ESAB University FAQ

Proces cięcia egzotermicznego wykorzystuje reakcje egzotermiczne do cięcia, przebijania lub żłobienia niemal wszystkich materiałów żelaznych i nieżelaznych, w tym żelaza, stali, magnezu i aluminium. Uchwyt egzotermiczny wytwarza intensywne ciepło w wyniku reakcji tlenu ze stapianym prętem paliwowym, wykonanym zazwyczaj ze stali lub innych materiałów żelaznych.

Badania niszczące spoin polegają na fizycznym zniszczeniu gotowej spoiny w celu oceny jej wytrzymałości i właściwości. Procedurę testową przeprowadza się w celu zrozumienia zachowania materiału próbki, jego wytrzymałości, jakości spoiny oraz umiejętności spawacza.

Żłobienie łukowe powietrzno-węglowe to proces cięcia termicznego polegający na usuwaniu lub odcinaniu metalu za pomocą ciepła z łuku węglowego. Proces ten wykorzystuje elektrodę węglowo-grafitową, standardowe źródło prądu i sprężone powietrze. Intensywny łuk cieplny wytwarzany między końcówką elektrody a metalowym elementem obrabianym stapia i przecina metal.

Spawarka zasilana akumulatorem to przenośne urządzenie spawalnicze, której głównym źródłem prądu są akumulatory litowo-jonowe (Li-ion). Spawarki te zaprojektowano z myślą o wygodzie, mobilności i możliwości wykorzystania w odległych miejscach lub miejscach bez dostępu do sieci energetycznej, gdzie dostęp do zasilania jest ograniczony lub nie istnieje. Nie wymagają ciężkich i drogich kabli spawalniczych ani przedłużaczy.

W przypadku cięcia tlenowo-gazowego do cięcia metali stosuje się mieszaninę paliw gazowych i tlenu. Do powszechnie stosowanych gazów palnych zalicza się propan, gaz ziemny, acetylen i kilka innych gazów mieszanych. Technika ta cieszy się ogromną popularnością w przypadku maszyn CNC (Computer Numerical Control) służących do cięcia blach stalowych.

Do materiałów spawalniczych i metali bazowych dodawane są pierwiastki stopowe w celu uzyskania określonych właściwości mechanicznych, poprawy jakości wykonywanych prac spawalniczych i zwiększenia wydajności w różnych środowiskach. Pierwiastki te wpływają na wytrzymałość, twardość, odporność na korozję, plastyczność i odporność połączeń spawanych. Do powszechnie stosowanych pierwiastków stopowych należą krzem, miedź, mangan, cynk, molibden, nikiel, chrom i węgiel.

Procesy spawania wiążą się z wysoką temperaturą, łukiem elektrycznym, płomieniem i gazami osłonowymi, co może stwarzać ryzyko dla operatorów w miejscu pracy. Do typowych zagrożeń podczas spawania zalicza się pożar, wybuch, porażenie prądem, narażenie na działanie oparów, promieniowanie UV i IR, duży hałas, oparzenia i skaleczenia.

Poznajmy różnicę pomiędzy spawaniem, lutowaniem twardym i miękkim. Spawanie to proces łączenia dwóch lub więcej metali poprzez ich topienie i stapianie przy użyciu wysokiej temperatury, zazwyczaj z dodatkiem spoiwa spawalniczego i gazów osłonowych.

Podczas lutowania twardego dwa lub więcej materiałów łączy się poprzez wtopienie materiału spawalniczego w połączenia materiałów rodzimych w celu utworzenia mocnych wiązań. Lutowanie twarde nie stapia metali rodzimych. Lutowanie to również łączenie metali poprzez wtapianie spoiwa w spoiny materiałów bazowych. Jednak ten proces odbywa się w temperaturze poniżej 449°C (840°F), czyli znacznie mniejszej niż temperatury spawania i lutowania twardego.

