Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

opracowała: mgr inż. Krystyna Warsz

Nowelizacja materiału: 01. 2012 r.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 1

Spawanie elektrodą w osłonie gazu obojętne-
go metoda TIG

Charakterystyka metody

Spawanie łukowe metodą

TIG (Tungsten Inert Gas) GTA

(Gas Tungsten Arc.)

polega na stopieniu łączonych przedmiotów ciepłem łuku jarzącego się mię-
dzy elektrodą nietopliwą a spawanymi przedmiotami w osłonie obojętnego
gazu ochronnego.
Ciepło stapiające metal spawany i materiał dodatkowy uzyskuje się w tej me-
todzie z łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą ele

k

trodą i spa-

wanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego lub redukują

cego.

10-15

O

15

O

-(+)

~=

+(-)

KIERUNEK SPAWANIA

SPOINA

GAZ
OCHRONNY

DYSZA

GAZOWA

KANAŁY

GAZOWE

KOŃCÓWKA

PRĄDOWA

PRZEWÓD

PRĄDOWY

SPOIWO

MOCOWANIE

I REGULACJA POŁOŻENIA

ELEKTRODY WOLFRAMOWEJ

UCHWYT
ELEKTRODY

ELEKTRODA
WOLFRAMOWA

GAZ

OCHRONNY

Schemat spawania TIG z materiałem dodatkowym

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 2

Spawanie TIG może być prowadzone:

• ręcznie przez operatora

(w przypadku spawania z materiałem dodatkowym, ważne jest aby drut
wprowadzany był do obszaru łuku pod możliwie jak na

j

mniejszym ką-

tem, gdyż w ten sposób zapewniona jest dokładna ochrona gazowa
nadtopionego i nagrzanego drutu, a równocz

e

śnie unika się zwarcia

drutu z elektrodą niet

o

pliwą),

• półautomatycznie przy użyciu sprzętu ,

który steruje tylko podawaniem materiału dodatkowego do obsz

a

ru spa-

wania, natomiast przesuw uchwytu odbywa się ręcznie,

• spawanie automatyczne proces przebiega bez udziału operat

ora,

a parametry spawania korygowane są przez elektroniczne układy a

da-

ptacyjne na podstawie zadanego programu

.

Elektroda nietopliwa wykonana jest z wolframu lub stopu wolframu z pier-
wiastkami obniżającymi pracę wyjścia elektronów, zamocowana jest w uchwy-
cie, umożliwiającym regulację położenia elektrody i jej wymianę. Koniec elek-
trody wystaje poza dyszę gazową od kilku do nawet kilkudziesięciu mm,
w zależności od zastosowania procesu.
Gaz ochronny podawany przez dyszę uchwytu TIG wokół elektrody chroni
ciekły metal spoiny i nagrzaną strefę spawania przed dostępem gazów
z atmosfery.
Spoina formowana jest z nadtopionych brzegów łączonych blach lub z do-
datkowo wprowadzonego spoiwa (drutu) i stopionych brzegów blach.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 3

Podstawowe wyposażenie stanowiska do ręcznego spawania metodą TIG

1.

źródło prądu spawania

2.

butla z gazem ochronnym

3.

reduktor butlowy z rotametrem

4.

przewód uchwytu spawalniczego

5.

stół spawalniczy

6.

uchwyt spawalniczy TIG

7.

elektroda wolframowa

oraz

8.

łuk spawalniczy

9.

element spawany

10.

spoiwo

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 4

Parametry spawania

Prąd spawania, biegunowość.

Spawanie prowadzone może być prądem stałym z biegunowością ujemną
lub dodatnią względnie prądem przemiennym w zależności od spawanego
materiału.
Podstawowymi parametrami są:

• rodzaj i natężenie prądu,
• napięcie łuku,
• rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego,
• prędkość spawania,
• rodzaj i średnica elektrody nietopliwej,
• średnica materiału dodatkowego

Natężenie prądu decyduje o głębokości wtopienia i szerokości spoiny,
oddziałuje na temperaturę końca elektrody nietopliwej.

Zalecane zakresy natężenia prądu spawania TIG w osłonie Ar, dla elektrod z czy-
stego wolframu oraz z dodatkiem toru przy różnych rodzajach prądu spawania.

Ś

rednica

elektrody

[mm]

Pr

ą

d stały

Elektroda "-"

Pr

ą

d stały

Elektroda "+"

Pr

ą

d przemienny

ze składow

ą

stał

ą

Pr

ą

d przemienny bez

składowej stałej

W

W+Th

W

W+Th

W

W+Th

W

W+Th

1,0

15-80

-

10-60

15-80

10-30

20-60

1,6

70-150

10-20

50-100

70-150

30-80

60-120

2,0

150-250

15-30

100-160

140-235

60-130

100-180

3,2

250-400

25-40

150-210

225-325

100-180

100-250

4,0

400-500

40-55

200-275

300-400

160-240

200-320

4,8

500-750

55-80

250-350

400-500

190-300

290-390

6,4

750-1000

80-125

325-450

500-630

250-630

250-525

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 5

Napięcie łuku decyduje o długości łuku, (w zależności od rodzaju gazu
ochronnego) oraz o kształcie spoiny.
Wzrost napięcia łuku zwiększa szerokość lica spoiny, maleje przy tym głębo-
kość wtopienia.
Napięcie łuku jest zasadniczo parametrem wynikowym, zależnym od ustalo-
nego natężenia prądu spawania i rodzaju gazu ochronnego.

Wpływ rodzaju gazu osłony gazowej i natężenia prądu na napięcie łuku przy
spawaniu metodą TIG. Oznaczenie l-długość łuku spawalniczego.

He

Ar

l = 4mm

l = 4mm

l = 2 mm

l = 2 mm

50

100

150

200

250

300

350

0

10

15

20

25

NATĘŻENIE PRĄDU - A

NA

P

IĘ

CI

E

Ł

UK

U

-

V

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

Elektrody wolframowe

AW 6

Temperatura topnienia elektrody wolframowej wynosi ok. 3400°C. Elektrody

powstają przez spiekanie pyłu wolframowego, a następnie są szlifowane do

pożądanego kształtu. Wolfram jest stapiany z innymi pierwiastkami w celu

podniesienia temperatury topnienia, ułatwienia zajarzania

Stosuje się elektrody wolframowe z dodatkiem 1 do 2% tlenku toru (elektro-

dy torowane WTh), tlenku cyrkonu WCe lub lantanu WLa. Tlenki te ułatwiają

emisję elektronów, zwiększają żaroodporność elektrod i zmniejszają zanie-

czyszczenie spoin wtrąceniami wolframu, a z drugiej strony wpływają na

zmniejszenie zużycia elektrod.

Przy spawaniu metodą TIG elektrodą przyłączoną do bieguna dodatniego

można stosować bardzo małe gęstości prądu, ponieważ elektrody bardzo

się przegrzewają i szybko się zużywają. Stosując nawet grubą elektrodę (ok.

6 mm), można spawać prądem nie większym niż około 100 A. Dużą korzy-

ścią wynikającą z przyłączenia elektrody do bieguna dodatniego jest możli-

wość usuwania warstwy tlenków z materiału rodzimego przez wędrującą po

jeziorku plamkę katodową. Taką biegunowość zaleca się przy spawaniu me-

tali o trudnotopliwej warstwie tlenków, np. aluminium i magnezu. Zwykle przy

spawaniu metodą TIG elektrodę przyłącza się do bieguna ujemnego. W celu

ograniczenia przemieszczania się plamki katodowej po elektrodzie oraz po-

prawienia stabilności łuku, elektrodę wolframową zaostrza się stożkowo.

