Encyklopedia spawarek

1. bezpieczeństwo i higiena pracy

a. Zagrożenia.

Zasadniczo spawanie prawie zawsze wiąże się z silnymi prądami lub wybuchowymi gazami, toksycznymi oparami, niebezpiecznym światłem i wytwarzaniem ciepła oraz rozpryskami ciekłego metalu. Zagrożenia zależą od stosowanego procesu spawania. Często opary spawalnicze zawierają substancje rakotwórcze. Dzieje się tak zawsze, zwłaszcza w przypadku spawania materiałów wysokostopowych. Stosowanie materiałów spawalniczych zawierających chrom i/lub nikiel w postaci chromianów i/lub związków niklu również powoduje powstawanie rakotwórczych dymów. Ostre zatrucie przez wdychanie pyłów o bardzo wysokiej zawartości manganu może prowadzić do reakcji zapalnych w płucach. Toksyczność ta objawia się zapaleniem oskrzeli i może przekształcić się w zwłóknienie płuc. Jeśli system odciągowy jest używany prawidłowo, wartość graniczna dla manganu i jego związków nie jest przekroczona. Niemniej jednak, specjalne badanie stanu zdrowia płuc jest zalecane dla personelu spawalniczego - zgodnie z (G39) - w regularnych odstępach czasu.

W Niemczech należy przestrzegać limitów TRK dla metali ciężkich. Wiele innych składników jest również szkodliwych i należy je odpowiednio ocenić (TRGS403, wartości MAK). TRGS 528, który zastąpił BGR 220 (dymy spawalnicze), reguluje między innymi wymagania dotyczące miejsca pracy spawacza.

b. Środki.

W przypadku stanowisk spawalniczych należy przeprowadzić ocenę ryzyka. Należy wziąć pod uwagę wszystkie składniki dymów spawalniczych, w tym dwutlenek tytanu, fluorki, tlenek magnezu, tlenek wapnia, tlenki żelaza i ich składniki stopowe, takie jak nikiel, kobalt, chrom i mangan. W przypadku stali wysokostopowych należy w miarę możliwości unikać spawania elektrodą, a zamiast tego stosować spawanie w osłonie gazu lub procesy zautomatyzowane, ponieważ brak osłony wokół elektrody oznacza, że uwalnia się mniej chromianów. Zgodnie z ustawą o bezpieczeństwie i higienie pracy (ArbSchG), wszyscy pracownicy zależni są zobowiązani do odbycia odpowiedniego instruktażu specjalistycznego; ponadto powszechny jest dowód przeszkolenia (certyfikat wykwalifikowanego pracownika lub egzamin z kursu w izbie rzemieślniczej). W wielu sektorach przemysłu, w zastosowaniach kolejowych, wymagany jest nadzór spawalniczy.

Okulary ochronne są wymagane do spawania oksyacetylenowego, aby zapobiec przedostawaniu się żarzących się części lub iskier do oczu. Okulary są kolorowe, aby można było obserwować środowisko spawania bez odblasków.

Spawanie łukowe wytwarza promieniowanie ultrafioletowe, które uszkadza skórę, a zwłaszcza oczy.

Ponadto wytwarzane jest promieniowanie podczerwone (promieniowanie cieplne), które nie tylko powoduje oparzenia niechronionych części ciała, ale może również uszkodzić siatkówkę oka.

Dlatego należy stosować okulary ochronne, które chronią przed tymi dwoma rodzajami promieniowania. Klasy ochrony dla takich okularów są zdefiniowane w europejskiej normie EN 169. Na przykład, klasy ochrony od 2 do 8 są przewidziane dla spawania oksyacetylenowego, podczas gdy klasy od 9 do 16 są przewidziane dla spawania łukiem otwartym. Okulary ochronne posiadają etykietę charakteryzującą właściwości szkła. Informacje są następujące: klasa ochrony, skrót producenta, klasa optyczna 98, norma DIN. Nowoczesnym zamiennikiem okularów ochronnych są automatyczne filtry spawalnicze.

