TECHNOLOGIE ŁĄCZENIA MATERIAŁÓW
Weronika Jabczyńska
WBMiZ
IM
Grupa B

SPAWANIE W OSŁONIE GAZÓW ELEKTRODA NIETOPLIWĄ

Charakterystyka metody:

W procesie spawania łukowego elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej, połączenie spawane uzyskuje się przez stopienie metalu spawanych przedmiotów i materiału dodatkowego ciepłem łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą elektrodą i spawanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego lub redukcyjnego. Jest to "najczystszy" z wszystkich procesów spawania łukowego, porównywany z metalurgicznego punktu widzenia do mikroodlewania łukowego w osłonach gazowych. Elektroda nietopliwa wykonana jest z wolframu i zamocowana jest w specjalnym uchwycie palnika, umożliwiającym regulację położenia elektrody i jej wymianę. Koniec elektrody wystaje poza dyszę gazową od kilku do nawet kilkudziesięciu milimetrów, w zależności od warunków technologicznych spawania.

Powłoka gazu ochronnego, podawana przez dyszę palnika wokół elektrody nietopliwej, chłodzi elektrodę i chroni ciekły metal spoiny i nagrzaną strefę spawania łączonych przedmiotów przed dostępem gazów z atmosfery. Jeziorko ciekłego metalu tworzone jest bez udziału topnika, niema więc wtrąceń niemetalicznych w spoinie i na jej powierzchni, a stopienie materiału rodzimego i dodatkowego odbywa się bez istotnych zmian w składzie chemicznym. Równocześnie nie ma rozprysku metalu, typowego dla innych procesów spawania łukowego, a możliwości podawania z zewnątrz łuku materiału dodatkowego, pozwala na niezależne sterowanie energią liniową łuku i ilością podawanego do obszaru spawania materiału dodatkowego. Przepływ prądu w łuku odbywa się w zjonizowanym gazie, a głównymi nośnikami prądu są elektrony wybite z atomów gazu ochronnego.

Zajarzenie łuku odbywa się przez krótkotrwałe zwarcie elektrody nietopliwej z przedmiotem lub specjalną płytką startową i szybkie jej cofnięcie. Drugim sposobem jest zastosowanie łuku pomocniczego między elektrodą a spawanym przedmiotem, utworzonego w wyniku przepływu prądu o małym natężeniu i wysokiej częstotliwości oraz wysokim napięciu.

Obecnie spawanie TIG jest jednym z podstawowych procesów wytwarzania konstrukcji, zwłaszcza ze stali wysokostopowych, stali specjalnych, stopów niklu, aluminium, magnezu, tytanu i innych. Spawać można w szerokim zakresie grubości złączy, od dziesiętnych części mm do nawet kilkuset mm. Spawanie TIG prowadzone może być prądem stałym lub przemiennym.

Parametry spawania:

- rodzaj, biegunowość i natężenie prądu [A]

- napięcie łuku [V]

- prędkość spawania [m/min]

- rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego [l/min]

- średnica drutu elektrodowego [mm]

- pochylenie złącza lub elektrody

- rodzaj i grubość materiału spawanego

Czyszczenie katodowe:

Czyszczenie katodowe towarzyszy spawaniu prądem stałym z biegunowością dodatnią. Zjawisko czyszczenia (trawienia) katodowego polega na usuwaniu z powierzchni spawanego przedmiotu warstewki trudno topliwych tlenków, w wyniku bombardowania i kruszenia jej ciężkimi jonami gazu i jednocześnie rozpylaniu rozbitych kawałków na skutek silnej emisji elektronów z powierzchni tlenków. Zjawisko to jest wykorzystywane przy spawaniu materiałów, których powierzchnia jest pokryta warstwą trudno topliwego tlenku, np. aluminium, magnezu i stali pokrytych aluminium. Czyszczenie katodowe stosuje się również przy spawaniu stali odpornych na korozję. Plamka katodowa łuku, przemieszczając się wzdłuż linii stopienia, usuwa tlenki i zapewnia równomierne stopienie z materiałem podstawowym, bez podtopień i pęknięć. Zjawisko czyszczenia katodowego jest najbardziej skuteczne przy spawaniu w osłonie argonu, natomiast hel jest zbyt lekki, by zapewnić skuteczne czyszczenie. Pośrednie skutki czyszczenia katodowego uzyskać można przy spawaniu prądem przemiennym.