Jeśli wymagane jest większe natężenie prądu niż 100 A i jednocześnie kato-

dowe czyszczenie (rozproszenie tlenków), wtedy do zasilania łuku stosuje

się prąd przemienny. Elektrody przeważnie nie zakańcza się wtedy stożko-

wo i koniec jej przyjmuje postać kulistą. Prąd przemienny łączy zalety biegu-

nowości dodatniej i ujemnej. Gdy katodą jest materiał spawany następuje

usuwanie warstewki tlenków. Natomiast po zmianie biegunowości, tzn. gdy

materiał jest anodą, jeziorko bardziej się nagrzewa, a elektroda chłodzi.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 7

Przebieg napięcia i natężenia prądu w łuku przy spawaniu metodą TIG

Przy zasilaniu łuku w metodzie TIG prądem przemiennym, co przeważnie
ma miejsce przy spawaniu Al., Mg i ich stopów, występuje zjawisko utrudnio-
nego zajarzania łuku, gdy materiał spawany jest katodą. Gdy elektroda jest
katodą łuk zajarza się łatwo, lecz po zmianie biegunowości, katodą emitującą
elektrony staje się materiał spawany i wtedy łuk zajarza się po chwilowej
przerwie, gdy napięcie stanu jałowego osiągnie dużą wartość, przeważnie
100 V. Wartości natężenia prądu
w dodatnich i ujemnych połówkach cykli prądowych nie są równe. Dodatnia
połówka cyklu prądu jest mniejsza wtedy, gdy elektroda jest anodą, bowiem
napięcie łuku jest wtedy większe, wskutek utrudnionej emisji elektronów z
katody - materiału. Zjawisko to jest przyczyną pojawienia składowej stałej
prądu, która powoduje nasycenie się (wzrost strumienia magnetycznego)
rdzenia transformatora i obniżenie przez to jego mocy użytkowej. Urządze-
nia posiadają również układy do ograniczania składowej stałej prądu.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 8

Urządzenia do spawania ręcznego metodą TIG składają się z następują-
cych zespołów:

• źródła prądu stałego, pulsującego, przemiennego lub zasilacza uni-

wersa

lnego,

• przystawki zawierającej układ sterowania, urządzenie zajarzające łuk

(jonizator), a przy prądzie przemiennym z sieci zasilającej - urządze-
nie do eliminacji składowej stałej prądu,

•

kompletu palników z przewodami,

• osprzętu gazowego wraz z butlą gazową.

Zespoły te mogą być łączone jako oddzielne elementy stanowiska spawalni-
czego, lub występować w jednej obudowie za wyjątkiem butli gazowej. Urzą-
dzenia do spawania metodą TIG mają następujące zadania:

• inicjują zajarzanie łuku bez zwierania elektrody, a przy spawaniu prą-

dem przemiennym stabilizują łuk przez wspomaganie zajarzenia przy
każdorazowym przejściu sinusoidy prądu przez zero,

• zapewniają stopniowe narastanie prądu od zera do nastawionej wartości

według zadanego programu, przy rozpoczynaniu spawania,

• zapewniają stopniowe zmniejszanie prądu spawania według zadane-

go programu, aż do całkowitego wyłączenia, celem wypełnienia krate-
ru na końcu spoiny,

• eliminują składową stałą przy spawaniu prądem przemiennym z sieci

energetycznej,

• zapewniają osłonę gazową z wyprzedzeniem, tzn. przed zajarz

e

niem

ł

u

ku i z opóźnieniem, tzn. po wyłączeniu prądu spawania.

Urządzenia do spawania ręcznego metodą TIG

Przykładowy panel zewnętrzny

Panel zewnętrzny źródła prądu do spawania metodą TIG
- wyłącznik
- wyświetlacz parametrów
- regulacja czasu opadania prądu
- regulacja natężenia prądu
- przełączniki; wybór rodzaju prądu ,TIG/MMA, tryb pracy

uchwytu

w dolnej części

gniazdo prądowe(-)
przyłącze gazu osłonowego
przyłącze zdalnego sterowania (pedał)
gniazdo prądowe (+)

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 9

Źródła prądu (zasilacze energetyczne łuku ) stosowane do spawania me-
todą TIG mają opadające lub stałoprądowe charakterystyki zewnętrzne, tj.
takie same, jak do spawania elektrodami otulonymi.
Do spawania stali najczęściej są stosowane źródła prądu stałego, pozwala-
jące na spawanie prądem jednokierunkowym lub pulsującym według zada-
nego programu. Program ten jest ustalany w zależności od wymagań proce-
su spawania, wynikającego z rodzaju własności fizycznych materiału oraz
kształtu spawanych elementów.

Programowany przebieg prądu spawania metodą TIG
I1, I4 natężenia prądu początkowego i końcowego(bazowego)
I2 I3, natężenia prądu impulsu
t1 , t2, t3, t4 ustawiane wartości czasu trwania poszczególnych zakresów ustawionych parametrów

Do spawania aluminium i jego stopów prądem przemiennym są stosowane
transformatory spawalnicze lub zasilacze inwertorowe. W najnowszych roz-
wiązaniach układów zasilaczy inwertorowych jest stosowana podwójna prze-
miana częstotliwości przez dwa niezależne falowniki. Napięcie sieci zasilają-
cej wyprostowane przez trójfazowy prostownik diodowy jest przekształcane
na napięcie przemienne o częstotliwości ponadakustycznej, tj. większej od
20 kHz. Napięcie to jest następnie transformowane do wartości ok. 60-70 V,
przydatnej do zasilania łuku spawalniczego i prostowane przez prostownik
jednofazowy. Drugi falownik przekształca ponownie napięcie stałe na napię-
cie przemienne o częstotliwości przydatnej do spawania aluminium,
tj. w granicach 30 ÷ 200 Hz i o przebiegu prostokątnym. W wyniku odpo-
wiedniego wysterowania tranzystorów w drugim falowniku jest uzyskiwana

wymagana częstotliwość, szerokość impulsów itp.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 10

Schemat toru głównego zasilacza do spawania metodą TIG prądem przemie

nnym:

PI - prostownik trójfazowy, P2 - prostownik j

ednofazowy, F1 - falownik o częstotliw

o-

ści większej od 20 kHz, F1 - falownik o częstotliwości stosowanej do spawania al

umi-

nium (30=200 Hz), Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 - tranzystory

Urządzenia inwersyjne wyposażone w mikroprocesorowe systemy sterowa-
nia umożliwiają programowanie złożonych procesów spawania metodą TIG.
źródła zasilania stosowane powszechnie do spawania elektrodami otulony-
mi są stosowane do spawania metodą TIG po wyposażeniu stanowiska spa-
walniczego w dodatkowe zespoły. Proces spawania metodą TIG jest stero-
wany za pomocą złożonych układów montowanych w tzw. przystawce do
zasilacza. Poza składanymi stanowiskami używa się też źródeł zasilania wy-
posażonych we wszystkie zespoły, montowane we wspólnej obudowie.
Takie urządzenia są przeznaczone tylko do spawania metodą TIG.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 11

Układ zajarzania łuku

Układ zajarzania łuku (jonizator) należy do ważniejszych zespołów urządze-
nia do spawania ręcznego metodą TIG. Ze względu na konieczność zacho-
wania czystości elektrody wolframowej łuk nie powinien być zajarzany przez
zwieranie elektrody z materiałem spawanym. Dlatego do zajarzania łuku są
stosowane specjalne urządzenia, tzw. jonizatory wytwarzające wysokie
napięcia, zdolne do przebicia przestrzeni międzyelektrodowej i zainicjono-
wania łuku. Wytwarzane przez jonizator wysokie napięcie ma postać poje-
dynczych impulsów lub szeregu impulsów o wysokiej częstotliwości.
W urządzeniu do spawania metodą TIG jonizator spełnia dwie funkcje, tj.
umożliwia zajarzenie łuku prądu wyprostowanego lub przemiennego bez zwie-
rania elektrody oraz stabilizuje łuk prądu przemiennego. Dobrze działający
jonizator powinien zapewniać przeskok iskry z odległości co najmniej
4-5 mm. Istnieje wiele rozwiązań konstrukcyjnych jonizatorów, jednakże naj-
szersze zastosowanie znalazły jonizatory działające na zasadzie generato-
rów iskiernikowych wysokiej częstotliwości.
Działanie tych generatorów polega na wytwarzaniu impulsów w obwodzie
drga-jącym LC, zwieranym przez iskrę przebijającą przestrzeń między elek-
trodami iskiernika. Napięcie impulsów wynosi kilka tysięcy wolt, a częstotli-
wość - od kilkuset do kilku tysięcy kHz. Kolejność faz zasilania jonizatora
musi być tak dobrana, aby pasmo impulsów wysokiej częstotliwości przypa-
dało w czasie przechodzenia sinusoidy prądu spawania przez zero.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 12

Przebiegi impulsów zapłonowych:
a) z jonizatora iskiernikowego, b) z jonizatora tyrystorowego;
1 - natężenie prądu spawania, 2 - napięcie łuku, 3 - napięcie wysokiej częstotliwości,
4 - prost

o

kątne impulsy zapłonowe.

