SPAWANIE ELEKTRODAMI OTULONYMI.

Elektroda otulona - jest to pręt metalowy z naniesioną otuliną

z odpowiednich składników. To rozwiązanie zapewniło ochronę metalurgiczną stapianego metalu i wyeliminowało dostęp tlenu, azotu

z powietrza, co obniżało jakość spoiny.

Otulina stapia się wraz z prętem i wytwarza osłonę gazową i żużel, pokrywający spoinę.

O własnościach spoin wykonanych tą metodą decyduje:

- odpowiednia technologia ich wykonania (umiejętność spawacza),

- prawidłowe własności elektrod otulonych.

Przy spawaniu elektrodami otulonymi, dla danej średnicy elektrody podaje się natężenie prądu spawania - w przybliżeniu natężenie prądu wynosi 30-40A na 1mm średnicy elektrody.

Przebieg spawania elektrodami otulonymi:

1. przygotowanie materiału do spawania,

2. dobór warunków spawania (rodzaj elektrod, średnica elektrod, rodzaj prądu i biegunowość, liczba warstw w spoinie, pozycja spawania),

3. dobór parametrów spawania.

Metoda ta jest operatywna ze względu na duży asortyment produkowanych elektrod, co umożliwia spawanie różnych materiałów.

Wada: mała wydajność w porównaniu z innymi metodami.

Otulina - spełnia zadania:

1. zwiększa przewodnictwo elektryczne przestrzeni łuku,

2. chroni ciekły metal przed dostępem tlenu i azotu z powietrza,

3. tworzy żużel, który zmniejsza szybkość chłodzenia spoiny i kształtuje lico spoiny,

4. odgazowuje ciekły metal,

5. reguluje skład chemiczny stopiwa,

6. zapewnia szybkie wypływanie ze stopiwa żużla i produktów odgazowania,

7. kieruje położeniem ciekłego metalu przy spawaniu.

Żeby spełnić te wszystkie zadania otulina zawiera :

- metale, rudy metali, żelazostopy, składniki organiczne itp.

Podział elektrod:

- produkuje się elektrody o średnicach: 2, 2.5, 3.25, 4, 5, 6mm,

- długość elektrod wynosi przeważnie: 450mm, ale elektrody o małych średnicach i do spawania stali wysokostopowych są krótsze.

- podział ze względu na grubość otuliny:

a) cienko otulone (D/d ≤1,20),

b) średnio otulone 1,20 < D/d ≤1,45

c) grubo otulone 1,45 < D/d ≤ 1,80

d) bardzo grubo otulone D/d > 1,80

Podział elektrod jeśli chodzi o technologię i metalurgię spawania Elektrody dzielimy wg rodzaju otuliny na: (8)

kwaśne, kwaśno - rutylowe, zasadowe, celulozowe, utleniające, rutylowe - średnio otulone, rutylowe - grubo otulone, inne.

Podział elektrod wg zastosowania + do czego służą elektrody otulone: (7)

1) elektrody do spawania połączeniowego stali węglowych

i niskostopowych o podwyższonej wytrzymałości,

2) elektrody do spawania stali przeznaczonych do pracy

w podwyższonych temperaturach,

3) elektrody do spawania stali wysokostopowych,

4) elektrody do napawania,

5) elektrody do spawania żeliwa,

6) elektrody do spawania metali nieżelaznych,

7) elektrody specjalnego przeznaczenia (do cięcia, żłobienia, spawania pod wodą).

Lepiszcze - jest konieczne do nadania wytrzymałości otulinie i do zapewnienia przyczepności jej do rdzenia. Dodatki topnikujące stosuje się w celu regulacji napięcia powierzchniowego zwilżania metalu.

Oznaczenia elektrod:

ER1,46 - E -elektroda, R - otulina rutylowa, 1.46 - kolejny typ elektr.

GT - głęboko wtapiająca, ES - elektr. specjalna, N - do napawania,

O - spoina obrabialna, C - cięcie i żłobienie.

Wielkość natężenia prądu można też wyznaczyć ze wzoru:

J = (15 + 6d)d

J - natężenie prądu [A], d - średnica elektrody [mm]

Przy doborze natężenia prądu najlepiej należy korzystać z zaleceń producentów elektrod (katalogi elektrod). Napięcie łuku jest parametrem wynikowym, zależnym od rodzaju otuliny i długości łuku (najczęściej wynosi 20 - 25V). Również szybkość spawania jest parametrem wynikowym zależnym od zastosowanej techniki spawania. Poprawne wykonanie spoiny zależy od właściwej techniki spawania (długości łuku: 0,5-1,1d, pochylenia elektrody, ruchów poprzecznych elektrodą). Ruchy poprzeczne elektrodą są konieczne do uzyskania wymaganej szerokości ściegu.

