Charakterystyka procesu i rodzaje

spawania Wiadomoci oglne Spajanie jest to metoda czenia materiaw, w wyniku, ktrej uzyskuje si poczenie o fizycznej cigoci materiaowej. Pojcie spajania obejmuje spawanie, zgrzewanie, lutowanie, klejenie i inne. Spawanie polega na czeniu materiaw przez ich nagrzanie i stopienie. w miejscu czenia z dodaniem lub bez dodania spoiwa. Metal czci czonych nazywa si metalem rodzimym. Stopione spoiwo cznie ze stopionymi brzegami czci czonych, czyli materiaem rodzimym, tworzy po ostygniciu spoin. W zalenoci od rda ciepa uytego do stopienia materiau rodzimego zcza i spoiwa rozrnia si: spawanie elektryczne (ukowe, elektronowe, elektroulowe), gazowe i termitowe. Najbardziej rozpowszechnione jest spawanie elektryczne ukowe oraz gazowe. Nie wszystkie metale nadaj si w jednakowym stopniu do spawania. Szczeglnie atwo spawalne s stale o maej zawartoci wgla (do 0,27%) oraz ow, aluminium i stopy magnezu. Do metali trudno spawalnych zalicza si stale wysokowglowe i stopowe, eliwo, brzy i nikiel. Spawanie elektryczne ukowe polega na wytworzeniu midzy elektrod spawalnicz a materiaem spawanym uku elektrycznego wydzielajcego ciepo, pod wpywem, ktrego topi si brzegi czonych czci i dodawane zwykle spoiwo, oraz na tworzeniu zcza, zwanego spoin (rys. 176-01). Zcze tworzy si przy przesuwaniu odpowiednim ruchem elektrody wzdu czonych brzegw. Spoina skada si ze stopionego metalu rodzimego oraz ze stopionego spoiwa.

Rys. 176-01 Zcze spawane

Stopiony w obszarze spoiny metal na skutek stygnicia krzepnie i czy trwale obie czci metalu rodzimego. Zalenie od wzajemnego ustawienia spawanych czci rozrnia si spoiny: czoowe, pachwinowe, otworowe, grzbietowe (rys. 176-02). Spoiny te tworz zcza o rnych nazwach. Na przykad rys. 176-02a przedstawia zcze doczoowe, mimo e spoina nazywa si czoow. Za pomoc spoin otworowych (rys. 176-02c) tworzy si zcza przylgowe, gdy czy si w ten sposb blach do blachy.

Rys. 176-02 Rodzaje spoin:

a) czoowe, b) pachwinowe, c) otworowe, d) grzbietowe Przedmioty przeznaczone do spawania naley oczyci z rdzy, farby i tuszczw oraz innych zanieczyszcze. Wan czynnoci poprzedzajc spawanie jest prawidowe wyregulowanie pomienia acetylenowo-tlenowego, a nastpnie wybranie odpowiedniej pozycji spawania (rys. 176-03). Najlepsz spoin mona wykona w pozycji podolnej.

Rys. 176-03. Pozycje spawania:

a) podolna, b) naboczna, e) nacienna, d) okapowa, e) puapowa, f) pionowa Stosuje si trzy kierunki spawania gazowego: w lewo, w prawo i w gr (rys. 176-04). W kadym przypadku palnik trzyma si w prawej rce, a drut do spawania w lewej. Podczas spawania w lewo palnik przesuwa si z prawej strony do lewej bez ruchw poprzecznych. Pomie osania stopiony metal

