Spawanie elektrożużlowe
W pierwszej fazie procesu spawania elektrożużlowego (ESW - Electroslag Welding) jest zajarzany łuk elektryczny między elektrodą i spawanym materiałem. Topnik przykrywający obszar złącza zaczyna się topić i powstaje jeziorko płynnego żużla, którego głębokość się powiększa. Gdy temperatura żużla wzrośnie i tym samym zwiększy się jego przewodność elektryczna, łuk zgaśnie, a prąd elektryczny będzie przepływał przez płynny żużel. Ponieważ płynny żużel posiada pewną rezystancję, w wyniku przepływu prądu powstaje energia cieplna niezbędna do prowadzenia procesu spawania.

Spoina powstaje w przestrzeni ograniczonej stałymi lub ruchomymi, chłodzonymi wodą, miedzianymi nakładkami oraz powierzchniami złącza spawanych materiałów. W trakcie procesu głowica spawalnicza przemieszcza się pionowo w górę. W zależności od grubości spawanych materiałów może być stosowana jedna lub więcej topliwych elektrod. Jeżeli materiał jest bardzo gruby elektroda może być prowadzona ruchem wahadłowym. 
Zalety metody:
* wysoka wydajność,
* niski koszt przygotowania złącza;
* wykonywanie złącza w jednym przejściu, bez względu na grubość spawanych materiałów,
* brak kątowych odkształceń złączy czołowych,
* niewielkie naprężenia poprzeczne,
* zminimalizowane ryzyko powstawania pęknięć wodorowych.
Słabą stroną tej metody jest to, że używane w niej duże ilości energii przyczyniają się do powolnego stygnięcia złącza, w wyniku czego w strefie wpływu ciepła występuje duży rozrost ziarna. Udarność materiału w strefie wpływu ciepła jest niewystarczająca, aby spełnić wymagania stawiane konstrukcjom spawanym z gwarantowaną odpornością na pęknięcia w niskich temperaturach, czyli z odpornością na pęknięcia kruche.
Spawanie elektrodami otulonymi
MMA - Manual Metal Arc Welding to najstarsza i najbardziej uniwersalna metoda spawania łukowego.
Łuk elektryczny jarzy się między końcem pokrytej otuliną metalowej elektrody a spawanym materiałem. Krople stopionego metalu elektrody, przenoszone poprzez łuk do płynnego jeziorka spawanego metalu, są chronione przed wpływem atmosfery przez gazy wydzielające się wskutek rozkładu otuliny elektrody. Topiąca się otulina tworzy na powierzchni jeziorka żużel, który chroni krzepnący metal spoiny przed wpływem atmosfery. Po ułożeniu jednego ściegu żużel trzeba usunąć. Wytwarzane są setki różnych odmian elektrod, często zawierających dodatki stopowe przyczyniające się do zwiększenia trwałości, wytrzymałości i plastyczności złączy. Metoda ta jest głównie stosowana do spawania stalowych konstrukcji, w przemyśle stoczniowym i w większości branży produkcyjnych. Mimo że jest stosunkowo powolna - co wynika z konieczności wymieniania elektrod i usuwania żużla - to jednak nadal zalicza się do najbardziej elastycznych, a ponadto doskonale sprawdza się w miejscach, do których dostęp jest utrudniony.
Spawanie łukiem krytym
Podczas spawania łukiem krytym (SAW - Submerged Arc Welding) łuk elektryczny jarzy się między spawanym materiałem a końcem topliwej elektrody i jest niewidoczny, gdyż jest pokryty warstwą granulowanego topnika (stąd nazwa metody). Część topnika ulega stopieniu tworząc ochronną warstwę żużla pokrywającą spoinę. Pozostały topnik jest zbierany do ponownego użytku.
Proces spawania łukiem krytym jest zasadniczo realizowany za pomocą w pełni zautomatyzowanego sprzętu, aczkolwiek są dostępne ręcznie prowadzone uchwyty. W celu zwiększenia wydajności może zostać zastosowane rozwiązanie z kilkoma elektrodami. Metoda ta, dzięki bardzo dużej szybkości stapiania, szczególnie dobrze nadaje się do wykonywania długich prostoliniowych złączy w pozycji podolnej. Jest szeroko stosowana w produkcji zbiorników ciśnieniowych, w zakładach chemicznych, do wytwarzania dużych konstrukcji, w pracach naprawczych oraz w przemyśle stoczniowym. Początek formularzaDół formularza

