- barwa lutu powinna być w miarę możliwości zbliżona do barwy metali łączonych

A10 na czym polega zgrzewanie tarciowe?

Zgrzewanie tarciowe polega na połączeniu, poprzez spajanie w stanie stałym, dwóch elementów (rys. 6.1a), z których jeden umieszczony

jest w uchwycie nieruchomym, a drugiemu zadaje się ruch obrotowy względem ich wspólnej osi. Elementy są zbliżane do siebie, i w efekcie

występuje tarcie zależne od siły docisku Pt (rys. 6.1b). W celu jego pokonania, na trących się powierzchniach wykonana zostaje energia, która

następnie zamieniana jest na ciepło. Powierzchnie elementów nagrzewają się do wysokiej temperatury, bliskiej temperaturze topnienia metalu,

której jednak nie przekraczają. Proces prowadzony jest w stanie stałym, a połączenie uzyskuje się dzięki zjawiskom pełzania

i dyfundowania cząstek zmiękczonego materiału w obszarze styku obu elementów. Po zatrzymaniu obrotów elementy łączone są dociskane siłą Ps,

zwykle większą od siły Pt, a uplastyczniony materiał ze strefy tarcia przesuwa się do wypływki, przy czym następuje skrócenie s łączonych elementów(rys. 6.1c).