Rys. 176-04. Kierunki spawania gazowego: a) w lewo, b) w prawo, e) w gr

i podgrzewa brzegi blach przed ich stopieniem. Metoda ta nadaje si do spawania blach cienkich o gruboci 4mm. Blachy grubsze spawa si metod w prawo, natomiast metoda spawania w gr jest stosowana przede wszystkim do takich przedmiotw, ktre mona ustawi pionowo. Cicie termiczne Ciciem termicznym nazywa si sposb cicia materiaw, gwnie metali i ich stopw, polegajcy na miejscowym utlenieniu lub wytopieniu w odpowiednio wysokiej temperaturze. Zalenie od rda ciepa rozrnia si cicia: gazowe, ukowe, gazowo-ukowe. Cicie gazowe (cicie tlenowe) polega na miejscowym spalaniu materiau w strumieniu czystego tlenu przy odpowiednim miejscowym ogrzaniu metalu do temperatury spalania. Cicie to odbywa si za pomoc palnika, ktry przypomina palnik do spawania, lecz jest wyposaony w dodatkow dysz tlenow. Jeeli spawacz zwikszy dopyw tlenu do pomienia palnika, to pomie taki bdzie spala nagrzewany metal wypalajc w nim wsk szczelin. Cicie samym tlenem stosuje si do stali konstrukcyjnych wglowych i niskostopowych, natomiast eliwo, stale austenityczne oraz metale nieelazne mona przecina tym sposobem przez wprowadzenie do strumienia tlenu topnikw, np. proszku elaza. Cicie ukowe elektrod wglow lub metalow polega na wytapianiu szczeliny w penym metalu ciepem uku elektrycznego. Cicie gazowo-ukowe polega na podgrzaniu metalu ciepem uku elektrycznego i jednoczesnym miejscowym spalaniu metalu w strumieniu czystego tlenu. Obecnie mona ci termicznie wszystkie metale i stopy stosowane w przemyle, a nawet beton i kamie. Grubo przecinanego metalu moe wynosi do 3m. W zalenoci od stosowanych urzdze rozrnia si cicie termiczne rczne i maszynowe. Cicie moe by wykonywane w sposb zautomatyzowany za pomoc mechanizmw prowadzcych palniki wg okrelonych linii. Zgrzewanie elektryczne Rozrniamy nastpujce sposoby zgrzewania: - zgrzewanie ogniskowe - zgrzewanie elektryczne a) zgrzewanie punktowe, b) zgrzewanie liniowe, c) zgrzewanie garbowe, d) zgrzewanie doczoowe - zgrzewanie termitowe - zgrzewanie tarciowe - zgrzewanie zgniotowe - zgrzewanie wybuchowe - zgrzewanie dyfuzyjne Najczciej stosowane jest zgrzewanie elektryczne i o nim nieco szerzej. Zgrzewanie elektryczne dzieli si na: doczoowe, punktowe, liniowe i garbowe. rdem ciepa w zgrzewaniu elektrycznym oporowym jest prd elektryczny, ktry w miejscu najwikszego oporu powoduje przyrost ciepa. Miejsce styku dwch metali wykazuje tak duy opr dla przepywajcego prdu, e przy dostatecznym nateniu prdu nagrzewa si ono do wysokiej temperatury, a materia staje si plastyczny. Po wywarciu nacisku stykajce

si ze sob czci cz si bez trudu. Do zgrzewania stosuje si prd o stosunkowo niskim napiciu, lecz o duym nateniu dochodzcym do kilku tysicy amperw.

Rys. 176-05. Schemat zgrzewania punktowego

Zgrzewanie punktowe stosuje si do czenia cienkich blach. czone brzegi blachy zaciska si dwiema elektrodami dociskowymi 1 w ksztacie kw (rys. 176-05), ktre zapewniaj jednoczenie docisk czonych czci i przepyw prdu przez zcze. Zcze powstaje w jednym punkcie wskutek poczenia si uplastycznionego pod wpywem ciepa metalu. Zgrzewanie liniowe jest stosowane tam, gdzie zaley nam na szczelnoci szwu. Wykonuje sieje za pomoc specjalnych zgrzewarek liniowych, w ktrych elektrody maj ksztat krkw (rys. 176-04). Krki, z ktrych grny jest napdzany silnikiem, obracaj si i przesuwaj midzy sob czone blachy.

Rys. 176-06. Schemat zgrzewania liniowego.

Zgrzewanie garbowe wymaga uprzedniego przygotowania czci zgrzewanych. W tym celu w jednej z blach wytacza si garby w ksztacie stoka (rys. 176-06).

