Na czym polega spawanie?

Czym jest spawanie?

Jest to połączenie zazwyczaj co najmniej dwóch elementów. Poprzez podgrzanie ich do wysokiej temperatury i scalenie. Są to np. metale lub tworzywa sztuczne. Dzięki temu zabiegowi mamy twardą strukturę, która solidnie trzyma materiał. Podczas tego procesu często dodaje się dodatkowy wypełniacz (np. cyna) pomiędzy fragmenty do złączenia. 

Jakie są rodzaje? 

1. Laserowe; 
2. Elektryczne; 
3. Hybrydowe; 
4. Termitowe; 
5. Gazowe; 
6. Łączące metody. 

Spawanie elektryczne:  

Przy użyciu spawarki opierającej swoją pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturach do 4000 °C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 1 mm do 80 mm. Spawanie można wykonać amatorsko małym sprzętem lub specjalistycznymi spawarkami w systemach przemysłowo-produkcyjnych. 

Podstawowe metody pracy w spawaniu: 

• Łukowa nietopliwa elektroda (TIG); 
• Osłona gazowa (MIG/ MAG); 
• Elektrody otulone (MMA); 
• Kryty łuk. 

Dlaczego najbardziej popularne jest spawanie elektryczne?   

• Niskie koszty; 
• Łatwo się dopasowuje; 
• Duża dostępność urządzeń. 

Co to jest spawanie wiązką laserową (LBW)?  

To technika łączenia cieplnego metali (lub tworzyw sztucznych) za pomocą lasera. Wiąże się z głęboką penetracją. Jest to główna technika spawania w zastosowaniach konstrukcyjnych.  

Jak to wygląda w praktyce? 

Wiązka lasera jest skupiona i ustawiona równo w stosunku do powierzchni lub miejsca nieznacznie poniżej grubości materiału. Ekstremalnie duża gęstość energii (> 106 W / cm2) skoncentrowanej wiązki, nadtapia obszar styku łączonych powierzchni.  

Która metoda zalecana jest przy cieńszej stali, o wysokiej wytrzymałości i trudnościeralności? 

Odpowiedź brzmi laserowa. Najważniejsze jest, by spoina miała jak najbardziej zbliżone właściwości materiałowe do metalu bazowego. Możliwe jest dodanie drutu jako wypełniacza – zimnego lub ogrzanego indukcyjnie, aby zredukować efekty cieplne. 

      Korzyści: 

• Możliwość spawania stali w różnych gatunkach i wymiarach; 
• Małe odkształcenia cieplne, tj. znakomita płaskość; 
• Wysoka efektywność; 
• Znakomite własności mechaniczne; 
• Bardzo wąska strefa HAZ; 
• Bardzo dobre własności w zakresie ścierania; 
• Długie i szerokie arkusze z możliwością indywidualnego wyboru grubości i własności; 
• Efektywność kosztowa w porównaniu do metod tradycyjnych. 

      Słabe strony: 

• Ograniczona grubość materiału (max. 25 mm w spawaniu hybrydowym); 
• Wysoki koszt inwestycyjny w porównaniu do metod tradycyjnych. 

Spawanie termitowe (aluminotermiczne) 

Proces egzotermiczny w którym źródłem ciepła jest reakcja chemiczna polegająca na spaleniu termitu, czyli mieszanki tlenku żelaza (zgorzeliny hutniczej) i aluminium w stosunku 78:22. 

Stosuje się do naprawy: 

• Wad odlewniczych; 
• Pękniętych wałów; 
• Szyn kolejowych; 
• Przedmiotów stalowych, staliwnych i żeliwnych o dużych przekrojach. 

Jak wygląda proces scalenia? 

Części najpierw zaformować zostawiając szczelinę.  

Masa formierska musi być wypalona i wysuszona. Należy podgrzać ją do temp. 800 ÷ 1000°C palnikiem propan – butan.  

Umieścić termit w tyglu i zapalić za pomocą zapałów błyskawicznych o temp. zapłonu ok. 1300 °C.  

Po spaleniu otrzymuje się stal rozgrzaną do temp. ok. 2500 ÷ 2900 °C.  

Roztopiony metal wlewa się do formy.  

Podczas kontaktu z łączonymi powierzchniami następuje nadtopienie krawędzi i trwałe zespolenie.  

Po ostygnięciu usuwa się formę, obcina nadlewy i szlifuje na gotowo.