Jonizator może być łączony równolegle lub szeregowo w stosunku do źródła
zasilania łuku. Zaletą połączeń szeregowych jest uniknięcie ni

e

bezpieczeń-

stwa przebicia izolacji obwodu spawania w zasilaczu. Nat

o

miast wadą są duże

rozmiary cewki indukcyjnej, przez którą przepływa prąd spawania.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 13

Sposoby wypełniania krateru

Wypełnianie krateru spoiny polega na kończeniu spawania malejącym stop-
niowo prądem, tak aby nastąpiło wypełnienie w jeziorku spawalniczym zagłę-
bienia powstającego pod ciśnieniem łuku. W wyniku zmniejszania natężenia
prądu zmniejsza się też ciśnienie łuku, a stapiające się krawędzie spawanych
blach oraz dodawany materiał z elektrody wyrównują powierzchnię spoiny.

Przebieg natężenia prądu spawania przy zastosowaniu wypełniacza krateru

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 14

Palniki do spawania metodą TIG

Przekrój palnika TIG do spawania ręcznego.

Uchwyty różnią się wartością maksymalnego prądu spawania i związaną
z tym konstrukcją. Uchwyty do spawania prądem do 200 czy 250 A są chło-
dzone w sposób naturalny, tzn. gazem osłonowym przepływającym wzdłuż
przewodu prądowego i wzdłuż elektrody, natomiast uchwyty do spawania
większym prądem są chłodzone wodą lub cieczą również przepływającą
wzdłuż przewodu prądowego oraz w kanałach wodnych uchwytu elektrody
wolframowej. Uchwyt z chłodzeniem naturalnym (przedstawiony poniżej).
składa się z uchwytu elektrody, dyszy ceramicznej, korka, rękojeści wyposa-
żonej w przycisk elektryczny do załączania i wyłączania prądu spawania, prze-
wodów: prądowo-gazowego i sterowania, oraz przyłączy.

GAZ

OCHRONNY

DYSZA
GAZOWA

KANAŁY

GAZOWE

KOŃCÓWKA
PRĄDOWA

PRZEWÓD

PRĄDOWY

PRZEWÓD
PRĄDOWY

MOCOWANIE
I REGULACJA POŁOŻENIA

ELEKTRODY WOLFRAMOWEJ

UCHWYT

ELEKTRODY

ELEKTRODA
WOLFRAMOWA

GAZ
OCHRONNY

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 15

Palnik do spawania metodą TIG prądami do 200 A:
1 - korek, 2 - dysza wymienna, 3 - rękojeść z przyciskiem sterującym,
4 - elektroda wolframowa,

5 - przewody z przy

łączami.

Przy stosowaniu wyższych natężeń prądu spawania stosuje się uchwyty chło-
dzone wodą lub płynem chłodzącym, które w miejsce przewodu prądowo-
gazowego mają przewód prądowo- "wodny", a oprócz tego "wodny" do po-
wrotu płynu, oraz przewód gazowy. Uchwyty tej wielkości są wyposażone
w osłonę ręki narażonej na promieniowanie łuku.
Elektrodę wolframową mocuje się przy użyciu tulejki zaciskowej o średnicy
odpowiadającej średnicy stosowanej elektrody. Elektroda jest zaciskana
w tu-lejce zaciskowej za pomocą korka uszczelniającego górną część uchwy-
tu. Dysza ceramiczna formująca strumień gazu osłonowego jest osadzona
w dalszej części uchwytu.
Laminarna soczewka gazowa
Dostępne są również obudowy tulei zaciskowej z tzw. soczewką gazową.
Gaz osłonowy przepływa przez specjalną siatkę bez zawirowań lepiej chro-
niąc płynne jeziorko.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 16

Kszta³ty koñcówek elektrod nietopliwych przy spawaniu TIG:

a) prądem przemiennym (na końcu elektrody tworzy się kulka)

b) prądem stałym (elektroda jest "zaostrzona" przy zastosowaniu specjalnego urzą-

dzenia do ostrzenia elektrod wolframowych z odciągiem)

φ

2

φ

3/4

φ

0,2 ÷ 1,5 mm

15 ÷ 120 °

a

b

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 17

Rodzaje gazów stosowanych do spawania metodą TIG

Powłoka gazu ochronnego podawana przez dyszę palnika wokół elektro-
dy chroni ciekły metal spoiny i nagrzaną strefę spawania przed dostępem
gazów z atmosfery.
Podstawowe własności fizyczne gazów ochronnych stosowanych do spa-
wania metodą TIG:

• potencjał jonizacji,
•

przewodnictwo cieplne,

• ciężar właściwy,
•

punkt rosy,

•

dysocjacja i rekombinacja gazu.

Własności fizyczne gazów osłonowych stosowanych w metodzie TIG.

Jonizacja gazu ochronnego decyduje o przewodzeniu prądu przez łuk i o na-
pięciu łuku. Wyższy potencjał jonizacji gazu zwiększa energię łuku.
Punkt rosy gazu ochronnego określa koncentrację wody w gazie. Im niższy
jest punkt rosy, tym niższa jest zawartość wody, a przez to mniejsze niebez-
pieczeństwo tworzenia się pęcherzy gazowych w spoinie.

Własno

ś

ci fizyczne gazów

Ar

He

H

2

N

2

G

ę

sto

ść

w normalnych

warunkach [kg/m

3

]

1,78

0,178

0,098

1,25

Potencjał jonizacji [eV]

15,7

24,6

15,4

14,5

Energia dysocjacji [J/mol]

-

-

4,3x10

5

9,4x10

5

Pojemno

ść

cieplna [J/mol]

°

C

21

21

35

-

Współczynnik przewodno

ś

ci

cieplnej przy 6000 K W/m

°

C

0,17

1,5

2,0

-

Temperatura wrzenia

°

C

-185,5

-268,9

-259

-196

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 18

Argon

• Argon jest cięższy od helu 10 razy (i o 25% cięższy od powietrza),

wobec czego przy jednakowych warunkach spawania zużycie argonu
jest mniejsze od zużycia helu o 30 do 50%,

• Przy spawaniu w osłonie argonu długość łuku ma mniejsze znaczenie

niż przy spawaniu w osłonie helu. Niewielka zmiana długości łuku w
osłonie argonu nie powoduje zmiany w głębokości przetopienia me-
talu, podczas gdy przy spawaniu w osłonie helu ma to miejsce. Dlate-
go argon ułatwia ręczne spawanie.

• W osłonie argonu łatwiej spawa się blachy cienkie m. in. dlatego, że

napięcie łuku w argonie jest mniejsze, niż w helu przy tym samym
natężeniu prądu. Ponadto przy tym samym natężeniu prądu w łuku
jarzącym się w osłonie argonu wydziela się mniej ciepła niż w osłonie
helu, a zmiana natężenia prądu powoduje mniejszą zmianę ilości cie-
pła wydzielonego w łuku.

• W osłonie argonu łatwiej zajarza się łuk, co wynika z wyższej wartości

prądu niż w przypadku osłony z helu przy tej samej ilości ciepła wpro-
wadzonego do przedmiotu spawanego.

• Straty ciepła przy spawaniu w osłonie argonu są mniejsze, ponieważ

moc cieplna łuku w argonie jest mniejsza niż w helu.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 19

Z powyższych zalet i wad spawania w osłonie argonu można wyciągnąć na-
stępujące wnioski:

• przy ręcznym spawaniu elementów o małej grubości korzystniejszy

jest argon,

•

przy spawaniu automatycznym korzystniej jest stosowaæ hel.

