Politechnika Koszalińska	Laboratorium ze spawalnictwa
Ćwiczenie nr 1	Temat: Spawanie i napawanie łukowe ręczne.
Remigiusz Gil		Rok: IZK	K.08/1	DATA: 09-03-98	9^15
						Sem. IV
								OCENA:

Część praktyczna.

Na początku zajęć zapoznaliśmy się z różnymi rodzajami elektrod:

Podział elektrod ze względu na zastosowanie

1. Elektrody do spawania połączeniowego stali węglowych i niskostopowych (E jak elektroda otulona A-otulina kwaśna, B-zasadowa, C-celulozowa, O-utleniająca, R-rutylowa, V-inne otuliny oraz trzech cyfr: pierwsza określa kolejny typ elektrody dla danego rodzaju otuliny, druga i trzecia minimalną wytrzymałość na rozciąganie kG/mm²)

2. Elektrody do spawania połączeniowego konstrukcji ze stali niskostopowych przeznaczonych do pracy w podwyższonych temp.(na początku litera ES - elektroda specjalna, następne litery lub cyfry określają zawartość głównych składników stopowych lub gatunków stali, do spawania których są przeznaczone, ostatnia litera A,B,C,O,R,V np. ES2Cr-MoR)

3. Elektrody do spawania stali wysokostopowych (tak jak pt.2 np. ES13CrB)

4. Elektrody do napawania (pierwsze dwie litery oznaczają - elektroda do napawania, następne trzy cyfry określają średnią twardość napoiny HB, a ostatnia litera jak wyżej np. EN 200B)

5. Elektrody do spawania żeliwa (pierwsze litery EŻ - elektroda do żeliwa, następne litery najczęściej informują o składzie chemicznym)

6. Elektrody do spawania metali nieżelaznych (wstępna litera E - elektroda oraz symbol metalu lub stopu albo szereg liczb określających procentową zawartość zasadniczych pierwiastków do której jest zbliżony skład chemiczny stopiwa np. ECuSn7)

Poniżej umieściłem symbole elektrod (wraz z ich zastosowaniem), z którymi zetknęliśmy się na zajęciach.

EC 1 - elektrodę połączeniowa w otulinie celulozowej (numer kolejny otuliny 1), oznacza to, że elektrodą można wykonywać spoiny we wszystkich pozycjach. Służy do ręcznego cięcia, żłobienia.

EŻO - elektroda do spawania żeliwa na gorąco i półgorąco. Przy spawaniu elektrodami EŻO niedostatecznie podgrzanych odlewów uzyskuje się twarde spoiny (żeliwo białe).

EŻM - elektroda ze stopu Monela do spawania żeliwa wyłącznie na zimno. Spoina ma kolor jasnosrebrzysty. Stosowane przeważnie w odlewniach żeliwa do naprawiania wad odlewów, przeznaczonych do obróbki mechanicznej narzędziami skrawającymi.

EŻFe-Ni - elektroda stalowo-niklowa do spawania żeliwa na zimno. Stosowana jest do spawania na zimno odlewów przeznaczonych do obróbki narzędziami skrawającymi. Jest to elektroda austenityczna ze stopu żelazo-nikiel.

EA 146 - elektroda połączeniowa w otulinie rutylowo-kwaśnej, grubootulona. Służy do spawania w pozycji podolnej, pionowej i pułapowej. Do spawania konstrukcji obciążonych statycznie i dynamicznie. Dwie ostatnie cyfry oznaczają minimalną wytrzymałość spoiwa na rozerwanie 46 kG/mm².

ER 146 - elektroda połączeniowa o otulinie rutylowej średniootulonej. Służy do spawania w pozycji podolnej, pionowej i pułapowej , a także do spawania konstrukcji stalowych i prac montażowych. Dwie ostatnie cyfry oznaczają minimalną wytrzymałość spoiwa na rozerwanie 46 kG/mm².