METODA SPAWANIA ŁUKIEM KRYTYM.

Metoda ta polega na tym, że łuk elektryczny jarzy się pomiędzy elektrodą a spawanym przedmiotem w przestrzeni odizolowanej od powietrza warstwą topnika.

SPOINA - powstaje ze stopniowego drutu elektrodowego i głęboko przetopionego materiału rodzimego.

W skład stanowiska do spawania wchodzą:

1) automat podający drut do sfery stapiania i układania spoiny,

2) źródło prądu (przemiennego lub stałego),

3) szafka sterownicza,

4) oprzyrządowanie stanowiska (jezdnia, wysięgnik, portal itp.),

5) zbierak topnika.

W czasie spawania łuk spawalniczy nie jest widoczny, ponieważ jarzy się w komorze wypełnionej gazami i parami metalu pod warstwą topnika.

Topnik w odróżnieniu od otuliny elektrod, nie może jednak wydzielać zbyt dużej ilości gazów, ponieważ następowałoby przebicie warstwy topnika i dostęp powietrza do ciekłego metalu. Ponieważ doprowadzenie prądu do drutu odbywa się na małej odległości (wylot elektrody:

= 30-60mm), możliwe jest stosowanie dużych natężeń prądu spawania.

Parametry, które możemy zmieniać w następujących granicach:

1. natężenie prądu : J=200-1000 [A],

2. napięcie łuku : U=25-45 [V],

3. prędkość spawania: v - do 200m/h (przeważnie 30-60m/h)

4. średnica elektrod: d - 2-6 [mm].

Maksymalna wartość stosowanego natężenia prądu ograniczona jest odpornością cieplną topnika i nie każdy topnik nadaje się do spawania wysokimi prądami. Również przy spawaniu dużymi prędkościami konieczny jest specjalny topnik o dużej szybkości topnienia.

Napięcie łuku dobiera się zazwyczaj proporcjonalnie do wartości natężenia prądu.

CECHY METODY SPAWANIA ŁUKIEM KRYTYM:

1. wysoka sprawność procesu (energia zużywana na utworzenie spoiny przy spawaniu elektrodą otuloną: 10%,w spawaniu łukiem krytym: 45%)

2. duża wydajność spawania (moc łuku waha się między 20-150kW). Wydajność spawania jest 3-6 razy wyższa niż przy spawaniu elektrodami otulonymi,

3. dobra jakość wykonanej spoiny ze względu na skuteczną ochronę ciekłego metalu przed dostępem tlenu i azotu z powietrza i duża jednorodność składu chemicznego materiału spoiny.

4. mniejsze zużycie materiału elektrodowego i energii elektrycznej (większy udział materiału rodzimego w spoinie, małe kąty ukosowania),

5. poprawa warunków pracy (łuk niewidoczny, mała ilość wydzielanych gazów).

Ta metoda jest stosowana do :

1. wykonania spoin czołowych i pachwinowych w pozycji podolnej, nabocznej a niekiedy naściennej,

2. grubość łączonych materiałów: 3-100mm (i więcej),

3. spawane materiały to przeważnie stale niskowęglowe, niskostopowe o podwyższonej wytrzymałości, niskostopowe dla energetyki i stale wysokostopowe,

4. można również spawać metale nieżelazne (miedź, aluminium, tytan

i stopy tych metali) przy użyciu specjalnych topników,

5) oprócz spawania często tą metodą się napawa a czasami przypawa

kołki.

Topnik - jest to proszek, przeważnie o ziarnistości 0,3-2,5 mm, który powinien zapewnić :

1. nieprzerwane jarzenie się łuku,

2. uzyskanie wymaganego składu chemicznego własności mechanicznych (łącznie z drutem),

3. należyte ukształtowanie powierzchni spoiny,

4. ułożenie spoiny bez pęknięć i pęcherzy,

5. łatwe usuwanie żużla z powierzchni spoiny,

6. minimalne wydzielanie gazów przy spawaniu.

Spełnienie tych wymagań zależy od składu chemicznego topnika

i warunków spawania.

