str 025

8. ZASADY KONSTRUOWANIA I OBLICZANIE POŁĄCZEŃ SPAWANYCH

8.1. Wiadomości ogólne o spawaniu i konstrukcji połączeń

Połączenie spawane polega na stopieniu brzegów elementów metalowych, a następnie ich skrzepnięciu. W procesie łączenia nie wprowadza się metalu dodatkowego lub wprowadza się ten metal zwany spoiwem, który ma skład zbliżony do tzw. rodzimego (łączonego) metalu. Otrzymuje się w ten sposób połączenie trwałe (nierozłączne) o charakterze spójnościowym. Obciążenie, jakie przyłożone jest do elementów łączonych, jest przenoszone przez siły spójności cząsteczek metali.

Do spawania wykorzystuje się skupione źródło ciepła o dużym natężeniu w celu uzyskania wysokiej temperatury umożliwiającej topienie metalu. Zależnie od źródeł ciepła rozróżnia się spawanie gazowe i elektryczne. Spawanie gazowe w temperaturze 3000°C stosuje się przeważnie do konstrukcji cienkościennych. Przy spawaniu gazowym ogrzewanie spoiny i doprowadzenie jej do stanu płynnego trwa dość długo i dlatego nagrzewa się przy tym stosunkowo duża powierzchnia części łącznych.

Przy spawaniu elektrycznym, gdzie źródłem ciepła jest łuk elektryczny o temperaturze 6000°C, ogrzewanie spoiny trwa stosunkowo krótko, dzięki czemu nagrzewaniu ulega mniejsza powierzchnia części łączonych. Stąd też spawanie tego rodzaju jest przydatne szczególnie w łączeniu elementów grubych. Przy spawaniu elektrycznym łuk elektryczny powstaje między elektrodą a łączonym elementem lub między dwiema elektrodami. Elektroda służąca do doprowadzenia ciepła może być jednocześnie spoiwem (elektroda topliwa) lub może tylko doprowadzić ciepło (elektroda nietopliwa). Najczęściej stosowana jest elektroda topliwa.

Zależnie od ochrony metalu stopionego spawanie może odbywać się lukiem nieosłoniętym (w atmosferze powietrza) lub gazu obojętnego chemicznie (np. dwutlenku węgla — spawanie detowe, argonu — spawanie argonowe). Specjalnym sposobem spawania jest spawanie atomowe. Stosuje się wówczas dwie nietopliwe elektrody wolframowe (spoiwa dostarcza dodatkowy pręt