EB 125 - elektroda połączeniowa w otulinie zasadowej (numer kolejny otuliny 1), co oznacza, że elektrodą można wykonywać spoiny we wszystkich pozycjach. Dwie ostatnie cyfry oznaczają minimalną wytrzymałość spoiwa na rozerwanie 25 kG/mm². Do spawania konstrukcji obciążonych statycznie i dynamicznie.

ES 24-18 B - elektroda stalowa do spawania stali wysokostopowej. Otulina grubootulona zasadowa, służy do spawania stali H23N18, spawanie odbywa się we wszystkich pozycjach (z wyjątkiem pionowej w dół) stali żaroodpornych do 1100°C pracujących w atmosferze nie zawierającej związków siarki.

ES 18-8-2 B - elektroda stalowa do spawania stali wysokostopowej. Otulina grubootulona zasadowa, służy do spawania stali H18N10MT, spawanie odbywa się we wszystkich pozycjach (z wyjątkiem pionowej w dół) stali kwasoodpornych i stali platerowanych stalą kwasoodporną typu 18/8/2 oraz stali stopowych ze stalami węglowymi.

ES 18-8 R - elektroda stalowa do spawania stali wysokostopowej. Otulina grubootulona rutylowa, spawanie odbywa się we wszystkich pozycjach (z wyjątkiem pionowej w dół) stali kwasoodpornych typu 18/8 pracujących w temp. do 300°C oraz stali stopowych ze stalami konstrukcyjnymi.

ES 18-8-6 B - elektroda stalowa do spawania stali wysokostopowej. Otulina grubootulona zasadowa, stosowana do spawania stali trudnospawalnych oraz żaroodpornych do 900°C, spawanie odbywa się we wszystkich pozycjach (z wyjątkiem pionowej w dół) stali nierdzewnych typu 0H13, 1H13, H17 H17T i stali podobnych oraz stali austenitycznej manganowej.

EN 350 B - elektroda stalowa do napawania o wymaganej twardości HB ~ 350, otulina grubootulona zasadowa, napawanie w pozycji podolnej stalowych części maszyn i urządzeń o wymaganej twardości powierzchni napawanej w stanie surowym min. 40 HRC (rozjazdy kolejowe, osie

i wały).

EN 450 B - elektroda stalowa do napawania o wymaganej twardości HB ~ 450, otulina grubootulona zasadowa, napawanie w pozycji podolnej stalowych części maszyn i urządzeń o wymaganej twardości powierzchni napawanej w stanie surowym min. 40HRC (walce, łamacze).

EN 600 B - elektroda stalowa do napawania o wymaganej twardości HB ~ 600, otulina grubootulona zasadowa, napawanie w pozycji podolnej stalowych części maszyn i urządzeń o wymaganej twardości powierzchni napawanej w stanie surowym min. 50 HRC (szczęki uchwytowe).

Po zapoznaniu się z różnymi rodzajami elektrod przeszliśmy na stanowisko spawacza. Tam dowiedzieliśmy się, że zanim spawacz przystąpi do pracy musi być włączona wentylacja (ogólna lub stanowiskowa) oraz zapewniony odpowiedni ubiór (fartuch np. skórzany, buty, rękawice oraz maska). Następnie zapoznaliśmy się z urządzeniami i przyrządami do spawania. Stąd wiemy, że w zależności od sposobu otrzymania prądu spawania mamy:

• transformatory spawalnicze

• przetwornice spawalnicze

• prostowniki spawalnicze

• agregaty spawalnicze

Poznaliśmy prostowniki spawalniczy:

Typ - SP8 - 315 Typ - EPVA - 1000

zasilanie 3 x 380V zasilanie 3 x 380V

zakres regulacji 5 - 450A zakres regulacji 200 - 1200A

napięcie stanu jałowego 68V napięcie stanu jałowego 90V

prąd spawania 220V prąd spawania 220V

oraz przewody spawalnicze:

• uchwyt elektrodowy kleszczowy - uchwyt o głowicy z jedną szczęką ruchomą, dociskaną systemem dźwigni i sprężyny do styku prądowego szczęki nieruchomej w głowicy. Prąd przechodzi na elektrodę,

• zacisk biegunowy - zamyka, uziemia obwód spawania przez stół spawalniczy,

Po zapoznaniu się ze wszystkim co potrzebne do procesu spawania poznaliśmy dwa procesy spawalnicze: spawanie i napawanie.