Możliwe jest również stosowanie mieszanek argonu i helu z ewentualnym
dodatkiem H2. Wodór w mieszance z argonem zmienia charakterystykę łuku
i zwiększa oporność łuku i w ten sposób zwiększa energię liniową spawania,
umożliwiając zwiększenie głębokości wtopienia w stosunku do spawania
w osłonie czystego argonu.
Dodatek wodoru do osłony argonu lub helu jest jednak niedopuszczalny
przy spawaniu takich metali jak aluminium, magnez, miedź oraz ich stopów,
z uwagi na niebezpieczeństwo tworzenia się pęcherzy i pęknięć.
Niekiedy do gazu obojętnego dodawany jest azot, którego zadaniem jest
podwyższenie temperatury łuku i umożliwienie dzięki temu spawania z duży-
mi prędkościami miedzi i jej stopów, często bez podgrzewania wstępnego.

W żadnym przypadku nie wolno stosować dodatku CO2 lub O2 do

argonu lub helu, gdyż wtedy następuje bardzo szybkie zużycie

drogiej elektrody nietopliwej.

Duży wpływ na prędkość spawania i jakość spoin wywiera czystość gazu
ochronnego. Szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenia są metale trudnoto-
pliwe: tytan, cyrkon, tantal i niob.
W celu uniknięcia zanieczyszczenia powietrzem silnie nagrzanego metalu
spoiny od strony grani, przy spawaniu ściegu graniowego złącza należy za-
pewnić dodatkową osłonę gazową tego obszaru. W przypadku wszystkich
metali spawanych metodą TIG do słony grani wystarczy zastosować czysty
argon lub hel.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 20

Zalecane gazy ochronne do spawania TIG różnych metali.

Metal

Rodzaj pro-

cesu spawa-

nia

Gaz

ochronny

Opis podstawowych zalet

Aluminium i
jego stopy

R

ę

czne

Automatycz-
ne

Ar

He,
He+Ar

łatwe zajarzanie łuku i du

ż

a czysto

ść

spoiny

du

ż

e szybko

ś

ci spawania, spawanie bez

podgrzewania wst

ę

pnego

Magnez i
jego stopy

Grubo

ść

≤

1,5

[mm]

Grubo

ść

>1,5

[mm]

Ar

He

regulowane przetopienie, du

ż

a czysto

ść

spoiny

dobre przetopienie, najlepszy do spawania
pr

ą

dem stałym

Stal w

ę

-

glowa

R

ę

czne

Automatycz-

ne

Ar

Ar+He

łatwo

ść

regulacji kształtu spoiny, zajarzania

łuku, spawanie w poz. przymusowych

zwi

ę

kszone przetopienie i szybko

ść

spawa-

nia

Stale Cr-Ni
austeni-

tyczne

R

ę

czne

Automatycz-

ne

Ar

Ar+He

Ar+ H

2

He

ułatwione regulowanie przetopienia cienkich
blach

zwi

ę

kszone przetopienie i szybko

ść

spawa-

nia

unika si

ę

podtopie

ń

, mniejsze nat

ęż

enie

przepływu

najwi

ę

ksze przetopienie i energie liniowe

spawania

Cu, Ni i ich

stopy

R

ę

czne i

automatycz-
ne

Ar

Ar+He

He

łatwo

ść

spawania cienkich blach

wy

ż

sze energie liniowe spawania

spawanie grubych blach z du

ż

ymi szybko-

ś

ciami

Tytan i jego

stopy

R

ę

czne i

automatycz-
ne

Ar

He

du

ż

a czysto

ść

spoiny

lepsze przetopienie przy spawaniu grubych

blach

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 21

Materiały dodatkowe - spoiwa

Do spawania każdego materiału dobiera się odpowiednie spoiwo zgodnie
składem chemicznym ,korzystając z norm materiałowych i, katalogów produ-
centów spoiw. W większości przypadków złącze wykonane jest prawidłowo
wtedy gdy spoiwo ma taki sam skład chemiczny jak materiał spawany.
W niektórych przypadkach jednak konieczne jest zastosowanie materiału
dodatkowego o wyraźnie różnym składzie chemicznym od spawanego ma-
teriału, np.: przy wykonywaniu połączeń różnoimiennych (stosuje się stopy
niklu), mosiądze spawa się brązami aluminiowymi, fosforowymi lub krzemo-
wym itd. Dobór materiału dodatkowego w tych przypadkach jest kompromi-
sem między parametrami metalurgicznymi
i własnościami eksploatacyjnymi złączy. Materiał dodatkowy do spawania TIG
może mieć postać drutu, pałeczki, taśmy lub wkładki stapianej bezpośrednio
w złączu. Do spawania ręcznego najczęściej stosowane są druty lub pręty
proste o średnicy 1,2 do 8,0 mm i o długości 500-1000 mm, a do spawania
automatycznego druty w kręgach o średnicy 0,8 do 3,2 mm
Należy pamiętać że spoiwo używane do spawania winno być metalicznie
czyste, pozbawione wszelkich zanieczyszczeń które mogą być źródłem po-
rowatości złączy spawanych.

Przygotowanie elementów do spawania

Parametry charakteryzujące przygotowanie złączy zawarte są w normie
PN-EN ISO 9692-1"Spawanie i procesy pokrewne - Zalecenia dotyczące
przygotowania złączy - Część 1: Ręczne spawanie łukowe, spawanie łukowe
elektrodą metalową w osłonie gazów, spawanie gazowe, spawanie metodą
TIG i spawanie wiązką elektronów stali".
Zalecenia podane w ISO 9692 zawierają wymiary dla różnych rodzajów przy-
gotowania złącza. Podane zakresy wymiarowe w w/w normie reprezentują
ograniczenia konstrukcyjne, a nie są tolerancjami na potrzeby wytwarzania.
Wartości te dla wytwarzania zależą na przykład od materiału podstawowego,
pozycji spawania, poziomu jakości etc.
Z powodu powszechnego charakteru niniejszej części ISO 9692, podanych
w niej przykładów nie należy uważać jako jedynych rozwiązań przy doborze
rodzaju złącza.
W celu rozszerzenia możliwości projektowania złączy przy spawaniu metodą
TIG w poniższych tablicach przedstawiono również inne często pojawiające
się wartości i kształty rowków występujących przy spawaniu metodą TIG.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 22

Projektowanie złączy

Przykłady stosowanych rowków spoin przy spawaniu metodą TIG

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 23

Przykłady stosowanych rowków spoin przy spawaniu metodą TIG cd.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 24

Ważnym zagadnieniem przy spawaniu TIG jest dokładne oczyszczenie brze-
gów blach (i ew materiału dodatkowego) z wszelkich zanieczyszczeń, jak
tlenki, rdza, zgorzelina, smary, farby itd. Stosuje się czyszczenie mechanicz-
ne, oraz chemiczne. Spawanie jednostronne może być prowadzone na pod-
kładkach: miedzianych, ceramicznych, topnikowych lub metalowych topliwych,
dokładnie dopasowanych do obszaru grani spoiny.

Zalecane sposoby mocowania cienkich blach przy spawaniu TIG.

Zalecane podkładki formujące i ochraniające grań złącza przy spawaniu jedn

o-

stronnym lub dwustronnym:

A, B, C - podkładki metalowe z miedzi lub stali austenitycznej,
D, E, F - podkładki taśmowe topnikowe, G - podkładka taśmowa ceramiczna,
H - podkładka taśmowa z włókna szklanego.

P

P

Cu

P

P

Cu

KANAŁ GAZU

OCHRONNEGO

KLEJ

FOLIA - Al

FOLIA - Al

FOLIA - Al

TOPNIK

MATERIAŁ

CERAMICZNY

KLEJ

WŁÓKNO

SZKLANE

A

B

C

D

E

F

G

H

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 25

Spawanie metodą TIG z dodatkiem topników (A-TIG)

Zwiększenie głębokości przetopienia przy spawaniu metodą TIG można uzy-
skać również przez zastosowanie techniki spawania z warstwą topnika nało-
żonego na brzegi spawanych blach.
Warstwa topnika (o grubości 0,2-0,25 mm ) podwyższa energię cieplną plamki
anodowej i zwiększa przez to głębokość wtopienia oraz obniża straty energii
liniowej spawania.
Topniki składające się głownie z tlenków i halogenków w postaci pasty nakła-
da się na brzegi spawanych elementów.
Do spawania stali austenitycznych zalecany jest topnik typu Ca F2-LiF, Ti02 -
Mg0 - LiF, do stali węglowych topnik Ti02 - Mg F2, a do tytanu i jego stopów
topniki SrF2 - LiF, Ca F2 - Mg F2 lub Ca F2 - LiF - LaF6

Spawanie punktowe metodą TIG

Spawanie punktowe prowadzone może być ręcznie lub automatycznie przy
użyciu specjalnych uchwytów pistoletowych, posiadających dyszę gazową
chłodzoną wodą, ze szczelinami wzdłużnymi, pozwalającą na oparcie uchwy-
tu bezpośrednio na spawanym przedmiocie.

