Politechnika Poznańska - Obróbka Cieplna i Spawalnictwo Mechatronika
PROWADZĄCY		ROK STUDIÓW I		SEMESTR II		ROK AKADEMICKI 2012/13
Data odbycia ćwiczenia:			Ocena:		Podpis:
NR	TEMAT ĆWICZENIA:
3.	Spawanie elektrodą otuloną.

1. Charakterystyka metody

SPAWANIE ŁUKOWE RĘCZNE ELEKTRODĄ OTULONĄ - metoda łączenia materiałów, w której trwałe złącze 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. Zajarzenie łuku odbywa się poprzez lekkie uderzenie/potarcie końcówką elektrody otulonej o materiał rodzimy. Oba te elementy podłącza się uprzednio do źródła prądu - zajarzenie łuku zamyka obwód elektryczny.

• Zasilanie łuku spawalniczego: prąd przemienny lub stały z biegunowością ujemną bądź dodatnią.

• Temperatura łuku do 6000K. Intensywne ciepło łuku stapia elektrodę, której metal jest przenoszony do jeziorka spoiny.

• Osłona łuku: gazy i ciekły żużel powstałe w wyniku rozpadu otuliny elektrody pod wpływem ciepła łuku; gazy: CO₂, CO, H₂O oraz produkty ich rozpadu.

• Spoina - stopione ciepłem łuku: rdzeń metaliczny elektrody, składniki metaliczne otuliny elektrody oraz nadtopione brzegi materiału rodzimego.

• Po zakończonym spawaniu następuje usunięcie żużla z lica spoiny i materiału rodzimego.

• Stosowane otuliny elektrod: rutylowe, kwaśne, zasadowe, fluorkowe, cyrkonowe, celulozowe i inne.

1 - rdzeń elektrody

2 - otulina

3 - krople metalu przenoszone z elektrody do jeziorka

4 - krople żużla przenoszone z elektrody do jeziorka

5 - osłona gazowa łuku

6 - jeziorko płynnego metalu

7 - spoina

8 - warstwa zakrzepłego żużla

9 - element spawany

2. Parametry spawania elektrodą otuloną:

• rodzaj prądu spawania: przemienny bądź stały

• biegunowość prądu spawania: +/-

• natężenie prądu spawania [A]

• napięcie łuku [V]

• prędkość spawania [m/min]

• średnica elektrody [mm]

• rodzaj otuliny elektrody

• pochylenie elektrody w stosunku do złącza [°]

3. Funkcje otuliny:

• osłona łuku przed dostępem atmosfery

• łatwe zajarzenie łuku spawalniczego

• stabilizacja łuku spawalniczego

• wprowadzenie do obszaru spawania pierwiastków odtleniających, wiążących N₂ i rafinujących ciekły metal spoiny

• wytworzenie żużla

4. Funkcje żużla:

• wpływ na wielkość przenoszonych kropel stopiwa

• zabezpieczenie kropli ciekłego metalu stopiwa i jeziorka spawalniczego przed dostępem gazów z atmosfery

• ochrona i formowanie krzepnącego ściegu spoiny i opóźnianie jego stygnięcia

• regulacja składu chemicznego spoiny

5. Przebieg ćwiczenia:

1. Zapoznanie się z metodą spawania ręcznego elektrodą otuloną oraz omówienie podstawowych zasad BHP.

2. Przygotowanie studenta spawacza do pracy: założenie fartucha skórzanego, rękawicy na prawą dłoń oraz wzięcie do dłoni lewej maski chroniącej przed promieniowaniem UV oraz iskrami i wybijanym żużlem.

3. Podłączenie do prądu materiału rodzimego oraz uchwytu elektrodowego. Zamocowanie elektrody w uchwycie.

4. Zajarzenie łuku elektrycznego poprzez uderzenie lub potarcie rdzeniem elektrody o materiał spawany.

5. Właściwe spawanie polegające na prowadzeniu elektrody z odpowiednią prędkością, ustawionej tak, by rdzeń znajdował się około 3mm od powierzchni powstającego złącza. Implikuje to najkorzystniejszą długość łuku elektrycznego.

6. W razie przyklejenia rdzenia elektrody do materiału rodzimego należało energicznie wychylać elektrodę na lewo i prawo w celu jej odłączenia lub też, gdy było to niemożliwe, należało rozłączyć obwód elektryczny, wyjmując elektrodę z uchwytu (rozluźnienie uchwytu, bez dotykania elektrody).

7. Zakończenie spawania. Bezpieczne odłożenie uchwytu wraz z elektrodą na specjalny wieszak, następnie wybicie warstewki żużla młotkiem (maska ochronna cały czas na twarzy) i oczyszczenie spoiny szczotką drucianą. Po tej operacji można było zaobserwować lico.

4. Wnioski:

Przebieg procesu spawania łukowego elektrodą otuloną, mimo stałego dążenia producentów elektrod do uzyskania materiałów o możliwie najlepszych właściwościach spawalniczych, jest uzależniony w znacznym stopniu od umiejętności i doświadczenia operatora. Ustalone w warunkach technologicznych parametry spawania dobrane do konkretnej konstrukcji stanowią dla spawacza bazę danych, do których dostosowuje on swoje zdolności manualne. Podczas spawania musi on z pewnością kontrolować odległość rdzenia elektrody od powierzchni złącza oraz prowadzić elektrodę z określoną prędkością spawania, stosując odpowiednie ruchy dłoni. Wzrost długości łuku (wyższe prowadzenie elektrody względem złącza) wiąże się ze wzrostem jego napięcia - powoduje to zwiększoną ilość rozprysków, mniejszą stabilność łuku i większą wrażliwość na zjawisko ugięcia. Zbyt długi łuk stanie się również przyczyną grubokroplowego przenoszenia stopiwa - powstaną przyklejenia bądź też dojdzie do braku przetopu. Zbyt niskie prowadzenie elektrody będzie miało natomiast przełożenie na niewystarczające wytwarzanie energii cieplnej niezbędnej do przetopienia materiału rodzimego oraz jarzenie łuku z częstymi zwarciami. Spawacz stosujący zbyt wysoką prędkość spawania musi liczyć się z tym, że spoina będzie wąska i nieregularna. Jeśli jednak będzie spawał za wolno, powstanie spoina zbyt wysoka i szeroka. Oczywiście będzie miało to odzwierciedlenie w niedostatecznych właściwościach mechanicznych złącza. Parametrem metody MMA, którym również steruje operator podczas samego spawania, jest pochylenie elektrody w stosunku do spoiny. Właściwy kąt zapewni odpowiednie wtopienie oraz szerokość lica. Pochylenie decyduje także o kształcie nadlewu. Z doświadczenia zdobytego na zajęciach mógłbym również dodać, iż powierzchnia, na której tworzy się napoinę, nie może być zażużlona wcześniejszymi próbami - trudno wtedy zajarzyć łuk, bowiem elektroda łatwo przykleja się do podłoża.

- 2 -

---