Laboratorium z spawalnictwa
ćwiczenie nr 4	Paweł Nosek gr 21 A	Ocena:

Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z metodą automatycznego spawania łukiem krytym.

2.Wiadomości ogólne.

Wyposażenie stanowiska:

-automat spawalniczy;

-źródło prądu spawalniczego;

-szafka sterownicza;

-przewody elektryczne;

-komplet kluczy;

-topnik;

-drut elektrodowy;

-blachy stalowe do spawania doczołowego;

-blachy stalowe do spawania pachwinowego na zakładkę;

-szczotka druciana;

-sekundomierz;

-waga;

-suwmiarka.

Automatyczne spawanie łukiem krytym jest odmianą spawania elektrycznego. Spawanie łukiem krytym polega na tym , że łuk powstaje i jarzy się między topliwą elektrodą w postaci gołego drutu , a metalem spawanym pod warstwą topnika i jest z zewnątrz niewidoczny. Drut elektrodowy odwija się z bębna ciągnięty przez kółka radełkowe napędzane silnikiem elektrycznym. Przed drutem elektrodowym sypie się z leja topnik w postaci proszku spełniający podobną rolę co otulina na elektrodach do spawania ręcznego. Osłony blaszkowe zapobiegają rozsypywaniu się topnika na boki. Ciepło łuku elektrycznego topi elektrodę , nadtapia łączone brzegi elementów spawanych i stapia część topnika , który w postaci żużla wypływa na powierzchnię spoiny. Nadmiar topnika zasysany jest za pomocą węża z powrotem do leja. Warstwa żużla w czasie stygnięcia kurczy się sama i na ogół łatwo daje się usunąć za pomocą szczotki. Przewody elektryczne doprowadzają prąd do spawania. Podkładka miedziana zabezpiecza metal spoiny przed wyciekaniem. Bęben z drutem elektrodowym , lej z topnikiem , urządzenie zasysające nadmiar topnika oraz osłony zmontowane są na głowicy , która przesuwa się wzdłuż rowka spawalniczego.

Proces spawania łukiem krytym odbywa się półautomatycznie lub automatycznie. Proces spawania łukiem krytym charakteryzuje się oszczędnym zużyciem drutu elektrodowego , gdyż znaczna część przekroju poprzecznego spoiny powstaje z przetopionych brzegów elementów spawanych i mniejszych strat na rozprysk i upał. Straty na rozprysk i upał wynoszą zaledwie około 2% ciężaru drutu elektrodowego. Stosuje się tu znacznie większą gęstość prądu ok. 50 - 150 A/mm². Przy spawaniu łukiem krytym wydziela się mała ilość gazów szkodliwych dla zdrowia , następuje zapobieżenie szkodliwemu oddziaływaniu promieniowania łuku elektrycznego na oczy i ciało spawacza.

Warunki technologiczne automatycznego spawania łukiem krytym określane są przez: natężenie prądu, napięcie łuku elektrycznego , szybkość spawania , szybkość podawania drutu elektrodowego do strefy łuku elektrycznego, średnicę drutu elektrodowego , pochylenie drutu elektrodowego w stosunku do powierzchni spawanego metalu , pochylenie spoiny w stosunku do poziomu i kierunek spawania oraz sposób przygotowania i zestawienia łączonych brzegów. Natężenie prądu spawania ma wpływ na ilość wydzielonego przez łuk ciepła , co powoduje stopienie większej ilości drutu elektrodowego i spawanego metalu oraz siłę magnetycznego podmuchu łuku. Równocześnie zwiększa się energia łuku i siła magnetycznego podmuchu łuku , który intensywniej odsuwa płynny metal , wskutek czego łuk elektryczny może dotrzeć do nie stopionego jeszcze metalu i stopić go zwiększając w ten sposób głębokość wtopienia. Napięcie łuku wzrasta wraz z zwiększeniem jego długości. Im większa jest długość łuku , tum bardziej błądzi on po powierzchni jeziorka płynnego metalu , z tym mniejszą siłą odsuwa stopiony metal chroniący dalsze warstwy materiału rodzimego przed stopieniem , w wyniku czego zmniejsza się głębokość wtopienia a zwiększa szerokość spoiny przy jednoczesnym wzroście ilości stopionego żużla przez co wzrasta zużycie topnika.

