1.11.21

1.11.21

1

1

PROCESY SPAJANIA

PROCESY SPAJANIA

Opracował

Opracował

dr inż. Tomasz Dyl

dr inż. Tomasz Dyl

1.11.21

1.11.21

2

2

Literatura

Literatura

1.

1.

Gourd L.M.: Podstawy Technologii

Gourd L.M.: Podstawy Technologii

Spawalniczych, WNT 1997.

Spawalniczych, WNT 1997.

2.

2.

Opartny-Myśliwiec Dąbrówka, Myśliwiec

Opartny-Myśliwiec Dąbrówka, Myśliwiec

Mieczysław.: Techniki wytwarzania:

Mieczysław.: Techniki wytwarzania:

spawalnictwo, Państwowe Wydawnictwo

spawalnictwo, Państwowe Wydawnictwo

Naukowe, Warszawa 1981.

Naukowe, Warszawa 1981.

3.

3.

Rosłanowski, Jan.: Praktyka warsztatowa :

Rosłanowski, Jan.: Praktyka warsztatowa :

zagadnienia spajania i cięcia materiałów,

zagadnienia spajania i cięcia materiałów,

WYD. AKADEMII MORSKA W GDYNI, Gdynia

WYD. AKADEMII MORSKA W GDYNI, Gdynia

2002.

2002.

1.11.21

1.11.21

3

3

Spawanie łukowe

Spawanie łukowe



Łuk elektryczny jest to trwałe wyładowanie

Łuk elektryczny jest to trwałe wyładowanie

elektryczne w atmosferze zjonizowanych różnych par i

elektryczne w atmosferze zjonizowanych różnych par i

gazów.

gazów.



Stanowi on strumień elektronów oraz dodatnich i

Stanowi on strumień elektronów oraz dodatnich i

ujemnych

jonów

pędzących

między

dwoma

ujemnych

jonów

pędzących

między

dwoma

przewodnikami, zwanymi elektrodami (anodą i

przewodnikami, zwanymi elektrodami (anodą i

katodą).

katodą).



Warunkiem niezbędnym do jarzenia się łuku jest

Warunkiem niezbędnym do jarzenia się łuku jest

jonizacja gazu i par wypełniających przestrzeń między

jonizacja gazu i par wypełniających przestrzeń między

elektrodami, czyli wytworzenie w niej naładowanych

elektrodami, czyli wytworzenie w niej naładowanych

cząsteczek, co powoduje, że gaz staje się

cząsteczek, co powoduje, że gaz staje się

przewodnikiem prądu elektrycznego.

przewodnikiem prądu elektrycznego.



Im większy jest stopień jonizacji, tym większe

Im większy jest stopień jonizacji, tym większe

występuje przewodnictwo elektryczne.

występuje przewodnictwo elektryczne.



Jonizację gazu wywołuje między innymi :

Jonizację gazu wywołuje między innymi :



wysoka temperatura,

wysoka temperatura,



wysokie napięcie,

wysokie napięcie,



przepływający prąd.

przepływający prąd.

1.11.21

1.11.21

4

4

Ręczne spawanie łukowe (111)

Ręczne spawanie łukowe (111)



Łuk elektryczny w sposób ciągły jarzy się w

Łuk elektryczny w sposób ciągły jarzy się w

środowisku żużli i topników, przy określonym

środowisku żużli i topników, przy określonym

napięciu zależnym od materiału rdzenia elektrody i

napięciu zależnym od materiału rdzenia elektrody i

jej otuliny, długości łuku oraz rodzaju atmosfery

jej otuliny, długości łuku oraz rodzaju atmosfery

gazu. Łuk spawalniczy stapia elektrodę i nadtapia

gazu. Łuk spawalniczy stapia elektrodę i nadtapia

łączone brzegi materiału.

łączone brzegi materiału.



Metal z elektrody stopiony z metalem spawanych

Metal z elektrody stopiony z metalem spawanych

części po zakrzepnięciu tworzy spoinę.

części po zakrzepnięciu tworzy spoinę.



Otulina elektrody stapiając się wraz z nią ułatwia

Otulina elektrody stapiając się wraz z nią ułatwia

utrzymywanie łuku elektrycznego.

utrzymywanie łuku elektrycznego.



Przez zjonizowanie jego przestrzeni wytwarza osłonę

Przez zjonizowanie jego przestrzeni wytwarza osłonę

gazową dla kropli metalu przelatujących przez łuk i

gazową dla kropli metalu przelatujących przez łuk i

tworzy żużel pokrywający ułożoną spoinę oraz

tworzy żużel pokrywający ułożoną spoinę oraz

wprowadza do niej odtleniacze i ewentualne

wprowadza do niej odtleniacze i ewentualne

składniki stopowe.

składniki stopowe.



Łuk elektryczny można podzielić na trzy obszary:

Łuk elektryczny można podzielić na trzy obszary:



katodowy,

katodowy,



anodowy,

anodowy,



słup łuku.

słup łuku.