1. Ze względu na sposób produkcji topniki dzielimy na:

- topione,

- nie topione (ceramiczne - aglomerowane i spiekane oraz topniki

mieszane).

Według Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa topniki dzieli się na:

F - topione, B - ceramiczne, M - mieszane,

Topniki topione - są najczęściej stosowane, wytapiane są w piecach łukowych z surowców mineralnych. Po wypaleniu stopioną masę wylewa się do wody, rozdrabnia, przesiewa i suszy.

Topniki ceramiczne - uzyskuje się przez spiekanie w wysokich temp. (1100°C) uprzednio zmielonych i sproszkowanych surowców.

Po spiekaniu sprasowane brykiety rozdrabnia się i przesiewa.

2. Pod względem metalurgicznym topniki dzieli się na:

- kwaśne, neutralne i zasadowe.

a) Topniki kwaśne - stosowane są przeważnie do spawania stali niskowęglowych. Topniki te wytrzymują prądy o wyższych parametrach (U, V) i są mniej skłonne do tworzenia pęcherzy.

b) Topniki zasadowe - stosowane do spawania stali nisko-

i wysokostopowych. Są mniej odporne na stosowanie podwyższonych parametrów spawania, bardziej skłonne do tworzenia pęcherzy

w spoinach, lecz pozwalają uzyskać spoiny o lepszych własnościach plastycznych.

c) Topniki neutralne - zawierające tlenki, stosowane są do spawania stali niskostopowych, natomiast topniki neutralne - zawierające chlorki

i fluorki - do spawania metali niezależnych.

PRZEBIEG SPAWANIA ŁUKIEM KRYTYM.

Przy spawaniu łukiem krytym kształt i wymiary spoin zależą nie tylko od podstawowych parametrów spawania (U, J, V), ale też od różnych czynników technologicznych takich jak:

- średnica elektrody,

- rodzaj prądu,

- biegunowość,

- pochylenie elektrody względem spoiny,

- pochylenie spoiny względem poziomu,

- kształt ukosowanych brzegów itp.

Kształt spoiny jest najkorzystniejszy, gdy nadlew lica spoiny nie jest zbyt wysoki, a przejście spoiny do materiału rodzimego jest łagodne. Odpowiednia szerokość spoiny ułatwia odgazowanie spoiny a właściwy współczynnik przetopu zmniejsza skłonność do pękania spoin.

Wymiary spoiny zależą praktycznie od wszystkich czynników. Ważna jest również rola rodzaju prądu spawania.

Przy spawaniu prądem stałym - dodatnią biegunowością uzyskuje się głębsze wtopienie w materiał rodzimy, co często wykorzystywane jest przy układaniu warstwy przetopowej.

Przy spawaniu prądem stałym - ujemną biegunowością zapewnia uzyskanie większej wydajności stapiania elektrody. Wykorzystuje się to przy napawaniu i przy układaniu warstw wypełniających rowku spoiny.

Przy spawaniu prądem przemiennym uzyskuje się wartości pośrednie.

Żeby spawać z większymi prędkościami i uzyskać wyższą wydajność, przy spawaniu jednostronnym używa się specjalnych podkładek technologicznych - ich zadaniem jest wyeliminowanie wycieków stopiwa z rowka spoiny i uformowanie równomiernej i prawidłowej grani. Podkładki przy spawaniu łukiem krytym są konieczne, ponieważ stosuje się dużo wyższe energie łuku (większa objętość ciekłego metalu) niż przy spawaniu elektrodami otulonymi.

Wydajność spawania łukiem krytym zwiększa się ostatnio coraz bardziej przez zastosowanie spawania wielołukowego (najczęściej 2,3 łuki).

Spawanie dwułukowe - może być realizowane z oddzielnymi jeziorkami ciekłego metalu (układ tandemowy) lub przy stapianiu dwóch elektrod w jednym jeziorku.

Spawanie tandemowe - pierwszy łuk tworzy warstwę przetopową spoiny a drugi roztapia zakrzepły ścieg i tworzy warstwę licową. Powoduje to uzyskanie lepszych własności plastycznych złączy spawanych poprzez obniżenie szybkości stygnięcia spoiny i strefy wpływu ciepła. Stosowane w tym przypadku prędkości wynoszą 60-80 m/h.

Spawanie dwoma elektrodami - stapianymi w jednym jeziorku - uzyskuje się wyższe wydajności spawania (prędkość do 150m/h dla spoin czołowych i do 20 m/h dla spoin pachwinowych).