Spawanie techniką głębokiego wtopienia "Key hole"

Efekt "Key hole" osiąga się głównie przy spawaniu łukiem zawężonym ( spa-
wanie plazmowe opisane szczegółowo w materiałach do tematu 1.12)
Przy spawaniu metodą TIG efekt "Key hole '" uzyskuje się tylko w przypadku
stosowania bardzo dużych natężeń prądu spawania i zastosowanie tej tech-
niki spawania przy tej metodzie jest bardzo ograniczone.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 26

Spawanie prądem stałym łukiem pulsującym

Spawanie prądem stałym łukiem pulsującym (impulsowym) polega na
impulsowym wprowadzaniu ciepła łuku cyklicznie powtarzającymi się impul-
sami prądu spawania. Stosowana jest wyłącznie biegunowość ujemna prą-
du, a prąd podstawowy, którego zadaniem jest podtrzymanie jarzenia się
łuku i zmniejszenia prędkości chłodzenia poszczególnych spoin punktowych,
tworzonych kolejnymi impulsami prądu, stanowi 10 ÷ 15% prądu impulsu.
Powstała spoina ciągła składa się z kolejnych, zachodzących na siebie spoin
punktowych. Zmieniając parametry impulsów prądu można w efektywny spo-
sób regulować kształt i rozmiary jeziorka spawalniczego, wpłynąć na krystali-
zację stopiwa i szerokość SWC oraz znacznie obniżyć naprężenia i odkształ-
cenia.

Przebieg zmian natężenia prądu spawania TIG łukiem impulsowym.
Prąd podstawowy - Jp prąd impulsu - Ji, czas trwan

ia impulsu – ti, czas przerwy – tp.

I

p

t

p

I

i

t

i

CZAS SPAWANIA - s

NA

T

ĘŻ

ENI

E

PR

Ą

DU

-

A

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 27

Techniki spawania zimnym i gorącym drutem.

Drut przy spawaniu automatycznym podawany może być jako zimny lub gorą-
cy. Gorący drut podgrzewany jest oporowo, przed wejściem do obszaru spa-
wania, prądem zasilanym z oddzielnego źródła prądu przemiennego o płaskiej
charakterystyce. Uzyskuje się dzięki temu większe wydajności stapiania niż
przy zimnym drucie.
Technika ta nie jest zalecana do spawania aluminium i miedzi, gdyż niska opor-
ność elektryczna tych metali wymaga dużych natężeń prądu.

gi gł boko przetapia zł cze z du

pr dko ci .

15°÷45°

PODAJNIK

DRUTU

ELEKTRODA
WOLFRAMOWA

GAZ
OCHRONNY

SPOINA

MATERIAŁ SPAWANY

KIERUNEK SPAWANIA

~

~ =

( - )

( + )

Zasada spawania TIG gorącym drutem.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

Spawanie TIG ł

ukiem zanurzonym

Złącza doczołowe blach o grubości rzędu 3-10 mm spawać można jedno-
stronnie, z dodatkowym dopasowaniem brzegów techniką spawania łukiem
zanurzonym. Technika ta polega na podwyższeniu natężenia prądu łuku do
takiej wielkości, że pod naciskiem zwiększonej siły łuku następuje wypycha-
nie spod elektrody ciekłego metalu jeziorka spawalniczego. Łuk pogrąża się
w jeziorku ciekłego metalu i znacznie wzrasta głębokość przetopienia. Utrzy-
manie stałej długości łuku pozwala na obniżenie elektrody poniżej powierzchni
spawanego metalu.

Schemat spawania TIG łukiem zanurzonym.

Technika ta zapewnia wysoką jakość złącza, uproszczone jest przygotowa-
nie złączy do spawania, nie jest wymagany materiał dodatkowy, zwiększona
jest wydajność spawania.
Wykorzystywana jest zasadniczo do spawania automatycznego, np. złączy
rurowych wzdłużnych lub spiralnych.

KIERUNEK SPAWANIA

(+)

(-)

ELEKTRODA

WOLFRAMOWA

GAZ

OCHRONNY

CIEKŁY METAL

SPOINA

AW 28

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 29

Spawanie połączeń rurowych

Przy wytwarzaniu konstrukcji spawanych w energetyce lub spawaniu apara-
tury ciśnieniowej w przemyśle chemicznym bardzo często stawiane są bar-
dzo wysokie wymagania dotyczące jakości czołowych połączeń rur lub rur
z dnami sitowymi. Konstrukcje takie z reguły są wykonywane ze stali energe-
tycznych wysokostopowych i spawane metodą TIG.
Stalowe rury o ściankach powyżej 6 mm grubości spawa się często techno-
logią kombinowaną - przetop met TIG, wypełnienie i lico elektrodą otuloną
lub metodą MAG. Przetopy na rurach można wykonywać bez lub z dodat-
kiem spoiwa. Do spawania bez dodatku spoiwa elementy łączone składa się
na styk. Rury o grubej ścianie muszą być odpowiednio fazowane do wykona-
nia przetopu bez dodatku spoiwa.(rys poniżej). W trakcie wykonywania war-
stwy przetopowej niezbędne jest zapewnienie osłony grani. Przetop wyko-
nany bez ochrony od strony grani jest utleniony i chropowaty.

Ukosowanie grubościennej rury do spawania przetopu bez dodatku spoiwa

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 30

Dla zapewnienia osłony grani rura winna być odpowiednio przygotowana. Po
sczepieniu dwóch odcinków rur, całą szczelinę należy okleić specjalną taśmą
Na końcach rury zakłada się korki gumowe , drewniane lub metalowe pokry-
wy. W jednym korku wprowadzony jest przewód z argonem.

Osłona grani gazem ochronnym:
a) szczelina oklejona taśmą, b) doprowadzenie gazu ochronnego do rury

Jeśli rura ma dużą średnicę, stosuje się różnego rodzaju wstawki ogranicza-
jące przestrzeń wypełnianą gazem ochronnym. Wstawki te stosuje się
w celu zmniejszenia zużycia gazu. Rodzaj gazu ochronnego dobiera się
w zależności od materiału spawanego. Do spawania rur aluminiowych stosu-
je się argon, a do stali austenitycznej można stosować argon, mieszaninę
argonu z azotem lub sam azot. Przy napełnianiu argonem należy pamiętać,
że posiada on gęstość 1,78 kg/m3, a powietrze 1,2 kg/m3.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 31

Argon w stanie gazowym można wpuścić do naczynia i trzymać jak płyn.
Po napełnieniu rur, należy je tak zabezpieczyć, aby nie wydostał się (wylewa
się jak woda). Gaz wypełniający rurę nie może znajdować się pod ciśnie-
niem. Jeśli gaz będzie znajdował się pod ciśnieniem, to mogą wystąpić trud-
ności przy zamykaniu się spoiny przetopowej, bowiem ciśnienie gazu ochron-
nego wyrzuci płynny metal mogą powstać niezgodności spawalnicze typu
braku wtopienia lub pory.
Przy wykonywaniu następnego ściegu - tzw. gorącego - przepływ gazu ochron-
nego wewnątrz rury winien być utrzymany aby w przypadku silnego nagrzania
spoina od strony grani się nie utleniała.
Spawanie z dodatkiem spoiwa lub bez spoiwa rozpoczyna się od dołu i po-
stępuje jedną połówką ku górze.

