Spawaniem- nazywane jest trwałe łączenie metali przez stopienie ich brzegów lub przez utworzenie spoiny. Spoinę można uzyskać przez stopienie tylko materiału rodzimego, tj. metalu łączonych części, albo też z dodaniem materiału dodatkowego, nazywanego spoiwem.
Rozróżnia się różnego rodzaju spoiny:
1. czołowa V w złączu czołowym
2. czołowa X w złączu doczołowym
3. czołowa ½ V w złączu teowym
4. czołowa K w złączu teowym
5. grzbietowa w złączu przylgowym
6. pachwinowa w złączu teowym
7. pachwinowa w złączu zakładkowym
8. pachwinowa w złączu narożnym
9. pachwinowo – wieńcowa
Przykłady najczęściej stosowanych złącz:
1. doczołowe
2. zakładkowe
3. przylgowe
4. kątowe
5. narożne
6. teowe
7. krzyżowe
Do stopienia brzegów metali łączonych oraz do wytworzenia spoiwa musi być dostarczona duża ilość ciepła. Ciepłem tym jest najczęściej ciepło wydzielającego się łuku elektrycznego. W tym przypadku mamy do czynienia ze spawaniem elektrycznym –
łukowym.
Źródłem energii jest prąd elektryczny o małym napięciu 25-30 V i dużym natężeniu, wytwarzany w maszynie elektrycznej i doprowadzony do stanowiska przewodami spawalniczymi. Przewód dodatni + podłączony jest zaciskiem do stołu spawalniczego na którym leży spawany przedmiot. Przewód ujemny – podłączony jest do uchwytu spawalniczego w którym zamocowana jest elektroda. Rękojeść uchwytu, którą trzyma
pracownik jest dobrze izolowana. Spawacz przystępujący do pracy musi być zabezpieczony przed promieniowaniem łuku maską z filtrami, specjalnym ubraniem ochronnym i rękawicami skórzanymi.
Proces spawania topliwą elektrodą otuloną przebiega w następujący sposób: Pod metalowym rdzeniem elektrody, utworzone jest jeziorko metalu stopionego łukiem.
Otulina stapiając się tworzy koszulkę osłaniającą łuk, oraz osłonę gazową nie dopuszczając powietrza do stopionego metalu. W wyniku topienia się otuliny powstaje oprócz osłony gazowej płynny żużel, który wypływa na powierzchnię jeziorka i po zastygnięciu tworzy na spoinie kruchą skorupę. Zastygły żużel odpryskuje sam, na skutek skurczu spoiny, albo trzeba go odbić młotkiem .Podczas formowania spoiny rodzimy metal zostaje stopiony na pewną głębokość, nazywaną wtopem. Spawanie cienkiego materiału odbywa się elektrodami o małych średnicach, a materiału grubego – elektrodami grubszymi. Spawanie łukowe może odbywać się prądem stałym lub przemiennym. Jeżeli spawanie odbywa się prądem stałym, to elektroda powinna stanowić ujemny biegun łuku, a przedmiot spawany – biegun dodatni. Jest to podyktowane tym, że na biegunie dodatnim wytwarza się więcej ciepła niż na biegunie ujemnym. W celu zajarzenia łuku dotyka się elektrodą do przedmiotu lub lekko pociera się nią o powierzchnię przedmiotu, aby zamknąć obwód prądu, po czym odrywa się ją od powierzchni przedmiotu i wtedy powstaje łuk na odległości równej w przybliżeniu średnicy elektrody.
Oprócz spawania łukowego z elektrodą topliwą jest również spawanie łukowe z elektrodą nietopliwą, tzn. taką, która nie topi się w procesie spawania. Między przedmiotem spawanym a elektrodą wolframową, jarzy się łuk elektryczny, w którym stapia się metalowy pręt (spoiwo). Aby ochronić ciekły metal przed powietrzem, stosuje się gazy ochronne obojętne, najczęściej argon lub mieszanki argonu i dwutlenku węgla.
Spawarką nazywane jest całe urządzenie spawalnicze łącznie z kablami, zaciskami itp.
W zależności od prądu, jaki jest użyty do spawania, dzieli się spawarki na spawarki prądu stałego i spawarki prądu przemiennego.
Głównym zespołem spawarki prądu stałego jest maszyna elektryczna pobierająca prąd z sieci i przetwarzająca go na prąd właściwy do spawania. Maszyna taka, nazywana przetwornicą, składa się z silnika elektrycznego napędzającego prądnicę prądu stałego. Silnik i prądnica są zwykle zbudowane na wspólnym wale. Do spawania prądem stałym stosowane są również
prostowniki spawalnicze. Do spawania prądem przemiennym są stosowane transformatory spawalnicze, przetwarzające prąd przemienny wysokiego napięcia na prąd przemienny
o małym napięciu. Nałożony materiał wzdłuż przesuwu elektrody podczas układania spoiny nazywamy ściegiem.
Gdy elektroda przesuwana jest po linii prostej, co ma miejsce przy spoinach wąskich, występuje ścieg prosty.
Jeżeli natomiast topiony metal ma być rozprowadzony na większej szerokości i konieczne są ruchy boczne elektrody, wtedy wykonywany ścieg nazywany jest ściegiem zakosowym.
Przed wykonaniem spoiny brzegi metali łączonych muszą mieć ścięcia boczne nazywane ukosowaniem.
PODZIAŁ ELEKTROD wg OTULINY .
Elektrody dzielą się pod względem otuliny :
1. Elektrody o otulinie kwaśnej A –głównym składnikiem są tlenki żelaza , tlenki krzemu, tlenki manganu i żelazo – mangan . EA 1,46 .
2. Elektrody o otulinie zasadowej B –głównymi składnikami są sproszkowane węglany wapnia, magnezu i fluoryt . EB 2,5 .
3. Elektrody o otulinie celulozowej C –głównymi składnikami jest celuloza ,mączka drzewna, mielony węgiel drzewny . EC .
4. Elektrody o otulinie odtleniającej O –głównymi składnikami są tlenki krzemu i tlenki manganu .EO 242 .
5. Elektrody o otulinie rutylowej R –głównymi składnikami jest rutyl [dwutlenek tytanu TIO 2 ]
stosuje się także ilmenit . ER 3,46 .
6. Elektrody o otulinie rutylowo – kwaśnej RA –głównymi składnikami jest rutyl i tlenki żelaza
, manganu , krzemu i żelazo – mangan .ERA .
7. Elektrody o otulinie specjalnej mogą być różne składniki bliżej niesprecyzowane .
Przykładowe oznaczenie elektrod :
- do stali węglowych ;A; ;R;
EA-1,42 – biała
EA-1,46 – niebieska
ER-1,42 – zielona
ER-146 – różowa
- do stali o podwyższonych właściwościach wytrzymałościowych ;B;
EB-1,46 – fioletowa
EB-1,50 – pomarańczowa
- do stali niskostopowych odpornych na korozję ciśnienie i temperaturę ES-10 HB
ES-9 Cu B
ES-Mo R
ES-2 Cu Mo R : - gdzie:
ES- elektrody stopowe
2 Cu Mo –symbol chemiczny
R – rodzaj otuliny
- do napawania
EN – 350 B
-do spawania miedzi
E Cu- GT - rdzeń z miedzi
- do spawania żeliwa
EśM [GB ] - G grafitowa B zasadowa .