Spawanie metodą TIG

W metodzie TIG (zwanej też GTAW - Gas Tungsten Arc Welding) jest stosowana nietopliwa elektroda wolframowa. Elektroda, łuk i obszar przyległy do jeziorka ciekłego metalu są chronione przed atmosferą przez obojętny gaz osłonowy. Jeżeli jest wymagane użycie spoiwa, to materiał dodatkowy wprowadza się przy czołowej krawędzi jeziorka ciekłego metalu.
Za pomocą metody TIG uzyskuje się niezwykle czyste, wysokiej jakości złącza. Ponieważ w procesie nie powstaje żużel, jest wyeliminowane ryzyko zanieczyszczenia spoiny jego wtrąceniami, a i gotowa spoina praktycznie nie wymaga żadnego czyszczenia. Metoda ta nadaje się do spawania niemal wszystkich metali, przy czym proces może być prowadzony ręcznie lub w sposób zautomatyzowany. Metoda TIG jest najczęściej stosowana do spawania stopów aluminium oraz do spawania stali nierdzewnych, gdzie jednorodność złącza ma krytyczne znaczenie. Jest szeroko wykorzystywana w przemyśle nuklearnym, chemicznym, lotniczym i spożywczym.
Spawanie metodą MIG/MAG
W metodzie MIG/MAG łuk elektryczny jarzy się między metalową elektrodą, mającą postać ciągłego drutu, a spawanym materiałem. Łuk i jeziorko ciekłego metalu są chronione strumieniem gazu obojętnego lub aktywnego. Metoda nadaje się do spawania większości materiałów; są oferowane druty elektrodowe odpowiednie dla różnych metali.
Metoda MIG/MAG jest z samej swojej natury o wiele bardziej wydajna niż metoda spawania ręcznego elektrodami otulonymi, w której występują przerwy w procesie, gdy jest wymieniana zużyta elektroda. Dodatkowo występują także straty materiałowe, gdyż ogarki elektrod są wyrzucane. Z każdego kilograma elektrod otulonych około 65% staje się częścią złącza (reszta jest odrzucana). Wskutek wprowadzenia drutów pełnych i drutów rdzeniowych współczynnik ten został zwiększony do 80-95%. Metoda MIG/MAG jest metodą uniwersalną pozwalającą uzyskiwać stopiwo z bardzo dużą szybkością i we wszystkich pozycjach. Jest szeroko stosowana do spawania cienkich i średnich elementów stalowych oraz do spawania stopów aluminium, zwłaszcza gdy jest wymagana duża wydajność spawania ręcznego. Wprowadzane druty rdzeniowe coraz częściej są wykorzystywane do spawania dużych konstrukcji stalowych.
Spawanie gazowe
Spawaniem nazywamy łączenie ze sobą kawałków metalu za pomocą obróbki cieplnej. Powierzchnie metali rozgrzewa się tak, że ulegają nadtopieniu, po czym łączy się je ze sobą. Po usunięciu źródła ciepła metale stygną i zestalają się, trwale połączone.
Przygotowanie materiału do spawania uzależnia się od rodzaju i grubości materiału. Przy spawaniu blach o grubości do 2 mm (rys. a) należy zagiąć krawędzie blachy na wysokość trzech grubości blachy, do takiego spawu nie jest wymagana spoina. Podczas spawania elementów, których grubość waha się pomiędzy 2-4 mm (rys. b) odsuwa się je od siebie na odległość równą pół grubości materiału. Spawanie metali grubszych, między 4-12 mm (rys. c), krawędzi tych elementów ukosuje się jednostronnie w kształcie litery „V”. Przy spawaniu elementów grubych, powyżej 12 mm (rys. d), krawędzi materiałów ukosuje się obustronnie, w kształcie litery „X”.
Podczas spawania możemy również nakładać dodatkową warstwę metalu zwaną „spoiwem”. Zwykle stosowane są trzy rodzaje spoin:
1) spoiny czołowe;
2) spoiny pachwinowe;
3) spoiny otworowe;

