http://www.ciop.pl/15826.html STANOWISKO PRACY SPAWACZA - Procesy spawalnicze źródło: opracowania: "Charakterystyka zagrożeń chemicznych i pyłowych w środowisku pracy spawacza", dr inż. Krzysztof Benczek, CIOP-PIB "Charakterystyka zagrożeń promieniowaniem optycznym w środowisku pracy spawacza", dr inż. Agnieszka Wolska, mgr inż. Andrzej Pawlak

Co to jest spawanie?

  Spawanie jest to 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 zespalają się. Podczas spawania dodaje się zwykle spoiwo (dodatkowy metal) stapiające się wraz z materiałem podstawowym, w celu wzmocnienia spoiny. ( Link : Spawanie)

 Podział metod spawania zależy m.in. od: rodzaju nośnika energii, materiału podłoża, sposobu wykonania, celu spawania, przebiegu spawania. Najbardziej ogólnym podziałem rodzajów spawania jest podział ze względu na rodzaj nośnika energii. Podział ten jest również najczęściej stosowanym przy ocenie zagrożenia spawacza promieniowaniem optycznym emitowanym podczas procesu spawania.

Rodzaje spawania ze względu na rodzaj nośnika energii

( Spawanie)

Spawanie gazowe

  W technologii spawania gazowego do rozgrzewania łącznych elementów wykorzystuje się ciepło płomienia powstałego wskutek spalania mieszanki acetylenu lub propanu z tlenem. Podczas spawania w płomieniu rozgrzewa się też specjalny drut, który topiąc się, pokrywa spoinę, dodatkowo ją wzmacniając. Najczęściej wykorzystuje się mieszankę acetylenu z tlenem gdzie spalanie acetylenu zachodzi w temperaturach do 3 200°C. Spawanie to stosowane jest do łączenie blach o grubości od 0,4 mm do 40 mm.






Spawanie gazowe metodą MIG-MAG (drut SPG2 o średnicy 1,0 mm; materiał spawany - stalowe haki, prąd spawania 200 A)










Spawanie gazowe stali ST3S z wykorzystaniem mieszanki acetylenu i tlenu w stosunku 4:1






Spawanie elektryczne (łukowe)

  W technologii spawania elektrycznego ciepło wytwarzane jest w łuku elektrycznym powstałym pomiędzy elektrodą a łączonymi częściami. Wykonuje się je z wykorzystaniem spawarki, która jest źródłem elektronów o dużej gęstości, których przepływ generuje łuk elektryczny. Spawanie to stosowane jest do spawania blach o grubości od 1 mm do 80 mm. Podstawowe rodzaje spawania elektrycznego to:

• spawanie elektrodami otulonymi

• spawanie łukiem krytym

• spawanie w osłonie gazów, gdzie wyróżnia się następujące metody:
  
  - Metoda MIG  (Metal Inert Gas) - jest to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (argon, hel, argon + hel). Metoda ta jest stosowana do spawania i napawania we wszystkich pozycjach w sposób automatyczny lub półautomatyczny.
  
  - Metoda MAG (Metal Active Gas) - jest to spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego chemicznie (CO2, CO2 + gaz obojętny).
  
  - Metoda TIG (Tungsten Inert Gas) - jest to spawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych (Ar, He, Ar + He). Umożliwia ona spawanie prawie wszystkich metali i ich stopów oraz łączenie ze sobą różnych metali i stopów. Uzyskiwany metal spoiny jest stopem roztopionej części materiału rodzimego i spoiwa (drut, pręt, pałeczka) podawanego w strefę jarzenia się łuku.

Spawanie elektryczne w osłonie CO2 (drut spawalniczy miedziowany o średnicy 1,2 mm, materiał spawany - blacha zimnowalcowana, prąd spawania 120 A)










Spawanie elektryczne - elektrody zasadowe gruboziarniste ze stali niskowęglowych EVB 47 o średnicy 3,25 mm, prąd spawania 140 A.




