Procesy spajania

(zgrzewanie, lutowanie, spawanie)

Główne zagadnienia zajęć

spajanie

procesy spajania

pojęcia związane ze spawaniem

metody spawania i ich oznaczenia wg
normy

procesy pokrewne spawaniu

Co to jest spajanie?

Spajanie

obejmuje te metody łączenia materiałów, dzięki którym uzyskuje się

trwałe ich połączenie, odznaczające się fizyczną ciągłością

SPAJANIE (metody)

zgrzewanie

lutowanie

spawanie

Zgrzewanie

polega na łączeniu materiałów przez docisk z podgrzewaniem do stanu

plastycznego lub bez podgrzania miejsca łączonego

Podział zgrzewania

elektryczne

– źródłem ciepła jest prąd elektryczny,

gazowe

– powierzchnie elementów łączonych są

nagrzewane palnikami gazowymi na gaz
acetylenowo-tlenowy,

mechaniczne

– które odbywa się wyłącznie przy

zastosowaniu energii mechanicznej, bez

doprowadzania ciepła do miejsca łączenia,

dyfuzyjne

– polegające na zjawisku wzajemnej

dyfuzji (przenikania atomów) łączonych elementów,

ogniowe

– nagrzewanie elementów łączonych

odbywa się w piecu gazowym lub ognisku.

Podział zgrzewania elektrycznego

doczołowe

punktowe

liniowe

garbowe

Lutowanie

polega na łączeniu metali przez wprowadzenie między łączone

powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu, zwanego spoiwem

Podział lutowania

miękkie

(temperatura topnienia lutu poniżej 500°C –

lutownica)

twarde

(temperatura topnienia lutu powyżej 500°C –

palnik gazowy)

lutospawanie

(łączenie części o brzegach

zukosowanych na V lub X)

Spawanie

polega na łączeniu materiałów przez ich nagrzanie i stopienie w

miejscu łączenia z dodaniem lub bez dodania spoiwa

Pojęcia związane ze spawaniem

metal rodzimy

– materiał części łączonych,

spoiwo

- materiał do trwałego łączenia materiałów,

stopiwo

- dodawane w procesie spawania spoiwo,

które uległo stopieniu

spoina

- stopione spoiwo łącznie ze stopionymi

brzegami

części łączonych, czyli materiałem

rodzimym,

złącze spawane

- elementy spawane wraz z łączącą ją

spoiną

Podział spawania

elektryczne

gazowe

Metody spawania i ich oznaczenia
liczbowe wg normy PN-EN ISO 4063:2011

spawanie łukowe elektrodą otuloną

– 111

spawanie łukowe samoosłonowe

– 114

spawanie łukiem krytym drutem elektrodowym

– 121

spawanie metodą MIG

– 131

spawanie metodą MAG

– 135

spawanie łukowe drutem proszkowym w osłonie gazu aktywnego

– 136

spawanie łukowe drutem proszkowym w osłonie gazu obojętnego

– 137

spawanie metodą TIG

– 141

spawanie plazmowe

– 15

spawanie acetylenowo-tlenowe

– 311

Spawanie łukowe elektrodą otuloną
(MMAC – Manual Metal Arc Welding)

polega na tym, że ciepło wydzielające się łuku elektrycznego, jarzącego

się pomiędzy końcem elektrody a elementami spawanymi, stapia

koniec rdzenia elektrody otulonej i brzegi łączonych elementów.

Topiący się metal z końcówki elektrody spływa do jeziorka

spawalniczego. Ze stopionej elektrody i z nadtopionych brzegów

łączonych elementów metalowych powstaje spoina.

Spawanie łukowe samoosłonowe

proces spawania łukowego z dodawaniem spoiwa w postaci elektrody

topliwej o rdzeniu proszkowym (drutu proszkowego).

Metoda ta nie wymaga dodatkowej osłony gazowej

Spawanie łukiem krytym drutem elektrodowym
(SAW – Submerged Arc Welding)

proces spawania łukowego, w którym łuk jarzy się pod warstwą
topnika. Spawanie to wykonuje się z materiałem dodatkowym –

drutem elektrodowym lub elektrodą taśmową.

Spawanie metodą MIG
(Metal Inert Gas)

proces spawania łukowego elektrodą topliwą w postaci litego drutu w

osłonie gazów obojętnych (argon, hel). W tym procesie spawania lity

drut pełni jednocześnie funkcję elektrody i spoiwa, stąd nazwa drut

elektrodowy. Drut podawany jest mechanicznie do uchwytu

elektrodowego. Końcówka drutu wysuwającego się z uchwytu, stapia

się w łuku, jarzącym się między drutem i elementami spawanymi.