Spawanie prądem przemiennym (AC) polega na wykorzystaniu do spawania prądu przemiennego. Prąd zmienny zmienia swój kierunek wiele razy na sekundę. Spawanie prądem stałym (DC) polega na wykorzystaniu prądu stałego o stałej polaryzacji płynącego w jednym kierunku. Spawanie prądem przemiennym stosuje się zazwyczaj do spawania aluminium, grubych blach i niektórych rodzajów materiałów wymagających prądu przemiennego. Spawanie prądem stałym jest bardziej powszechne i zapewnia gładszy i bardziej stabilny łuk, odpowiedni do spawania cieńszych metali.

Porowatość lub spoiny z pęcherzami kanalikowymi powstają, gdy w spoinie zostają uwięzione pęcherzyki powietrza lub gazu. Uwięzione gazy osłabiają spoinę, powodując wady spawalnicze. Do czynników zapobiegających porowatości podczas spawania zalicza się czyszczenie powierzchni spoiny, podgrzewanie wstępne, stosowanie właściwych elektrod i parametrów spawania, a także poprawne ustawienia prędkości spawania i natężenia prądu, jak również regularne sprawdzanie, czy w butli z gazem osłonowym nie znajduje się wilgoć.

Pęknięcia spoin mogą powstać wskutek zbyt szybkiego chłodzenia, nadmiernego naprężenia, złej konstrukcji połączenia, niepełnego stopienia, niewłaściwego użycia gazu osłonowego i zanieczyszczeń metali bazowych. Ważne jest, aby zastosować odpowiednie podgrzewanie wstępne, właściwą prędkość i natężenie prądu spawania, aby uniknąć ostrych kątów i zmniejszyć naprężenia spoiny.

Do najczęstszych defektów spawania zalicza się pęknięcia spoin, porowatość, podcięcia, kratery, zakładki, odpryski, pękanie płytkowe, niepełny wtop, niepełny przetop, wtrącenia żużla i odkształcenia. Mając na uwadze te kwestie podczas spawania, można zapobiec powstawaniu wad w przyszłości.

Wady spawalnicze to niedoskonałości lub nieregularności w spoinie. Niewłaściwe techniki spawania, zanieczyszczenia, stosowanie niewłaściwego gazu osłonowego i niewłaściwe ustawienia to niektóre z czynników powodujących wady spoin.

Strefa wpływu ciepła (HAZ) w spawaniu odnosi się do obszarów w metalu bazowym, które nie zostały stopione, lecz uległy zmianom strukturalnym na skutek działania wysokiej temperatury powstającej podczas spawania.

Podczas spawania stosuje się gaz osłonowy , który chroni stopiony metal przed reakcją z gazami atmosferycznymi. Do najczęściej stosowanych gazów osłonowych należą dwutlenek węgla, hel, argon i tlen. Prawidłowy dobór gazów osłonowych gwarantuje sprawny proces spawania i wysoką jakość spoin.

Spawanie laserowe (od słowa „laser” będącego akronimem Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) to proces spawania, w którym metale lub tworzywa termoplastyczne są łączone za pomocą skupionej wiązki laserowej. W procesie spawania laserowego silnie skoncentrowana wiązka światła jest kierowana na przestrzeń między materiałami, które mają zostać ze sobą połączone. Silna wiązka laserowa topi materiały w spoinach i tworzy między nimi połączenie.

Spawanie metodą MIG, nazywane również pulsacyjnym spawaniem łukowym w osłonie gazowej (GMAW-P), to ściśle kontrolowany proces spawania metodą MIG z przenoszeniem natryskowym. Jest to proces bezkontaktowy pomiędzy elektrodą i jeziorkiem spawalniczym. W procesie spawania impulsowego MIG na końcu elektrody po każdym impulsie tworzy się kropla stopionego metalu, która jest wtłaczana do jeziorka spawalniczego.