1.11.21

1.11.21

5

5

Ręczne spawanie łukowe (111)

Ręczne spawanie łukowe (111)

1.11.21

1.11.21

6

6

Urządzenia do spawania elektrycznego

Urządzenia do spawania elektrycznego

łukowego

łukowego

Wymagania dotyczące spawalniczych źródeł prądu:

Wymagania dotyczące spawalniczych źródeł prądu:



posiadanie mocy odpowiedniej do wykonywanej pracy

posiadanie mocy odpowiedniej do wykonywanej pracy

(określa się ją jako iloczyn: natężenia prądu w obwodzie

(określa się ją jako iloczyn: natężenia prądu w obwodzie

spawalniczym, napięcia łuku i współczynnika efektywności

spawalniczym, napięcia łuku i współczynnika efektywności

nagrzewania materiału uwzględniającego straty ciepła przez

nagrzewania materiału uwzględniającego straty ciepła przez

promieniowanie i konwekcję wynoszącego 0,75 dla spawania

promieniowanie i konwekcję wynoszącego 0,75 dla spawania

ręcznego);

ręcznego);



możność regulowania wartości prądu spawania w zależności

możność regulowania wartości prądu spawania w zależności

od średnicy i rodzaju stosowanej elektrody oraz od pozycji

od średnicy i rodzaju stosowanej elektrody oraz od pozycji

spawania;

spawania;



wytwarzanie napięcia biegu jałowego umożliwiającego łatwe

wytwarzanie napięcia biegu jałowego umożliwiającego łatwe

zajarzenie łuku (ze względów bezpieczeństwa nie powinno

zajarzenie łuku (ze względów bezpieczeństwa nie powinno

przekroczyć 100 V dla prądu stałego i 70 V dla prądu

przekroczyć 100 V dla prądu stałego i 70 V dla prądu

zmiennego);

zmiennego);



natężenie prądu zwarcia

natężenie prądu zwarcia

I

I

z

z

mniejsze lub równe 1,5

mniejsze lub równe 1,5

I

I

prądu

prądu

spawania;

spawania;



elastyczna charakterystyka dynamiczna reagująca szybko na

elastyczna charakterystyka dynamiczna reagująca szybko na

gaśnięcie łuku (czas przywrócenia napięcia od 0 do napięcia

gaśnięcie łuku (czas przywrócenia napięcia od 0 do napięcia

jarzenia się łuku około 20 V nie powinien przekroczyć 0,05 s).

jarzenia się łuku około 20 V nie powinien przekroczyć 0,05 s).

1.11.21

1.11.21

7

7

Urządzenia do spawania elektrycznego

Urządzenia do spawania elektrycznego

1.11.21

1.11.21

8

8

Elektrody

Elektrody



Elektrody do spawania ręcznego

Elektrody do spawania ręcznego

mają kształt pręta, mogą być

mają kształt pręta, mogą być

nietopliwe (węglowe, wolframowe)

nietopliwe (węglowe, wolframowe)

lub topliwe.

lub topliwe.



Wśród topliwych rozróżnia się

Wśród topliwych rozróżnia się

nieotulone (gołe) oraz otulone o

nieotulone (gołe) oraz otulone o

długości zależnej od średnicy i

długości zależnej od średnicy i

rodzaju elektrody.

rodzaju elektrody.

1.11.21

1.11.21

9

9

Elektrody

Elektrody



Elektrody otulone składają się z dwu elementów:

Elektrody otulone składają się z dwu elementów:



rdzenia (metaliczna część elektrody w postaci drutu

rdzenia (metaliczna część elektrody w postaci drutu

pełnego, drutu proszkowego, pręta lanego, spiekanego itp.),

pełnego, drutu proszkowego, pręta lanego, spiekanego itp.),



otuliny.

otuliny.



Druty na rdzenie elektrod mają różny skład

Druty na rdzenie elektrod mają różny skład

chemiczny dobierany do rodzaju spawanego

chemiczny dobierany do rodzaju spawanego

materiału.

materiału.



Otuliny elektrod zawierają substancje żużlotwórcze,

Otuliny elektrod zawierają substancje żużlotwórcze,

gazotwórcze, odtleniające, stabilizujące i wiążące.

gazotwórcze, odtleniające, stabilizujące i wiążące.



W elektrodach otulonych o rdzeniu metalowym

W elektrodach otulonych o rdzeniu metalowym

topnik i drut są zespolone, co umożliwia regulację w

topnik i drut są zespolone, co umożliwia regulację w

szerokim zakresie składu chemicznego stopiwa.

szerokim zakresie składu chemicznego stopiwa.



Przy spawaniu różnych gatunków materiałów jest to

Przy spawaniu różnych gatunków materiałów jest to

szczególnie ważną zaletą, na przykład przy spawaniu

szczególnie ważną zaletą, na przykład przy spawaniu

stali nisko- i średniostopowych stosuje się zawsze

stali nisko- i średniostopowych stosuje się zawsze

taki sam rdzeń ze stali niskowęglowej, a składniki

taki sam rdzeń ze stali niskowęglowej, a składniki

uzupełnia się poprzez otulinę.

uzupełnia się poprzez otulinę.

1.11.21

1.11.21

10

10