Jeziorko ciekłego metalu i strefa łuku są osłonięte przed dostępem

tlenu i azotu z powietrza strumieniem gazu osłonowego

Spawanie metodą
MAG (Metal Active Gas)

proces spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie aktywnych

chemicznie gazów (tlen, dwutlenek węgla) lub w osłonie mieszanek

gazowych (w skład których wchodzą argon, tlen, dwutlenek węgla).

Funkcję elektrody i zarazem spoiwa pełni lity drut. Łuk elektryczny,

jarzący się między elektrodą a elementami spawanymi, tworzy

jeziorko ciekłego metalu i topi wysuwającą się z uchwytu końcówkę

drutu elektrodowego. Wypływający z uchwytu strumień gazu

osłonowego zabezpiecza jeziorko i końcówkę drutu przed działaniem

tlenu i azotu z powietrza. Gaz ten wykazuje jednocześnie pewną

aktywność w kierunku utleniania powstającej spoiny. W wyniku czego

na powierzchni spoiny tworzy się cienka warstwa żużla.

Spawanie łukowe drutem proszkowym
w osłonie gazu aktywnego

proces przebiega podobnie jak spawanie metodą MAG, z tą różnicą, że

w procesie tym spoiwem jest drut proszkowy

Spawanie łukowe drutem proszkowym
w osłonie gazu obojętnego

proces przebiega podobnie jak spawanie metodą MIG, z tą różnicą, że

w procesie tym spoiwem jest drut proszkowy

proces spawania łukowego nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie

gazów obojętnych (argon, hel). Źródłem ciepła w tym procesie jest łuk

elektryczny jarzący się między elektrodą wolframową, zamocowaną w

uchwycie spawalniczym a elementami spawanymi. Proces spawania

wymaga najczęściej ręcznego dodawania spoiwa. Proces ten może też

się odbywać bez dodawania spoiwa. Strumień gazu przepływający

przez uchwyt do strefy łuku elektrycznego, chroni jeziorko ciekłego

metalu, końcówkę elektrody i przyległą strefę przed działaniem tlenu i

azotu z powietrza

Spawanie metodą TIG
(Tungsten Inert Gas)

Spawanie plazmowe
(PAW – Plasma Arc Welding)

proces spawania łukowego elektrodą nietopliwą w atmosferze gazów

ochronnych. Proces polega na stapianiu łączonych elementów za

pomocą plazmy. Plazmę stanowi strumień zjonizowanego w strefie

łuku elektrycznego gazu, (argonu) elektrycznie obojętnego, w

którym silna koncentracja mieszaniny jonów, elektronów

i pojedynczych atomów wytwarza bardzo wysokie temperatury

(powyżej 15000°C). Strumień plazmy wypływa z dyszy palnika

z bardzo dużą prędkością przekraczającą 500m/s. Jeziorko ciekłego

metalu jest zabezpieczone przed działaniem powietrza

Atmosferycznego osłoną argonową lub azotową z dodatkiem wodoru

Spawanie acetylenowo-tlenowe

proces łączenia metali, polegający na stapianiu brzegów łączonych

elementów i dodawanego w postaci pręta spoiwa. Potrzebne do tego

ciepło uzyskujemy ze spalania gazu palnego – acetylenu – w

atmosferze dostarczanego tlenu lub wodoru (mniej używany)

Procesy pokrewne spawaniu

napawanie

cięcie termiczne

żłobienie elektropowietrzne

hartowanie powierzchniowe

Napawanie

nakładanie warstwy metalu na powierzchnię przedmiotu

sposobem spawania (nadtapianie podłoża i dodawanie

spoiwa o podobnym składzie jak metal rodzimy)

Cięcie termiczne

cięcie metalu przez wypalanie wąskiej szczeliny (2÷5mm)

Żłobienie elektropowietrzne

wytapianie żłobka na przedmiotach stalowych łukiem

elektrycznym przy użyciu elektrody węglowej lub

metalowej topliwej, połączone z wydmuchiwaniem

płynnego metalu sprężonym powietrzem lub tlenem

Hartowanie płomieniowe

nagrzanie wierzchniej warstwy materiału przy pomocy

palnika acetylenowo-tlenowego