Reduktor służy do obniżenia ciśnienia panującego w butli do ciśnienia roboczego i utrzymania tego ciśnienia na jednym poziomie. Z reduktorów obu butli oba gazy płyną osobnymi przewodami dostarczane są do komory mieszania w palniku, a następnie już wymieszane gazy przez dyszel. Rozróżnia się dwa typy palników: palnik wysokiego ciśnienia (rys. a) oraz palnik niskiego ciśnienia (rys. b).
Palniki wysokiego ciśnienia stosowane są tylko, gdy ciśnienie obu gazów doprowadzanych do palnika jest jednakowe. Gdy ciśnienia doprowadzanych gazów różnią się stosowane są palniki niskiego ciśnienia jest on palnikiem uniwersalnym. Może on pracować przy jednakowym ciśnieniu jak również, gdy ciśnienie tlenu jest większe od ciśnienia acetylenu. Wtedy wypływający z dyszy tlen zasysa acetylen doprowadzany pod mniejszym ciśnieniem.
Niekiedy zespawane elementy są przycinane na żądany wymiar natychmiast po złączeniu. Palniki acetylenowe używane do spawania mogą być również z powodzeniem wykorzystywane do cięcia metali, szczególnie stali i żeliwa. Podczas cięcia tych materiałów zachodzi proces topnienia metalu, lecz jednocześnie pewna jego część ulega spaleniu, to znaczy reaguje w podwyższonej temperaturze z tlenem z powietrza, tworząc tlenek metalu. Gaz wylatujący z palnika pod wysokim ciśnieniem wydmuchuje z miejsca cięcia roztopiony metal i powstający tlenek, dzięki czemu pozostaje ono stosunkowo czyste.
Spawanie elektronowe
polega na nagrzaniu i stopieniu powierzchni metalu strumieniem lub wiązką elektronów. Elektroda wolframowa umieszczana w próżni pod wpływem działania energii elektrycznej ( 5000-15 000 V) nagrzewa się do wysokiej temperatury i staje się źródłem emisji elektronów. Strumień elektronów przechodzi przez system ogniskujący- elektrostatyczny- i z dyszy tego urządzenia wychodzi skoncentrowany strumień elektronowy o średnicy 0,3-2 mm.
Prędkość elektronów wynosi około 100 000km/s. Energia kinetyczna elektronów przekształca się w energię cieplną i powoduje topnienie metalu. Wyzwolona energia cieplna wynosi około 1012 W/m2. Urządzenie spawalnicze wymaga zabezpieczenia biologicznego płytami ołowianymi osób wykonujących spawanie przed działaniem wyzwalających się podczas spawania promieni Rentgena.Dla otrzymania czystej spoiny, o dobrych właściwościach mechanicznych i chemicznych, próżnia w komorze spawania powinna być rzędu 0,0133 Pa.Spawanie elektronowe stosuje się do łączenia małych części z metali aktywnych chemicznie i trudno topliwych , jak wolfram, tantal, niob, cyrkon, molibden, stale wysokostopowe, aluminium, nikiel i stopy tych pierwiastków. Grubość łączonych części może wynosić 0,3- 25mm. Przedmioty spawane przesuwa się mechanicznie.Główne kierunki zastosowania spawania elektronowego to energetyka jądrowa i urządzenia napędów rakietowych. Dzięki dużej energii cieplnej spawanie przebiega bardzo szybko, powstają spoiny wąskie, nieosiągalne innymi metodami .Promień lasera daje różne możliwości łączenia metali. Może łączyć przedmioty obrabiane powierzchniowo lub wykonywać głębokie połączenia zgrzewane. Można łączyć go z konwencjonalnymi metodami spawania i potrafi także lutować. Laserem można spawać zarówno materiały o wysokiej temperaturze topienia, jak i o wysokiej przewodności cieplnej. Ze względu na niewielki obszar oraz krótki, sterowalny czas topienia może on łączyć nawet część tworzyw, które zwykle nie poddają się spawaniu. W razie potrzeby używa się dodatków. Podczas lutowania laserowego dodatek, czyli w tym wypadku lut, łączy dwa elementy. Powierzchnia lutowanego połączenia jest gładka i czysta. Tworzy płynne przejścia do przedmiotu obrabianego i dlatego nie wymaga już obróbki korygującej. Lutowanie laserowe stosuje się na przykład w przemyśle samochodowym, podczas obróbki klap bagażników lub dachów. Nawet podczas liniowego spawania laserami z ciągłą emisją promieni strefa oddziaływania wysokiej temperatury oraz całkowite rozgrzanie elementu są wciąż o wiele mniejsze, aniżeli podczas spawania łukowego lub plazmowego. Dopływ energii można bardzo dobrze monitorować, regulować i utrzymywać na stałym poziomie lub precyzyjnie sterować.
LUTOWANIE
Istnieją dwa rodzaje lutowania: miękkie i twarde. Lutowanie to sposób łączenia spoiwem lub lutem dwóch części z metalu. Narzędziem są lutownice elektryczne lub lutownice nagrzewane w płomieniu. Te ostatnie mogą być przydatne w miejscach, gdzie nie ma dopływu prądu.Lutowanie miękkie polega na łączeniu metalu za pomocą łatwo topliwego lutu. Czystą cynę stosuje się do lutowina naczyń używanych do potraw, gdyż inne stopy zawierają składniki trujące.
Lutowanie twarde jest bardziej wytrzymałe, łączy zaś za pomocą mosiądzu lub srebra. Do tego rodzaju lutowania używa się lampy lutowniczej lub palnika gazowego.