Ponieważ promieniowanie UV uszkadza również skórę, stosuje się ekran, który zakrywa całą twarz. Przed prawie czarnym szkłem znajduje się zwykle zwykłe szkło, które chroni przed iskrami i jest tańsze w wymianie. Aby mieć obie ręce wolne, parasol można przymocować na zawiasach do kasku ochronnego lub urządzenia noszonego na głowie. Ponadto należy nosić specjalną trudnopalną odzież spawalniczą, która bezpiecznie zakrywa wszystkie powierzchnie skóry. Wiele procesów spawalniczych jest bardzo głośnych, dlatego niezbędna jest odpowiednia ochrona słuchu.

Podczas spawania powstają również bardzo drobne cząsteczki pyłu, które muszą być odsysane, aby zapobiec ich przedostawaniu się do płuc spawacza i dyfuzji do krwiobiegu. W tym celu stosuje się przenośne lub stacjonarne filtry dymów spawalniczych, które odciągają i filtrują ten drobny pył. Obecnie najnowocześniejsze są tak zwane filtry ePTFE (filtracja powierzchniowa). Jeśli nie można zapewnić skutecznego odsysania dymów spawalniczych, spawacz musi być chroniony za pomocą środków ochrony indywidualnej w postaci urządzenia filtrującego z dmuchawą (PAPR). Urządzenia te nie chronią przed niedoborem tlenu lub szkodliwymi gazami w szybach i zbiornikach. Jeśli odpowiednia wentylacja nie jest możliwa, należy nosić niezależny aparat oddechowy. Należy zachować szczególną ostrożność podczas prostowania płomieniowego i podgrzewania za pomocą palników gazowych w nieodpowiednio wentylowanych przestrzeniach zamkniętych, ponieważ płomień zużywa część tlenu w oddechu

Podczas spawania osoby znajdujące się w pobliżu również muszą być chronione przed promieniowaniem i hałasem. W tym celu dostępne są żaluzje spawalnicze, kurtyny spawalnicze i dźwiękoszczelne systemy ścianek działowych. Podczas ręcznego spawania łukowego należy zwrócić szczególną uwagę na zagrożenie elektryczne dla spawacza. Chociaż napięcie łuku elektrycznego znajduje się poniżej - ogólnie - niebezpiecznego zakresu, należy przestrzegać szeregu środków ostrożności, zwłaszcza podczas pracy w warunkach szczególnego zagrożenia elektrycznego, tj. na przykład podczas pracy w zamkniętych przestrzeniach przewodzących prąd elektryczny (kotły, rury itp.), które są sugerowane między innymi w biuletynie BGI 553 Niemieckiego Stowarzyszenia Ubezpieczeń Wypadkowych Metalowców.

W przypadku spawania laserowego dodatkowym źródłem zagrożenia jest sama wiązka lasera. Zazwyczaj jest ona niewidoczna. Podczas gdy promieniowanie w bliskiej podczerwieni (lasery na ciele stałym, lasery światłowodowe, lasery diodowe) przenika przez skórę i oko i powoduje uszkodzenie siatkówki nawet przy niskim natężeniu (promieniowanie rozproszone), promieniowanie lasera CO2 (średnia podczerwień) jest absorbowane na powierzchni (skóra i rogówka oka) i powoduje powierzchowne oparzenia. Oparzenia skóry przez lasery bliskiej podczerwieni są niebezpieczne częściowo dlatego, że promieniowanie jest absorbowane w głębokich obszarach pod skórą, gdzie nie ma nerwów wrażliwych na temperaturę. Sprzęt do spawania laserowego jest zwykle bezpiecznie obudowany (zamknięte drzwi bezpieczeństwa, okna bezpieczeństwa lasera), a następnie należy do klasy lasera I i może być bezpiecznie obsługiwany bez okularów ochronnych lasera.

2. Spawanie elektrodowe i spawanie łukowe

Ręczne spawanie łukowe (ręczne spawanie elektryczne EN ISO 4063: proces 111) jest jednym z najstarszych procesów spawania elektrycznego materiałów metalowych, który jest nadal używany. W 1891 roku Nikołaj Gawriłowitsch Sławjanow zastąpił elektrody węglowe, które do tej pory były używane do spawania łukowego, metalowym prętem, który był zarówno nośnikiem łuku, jak i spoiwem spawalniczym. Ponieważ pierwsze elektrody prętowe nie były powlekane, punkt spawania nie był chroniony przed utlenianiem. Dlatego też elektrody te były trudne do spawania.

