Politechnika Świętokrzyska Wydział Mechaniczny	Laboratorium spawalnictwa
Michał Reczyński Gr 23 C	Temat: Spawanie łukiem krytym.
Rok 2 semestr 2	Zaliczenie: podpis:

Schemat spawania łukiem krytym.

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

Automatyczne spawanie łukiem krytym jest odmianą spawania elektrycznego. Spawanie łukiem krytym polega na tym, że łuk powstaje i jarzy się między elektrodą w postaci gołego drutu, a metalem spawanym pod warstwą topika i jest z zewnątrz niewidoczny.

Drut elektrodowy odwija się z bębna ciągnięty przez kółka radełkowane napędzane silnikiem elektrycznym. Przed drutem elektrodowym sypie się topik w postaci proszku spełniający podobną rolę, co otulina na elektrodach do spawania ręcznego. Osłon blaszane zapobiegają rozsypywaniu się topika na boki. Ciepło łuku elektrycznego topi elektrodę, nadtapia łączone brzegi elementów spawanych i stapia część topika, który w postaci żużla wypływa na powierzchnię spoiny. Nadmiar topika zasysany jest za pomocą węża z powrotem do leja. Warstwa topika podczas stygnięcia kurczy się sama i na ogół łatwo daje się usunąć za pomocą szczotki. Proces spawania łukiem krytym odbywa się półautomatycznie lub automatycznie.

Spawanie to charakteryzuje się oszczędnym zużyciem drutu, gdyż znaczna część przekroju poprzecznego spoiny powstaje z przetopionych brzegów elementów łączonych i mniejszych strat na rozprysk i upał. Straty na rozprysk i upał wynoszą zaledwie ok. 2% ciężaru drutu elektrodowego. Stosuje się tu znaczniewiększą ęstość prądu ok. 50 -150 [A/mm²] - a przykładowo prz spawaniu ręcznym gęstość wynosi 10 -15 [A/mm²]. Przy spawaniu ręcznym do topienia metali wykorzystuje się ok.30% ciepła łuku, a pod topnikiem ok. 85%. Dzięki skutecznemu odizolowaniu procesu spawania od szkodliwego działania lenu i azotu, z powietrza uzyskuje się podwyższenie jakości spoiny. Przy spawaniu łukiem krytym powstaje mała ilość szkodliwych dla zdrowia gazów, następuje zapobieżenie szkodliwemu działaniu promieniowania łuku elektrycznego na oczy i ciało.

Warunki technologiczne spawania łukiem krytym określane są przez: natężenie prądu, napięcie łuku, szybkość spawania, szybkość podawania drutu, średnicę drutu, pochylenie drutu w stosunku do powierzchni spawania, pochylenie spoiny w stosunku do poziomu i kierunek spawania, 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 na siłę magnetycznego podmuch łuku. Równocześnie zwiększa się energia łuku i siła magnetycznego podmuchu łuku, który intensywniej rozsuwa płynny metal, wskutek czego łuk może dotrzeć do nie stopionego metalu i stopić go zwiększając w ten sposób głębokość wtopienia.

Napięcie łuku wzrasta wraz ze zwiększeniem jego długości. Im większa jest długość łuku, tym bardziej błądzi on po powierzchni jeziorka płynnego metalu, z tym mniejszą siłą odsuwa stopiony metal chroniący dalsze warstwy rodzimego materiału przed stopieniem, w wyniku czego zmniejsza się głębokość wtopienia a zwiększa szerokość spoiny przy jednoczesnym wzroście ilości stopionego żużla przez co wzrasta zużycie topika.

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 spoiwa, przy czym zmniejszenie jej o 10 m/h zwiększa szerokość ściegu o 2 - 3 mm. Przy szybkościach spawania w zakresie 60 - 80 m/h i większych 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 odwrotnym do posuwu lub przez odpowiednie zwiększenie napięcia łuku.