Rys. 176-07. Przykady zastosowania zgrzewania garbowego

Bhp podczas spawania i zgrzewania metali Podczas spawania elektrycznego w uku powstaj trzy rodzaje promieni:: widzialne promienie wietlne, niewidzialne promienie cieplne oraz niewidzialne promienie ultrafioletowe. Te ostatnie s bardzo niebezpieczne, poniewa dziaaj szkodliwie na oczy, podraniaj spojwk i powoduj jej zapalenie. Nie naley wic patrze na uk elektryczny wprost, lecz przez szko w tarczy ochronnej lub przybicy, ewentualnie przez odpowiednie okulary. Przy spawaniu gazowym w pobliu stanowiska roboczego powinno stale znajdowa si napenione wod naczynie suce do ochadzania palnika. Wytwornice przenone powinny by w miar moliwoci ustawione w oddzielnych pomieszczeniach. Odlego butli od pomienia palnika spawacza powinna wynosi co najmniej l m. Zawory redukcyjne wolno odmraa tylko za pomoc pary lub gorcej wody. We doprowadzajce gazy do palnika powinny mie dugo co najmniej 5 m. Nie wolno smarowa czci palnikw i zaworw butli smarem lub oliw. Do oczyszczania wylotu kocwki palnika z osadu tlenkw trzeba uywa kawaka zwglonego drewna. Jest zabronione przechowywanie w spawalni materiaw atwo palnych oraz wykonywanie prac spawalniczych w odlegoci mniejszej ni 5m od materiaw atwo palnych. Spawaczowi nie wolno spawa lub ci bez okularw ochronnych, tarczy lub przybicy. Pytania kontrolne 1. Metalem rodzimym nazywa si: (dopuszczajcy) a) metal czci czonych? b) metal ze stopionego spoiwa? c) metal ze stopionej elektrody? 2. Elektrody cienko otulone stosuje si przewanie do spawania: (dopuszczajcy) a) blach grubych? b) blach cienkich? c) materiaw pod topnikiem w atmosferze gazw ochronnych? 3. Spawanie atomowe jest spawaniem: (dostateczny) a) elektrod topliw w osonie dwutlenku wgla?

b) dwiema elektrodami wolframowymi, midzy ktrymi jarzy si uk w osonie wodoru? c) ukiem krytym pod warstw topnika? 4. W transformatorach spawalniczych napicie sieciowe (220 lub 380 V) zostaje obnione do napicia: (dopuszczajcy) a) 120 V? b) 45 V? c) 70 V? d) 150 V? 5. Dla elektrod o rednicy do 3,25 mm przyjmuje si natenie prdu: (dopuszczajcy) a) okoo 40 A na l mm elektrody? b) okoo 50 A na l mm elektrody? c) okoo 30 A na l mm elektrody? 6. Ktre promienie uku elektrycznego s bardzo szkodliwe dla spawacza: (dopuszczajcy) a) promienie cieplne? b) promienie ultrafioletowe? c) promienie wietlne? 7. Dopuszczalne cinienie robocze w butlach acetylenowych wynosi: (dopuszczajcy) a) 1,5 MPa? b) 2,5 MPa? c) 5 MPa? d) 0,5 MPa? 8. W jednym litrze acetonu pod cinieniem 0,1 MPa rozpuszcza si: (dobry) a) 50 litrw acetylenu? b) 30 litrw acetylenu? c) 23 litry acetylenu? d) 16 litrw acetylenu? 9. Aby zapali palnik trzeba: (dopuszczajcy) a) najpierw otworzy zawr acetylenu, a nastpnie tlenu? b) najpierw otworzy zawr tlenu, a nastpnie acetylenu? c) jednoczenie otworzy zawr tlenu i acetylenu? 10. Spawanie powinno si odbywa pomieniem: (dostateczny) a) utleniajcym? b) nawglajcym? c) redukujcym? 11. Przy metodzie spawania w lewo palnik przesuwa si: (dopuszczajcy) a) z prawej strony do lewej b) z lewej strony do prawej? c) z lewej strony do dou? 12. We doprowadzajce gazy do palnika powinny mie dugo, co najmniej: (dopuszczajcy) a) 10m? b) 5 m?

c) 7 m? d) 3 m?