Lutowanie miękkie polega na łączeniu metalu za pomocą łatwo topliwego lutu. Wykorzystuje się stopy cyny z ołowiem lub stopy cynku, ołowiu i kadmu. Lut ma zazwyczaj kształt pałeczek. Czystą cynę stosuje się do lutowina naczyń używanych do potraw, gdyż inne stopy zawierają składniki trujące.
Oprócz lutów trzeba też przygotować materiały pomocnicze: salmiak do czyszczenia nagrzanej lutownicy oraz chlorek cynku do czyszczenia miejsca lutowanego. Chlorek cynku możemy zrobić sami, dodając do kwasu solnego kawałek cynku. Dolewanie kwasu do cynku jest surowo zabronione i bardzo niebezpieczne. Może spowodować wybuch i ciężkie poparzenie.
Napawanie
polega na dokładnym stopieniu materiału dodatkowego (spoiwa) z nadtopionym materiałem podłoża, którego udział w nałożonej napoinie, zależnie od stosowanej metody, może dochodzić do kilkudziesięciu procent.
Źródłem ciepła stapiającym materiał dodatkowy w postaci drutu, pręta, taśmy lub proszku jest płomień gazowy, łuk elektryczny lub wiązka lasera, stąd można wyróżnić następujące metody napawania:gazowe,elektryczne: łukowe (elektrodą otuloną, elektrodą nietopliwą lub elektrodą topliwą w osłonie gazowej, łukiem krytym), żużlowe, plazmowe.
Ogólnym celem napawania jest regeneracja części maszyn (napawanie regeneracyjne) bądź wytwarzanie elementów maszyn z uszlachetnioną warstwą wierzchnią zwiększającą odporność na: korozję, zużycie ścierne, erozję, kawitację, albo zwiększające żaroodporność i żarowytrzymałość (napawanie produkcyjne). Nakładane materiały posiadające wymagane wysokie właściwości pochodzą ze wszystkich grup materiałowych – metali i stopów, cermetali, ceramiki oraz tworzyw sztucznych. W technice napawania podstawowe znaczenie mają stale niskostopowe, stale wysokostopowe odporne na korozję, wysokowęglowe stopy żelaza, stopy na bazie niklu, kobaltu, stopy miedzi i aluminium, czyste metale – cynk, aluminium, tytan, nikiel cyrkon.
Możliwe jest napawanie warstw o grubości od 0,05 mm do ok. 100 mm w jednym przejściu, zależnie od stosowanej metody, a docelowo o dowolnej grubości i składzie chemicznym na elementach o różnym kształcie i powierzchni. Do podstawowych kryteriów wyboru metody napawania należy ilość i wielkość napawanych elementów, rodzaj materiału, jego stan i spawalność, wymagane własności, jakość i grubość powłoki, kształt, wielkość i stan powierzchni, rodzaj i koszt materiałów dodatkowych, wymagana wydajność i ekonomiczność procesu.
Przygotowanie powierzchni do napawania polega na oczyszczeniu, usunięciu wszelkich wad, a zwłaszcza pęknięć oraz ewentualnie ułożeniu wstępnej warstwy, która pozwala uniknąć
wytworzenia się kruchych faz międzymetalicznych w obszarze stopienia napoiny z podłożem oraz przyczynia się do zmniejszenia naprężeń cieplnych i znacznych odkształceń w nakładanej napoinie.
NATRYSKIWANIE
Natryskiwanie, natryskiwanie płomieniowe, nakładanie powłok przez rozpylenie substancji powłokotwórczych w strumieniu sprężonego powietrza. Rozróżnia się natryskiwanie elektrostatyczne i natryskiwanie płomieniowe.
Natryskiwanie elektrostatyczne stosowane jest do powlekania powierzchni metalowych tworzywami sztucznymi, materiałami malarskimi itp. przy wykorzystaniu pola elektrostatycznego. Cząstki substancji powłokotwórczej uzyskują ładunek elektryczny w zjonizowanym powietrzu, a następnie przyciągane są do powierzchni naładowanego przeciwnie powlekanego przedmiotu.
Natryskiwanie płomieniowe stosowane jest do wykonywania powłok z metalu, niepalnych tworzyw sztucznych i materiałów ceramicznych. W tej metodzie natryskiwania substancja powłokotwórcza przed rozpyleniem i naniesieniem na powierzchnię przedmiotu ulega stopieniu w płomieniu palnika.
Zgrzewanie oporowe
W procesie zgrzewania oporowego metale są łączone bez stosowania materiałów dodatkowych. Przez obszar, w którym ma powstać złącze, jest przepuszczany prąd elektryczny, doprowadzany za pomocą wywierających nacisk elektrod. Ilość generowanego ciepła zależy m.in. od oporności elektrycznej styku łączonych elementów. Właściwość ta ma istotny wpływ na przebieg procesu, od niej też pochodzi jego nazwa.
Podstawowe odmiany technologii zgrzewania oporowego to:
* zgrzewanie punktowe,
* zgrzewanie garbowe,
* zgrzewanie liniowe,
* zgrzewanie doczołowe zwarciowe,
* zgrzewanie doczołowe iskrowe.
Zgrzewanie doczołowe iskrowe
Zgrzewane elementy są ustawiane tak, aby się stykały powierzchniami czołowymi. W procesie zgrzewania doczołowego iskrowego można wyróżnić następujące etapy: podgrzewanie wstępne, wyiskrzanie i spęczanie. Podgrzewanie jest wykonywane przy niewielkim docisku. Gdy tylko złącze się nagrzeje, następuje etap wyiskrzania, w którym jest wypalany materiał powierzchni złącza, w wyniku czego uzyskuje się gładką, czystą powierzchnię. Gdy zostanie usunięty naddatek przeznaczony na wyiskrzanie, następuje etap spęczania, w którym powstaje wypływka zawierająca stopiony i utleniony metal.Przykłady elementów zgrzewanych doczołowo iskrowo: pręty, ogniwa łańcuchów, szyny i rury.