Przyrządy ograniczające przestrzeń gazu ochronnego w rurze:
(I - korek z gąbki poliuretanowej, 2 - rdzeń przyrządu zmniejszający przestrzeń g

a-

zową, 3 - kołnierz metalowy, 4 - rurka metalowa, S - rurka gum

owa)

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 32

Spawanie orbitalne

Spawanie orbitalne to proces, podczas którego łuk przemieszcza się bez
przerwy wokół przedmiotu (zazwyczaj rury) o kąt co najmniej 360 stopni.
Spawanie po uprzednim zamontowaniu głowicy i ustawieniu parametrów jest
w pełni automatyczne.
Urządzenia do zmechanizowanego spawania metodą TIG zawierają głowice
do spawania rur w wersji otwartej i zamkniętej, a do rur o większej średnicy
głowice w postaci wózków szynowych poruszających się po specjalnej bież-
ni dookoła rury.
Źródła prądu są całkowicie programowalne i pozwalają w prosty sposób usta-
wić parametry spawania. Wprowadzając informacje o rodzaju materiału, jego
grubości, rodzaju używanego gazu oraz podając średnice spawanej rury,
otrzymujemy parametry gwarantujące wykonanie wysokiej jakości spoiny.
Typoszereg urządzeń sprawia, że możemy spawać rury o średnicach już od
3,0 mm.
Dzięki stosowaniu osłony grani, oraz uzyskiwanej niemal idealnej gładkości
lica, spoiny nie wymagają żadnych obróbek, spełniając jednocześnie najwyż-
sze wymagania technologiczne.

Spawanie rur z dnem sitowym

Spawanie rur z dnami sitowymi wykonuje się obecnie najczęściej w sposób
zmechanizowany metodą TIG. Rury spawane są zarówno od zewnątrz jak
i od wewnątrz dna sitowego. Urządzenia do spawania rur od zewnątrz są
wyposażone przeważnie w podajniki drutu. Głowica spawalnicza urządzenia
jest przemieszczana do otworu przez obsługującego urządzenie. Bazuje na
otworze spawanej rury, bądź na otworach sąsiednich.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 33

Zastosowanie i typowe problemy

Zastosowanie spawan

ia metodą TIG

Metodą TIG spawać można prawie wszystkie metale, które topią się pod
wpływem ciepła łuku, nie parując pod jego wpływem.
Stale węglowe i niskostopowe, stale odporne na korozję, aluminium i więk-
szość jego stopów, magnez i jego stopy, miedź i stopy miedzi, brązy fosfo-
rowe, brązy cynowe, nikiel, stopy niklu, inconele, stopy żaroodporne, Ti, Zr,
Ta, Nb, Be, złoto, srebro i wiele innych metali.
Metoda szczególnie przydatna do spawania złączy o małych grubo-
ściach, wymagających wysokiej jakości.

Przykładowe parametry spawania metodą TIG

Poniżej przedstawiono przykładowe parametry spawania dla elementu o gru-
bości 2 mm ze stali wysokostopowej austenitycznej.

materiał spawany: stal wysokostopowa X1NiCrMoCu32-26-7
materiał dodatkowy: drut o średnicy 2,4 mm gat. EN ISO 18274; Ni 6059 (NiCr23Mo16)
gaz osłonowy: argon PN-EN 14157 - I1 - Ar
strumień objętości gazu: osłonowego 11 l/min

elektroda wolframowa : WTh20 / 2,4 mm PN-EN ISO 6848

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 34

Niezgodności zewnętrzne złączy spawanych

Do niezgodności zewnętrznych złączy spawanych należą: brak przetopu, nad-
mierny przetop, nierówność lica, nadmierny nadlew, podtopienie lica, podto-
pienie grani, krater, przepalenie, wklęśnięcie lica, niesymetryczna spoina.

Brak przetopu

Brak przetopu osłabia złącze spawane mniej niebezpiecznie przy obciąże-
niach stałych, natomiast groźny jest przy obciążeniach zmiennych, ponieważ
działa jak karb i może być początkiem naderwania oraz pęknięcia spoiny.
Przyczyny powstawania tej wady to: zbyt mały kąt ukosowania, za wysoki
próg, za mały odstęp, za małe natężenie prądu spawania, za duża szybkość
układania ściegu, złe oczyszczenie boków rowka z tlenków, tłuszczu itp. Pod-
stawową przyczyną braku przetopu są niedostateczne kwalifikacje spawa-
cza. W spoinach, w których możliwy jest dostęp z drugiej strony, grań spoiny
należy szlifować i podpawać. Gdy do grani nie ma dostępu, miejsce braku
przetopu należy wycinać i ponownie spawać.

Nierówność lica

Nierówność lica występuje przy dużej szerokości rowka, nierównomiernym po-
dawaniu spoiwa przy ściegu zakosowym, układaniu lica ściegami prostymi, nie-
jednostajnym podawaniu spoiwa, utrzymywaniu łuku o zmiennych długościach.
Nierówność lica psuje wygląd estetyczny spoiny. W aparaturze spożywczej
lub farmaceutycznej mogą tu się tworzyć ogniska infekcji. W konstrukcjach
pracujących na wytrzymałość występują punkty działania karbu, które mogą
przejść w pęknięcia.

Nadmierny nadlew

Nadmierny nadlew lica spoiny powstaje przy niewłaściwej technice wykonywa-
nia, tzn. zbyt małej prędkości spawania i nieprawidłowym układzie ściegów lica.
Nadmierny nadlew spoiny powoduje miejscowe jej usztywnienie, a przy roz-
ciąganiu złącza spiętrza naprężenia na brzegach spoiny. Miejsce styku spo-
iny z materiałem spawanym bywa często nienależycie stopione i może być
przyczyną pęknięć.
W poprawnej spoinie nadlew powinien łagodnie przechodzić w materiał spawany.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 35

Podtopienia

Podtopienia spoiny występują po obu stronach jej lica i grani lub tylko z jed-
nej strony. Takie ubytki zmieniają pole przekroju złącza, a tym samym powo-
dują jego osłabienie. Podtopienia działają jak karb i dlatego są niebezpiecz-
ne w konstrukcjach spawanych obciążonych dynamicznie.
Wada ta występuje w spoinach czołowych i pachwinowych. Przyczyną pod-
topień bywa nadmierne natężenie prądu spawania, zbyt długi łuk lub niewła-
ściwe pochylenie uchwytu spawalniczego.

Krater

Krater powstaje przy nieumiejętnym zakończeniu spoiny. Przy spawaniu urzą-
dzeniem z zastosowaniem wypełniacza kraterów zjawisko to nie występuje.
Przyczyną powstawania krateru na końcu spoiny jest zbyt duże natężenie prądu
spawania oraz ciśnienie łuku elektrycznego, co powoduje wypływanie płynnego
metalu z jeziorka. Często po zakrzepnięciu w kraterze powstają pęknięcia roz-
chodzące się w różnych kierunkach. Pęknięcia te działają jak karb i są począt-
kiem niszczenia spoiny. Przy stwierdzeniu pęknięć należy je usunąć mechanicz-
nie. Aby uniknąć powstawania krateru, w złączach spawanych przy zakończeniu
spoiny trzeba stosować krótkie przerwy w spawaniu w celu wypełnienia wgłębie-
nia. Przy spawaniu konstrukcji można stosować płytki wybiegowe, na których
zaczyna się i kończy spoinę. Po zakończeniu spawania płytki wybiegowe należy
obciąć.

Przepalenie

Przepalenie występuje przy jednostronnym wykonywaniu wielościegowych spoin
(np. rury). Zjawisko to może zaistnieć, gdy na ścieg graniowy nakłada się na-
stępny ścieg. Przy układaniu drugiego ściegu spawacz może przepalić łukiem
na wylot ścieg graniowy. Takie zjawisko nazywa się przepaleniem. Praktyka do-
wiodła, że przepalenie należy traktować jak groźne pęknięcie.
W miejscu przepalenia następuje przyklejenie metalu, które działa jak groźne
pęknięcie.
Miejsce przepalenia należy wyciąć i ponownie spawać lub taką spoinę zdys-
kwalifikować.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 36

Wklęsłość lica

Wklęsłość lica spoiny zmniejsza jej przekrój nośny, co może być powodem
szybkiego zniszczenia złącza w pracy. Wadę tę należy usunąć przez ułoże-
nie jeszcze jednego ściegu spoiny. Układanie dodatkowego ściegu na zimną
spoinę wprowadza dodatkowe naprężenia, które mogą spowodować pęk-
nięcie spoiny.

