Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Wydział Nauk Technicznych
Mechanika i Budowa Maszyn
Temat: Spawanie elektryczne łukowe ręczne MMA(111).
Część teoretyczna
Spawanie łukowe MMA elektrodą otuloną nazywane jest również metodą MMA (111)(Manual Arc Welding) i jest to najstarsza i najbardziej uniwersalna metoda spawania łukowego.
W metodzie MMA wykorzystywana jest elektroda otulona, która składa się z metalowego rdzenia pokrytego sprasowaną otuliną. Pomiędzy końcem elektrody a spawanym materiałem wytwarzany jest łuk elektryczny. Zajarzenie łuku ma charakter kontaktowy poprzez dotknięcie końca elektrody do materiału spawanego. Elektroda topi się i krople stopionego metalu elektrody przenoszone są poprzez łuk do płynnego jeziorka spawanego metalu tworząc po ostygnięciu spoinę. Spawacz dosuwa elektrodę w miarę jej stapiania do spawanego przedmiotu tak aby utrzymać łuk o stałej długości i jednocześnie przesuwa jej topiący się koniec wzdłuż linii spawania. Topiąca się otulina elektrody wydziela gazy, które chronią płynny metal przed wpływem atmosfery a następnie krzepnie i tworzy na powierzchni jeziorka żużel, który chroni krzepnący metal spoiny przed wpływem otoczenia. Po ułożeniu jednego ściegu żużel należy mechanicznie usunąć.
Podstawowa różnica w stosunku do innych metod spawania polega na tym, że w metodzie MMA elektroda ulega skróceniu. W metodzie TIG oraz MIG/MAG długość elektrody pozostaje przez cały czas niezmieniona i odległość pomiędzy uchwytem a elementem spawanym jest przez cały czas stała. W metodzie MMA, aby utrzymać stałą odległość pomiędzy elektrodą a jeziorkiem spawalniczym, uchwyt elektrody musi być przez cały czas przesuwany w kierunku spawanego elementu co powoduje, że umiejętności spawacza odgrywają szczególną rolę.
Cechy użytkowe metody spawania elektrodą otuloną
Zalety:
możliwość spawania różnych rodzajów i gatunków metali i stopów: stale niestopowe i stopowe, żeliwa, nikiel, miedź i jej stopy,
możliwość spawania w każdej pozycji, w warunkach polowych (przy niewielkim wietrze), na wysokościach a nawet pod wodą,
wysoka jakość spoin, dobre własności mechaniczne,
możliwość spawania cienkich elementów (praktycznie od 1,5mm) i grubych (spoiny o grubościach powyżej 4mm zaleca się wykonywać wielowarstwowo),
wykorzystywanie prostych w obsłudze, łatwo przenośnych i stosunkowo tanich urządzeń do spawania MMA.
Wady:
niska wydajność spawania (ok. 1-5 kg stopiwa/godz.), szczególnie dokuczliwa przy spawaniu grubych elementów,
mała prędkość spawania (ok. 0,1-0,4 m/min.),
konieczność usuwania żużla i wymiany elektrod co dodatkowo zmniejsza wydajność procesu,
jakość spoin mocno uzależniona od umiejętności spawacza,
duża wrażliwość na wilgoć – szczególnie elektrod zasadowych,
stosunkowo duży koszt materiałów spawalniczych (elektrod) w porównaniu do innych metod,
duża ilość wydzielanych gazów i dymów spawalniczych.
Zastosowanie metody spawania elektrodą otuloną
Spawanie elektrodą otuloną jest stosowane we wszystkich warunkach i dlatego jest najbardziej uniwersalną metodą w całej branży spawalniczej. Metoda MMA to metoda uniwersalna ze względu na gatunek spawanej stali, rodzaj konstrukcji, pozycję i miejsce spawania.
Główne zastosowanie to spawanie konstrukcji stalowych w przemyśle stoczniowym i w większości branż produkcyjnych, spawanie rurociągów, w pracach instalacyjnych na budowach, spawanie w warunkach polowych i na wysokościach oraz w miejscach o utrudnionym dostępie. Jest to również ulubiona metoda hobbystów oraz małych warsztatów naprawczych.
Oznaczenia literowe gatunków elektrod:
A – otulina kwaśna
B – otulina zasadowa
C – otulina celulozowa
O – otulina utleniająca
R – otulina rutylowa
V – otulina inna
Elektrody kwaśne – zawierają w otulinie znaczną ilość tlenków żelaza i odtleniaczy. Można nimi spawać w pozycji nabocznej, podolnej, i w ograniczonym zakresie w pozycjach przymusowych. Są wrażliwe na powstanie pęknięć krystalizacyjnych. Nie wymagają one suszenia. Jeżeli jednak podczas spawania łuk jarzy się niestabilnie występuje nadmierny rozprysk i porowatość spoin to zaleca się suszenie elektrod w temp. 100°C-150°C przez ok. 1h. Elektrodami tymi spawa się przeważnie prądem przemiennym lub prądem stałym z biegunowością ujemną.
Elektrody zasadowe – zawierają znaczne ilości węglanów wapnia, magnezu oraz fluorytu. Można nimi spawać we wszystkich pozycjach z wyjątkiem pozycji pionowej z góry na dół (PG). Charakteryzują się one wysoką plastycznością stopiwa oraz wysoką odpornością na pękanie zimne (mała zawartość wodoru w stopiwie i duża udarność stopiwa) i gorące (duża czystość metalurgiczna stopiwa). Należy je suszyć w temp. 300°C-350°C przez ok. 1-3h. Elektrodami zasadowymi spawa się prądem stałym z biegunowością dodatnią.
Elektrody celulozowe – zawierają w otulinie do 30% celulozy, mączkę drzewną i odtleniacze. Można nimi spawać we wszystkich pozycjach. Wprowadzają do stopiwa wodór, wobec czego spoina ma gorsze własności mechaniczne. Nie należy poddawać ich suszeniu. Elektrodami celulozowymi spawa się prądem przemiennym lub prądem stałym z biegunowością dodatnią.
Elektrody rutylowe – zawierają w otulinie rutyl (Ti2O2) i odtleniacze. Można nimi spawać we wszystkich pozycjach oprócz pozycji pionowej z góry na dół (PG). Zapewniają bardzo dobrą stabilność łuku. Nie wymagają one suszenia. Jeżeli jednak podczas spawania łuk jarzy się niestabilnie występuje nadmierny rozprysk i porowatość spoin to zaleca się suszenie elektrod w temp. 100°C-150°C przez ok. 1h. Elektrodami rutylowymi spawa się przeważnie prądem przemiennym lub prądem stałym z biegunowością ujemną.
Elektrody utleniające – zawierają w otulinie spore ilości tlenków żelaza i manganu. Wprowadzają do stopiwa dużo azotu i tlenu, dlatego wykonane nimi spoiny mają gorsze własności mechaniczne.
Wnioski:
Na zajęciach pracowaliśmy na spawarce z elektrodą otuloną ćwiczyliśmy zajarzenie łuku elektrycznego w różnych pozycjach. Najlepsza pozycją do spawania (najwygodniejsza i najprostszą dla początkujących spawaczy) jest pozycja PA ponieważ spoina jest najrówniejsza i najlepszej jakości. Spawaliśmy elektrodą 3,25, zdarzyło się niektórym studentom przepalić materiał spawany i ukruszyć otulinę.