Spawanie wielołukowe charakteryzuje się wysokimi energiami ,

w związku z czym osiągnięcie wysokich własności plastycznych spoin realizowane jest poprzez odpowiedni dobór drutów i topników

(topniki aglomerowane).

ZGRZEWANIE.

Podczas zgrzewania połączenie uzyskuje się w wyniku działania

w miejscu łączenia docisku. Niekiedy wystarcza sam docisk, przeważnie jednak oprócz docisku występuje ciepło lub inne zjawisko fizyczne.

Najszerzej rozbudowane jest zgrzewanie oporowe, w którym nagrzewanie łączonych elementów odbywa się przy użyciu przepływającego prądu.

Na oporność strefy zgrzewania składa się:

1) oporność styku pomiędzy zgrzewanymi elementami

(największy opór - dlatego tam powstaje zgrzeina).

2) oporność metalu pomiędzy elektrodami,

3) oporność styku pomiędzy elektrodami a powierzchnią

materiału.

Podobnie jak przy zgrzewaniu punktowym tak i tu największa oporność jest w miejscu styku.

Według rodzaju wykonywanych złączy zgrzewanie dzieli się na:

- doczołowe (zwarciowe, iskrowe),

- punktowe,

- liniowe,

- garbowe.

ZGRZEWANIE DOCZOŁOWE ZWARCIOWE.

Dociśnięte do siebie części nagrzewane są przepływającym prądem do wysokiej plastyczności, a następnie spęczane siłą docisku. Najkorzystniej jest wtedy, gdy łączone powierzchnie dokładnie przylegają do siebie. Wymaga to szczególnie dokładnego przygotowania powierzchni czołowych łączonych elementów.

Zgrzewanie zwarciowe stali jest możliwe w zakresie temperatur

1100°C - 1500°C. Przy zgrzewaniu aluminium, miedzi i ich stopów zazwyczaj metal roztapia się w styku.

Zgrzewanie elementów o małych średnicach - odbywa się przy zastosowaniu małych docisków i dużych gęstościach prądu. Powoduje to, że w krótkim czasie osiąga się temperatury wyższe od temperatur topnienia, a zgrzewanie kończy się wyciśnięciem roztopionego metalu. Nie trzeba wtedy zbyt dokładnie przygotowywać powierzchni czołowych.

Zgrzewanie elementów o większych średnicach - odbywa się przy zastosowaniu większych docisków i mniejszych gęstościach prądu.

Parametry zgrzewania zwarciowego:

1. moc jednostkowa (na 1mm² przekroju),

2. natężenie prądu zgrzewania,

3. czas przepływu prądu,

4. długość mocowania (długość wysunięcia materiału ze szczęk),

5. docisk jednostkowy.

Zastosowanie zgrzewania zwarciowego:

1. łączenie przekrojów zwartych (okrągłych, kwadratowych, i zbliżonych do nich) o powierzchni 0,05-2000mm² (najczęściej do 200mm²),

2. łączenie rur (do średnicy 40mm),

3. łączenie elementów i ogniw łańcuchów.

Zgrzewane materiały: stale węglowe i stopowe, miedź, aluminium i ich stopy.

Wytrzymałość wykonanych złączy osiąga 70-100% wytrzymałości zgrzewanych materiałów.

ZGRZEWANIE DOCZOŁOWE ISKROWE(z wyiskrzaniem ciągłym).

Elementy o chropowatych powierzchniach czołowych, zamocowane

w szczękach zgrzewarki, ustawione są bez wywierania docisku osiowego. Przy włączeniu prądu następuje przesuw jednego elementu i zbliżenie powierzchni czołowych, które stykają się w jednym lub kilku punktach. Przez powstałe styki płynie prąd o dużej gęstości, co powoduje nagrzewanie metalu do temp. parowania, przez co lokalne styki zrywają się i tworzą się w innych miejscach. Towarzyszy temu również silne działanie silne działanie pola elektromagnetycznego. W wyniku parowania metalu i działania pola magnetycznego procesowi zrywania się styku (mostków) towarzyszy silne iskrzenie. Podczas iskrzenia temp. lokalnych styków silnie wzrasta (do temp. 20 000°C).

Po zakończeniu procesu wyiskrzenia zaczyna się proces spęczania (częściowo pod prądem) w wyniku działania docisku, co powoduje odkształcenie materiału i powstanie złącza.