Niesymetryczna spoina

Wada ta występuje w spoinach czołowych i pachwinowych. W spoinach czoło-
wych, przy układaniu ostatniego ściegu, może nastąpić rozlanie płynnego meta-
lu, który przy zetknięciu się poza spoiną z materiałem spawanym przykleja się.
Ten przypadek daje ostry karb w złączu. W spoinach pachwinowych, przy nie-
właściwym układaniu ściegu lub przy układaniu zbyt grubych ściegów spoiwo
rozlewa się i tworzy spoinę niesymetryczną. Spoina pachwinowa o niewłaści-
wych wymiarach nie pracuje całym przekrojem i może wprowadzić w błąd przy
ocenie jej wytrzymałości.
Grubość nośną spoiny mierzy się wysokością trójkąta równobocznego wpisa-
nego w profil spoiny.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 37

Niezgodności wewnętrzne złączy spawanych

Do niezgodnosci wewnętrznych zaliczamy takie wady, których nie da się stwier-
dzić przy oględzinach zewnętrznych. Są to: pęknięcia, porowatość, przykle-
jenie, przegrzanie, utlenianie i nawęglenie oraz wtrącenie obcego metalu.

Pęknięcia

Pęknięcia są najbardziej groźną wadą złączy spawanych, gdyż mogą szybko
doprowadzić do zniszczenia konstrukcji spawanych. Pęknięcia mogą wystą-
pić wzdłuż osi spoiny, w poprzek osi spoiny i jako promieniowe w różnych
kierunkach oraz w strefie wpływu ciepła. Pęknięcia są dwojakiego rodzaju:
na gorąco i na zimno.
Pęknięcia na gorąco występują w spoinie w czasie jej krzepnięcia. Zjawi-
sko to występuje wtedy, kiedy stosunek wysokości spoiny do jej szerokości
jest większy od jedności lub gdy stosuje się małe kąty ukosowania materiału
spawanego.
Pęknięcia na zimno te spowodowane są wzrostem naprężeń spawalniczych
lub obecnością wodoru.
Przyczynami pęknięć mogą być również: skład chemiczny materiału spawa-nego,
skład chemiczny spoiwa, zbyt sztywna konstrukcja, niewłaściwa tech-nologia
spawania, niewłaściwe podgrzanie strefy złącza spawanego oraz niskie kwalifi-
kacje spawacza. Spoiny, w których stwierdzono pęknięcia, należy wyciąć i po-
nownie spawać a następnie przeprowadzić powtórne badanie złacza.

Porowatość

Spoiny porowate otrzymuje się wtedy, gdy gazy wytworzone przez reakcje che-
miczne nie zdążą ujść ze stopionego metalu podczas krzepnięcia spoiny, ale zo-
stają w niej uwięzione w postaci pęcherzyków. Gazy - tlen, azot, wodór -dostają się
do procesu metalurgicznego z nieoczyszczonego spoiwa, nieoczysz-czonych kra-
wędzi spawanego metalu, niewłaściwej osłony gazu ochronnego oraz tlenków, azot-
ków i wodoru ze stopionych metali. Pory w spoinach mogą występować w miej-
scach byłych kraterów, które nie były głęboko przetopione. Na porowatość wpływają
również parametry spawania. Występuje ona przy nadmiernej prędkości spawania,
zbyt długim łuku elektrycznym oraz przy małym lub zbyt dużym natężeniu prądu
spawania. Sposób podawania spoiwa do łuku elektrycznego wpływa również na
porowatość spoiny - nagrzany koniec spoiwa wysuwany ze strefy gazu ochronnego
szybko utlenia się. Wprowadzenie do procesu metalurgicznego końca spoiwa utle-
nionego i z rozpuszczonymi gazami może być przyczyną porowatości.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 38

Przyklejenie

Przyklejenie jest wadą niebezpieczną, gdyż działa jak karb. Układany ścieg
spoiny powinien być wtopiony 1 - 2 mm w materiał lub ścieg poprzedni. Przy-
czyną powstawania przyklejenia może być za duża prędkość spawania, za-
nieczyszczona powierzchnia materiału spawanego oraz brak uwagi spawa-
cza na topienie się brzegów metalu spawanego. Przyklejenie występuje naj-
częściej miejscami, nie na całej długości spoiny (odcinkami).

Przegrzanie

Przegrzanie złącza spawanego następuje przy długim trzymaniu złącza w wy-
sokiej temperaturze. Przyczyną przegrzania może być zbyt powolne spawanie
lub za duże natężenie prądu spawania. W wyniku przegrzania następuje rozrost
ziaren, a SWC i spoina staje się mało ciągliwa.

Utlenienie

Utlenienie spoin występuje przy niewłaściwej ochronie gazem ochronnym.
Zjawisko niewłaściwej osłony występuje przy nieodpowiedniej wielkości dy-
szy, za małym lub za dużym wydatku gazu ochronnego, z powodu kształtu
złącza spawanego, a także z powodu pozycji spawania. Przyczyną utlenienia
spoiny może być zanieczyszczona powierzchnia materiału spawanego
i spoiwa lub spoiwo bez składników odtleniających. Spoiny z wtrąceniami
tlenków są kruche i o małej wytrzymałości. W złączach obciążonych dyna-
micznie spoiny takie należy wycinać i ponownie spawać.

Wtrącenia obcego metalu

Przy spawaniu w osłonie gazów ochronnych elektrodą nietopliwą mogą wystą-
pić w spoinie wtrącenia z wolframu. Zjawisko spadania kropli płynnego wolframu
do spoiny występuje przy stosowaniu elektrod wolframowych bez toru lub lanta-
nu, podłączeniu elektrody do bieguna dodatniego, stosowaniu zbyt dużych natę-
żeń prądu spawania, zajarzaniu elektrody bez iskrownika i płytek grafitu lub mie-
dzi, zanurzeniu elektrody w płynnym jeziorku lub dotknięciu elektrody prętem
spoiwa.
Drobne wtrącenia wolframu w spoinie nie wpływają na zmianę parametrów wytrzy-
małościowych. Duże wtrącenia, szczególnie w spoinach cienkich, jednościegowych,
należy wycinać, gdyż kulka wolframowa może być początkiem pękania spoiny.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 39

Bezpieczeństwo i Higiena Pracy przy spawaniu TIG

Różne odmiany łukowego spawania w osłonach gazów stwarzają podobne

zagrożenia dla zdrowia spawaczy i osób przebywających w miejscach spa-

wania. Różnice pomiędzy poszczególnymi odmianami mają głównie charak-

ter ilościowy. Do podstawowych elementów zagrożenia zdrowia ludzi prze-

bywających w miejscu spawania należy zaliczyć:

• oddziaływanie prądu elektrycznego,

•

promieniowanie nadfioletowe i podczerwone,

• oddziaływanie gazów i dymów spawalniczych.

Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym.

Oddziaływanie prądu elektrycznego na organizm ludzki sprowadza się do

uszkodzenia organów wewnętrznych lub zewnętrznych. Prąd elektryczny prze-

pływając przez ciało ludzkie poraża układ nerwowy, co przejawia się skur-

czem mięśni, zatrzymaniem oddechu oraz zakłóceniami pracy serca zabu-

rzeniami słuchu, zmysłu równowagi i wzroku, łuk elektryczny może wywołać

oparzenia zewnętrzne ciała nawet wtedy, gdy prąd przez nie przepływa. Na-

tężenie prądu przekraczające 0,05 A może powodować wypadki śmiertelne.

