Spawanie jest metodą obróbki polegającą na łączeniu materiałów i jest najpopularniejszym oraz najczęstszym sposobem na trwałe łączenie metali oraz ich stopów. Bez spawania niemożliwe byłoby zbudowanie samochodów, samolotów oraz wszelkich urządzeń i maszyn, gdzie wykorzystywany jest metal. Jednak na czym polega proces spawania i jakie można wyróżnić rodzaje spawania?
Proces spawania
Procesy spawalnicze możemy podzielić na trzy rodzaje:
- Spawanie – proces spawania jest to łączenie różnych elementów poprzez ich nagrzanie oraz stopienie w miejscu łączenia, gdzie tworzy się spoina.
- Lutowanie – polega na łączeniu materiałów poprzez dodanie spoiwa, które topi się w niższej temperaturze niż łączone elementy.
- Zgrzewanie – polega na rozgrzaniu łączonych elementów do momentu przejścia ich w stan plastyczny, a następnie dociśnięcia ich ze sobą.
W zależności od metody spawania źródłem ciepła może być łuk spawalniczy, czyli impuls elektryczny wytworzony przez spawalnicze źródło prądu, czy też płomień spalanego gazu w przypadku spawania gazowego. Podczas procesu spawania następuje stopienie krawędzi rowka spawalniczego i materiału dodatkowego, przez co powstaje jeziorko spawalnicze.
Wytworzenie trwałej spoiny zależy od wielu czynników jak choćby poprzez dodanie materiału dodatkowego czy właściwe przygotowanie krawędzi materiału spawanego przed rozpoczęciem spawania oraz umiejętności spawacza.
Metody spawania
Istnieje wiele różnych metod spawania, których dobór zależy przede wszystkim od tego, jaki jest spawany materiał, jego grubości, wydajności pracy oraz jakości spoiny.
Spawanie gazowe
Spawanie gazowe polega na wykorzystaniu płomienia palącego się gazu, by nagrzać i stopić brzegi spawanych materiałów. Najczęściej wykorzystywanym do tego gazem jest acetylen. W ten sposób spawa się wszystkie rodzaje stali, jak i również metale nieżelazne. Ta metoda jest też wykorzystywana przy pracach naprawczych i remontowych czy przy spawaniu cienkich rur.
Spawanie elektronowe
Ten rodzaj spawania polega na nagrzewaniu łączonego miejsca za pomocą wiązki elektronowej. Niezbędna do niej jest spawarka elektronowa. Spoina tworzy się poprzez stopienie brzegów łączonych elementów. Najczęściej odbywa się w środowisku próżni. Spawanie elektronowe pozwala na łączenie metali, których nie da się spawać innymi metodami.
Spawanie laserowe
Spawanie laserowe jest jedną z najnowszych metod spawalniczych, pozwalająca na łączenie m.in. stali, tytanu, niklu, metali trudnotopliwych czy stali konstrukcyjnej różnych kształtów i we wszystkich pozycjach spawania.
Ta metoda spawania polega na działaniu na spawane elementy przez skoncentrowaną wiązkę światła koherencyjnego o dużej gęstości mocy.
Głównymi zaletami jest duża efektywność, prędkość i czystość procesu, brak konieczności dodania spoiwa oraz duża precyzja pracy.
Spawanie plazmowe
Jest to spawanie z wykorzystaniem ogniskowania łuku elektrycznego. Stosuje się dwa osobne strumienie gazu: plazmowy tworzący słup łuku plazmowego oraz gaz osłonowy, który chroni jeziorko spawalnicze.
Ten rodzaj spawania stosuje się wszędzie, gdzie pojawia się konieczność uzyskania łączenia wysokiej jakości, jak chociażby w przemyśle lotniczym czy chemicznym.
Spawanie elektryczne
Ta metoda polega na wytworzeniu łuku elektrycznego pomiędzy elektrodą spawalniczą a spawanym materiałem.
Wśród rodzajów tej metody najpopularniejsze jest spawanie łukowe, gdzie łączone materiały rozgrzewane są przez łuk spawalniczy, czyli impuls elektryczny powstały poprzez wystarczająco duży impuls napięcia. Napięcie przeskakuje przez powietrze pomiędzy elektrodą spawalniczą a elementem spawanym, tworząc łuk, którego temperatura wynosi nawet kilka tysięcy stopni. Ze względu na stały przepływ prądu elektrycznego niezbędne jest uziemienie łączonych elementów. Możemy wyróżnić kilka kolejnych rodzajów tej metody.
Spawanie TIG
Spawanie metodą TIG wykorzystywane jest przede wszystkim w przypadku spoin widocznych czy wymagających wyjątkowej precyzji. Jest to bardzo wszechstronna metoda spawania, lecz wymaga dokładności i precyzji, więc może być zbyt trudna dla osoby początkującej, która spawa w przydomowym warsztacie.
W spawaniu TIG wyróżniające jest spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego, którego zadaniem jest ochrona jeziorka spawalniczego. Łuk elektryczny powstający między spawanym materiałem a elektrodą wolframową wytwarza temperaturę wystarczającą do stopienia metalu. Podczas spawania TIG często stosuje się materiał dodatkowy dostarczany przez podajnik drutu spawalniczego.
Metoda TIG nadaje się przy spawaniu stopów aluminium i niklu oraz stali nierdzewnej. Powstały za jej pomocą spaw jest wytrzymały oraz estetyczny.
Metoda MMA
Spawanie MMA wykorzystuje elektrodę otuloną. Topiąca się otulina wydziela substancje, które pełnią funkcję gazu osłonowego. Główną różnicą tej metody jest skracanie się elektrody podczas pracy. Uchwyt spawalniczy musi więc być stale przybliżany do elementu spawanego.
Spawanie elektrodą topliwą (MIG/MAG)
Spawanie MIG/MAG polega na stapianiu podawanego drutu spawalniczego przez wytworzony łuk elektryczny, przez co powstaje spoina pomiędzy spawanymi elementami.
Metody mają jednak między sobą jedną różnicę. Metodę MIG stosuje się w osłonie gazów obojętnych, takich jak np. argon, natomiast metodę MAG w osłonie gazów aktywnych, jak np. dwutlenek węgla.
Spawane materiały
Wiele materiałów nadaje się do spawania, niektóre jednak spawa się znacznie częściej niż pozostałe. Przykładowo jedną z najczęstszych ofert jest spawanie stali, ze względu na jego różnorodne wykorzystanie.