Zgrzewanie podgrzewaniem - przed rozpoczęciem etapu wyiskrzania elementy podgrzewa się przez wyiskrzanie przerywane (3-20 zwarć trwających 0,3-1,5s).

Parametry zgrzewania iskrowego są podobne jak przy zgrzewaniu zwarciowym z tym, że dochodzą dodatkowe - prędkość wyiskrzania

i spęczenie oraz naddatek na wyiskrzenie.

Zastosowanie zgrzewania iskrowego łączy:

elementy o przekrojach zwartych, elementy kształtowe i rurowe,

taśmy i blachy.

Iskrowo zgrzewa się: stale węglowe i stopowe, miedź, aluminium

i ich stopy, nikiel, tytan, i żeliwo. Można też zgrzewać metale różnorodne np. Cu + Al.

Przy zgrzewaniu iskrowym z podgrzewaniem można uzyskać szerszą strefę materiału nagrzanego do temp. plastyczności.

Zalety zgrzewania iskrowego:

- łatwe przygotowanie powierzchni czołowych, zgrzewanych elementów,

- mniejsze zużycie energii i większa wydajność procesu niż zgrz.zw.,

bardziej wytrzymałe złącza,

- większe możliwości zgrzewania różnorodnych materiałów ze sobą.

ZGRZEWANIE PUNKTOWE.

Jest to metoda, w której łączenie elementów występuje w oddzielonych miejscach zwanych punktami, przy czym może tworzyć się jednocześnie jedna (przeważnie), dwie lub kilka zgrzein.

Podział zgrzewania punktowego ze względu na sposób doprowadzania prądu do zgrzewanych elementów:

1. dwustronne jednopunktowe (najczęściej stosowane),

2. dwustronne dwupunktowe,

3. jednostronne jedno- i dwupunktowe.

Przebieg zgrzewania punktowego:

1. dociśnięcie do siebie łączonych elementów elektrodami zgrzewarek,

2. nagrzewanie elementów miejscu łączenia (nagrzewanie jedno impulsowe lub wieloimpulsowe) i utworzenia ciekłego jądra zgrzeiny,

3. stygnięcie jądra zgrzeiny i powstanie jednolitego połączenia (po wyłączeniu zgrzewania),

Parametry zgrzewania punktowego:

1. natężenie prądu zgrzewania,

2. czas przepływu prądu,

3. siła docisku elektrod.

Parametry te dobiera się zależnie od: rodzaju metalu, grubości, kształtu

i wymiarów zgrzewanych elementów i wymagań stawianych konstrukcji.

Istnieją parametry:

- sztywne - duże natężenie prądu, duża siła docisku i krótki czas przepływu prądu.

Zapewniają dużą wydajność zgrzewania, małe zużycie energii elektrycznej. Stosowane w produkcji wielkoseryjnej,a złącza posiadają małą strefę nagrzania.

- miękkie - mniejsze natężenia prądu, mniejsze siły docisku i dłuższe czasy przepływu prądu.

Powodują, że proces zgrzewania przebiega w sposób wolniejszy, co powoduje wzrost szerokości strefy ciepła i odkształceń złączy. Przy ich stosowaniu występuje mniejsza możliwość podhartowania i mniejsza skłonność do występowania pęknięć w złączach. Parametry miękkie mają zastosowanie wtedy, gdy nie ma zgrzewarek dużej mocy oraz przy zgrzewaniu materiałów skłonnych do podhartowania.

Zalecenia technologiczne:

1) złącza punktowe powinny być tak zaprojektowane, żeby zgorzeliny pracowały na ścinanie(należy unikać zgrzein pracujących na rozciąganie

i skręcanie),

2) powierzchnie części zgrzewanych powinny być płaskie i równolegle (nie wolno wykonywać zgrzein w narożach i zaokrągleniach),

3) średnicę zgrzeiny ustala się w zależności od grubości blach

4) przy większej ilości zgrzein, grupuje się je w dwóch lub kilku rzędach (nie mogą być zbyt blisko siebie ze względu na bocznikowanie prądu), stosując zalecane podziałki przy rozmieszczaniu zgrzein,

5) nie można zgrzewać więc niż trzech blach (jeśli są 3 blachy różnej grubości cieńszą umieszcza się w środku, gdy są 2 o różnej grubości to cieńszą daje się na górę),

6) złącza powinny być tak projektowane (w miarę możliwości), żeby można je było zgrzewać za pomocą zgrzewania dwustronnego jednopunktowego przy jak najmniejszym wysięgu ramion zgrzewarki.