Spawanie łukowe ręczne doczołowe z ukosowaniem:

Wykonywaliśmy za pomocą elektrody

ER 146 o średnicy: 2,5mm ; o otulinie rutylowej średniootulonej, (numer kolejny otuliny 1), co oznacza, że elektrodą można wykonywać spoiny we wszystkich pozycjach. Dwie ostatnie cyfry oznaczają minimalną wytrzymałość spoiwa na rozerwanie 46 kG/mm², prąd spawania 105A, ( - ) do elektrody,

ER 146 o średnicy: 3,25mm; prąd spawania 110A

Dla znormalizowanych elektrod wartość prądu podawana jest na opakowaniu w przeciwnym przypadku wartość prądu można dobrać ze wzoru:

I = (15 + 6d) *d [A]

Tak więc dla danej elektrody otrzymujemy

I = (15+15)x2,5=75A.

Natężenia prądu od średnich dla danej średnicy elektrody można stosować przy spawaniu w pozycji podolnej zwłaszcza dla spoin pachwinowych, elektrodach grubootulonych, spawaniu elementów o dużej masie.

Natomiast przy elektrodzie ER 146 o średnicy: 3,25mm natężenie wynosi:

I = (15+19,5)x3,25=112,125A.

Tak więc obliczone średnie natężenie prądu prawie pokryło się z naszym natężeniem prądu przyjętym podczas wykonywania ćwiczenia.

Kiedy wykonujemy spawanie musimy pamiętać o skoordynowaniu trzech ruchów:

1. posuwu elektrody w kierunku jeziorka płynnego metalu, celem utrzymania jednakowej długości łuku,

2. posuwu elektrody wzdłuż spawanego złącza,

3. ruchów poprzecznych końca elektrody, mających na celu odpowiednie formowanie spoiny.

Spoina musi być stopiona z brzegami spawanego materiału na całej jego grubości, tak więc spoinę układa się warstwowo. Aby dotrzeć do grani rowka zukosowania przy zachowaniu prawidłowej długości łuku należy użyć elektrody o mniejszej średnicy. Przy dalszych warstwach, gdy układanie metalu poszczególnych ściegów spoiny odbywa się już w szerszej części rowka zukosowania możliwe jest użycie elektrody o większej średnicy.

- za pomocą elektrody EB 125 o średnicy: 2,5mm; o otulinie zasadowej średniootulonej, (numer kolejny otuliny 1), co oznacza, że elektrodą można wykonywać spoiny we wszystkich pozycjach. Dwie ostatnie cyfry oznaczają minimalną wytrzymałość spoiwa na rozerwanie 25 kG/mm²,

prąd spawania 105A, ( + ) do elektrody - co potwierdza poradnik spawalniczy.

EB 125 o średnicy: 3,25mm; prąd spawania 110A.

ELEKTRODY OTULONE

Są wykonane w postaci prętów z drutu o średnicy od 1 do 6 mm, pokrytych masą tworzącą otulinę. Zadaniem otuliny jest wytworzenie osłony gazowej, chroniącej spoinę przed dostępem powietrza oraz ułatwiającej jednocześnie jonizację gazów w obszarze łuku. Otulina po stopieniu tworzy ciekły żużel rozpuszczający w sobie tlenki i chroniący spoinę przed zbyt szybkim stygnięciem. Niektóre otuliny maja za zadanie wprowadzenie do spoiny składników uszlachetniających.

Parametry spawania elektrodą otuloną:

• właściwy dobór średnic elektrod

• właściwy dobór natężenia prądu spawania

• utrzymywanie odpowiedniej długości łuku

• zachowanie odpowiedniego pochylenia elektrody

• wykonywanie elektrodą odpowiednich ruchów bocznych lub po linii spawania.