Natężenie prądu przechodzącego przez człowieka jest zależne od oporno-

ści całkowitej obwodu elektrycznego, przy czym oporność elektryczna orga-

nizmu ludzkiego stanowi większą część całkowitej oporności obwodu. Wiel-

kość ta nie jest stała i zależy od wilgotności naskórka w miejscu kontaktu

elektrycznego. Odzież wilgotna i zatłuszczona, a szczególnie pokryta pyłem

metalicznym, zwiększa znacznie niebezpieczeństwo porażenia elektryczne-

go. Aby przypadkowe dotknięcie ręką elementów urządzenia spawalniczego

znajdujących się pod napięciem nie spowodowało przepływu prądu przez

ciało spawacza, opór przepływu musi być dostatecznie duży; w tym celu

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 40

spawacz powinien, mieć założone rękawice ochronne.
Przy spawaniu w osłonach gazów zagrożenie spowodowane napięciem bie-
gu jałowego lub napięciem spawania jest podobne jak przy innych metodach
spa-wania łukowego.
Zwiększone niebezpieczeństwo występuje przy spawaniu elektrodą nietopli-
wą, zwłaszcza gdy urządzenia spawalnicze są wyposażone w jonizatory.
Stosunkowo trudno jest jednoznacznie określić minimalne napięcie prądu
elektrycznego groźne z uwagi na porażenia. Znane są wypadki porażenia
śmiertelnego prądem elektrycznym przy napięciu 60x120 V, będącym jak
wiadomo napięciem biegu jałowego większości spawarek

Promieniowanie nadfioletowe i podczerwone

Wymagana jest również ochrona oczu operatora przed promieniowaniem
świetlnym łuku. Przyłbice i maski spawalnicze mają okienko wykonane ze
szkła z odpowiednimi filtrami umożliwiającego równocześnie obserwację
obszaru spawania w czasie jarzenia się łuku jednocześnie pochłaniającymi
znaczną część energii promieniowania. W celu zapewnienia ochrony opera-
tora przed przypadkowym naświetleniem promieniowaniem łuku stosowane
są okienka ochronne, włączające automatycznie przesłony polaryzujące w
momencie zajarzenia łuku.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 41

Działanie gazów stosowanych przy spawaniu metodą TIG na
człowieka

Argon

Argon nie jest gazem trującym, lecz w większym stężeniu duszącym. Jego
szkodliwe działanie polega na wypieraniu powietrza ze strefy najbliższej pod-
łogi. Argon ma większą gęstość niż powietrze i opada do dołu, a w pomiesz-
czeniach zamkniętych (np. skrzyni) gromadzi się jak płyn. Przy większym
stężeniu argon powoduje zadyszkę, zawroty i bóle głowy, drgawki, a nawet
stan zapaści.
Argon wypełniając pomieszczenie wypiera powietrze, a tym samym tlen. Brak
tlenu w pomieszczeniu stwierdza się na podstawie pewnych objawów w orga-
nizmie człowieka:

• przy zawartości tlenu 12-16% zwiększa się częstotliwość odd

e

chów

i uderzeń tętna. Uniemożliwiony zostaje sposób jasnego myślenia oraz
następuje nieznaczny paraliż mięśni,

• przy zawartości tlenu od 9 do 14% następują zaburzenia w m

ózgu, co

daje nie

możliwość prawidłowego myślenia,

• przy zawartości tlenu od 6 do 10% występują mdłości, wymioty, zanik

świadom

o

ści i śpiączka,

• przy zawartości tlenu poniżej 6% dochodzi do zatrzymania odd

e

chu, a

serce może jeszcze pracować od 6 do 8 minut. Gdy nie ma pomocy,
n

a

stępuje zgon.

W przypadku stwierdzenia jakichkolwiek objawów natychmiast należy osoby
poszkodowane i znajdujące się w pobliżu usunąć z tego miejsca, pomiesz-
czenie dobrze przewietrzyć świeżym powietrzem.
Osoby, które straciły przytomność, należy natychmiast wynieść na świeże
powietrze i stosować sztuczne oddychanie (najlepiej "usta w usta") i sprowa-
dzić lekarza.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

1.7

AW 42

Działanie ciekłego argonu na or

ganizm ludzki

Gazem ciekłym (-185°C) należy posługiwać się z dużą ostrożnością. Przy
krótkotrwałym zetknięciu się z ciałem ludzkim wywołuje on skutki identyczne,
jak przy oparzeniu. Pary zimnego gazu w zetknięciu z twarzą niszczą oczy,
nie powodując jeszcze żadnych śladów na twarzy. Przy obsłudze nie można
dopuszczać do jakiegokolwiek kontaktu ciała z ciekłym gazem oraz parami
znad ciekłego gazu.
Wszystkie prace przy urządzeniach z ciekłym gazem należy wykonywać
w masce lub w specjalnych okularach, a ręce chronić skórzanymi rękawica-
mi. Rękawice muszą być luźne, aby można je było szybko zdjąć w razie
potrzeby. Należy również pamiętać, że nawet w rękawicach przedmiot zimny
można trzymać przez krótki czas.
Odzież ochronna nie powinna mieć kieszeni, a nogawki spodni powinny być
wyłożone na wierzchy butów - w przypadku polania ciekłym gazem, nie za-
trzyma się on na ubraniu.

Ozon

Ozon (0

3

) jest wytwarzany z tlenu (O

2)

na skutek działania promieni nadfiole-

towych. Ozon tworzy się nawet w odległości kilkudziesięciu centymetrów od
jarzącego się słupa łuku elektrycznego.
Ilość tworzącego się ozonu zależy od natężenia prądu spawania. Ozon po-
wstaje przy wszystkich metodach spawania, ale najwięcej wytwarza się przy
spawaniu metodą TIG, szczególnie stopów aluminium. Ozon powoduje pod-
rażnienie dróg oddechowych. Oddychanie powietrzem o znacznym stężeniu
ozonu może spowodować zapalenie płuc. Małe stężenia ozonu mogą spo-
wodować nieżyty oczu, nosa, gardła, uczucie lęku, depresje oraz bóle głowy.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Spawanie metodą TIG

1.7

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 43

Dymy spawalnicze

Podczas spawania wydzielają się pary metali i dymy, które składają się
z drobnych cząsteczek metali i ich tlenków. Wymiary cząstek metali są mniej-
sze od 1 mikrona, mogą więc dostawać się do pęcherzyków w płucach. Skład
chemiczny tych par metali i dymów zależy od składu chemicznego spawane-
go metalu i spoiwa. Na ilość wydzielanych dymów i par metali wpływa natę-
żenie prądu spawania. Ze wzrostem prądu spawania wzrasta ilość zanie-
czyszczeń powietrza. Przy spawaniu stali stopowych dymy zawierają tlenki żela-
za i chromu. Przy długotrwałym przebywaniu w tych dymach może wystąpić
pylica płuc. Aby uniknąć tych wszystkich szkodliwych zjawisk, należy stosować
dobrą wentylację stanowisk spawalniczych i pomieszczeń spawalni.

Literatura

1. Dobaj Edward "Maszyny i urządzenia spawalnicze". WNT, Warszawa 1994
2. Klimpel Andrzej "Technologia spawania i cięcia metali" .Wydawnictwo

Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997

3. Pierożek Bogumił, Lassociński Jacek "Spawanie łukowe stali w osło-

nach gazowych", WNT, Warszawa 1987

4. red. Turyk Eugeniusz "Technologia spawania i napawania stali, staliwa i

żeliwa". Instytut Spawalnictwa,Gliwice 1996

5. Pilarczyk Józef, Pilarczyk Jan "Spawanie i napawanie elektryczne metali".

Wyd. Śląsk, Katowice 1966

6. red. Pilarczyk Jan "Poradnik inżyniera. Spawalnictwo. Tom 2", WNT,

Warszawa 2005

Normy

1. PN-EN ISO 638:2008 "Materiały dodatkowe do spawania - pręty, druty

i stopiwa do spawania elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego
stali niestopowych i drobnoziarnistych - Klasyfikacja"

2. PN-EN ISO 6848:2008 "Spawanie i cięcie łukowe - Elektrody wolframowe

nietopliwe - Klasyfikacja"

3. PN-EN ISO 9692-1"Spawanie i procesy pokrewne - Zalecenia dotyczące

przygotowania złączy - Część 1: Ręczne spawanie łukowe, spawanie łuko-
we elektrodą metalową w osłonie gazów, spawanie gazowe, spawanie me-
todą TIG i spawanie wiązką elektronów stali"