Zgrzewanie punktowe jest najbardziej rozpowszechnioną metodą zgrzewania, którą stosuje się przy łączeniu elementów ze stali węglowych i stopowych oraz metali nieżelaznych. Stosowana jest często jako zmechanizowana i coraz częściej wykorzystywana w zrobotyzowanych stanowiskach (np. zgrzewanie karoserii samochodowych). Grubość zgrzewanych materiałów zależy od mocy zgrzewarki i rodzaju zgrzewanego materiału.

ZGRZEWANIE LINIOWE.

Tutaj łączenie elementów odbywa się na zgrzewarkach wyposażonych

w elektrody krążkowe a połączenie uzyskuje się wzdłuż linii składającej się z nachodzących na siebie zgrzein punktowych. Najczęściej stosuje się tzw. Zgrzewanie liniowe przerywane, przy którym przepływ prądu odbywa się z regularnymi przerwami, a elektrody krążkowe obracają się ze stałą prędkością. Grubość zgrzewanych elementów nie przekracza na ogół 3mm, bo przy większych grubościach bardziej ekonomiczne okazuje się spawanie.

Podział:

1. zgrzewanie liniowe na zakładkę (najczęściej stosowane),

2. zgrzewanie liniowe z rozwalcowaniem szwu,

3. zgrzewanie liniowo-doczołowe przy użyciu folii

4. zgrzewanie liniowo-garbowe.

Parametry:

- siła docisku elektrod,

- natężenie prądu zgrzewania,

- czas przepływu prądu zgrzewania,

- czas przerw w przepływie prądu,

- prędkość zgrzewania.

Szczelną zgrzeinę liniową uzyskuje się, gdy poszczególne zgrzeiny zachodzą na siebie na 1/3 - ½ ich długości. Prędkość zgrzewania liniowego wynosi 0,5 - 3 m/min. Tą metodą można zgrzewać stale węglowe i stopowe oraz metale niezależne.

CIĘCIE TLENEM.

Jest to dzielenie metalu przez jego miejscowe w strumieniu czystego tlenu, przy współdziałaniu źródła ciepła, najczęściej płomienia gazowego. Miejsce rozpoczęcia cięcia musi być podgrzane do temp. zapłonu, tj. do temperatury ok. 1300-1350°C dla stali niskowęglowych niskowęglowych niskostopowych.

Warunki konieczne do wykonania cięcia:

1. temperatura zapłonu metalu z tlenem powinna być niższa od temperatury topnienia metalu (w przeciwnym razie występuje wytapianie, a nie spalanie),

2. temperatura topnienia tlenków powinna być niższa od temperatury topnienia przecinanego metalu,

3. powstające tlenki powinny być ciekłe w temperaturze reakcji spalania,

4. reakcja chemiczna łączenia metalu z tlenem musi być egzotermiczna, a przewodnictwo cieplne metalu niezbyt duże, aby wytworzyć na wąskiej przestrzeni wystarczającą ilość ciepła.

Materiałami, które mogą być cięte tlenem są : stale węglowe

i niskostopowe. Wzrost zawartości węgla i składników stopowych, takich jak chrom i krzem utrudnia proces cięcia. Nie jest możliwe, prócz metod specjalnych cięcie żeliwa, stali wysokostopowych i metali nieżelaznych. Zawartość węgla w stali do 0,7% nie stwarza trudności podczas cięcia. Powyżej 0,7% cięcie jest trudniejsze, dlatego wymagane jest dodatkowo podgrzewanie do temp. ok. 200°C.

Do cięcia używa się zazwyczaj palników uniwersalnych, które również służą do spawania (po nałożeniu nasadki do cięcia). Palniki te umożliwiają cięcie stali w zakresie grubości 3-300mm. Oprócz cięcia ręcznego w zakładach pracy na dużą skalę stosowane jest cięcie maszynowe (automaty przegubowe, wysięgnikowe lub portalowe).

CIĘCIE PLAZMĄ.

Polega na wytapianiu szczeliny w przedmiotach metalowych strumieniem plazmy. Cięcie plazmą polega na wykorzystaniu bardzo wysokiej temperatury plazmy oraz bardzo dużej prędkości wylotowej gazów, wychodzących z dyszy palnika plazmowego do wytapiania

i wydmuchiwania metalu ze szczeliny cięcia.