WADY POŁĄCZEŃ SPAWANYCH:

- wewnętrzne:

• pęcherze

• wtrącenia

• przyklejenia

- zewnętrzne:

• wady powierzchniowe

• niewłaściwy kształt złącza

- zewnętrzne lub wewnętrzne:

• wady przetopu

• pęknięcia

Parametry spawania łukowego automatycznego łukiem krytym:

• natężenie prądu spawania,

• gęstość prądu i związana z tym średnica drutu elektrodowego,

• napięcie łuku,

• szybkość spawania,

• nachylenie drutu elektrodowego względnie spawanego przedmiotu,

• długość wylotu drutu elektrodowego,

• sposób przygotowania materiału do spawania,

• gatunek i ziarnistość topnika.

Na ćwiczeniu poznaliśmy proces spawania łukiem krytym. Prędkość przesuwu traktora podczas spawania wynosiła: 40 - 60 m/h. Prędkość podawania drutu jest uzależniona od napięcia łuku. Łuk spawania jarzy się pod warstwą topnika przez cały czas spawania. Uzyskane tą metodą spoiny odznaczają się wielką równomiernością i dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi. Przy zmniejszeniu prędkości podawania drutu spoina jest gorsza. Powstałe w spoinie otwory (wżery) mogą wynikać z wilgotnego topnika.

NAPAWANIE -jest to metoda przywrócenia częścią zużytym lub uszkodzonym pełnej wartości użytkowej. Jest to proces nakładania warstwy metalu lub cermetalu na powierzchnię danej części lub narzędzia metodami spawalniczymi. Napawanie ręczne łukowe elektrodami otulonymi służy do wypełniania ubytków materiału wywołanych korozja lub zużyciem na skutek tarcia.

Podczas ręcznego napawania łukowego należy zachować stałą długość łuku w granicach średnicy rdzenia elektrody. Dla uniknięcia dużych odkształceń i naprężeń spowodowanych układaniem poszczególnych ściegów np. przy napawaniu wałów i czopów , napawanie należy przeprowadzać zachowując określoną kolejność.

W czasie napawania konieczne jest podgrzewanie wstępne części napawanych do temperatury ok. 300 °C, zaś po napawaniu wyżarzanie normalizujące. Im twardsze spoiwo i większa ilość napawanych warstw tym większa temperatura podgrzewania.

Napawanie części uszkodzonych przez korozję przeprowadza się takim samym spoiwem jak materiał podłoża. Powierzchnię należy oczyścić do metalicznego połysku, a samo napawanie należy przeprowadzać wolno aby nie nastąpiło odkształcenie powierzchni, należy dążyć aby powierzchnia miała kształt kulisty. Kształt w postaci prostokątnej powoduje powstawanie pęknięć.

Otulina pokrywająca drut ma za zadanie

• ułatwić jonizację powietrza i utrzymywać stabilność jarzenia się łuku, szczególnie przy spawaniu prądem zmiennym,

• wytworzyć dookoła łuku elektrycznego i płynnego jeziorka osłonę gazu obojętnego, chroniącą metal przed ujemnym działaniem powietrza,

• wytworzyć na powierzchni spoiny warstwę żużla, chroniącego spoinę przed bezpośrednim zetknięciem się z powietrzem oraz powodującego powolne krzepnięcie i stygnięcie spoiny,

• wzbogacić metal spoiny w pierwiastki uszlachetniające, takie jak chrom, krzem, mangan, nikiel itp.

• zapewnić odtlenienie ciekłego metalu.

Spawanie gołym drutem znacznie obniża własności mechaniczne i plastyczne złącza, dlatego też spawanie gołym drutem praktycznie nie ma obecnie żadnego zastosowania. Przez odpowiedni dobór składników otuliny można znacznie poprawić własności wytrzymałościowe i plastyczne złącza.

---