Metody MIG (ang. metal inert gas — metal w gazie obojętnym) i TIG (ang. tungsten inert gas — nietopliwa elektroda wolframowa w osłonie gazów obojętnych) wykorzystują łuk elektryczny i gaz osłonowy do łączenia metali, ale występują między nimi pewne różnice. Spawanie metodą MIG jest łatwe do opanowania i obsługi. Proces ten wykorzystuje elektrodę topliwą i doskonale nadaje się do spawania grubszych materiałów. Spawanie metodą TIG wymaga większej precyzji i kontroli. Proces ten wykorzystuje nietopliwą elektrodę i doskonale nadaje się do spawania cienkich materiałów.

Istnieją cztery główne typy pozycji spawania: pozycja płaska spawania, pozycja pozioma spawania, pozycja pionowa spawania i pozycja pułapowa spawania.

• W przypadku spawania płaskiego spawane elementy umieszczane są płasko. Łuk elektryczny jest przesuwany nad elementami obrabianymi w kierunku poziomym. Górna powierzchnia złącza jest spawana, co umożliwia spływanie stopionego metalu w dół do rowka złącza lub krawędzi.
• W położeniu poziomym oś spoiny jest mniej więcej pozioma. Pozycję ustala się w zależności od rodzaju spoiny.
• W pozycji pionowej spawania spina jest wykonywana pionowo w stosunku do podłoża pod kątem od 45° do 90°.
• Spoina pułapowa jest wykonywana od spodu połączenia. W tej pozycji spawane elementy znajdują się nad spawaczem.

Pięć podstawowych typów połączeń spawanych to połączenie czołowe, połączenie zakładkowe, połączenie krawędziowe, połączenie teowe i połączenie narożne.

• Złącze czołowe powstaje, gdy elementy obrabiane są ustawione równolegle, a boki każdego elementu obrabianego są łączone poprzez spawanie.
• Połączenia zakładkowe powstają poprzez ułożenie dwóch elementów obrabianych jeden na drugim w taki sposób, że zachodzą na siebie.
• Podczas spawania krawędziowego elementy obrabiane są łączone ze sobą i spawane w punkcie krawędziowym.
• Złącze teowe powstaje, gdy dwa elementy obrabiane spawane są po zetknięciu ich ze sobą pod kątem 90 stopni. Krawędzie elementów lub blachy są spawane po ich zetknięciu ze sobą tak, by tworzyły kształt litery T.
• Połączenia narożne wykonuje się poprzez spawanie dwóch elementów obrabianych zetkniętych ze sobą pod kątem 90° tak, by tworzyły kształt litery L.

Cztery główne typy spawania to spawanie łukowe w osłonie gazowej (GMAW), spawanie elektrodą otuloną (SMAW), spawanie łukowe w osłonie gazowej (FCAW) i spawanie łukowe w osłonie gazowej elektrodą wolframową (GTAW).

• Spawanie łukowe w osłonie gazowej (GMAW), nazywane również spawaniem metodą MIG, polega na łączeniu metali za pomocą łuku elektrycznego i topliwego drutu elektrodowego.
• Spawanie metalową elektrodą otuloną (SMAW) jest często nazywane spawaniem elektrodą otuloną. Ten ręczny proces spawania polega na łączeniu metali za pomocą łuku elektrycznego i elektrody powlekanej topnikiem.
• Spawanie łukowe drutem rdzeniowym (FCAW) znane jest również jako spawanie w podwójnej osłonie. W procesie tym stosuje się podawany nieprzerwanie topliwy elektrodowy drut rurkowy wypełniony topnikiem. Proces FCAW jest niezwykle wydajny w przypadku spawaniu grubych materiałów.
• Spawanie łukowe w osłonie gazowej elektrodą wolframową (GTAW) jest również nazywane spawaniem w gazie obojętnym (TIG). W procesie wykorzystywana jest nietopliwa elektroda wolframowa.