SPAWANIE I CIĘCIE ŁUKOWE

Metody spawania łukowego:

• elektrodą otuloną (MMAW)

• elektrodą nietopliwą w osłonie gazów (GTAW)

• elektrodą topliwą w osłonie gazów (GMAW)

• i inne.

Spawanie elektrodą otuloną (MMAW):

Spawanie łukowe ręczne elektrodą otuloną jest procesem, w którym trwałe połączenie uzyskuje się w wyniku stopienia ciepłem łuku elektrycznego topliwej elektrody otulonej i materiału spawanego. Łuk elektryczny jarzy się między rdzeniem elektrody pokrytym otuliną i spawanym materiałem. Elektroda przesuwana jest przez spawacza wzdłuż linii spawania. Spoinę tworzą stopione ciepłem łuku: rdzeń metaliczny elektrody, składniki metaliczne otuliny elektrody oraz nadtopione brzegi materiału spawanego.

Elektrody otulone:

• średnice rdzenia: 1.6; 2.0; 2.5; 3.25; 4.0; 5.0; 6.0 mm

• długość elektrody (250 – 450 mm)

• grubość otuliny – ok. 60% rdzenia elektrody

Rdzeń elektrody:

• pręt lity

• pręt z drutu proszkowego

• pręt odlewany

• pręt spiekany

• pręt z materiału bimetalowego

Rodzaj oraz skład chemiczny materiału na rdzenie elektrodowe zależy od rodzaju i składu chemicznego materiału podstawowego. Do otuliny często dodawane są jony fluoru – zwiększają stabilność jarzenia się łuku.

Wpływ położenia elektrody na głębokość wtopienia:

Otulina jest mieszaniną:

• składników mineralnych

• składników organicznych

• żelazostopów i metali

Rodzaje:

• rutylowa ®

• kwaśna (A)

• zasadowa (B)

• celulozowa ©

• RA

• RB

• RC

• Fluorkowa

• Cyrkonowa

Funkcje otuliny:

• osłona łuku przed dostępem atmosfery

• łatwość i stabilność jarzenia się łuku elektrycznego

• może zawierać dodatki stopowe – dodawane do składu chemicznego jeziorka

• wytwarzanie powłoki żużla (wielkość przenoszonych kropel spoiwa, zabezpieczenie jeziorka i spoiny przed dostępem atmosfery, opóźnianie stygnięcia spoiny)

• regulacja składu chemicznego spoiny.

Składniki otulin: celuloza, węglan wapniowy, fluoryt, TiO₂ , dolomit, tytanian potasu, mika, glina, tlenek manganu, tlenek żelaza, krzemian sodowy, SiO₂

Rola fluoru w otulinie:

• łatwo dysocjuje w łuku elektrycznym

• duże powinowactwo elektronowe – wzrost ilości powoduje wzrost stężenia ujemnych jonów w łuku

• stabilne topienie przy dodatniej biegunowości (ujemne jony są przyciągane do anody siłami elektrostatycznymi.)

Fluor jest wykorzystywany przy biegunowości ujemnej jak i dodatniej. Przy ujemnej wzrost rozprysków.

Elektrody kwaśne (A):

• duża ilość tlenków żelaza i składników odtleniających (np. żelazomangan)

• spoiny o gładkim i płaskim licu

• pozycje PA, PB (przymusowe)

• ryzyko powstawania pęknięć krystalicznych

• nie wymagają suszenia

• drobnokropelkowe (natryskowe) przenoszenie metalu

• prąd przemienny lub prąd stały z biegunowością (-)

Elektrody zasadowe (B):

• węglan ziem alkalicznych – węglan wapnia i magnezu

• używane do spawania wysokoplastycznych materiałów

• mała skłonność do pękania na zimno i na gorąco

• wymagają suszenia (300-350st.C) przed spawaniem

• wymagają przechowywania w termosach

• pozycje spawania – wszystkie z wyjątkiem pozycji pionowej z góry na dół (inny skłąd otuliny)

• przejście grubo kroplowe

• prąd stały (+)

Elektrody celulozowe ©:

• wymagana wilgotność min. 3% (duża ilość substancji palnych w otulinie)

• do pracy na zewnątrz, spawanie we wszystkich pozycjach

• duża wydajność

• składniki organiczne podwyższają energię łuku

• prąd przemienny lub stały (+)

Elektrody rutylowe ®:

• wszystkie pozycje spawania (bez PG)

• przenoszenie grubo kroplowe lub średniokroplowe

• możliwość spawania cienkich blach – małe ryzyko przepalenia

• nie wymagają suszenia

• prąd przemienny lub stały (-)

charakterystyka elektrod otulonych:

• współczynnik stapiania

• współczynnik napawania

• współczynnik strat na rozprysk i wypalenie

parametry MMAW (elektrodą otuloną):

• rodzaj i natężenie prądu spawania (1)

• napięcie łuku (2)

• prędkość spawania (3)

• średnica i rodzaj elektrody (4)

• położenie elektrody względem złącza (5)

• charakterystyka topienia elektrody (6)

1. - DC (+), DC (-), AC

- v stapiania elektrody

- głębokość wtopienia

- rozkład ciepła w łuku

- charakter przenoszenia metalu

- I>250A –wzrost rozprysku, przyklejenia, brak przetopu

(2) U=20+0,04 - max 600A

U=40V pow. 600A

- zależne od długości łuku elektrycznego, rodzaju otuliny, natężenia prądu

-wpływa na charakter przenoszenia metalu w łuku, prędkość spawania, głębokość wtopienia

- wzrost dług. łuku =wzrost napięcia łuku i odwrotnie

Spawanie elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej (TIG-GTAW)

Parametry:

• rodzaj i natężenie prądu spawania

  • DC (), DC (-), DC Plus, AC – obniżenie stabilności jarzenia, zjawisko czyszczenia katodowego – głębokość wtopienia – trwałość elektrody

  • natężenie wpływa na kształt jeziorka spawalniczego i na kształt elektrody nietopliwej, dobór natężenia zależy od…

• napięcie łuku – zależne od długości łuku elektrycznego, od gazu osłonowego, od rodzaju materiału elektrody, natężenia prądu

• materiał i wymiary elektrody

Przygotowanie końcówki elektrody:

1 – stabilne jarzenie się łuku (nie zaostrzamy całkowicie – końcówka może się przegrzać i może wpaść do spoiny)

2 – zjawisko błądzenia łuku

3 – zjawisko błądzenia – korzystne – usuwa tlenki

Materiał elektrody:

Wolfram + ThO₂ lub ZrO₂ lub

Gazy osłonowe: argon, hel, argon + hel, Ar + It, Ar + N