Początek formularza

Dół formularza

Zgrzewanie doczołowe oporowe
Metoda typowo używana do łączenia prętów i drutów. Zgrzewane elementy są ustawiane tak, aby się stykały powierzchniami czołowymi. Gdy zostanie wywarty docisk, jest włączany przepływ prądu zgrzewania; powierzchnie czołowe są nagrzewane i w wyniku procesu powstaje równomiernie spęczone złącze.

Początek formularza

Dół formularza

Zgrzewanie garbowe
Zgrzeina powstaje w miejscu punktu kontaktowego, specjalnie ukształtowanego na materiale roboczym. Na przykład, punktem kontaktowym (garbem) może być wybrzuszenie lub pierścieniowe bądź wydłużone występy technologiczne. Łączenie elementów może odbywać się jednocześnie w kilku punktach. Odpowiednio duże elektrody obejmują wszystkie punkty, które mają zostać zgrzane w jednej operacji. Tworzone są złącza zakładkowe lub doczołowe.
Przykłady zastosowań:
• Zgrzewanie do blach śrub i nakrętek zaprojektowanych pod tym kątem i dostępnych na rynku.
• Zgrzewanie garbowe elementów o kształcie pręta, takich jak śruby czy zaczepy (kołki).
• Zgrzewanie garbowe elementów rurowych (złącza T i krzyżowe), a także sworzni, użebrowania i krzywek.
• Zgrzewanie krzyżowe drutów.

Początek formularza

Dół formularza

Zgrzewanie liniowe
Metoda przede wszystkim umożliwiająca wykonywanie szczelnych zgrzein łączących blachy. Zgrzewanie liniowe jest procesem ciągłym, w którym elektrody krążkowe oddziałują na elementy robocze ustawione (zazwyczaj) na zakładkę.

 Początek formularza

Dół formularza

Zgrzewanie punktowe
Jest to najbardziej znana metoda zgrzewania oporowego. Głównie jest przeznaczona do spajania arkuszy blach. Spoinę tworzy jedna lub więcej zgrzein, a elementy są zazwyczaj łączone na zakładkę. Z zasady stosuje się elektrody punktowe o odpowiednio dobranej średnicy.

 

Początek formularza

Dół formularza