Szybkość posuwu drutu elektrodowego do łuku elektrycznego decyduje o wielkości napięcia łuku, a tym 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 powierzchni spawanej stosowane bywa do zmniejszenia głębokości wtopienia i zmniejszenia nadlewu spoiny. Natomiast pochylenie przedmiotu spawanego powoduje, że spawanie prowadzone jest w górę lub w dół. Spawanie w górę powoduje szybki odpływ płynnego metalu pod wpływem działania siły ciężkości i siły magnetycznego podmuchu łuku, wskutek czego odsłania się materiał rodzimy, który zostaje przetopiony na większej głębokości. W rezultacie powiększa się wysokość nadlewu i pogarsza wyląd spoiny wskutek powstawania nacieków i podtopień. Przy spawaniu w dół zachodzi odwrotne zjawisko. Płynny metal pod wpływem siły ciężkości podpływa pod łuk elektryczny ochraniając materiał rodzimy od działania wysokiej temperatury łuku powodując mniejsze wtopienie i zmniejsza wysokość nadlewu.

Automatyczne spawanie łukiem krytym wymaga odmiennego sposobu przygotowania brzegów materiału. Kształt przygotowanych brzegów do spawania wywiera wpływ na kształt spoiny. Zbyt duże zukosowanie i zwiększenie szczeliny zestawienia spawanych brzegów powoduje zmniejszenie wysokości nadlewu.

W zależności od sposobu wytwarzania, składu chemicznego oraz przeznaczenia rozróżniamy topiki spiekane topione i aglomerowane. Topiki spiekane i aglomerowane można zaliczyć do grupy topików ceramicznych. Pod względem chemicznym najczęściej stosowany jest podział topików na podstawie zawartości krzemu i manganu. Ze względu na zawartość SiO₂ na niskokrzemowe i wysokokrzemowe. Najczęściej stosowany jest podział według zawartości manganu na topiki bezmanganowe, nisko-, średnio- i wysokomanganowe. Pod względem zasadowości rozróżniamy topiki kwaśne, neutrale i zasadowe. Topiki topione są stosowane do spawania łukiem krytym raz do spawania elektrożużlowego. W skład ich wchodzą następujące związki: SiO₂, MnO, MgO, CaO, Al₂O₃ oraz inne składniki. Do spawania łukiem krytym stosuje się topiki w postaci ziarenek o wielkości 0,06-0,4mm.

Druy elektrodowe do spawania konstrukcyjnych stali niskowęglowych i stali o podwyższonej wytrzymałości zawierają mało węgla (max. 0,12%) i różną zawartość manganu zależną od rodzaju stosowanego topika.

Do spawania łukiem krytym używamy drutu elektrodowego o składzie zbliżonym do składu spawanej stali. Średnica drutu wynosi 1,2 - 8 mm. Druty elektrodowe do spawania łukiem krytym powinny być dobrze oczyszczone, powierzchnia ich nie może być pokryta rdzą, zgorzeliną, smarami lub uszkodzona.

Parametry spawania automatycznego łukiem krytym:

Grubość blachy [mm]	Nr warstwy [mm]	Średnica drutu elektrodo-wego [mm]	Natężenie prądu spawalni-czego [A]	Napięcie łuku [V]	Szybkość spawania [m/h]
6	1R 2A	5 5	190-220 600-630	35-40	50
7	1R 2A	5 5	190-220 630-650	35-40	47
8	1R 2A	5 5	190-220 650-700	35-40	46
9	1R 2A	5 5	190-220 700-750	35-40	43
10	1R 2A	5 5	190-220 650-00	34-38	25
11	1R 2A	5 5	190-220 700-750	34-38	25
12	1R 2A	5 5	190-220 750-800	34-38	25
13	1R 2A	5 5	190-220 800-850	34-39	25
14	1A 2A	5 5	650-700 700-750	38-40 37-39	27 28
16	1A 2A	5 5	600-650 650-700	38-40 37-39	22 27
18	1A 2A	5 5	700-750 750-800	38-40 38-40	24 22
20	1A 2A	5 5	800-850 800-850	36-38 36-38	22 25
22	1 2 3	5 5 5	650-700 700-750 700-750	36-38 36-38 36-38	26 23 14
24	1 2 3	5 5 5	650-700 700-750 700-750	36-38 36-38 36-38	25 22 14
26	1 2 3	5 5 5	700-750 700-750 700-750	36-38 38-40 36-38	25 18 14
28	1 2 3	5 5 5	750-800 750-800 750-800	36-38 38-40 36-38	25 15 14
30	1 2 3	5 5 5	750-800 750-800 750-800	36-38 38-40 36-38	27 18 17

---