Szybkość spawania przy stałej mocy łuku ma istotny wpływ na kształt spoiny, ponieważ jest parametrem decydującym o ilości wydzielającego się ciepła i ilości stopionego drutu elektrodowego przypadającego na jednostkę długości spoiny. W zakresie szybkości spawania 10-40 m/h zmienia się szerokość ściegu stopiwa , przy czym zmniejszenie jej o 10 m/h zwiększa szerokość ściegu o 2-3 mm. Przy szybkościach spawania w zakresie 60 do 80 m/h odprowadzenie ciepła z nakładanej spoiny przez zimny materiał rodzimy jest tak duże , że krawędzie spoiny nie stapiają się z podłożem. Zjawiska tego można uniknąć pochylając elektrodę w kierunku spawania lub przez odpowiednie zwiększenie napięcia łuku. Szybkość posuwu drutu elektrodowego decyduje o wielkości napięcia łuku , a tm samym na sposób układania się ściegu stopiwa. Wielkość średnicy drutu elektrodowego przy utrzymaniu stałej gęstości prądu wpływa bardzo nieznacznie na kształt spoiny. Pochylenie drutu elektrodowego w stosunku do spawanego metalu stosowane bywa dla zmniejszenia głębokości wtopienia i obniżenia wysokości nadlewu spoiny. Natomiast pochylenie przedmiotu spawanego powoduje , że spawanie prowadzone jest w górę lub w dół.

W zależności od sposobu wytwarzania , składu chemicznego oraz przeznaczenia rozróżniamy topniki spiekane i aglomerowe. Topniki spiekane i aglomerowe można zaliczyć do grupy topników ceramicznych. Pod względem chemicznym najczęściej stosowany jest podział topników na podstawie zawartości krzemu i manganu. Ze względu na zawartość SiO₂ na niskorzemowe i wysokokrzemowe. Najczęściej stosowany jest podział według zawartości manganu - na topniki bezmanganowe , nisko- , średnio- i wysokomanganowe. Pod względem zasadowości rozróżniamy topniki kwaśne , neutralne i zasadowe.

Topniki topione są stosowane do spawania łukiem krytym oraz do spawania elektrożużlowego. W skład ich wchodzą następujące związki tlenoe: SiO₂ , MnO, MgO, CaO, Al₂O₃ , oraz inne składniki jak CaF₂ , S , P itp. Do spawania łukiem krytym stosuje się topniki w postaci ziarenek o wielkości w granicach od 0.06 - 4 mm.

Druty elektrodowe do spawania konstrukcyjnych stali niskowęglowych i stali o podwyższonej wytrzymałości zawierają małą zawartość węgla i różną zawartość manganu zależną od rodzaju stosowanego topnika. Druty elektrodowe mogą zawierać: 0.3 - 0.6 % Mn , 0.8 - 1.2 % Mn lub 1.5 - 2.5 % Mn.

Do spawania łukiem krytym używamy drutu elektrodowego o składzie chemicznym zbliżonym do składu spawanej stali. średnica drutu elektrodowego wynosi 1.2 - 8 mm. Druty elektrodowe do spawania łukiem krytym powinny być dokładnie oczyszczone , powierzchnia ich nie może być pokryta rdzą , zgorzeliną , smarami lub uszkodzona. Nawet przy nieznacznym zanieczyszczeniu drutu pojawiają się pęcherze. Ze względu na stan powierzchni druty elektrodowe przeznaczone do spawania automatycznego pod topnikiem powinny być miedziowane.

3. Parametry spawania automatycznego łukiem krytym złączy doczołowych

grubość blachy [mm]	numer warstwy	średnica drutu elektrodowego [mm]	natężenie prądu spawalniczego [A]	napięcie łuku [V]	szybkość spawania [m/h]
6	1R 2A	5	190 - 220 600 - 630	35 - 40	50
7	1R 2A	5	190 - 220 630 - 650	35 - 40	47
8	1R 2A	5	190 - 220 650 - 700	35 - 40	46
9	1R 2A	5	190 - 220 700 - 750	35 - 40	43
10	1R 2A	5	190 - 220 650 - 700	34 - 38	25
11	1R 2A	5	190 - 220 700 - 750	34 - 38	25
12	1R 2A	5	190 - 220 750 - 800	34 - 38	25
13	1R 2A	5	190 - 220 800 - 850	34 - 39	25
14	1A 2A	5	650 - 700 700 - 750	38 - 40 37 - 39	27 28
16	1A 2A	5	600 - 650 650 - 700	38 - 40 37 - 39	22 27
18	1A 2A	5	700 - 750 750 - 800	38 - 40 38 - 40	24 22
20	1A 2A	5	800 - 850 800 - 850	36 - 38 36 - 38	22 25
22	1 2 3	5	650 - 700 700 - 750 700 - 750	36 - 38 36 - 38 36 - 38	26 23 14
24	1 2 3	5	650 - 700 700 - 750 700 - 750	36 - 38 36 - 38 36 - 38	25 22 14
26	1 2 3	5	700 - 750 700 - 750 700 - 750	36 - 38 38 - 40 36 - 38	25 18 14
28	1 2 3	5	750 - 800 750 - 800 750 - 800	36 - 38 38 - 40 36 - 38	25 15 14
30	1 2 3	5	750 - 800 750 - 800 750 - 800	36 - 38 38 - 40 36 - 38	27 18 17

---