Rodzaje palników plazmowych do cięcia:

- palnik z łukiem wewnętrznym (niezależnym) - są mniej wydajne ze względu na duże odprowadzanie ciepła przez dyszę chłodzoną wodą. Palniki takie stosowane są do cięcia materiałów nie przewodzących prądu elektrycznego i do cięcia cienkich blach jak i również do metalizacji.

- palnik z łukiem zewnętrznym (zależnym) - powszechnie stosowane do cięcia. Podobnie jak przy palnikach do spawania,

w palnikach do cięcia łuk pomocniczy umożliwia zajarzenie łuku głównego.

Zajarzenie się łuku pomocniczego odbywa się w osłonie gazu Ar (argon), ale proces cięcia realizowany jest najczęściej przy użyciu gazów plazmowych. Materiały, które można ciąć plazmą: Al, Cu i stale wysokostopowe do grubości 100mm.

Nowy rozwiązaniem cięcia plazmowego jest wykorzystanie powietrza jako gazu plazmowego. Palnik w tym przypadku posiada inną katodę nie wolframową, tylko miedzianą z wprasowaną wkładką cyrkonową. Trwałość takiej katody zależy przede wszystkim od intensywności chłodzenia jej wodą. Powietrze do palnika dostarczane jest pod ciśnieniem 0,3 - 0,35MPa, a jego zużycie wynosi 50-80 l/min.

W porównaniu z cięciem tlenowym prędkość cięcia plazmowego powietrzem jest większa dla grubości poniżej 25mm. Krajowy palnik do cięcia powietrzem umożliwia cięcie blach o grubości do 50mm. Grubość cięcia przedmiotów przy użyciu palników plazmowych zależy przede wszystkim od mocy urządzenia, prędkość cięcia natomiast od rodzaju gazu plazmowego.

CIĘCIE LASEREM.

Laser jest urządzeniem wytwarzającym spójną, monochromatyczną wiązkę promieniowania elektromagnetycznego, przy czym w laserach spawalniczych wykorzystywany jest zakres promieniowania podczerwonego. Do celów spawalniczych wykorzystywane są 2 typy laserów:

1. impulsowe, stale lasery Nd YAG,

2. impulsowe i ciągłe gazowe lasery CO₂ .

Wiązka laserowa może być wykorzystana do spawania, cięcia, dziurkowania i grawerowania. Największe jednak zastosowanie przemysłowe znalazła do cięcia materiałów o małej grubości

(poniżej 4mm) przy wykorzystaniu lasera CO_2. Cięcie laserem CO₂ może być stosowane do wszystkich stali nisko- i wysokostopowych, niektórych metali nieżelaznych, takich jak tytan i nikiel, nawet wtedy, gdy te materiały są galwanizowane lub pokryte tworzywami sztucznymi. Laserem CO₂ mogą być również cięte tworzywa niemetaliczne, tj. tworzywa sztuczne materiały tekstylne, drzewo, szkło i materiały ceramiczne. Cięcie laserem następuje poprzez stapianie i parowanie materiału lub poprzez spalanie, dzięki intensywnemu nagrzewaniu skoncentrowaną wiązką światła. Przy cięciu materiałów laserem CO₂ doprowadza się współosiowo pewną ilość gazu ze strumieniem laserowym

Dodatkowy strumień gazu usuwa stopiony materiał oraz wszelkie pary,

o ile proces cięcia odbywa się drogą spalania, strumień gazu wywołuje dodatkowe nagrzewanie.

Warunki cięcia laserem, konieczne do procesu:

1. strumień światła musi wnikać do materiału,

2. energia dostarczona do strefy cięcia musi przewyższać rozpraszanie ciepła wynikające z przewodności cieplnej materiału.

Przy cięciu metali, głównie stali, dodatkowym gazem jest tlen, co zwiększa reakcję egzotermiczną i zapewnia uzyskanie równoległości ciętych brzegów.

W przypadku materiałów niemetalicznych, niepalnych, jako gaz dodatkowy stosowany jest gaz obojętny, najczęściej azot, co nie powoduje nadpalenia ciętych brzegów. Zaletą cięcia laserowego jest mała szczelina cięcia, co m.in. umożliwia cięcie małych promieni. Grubość cięcia zależy od mocy urządzenia laserowego.

---