Spawanie laserowe - jest to rodzaj techniki spawania polegający na stapianiu obszaru styku wiązką promieniowania laserowego. Spawanie takie prowadzone jest w osłonie gazu obojętnego i zapewnia dużą wytrzymałość spoin.

Spawanie elektronowe(spawanie wiązką elektronową) - rodzaj techniki spawania metali, polegające na nagrzewaniu miejsca łączenia przy pomocy wiązki elektronowej. Do spawania tą techniką służy spawarka elektronowa, w której źródłem elektronów jest działo elektronowe. Elektrony są przyspieszane napięciem rzędu dziesiątków kV. Charakterystycznymi cechami spawania elektronowego jest to, że spawanie odbywa się najczęściej w środowisku próżni oraz, że spoina tworzy się przez stopienie brzegów łączonych detali.

Rodzaje procesów spawalniczych

  W procesach spawalniczych uzyskuje się trwałe połączenie metalowych przedmiotów spoiną powstałą w wyniku stopienia łączonych przedmiotów lub też poprzez stopienie dodatkowego metalu z powierzchnią łączonych elementów. Energia potrzebna do stopienia metali dostarczana jest przez łuk elektryczny, płomień, wiązkę elektronów lub promień lasera. Pewną odmianą spawania jest spawanie tarciowe, w którym spawane elementy (najczęściej aluminium) łączą się w temperaturze uzyskiwanej w wyniku tarcia, niższej od temperatury topnienia. Takie spawanie umożliwia otrzymania połączeń bez wprowadzania spoiwa i gazów osłonowych. Powierzchnie metali pokryte są nalotami i warstwami tlenków, które w przypadku metali ulegających pasywacji są grube, odporne mechanicznie i szczelne.

  W celu zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości połączenia spawane powierzchnie muszą być odpowiednio przygotowane i pozbawione zanieczyszczeń. Najpopularniejszą metodą spawania, jest spawanie w łuku elektrycznym elektrodami otulonymi. W trakcie trwania procesu spawania łuk elektryczny jarzy się między końcem pokrytej otuliną metalowej elektrody a spawanym materiałem. Powstające w wyniku tego gazy i żużel chronią powstałe ciekłe jeziorko spawalnicze przed wpływem atmosfery i zbyt szybkim chłodzeniem. W zależności od rodzaju łączonych materiałów należy stosować odpowiednie elektrody, które są wytwarzane w setkach różnych odmian.

  Większość elektrod otulonych składa się z metalowego rdzenia i zewnętrznej otuliny. Stosuje się otuliny gazotwórcze, które w wyniku działania łuku wytwarzają duże ilości gazu, oraz otuliny żużlowe wytwarzające głównie żużel. Odmianą spawania elektrodą otuloną jest spawanie łukiem krytym. W tej metodzie łuk jarzy się pod warstwą topnika i nie jest widoczny z zewnątrz - taki sposób charakteryzuje się niską emisją dymów spawalniczych i brakiem rozprysku metali.
  Często stosuje się metodę spawania łukowego w osłonach gazowych zabezpieczających wytwarzaną spoinę przed kontaktem z atmosferą. W procesach spawania automatycznego lub półautomatycznego można stosować elektrodę topliwą, zazwyczaj w postaci drutu lub elektrodę nietopliwą, zazwyczaj wykonaną z wolframu lub jego stopów. Metodą łączącą cechy kilku sposobów spawania jest spawanie łukowe drutem z rdzeniem proszkowym, można je przeprowadzać w osłonie gazowej, lub bez takiej osłony. Ten rodzaj spawania polega na wytwarzaniu spoiny z brzegów łączonych materiałów i stopionego drutu proszkowego. Łuk elektryczny powstaje pomiędzy metalową osłoną rurkową drutu zawierającego rdzeń proszkowy, a przedmiotem spawanym. Rdzeń drutu spełnia rolę analogiczną do otuliny elektrod otulonych i topnika stosowanego przy spawaniu łukiem krytym.

---