Łuk elektryczny między elektrodą topiącą się jako spoiwo a elementem spawanym jest wykorzystywany jako źródło ciepła do spawania. Ze względu na wysoką temperaturę łuku, materiał jest topiony w punkcie spawania. Transformatory spawalnicze (transformatory pola rozproszonego) z lub bez prostowników spawalniczych, konwerterów spawalniczych lub inwerterów spawalniczych służą jako źródła zasilania spawania. W zależności od zastosowania i typu elektrody, spawanie może być wykonywane prądem stałym lub przemiennym.

Powlekane elektrody drutowe, na przykład do stali niestopowych zgodnie z ISO 2560-A, wytwarzają gazy i żużel spawalniczy podczas topienia. Gazy z powłoki stabilizują łuk i chronią jeziorko spawalnicze przed utlenianiem przez tlen atmosferyczny. Żużel spawalniczy ma mniejszą gęstość niż stopiony metal, jest wypłukiwany na spoinę i zapewnia dodatkową ochronę spoiny przed utlenianiem. Innym pożądanym efektem stosowania żużla spawalniczego jest zmniejszenie naprężeń skurczowych podczas spawania ze względu na wolniejsze chłodzenie, ponieważ element ma więcej czasu na ponowne rozwinięcie odkształcenia plastycznego.

Ze względu na bombardowanie elektronami, anoda (biegun dodatni) nagrzewa się bardziej. W większości procesów spawalniczych, elektrody topliwe są używane jako anody, tj. przedmiot obrabiany jest używany jako katoda (biegun ujemny). W przypadku powlekanych elektrod sztyftowych, polaryzacja zależy od powłoki elektrody. Jeśli powłoka składa się ze słabo jonizowalnych składników, jak ma to miejsce w przypadku elektrod podstawowych, elektroda jest spawana na gorętszym biegunie dodatnim, w przeciwnym razie na biegunie ujemnym ze względu na mniejsze obciążenie prądowe.

Głównym obszarem zastosowania ręcznego spawania łukowego jest budowa konstrukcji stalowych i rurociągów. Spawanie elektrodowe jest preferowane w obszarze montażu ze względu na znacznie niższe prędkości spawania, ponieważ wysiłek maszyny jest stosunkowo niski w porównaniu z innymi procesami. Spawanie elektrodą może być również wykonywane bezbłędnie w niekorzystnych warunkach pogodowych, takich jak wiatr i deszcz, co jest szczególnie ważne w przypadku prac na zewnątrz. Kolejną zaletą jest to, że - w przeciwieństwie do innych procesów - spawanie można często wykonać bez wad, nawet jeśli spoina nie jest całkowicie metalicznie jasna.

3. spawanie MIG - MAG (spawanie w osłonie gazów obojętnych)

Częściowo zmechanizowane spawanie łukowe gaz-metal (MSG), opcjonalnie określane jako MIG (spawanie łukowe metali gazami obojętnymi, EN ISO 4063: proces 131) lub MAG (spawanie łukowe metali gazami aktywnymi, tj. reaktywnymi, EN ISO 4063: proces 135), to proces spawania łukowego, w którym topiący się drut spawalniczy jest stale podawany przez silnik ze zmienną prędkością. Typowe średnice drutu spawalniczego wynoszą od 0,8 do 1,2 mm (rzadko 1,6 mm). Równocześnie z podawaniem drutu, gaz osłonowy lub mieszany jest dostarczany do punktu spawania przez dyszę z prędkością ok. 10 l/min (zasada: przepływ gazu osłonowego 10 l/min na mm średnicy drutu spawalniczego). Gaz ten chroni ciekły metal pod łukiem przed utlenianiem, które osłabiłoby spoinę. Spawanie w osłonie gazów aktywnych (MAG) wykorzystuje czysty CO2 lub mieszankę argonu z niewielkimi ilościami CO2 i O2 (np. "Corgon"). W zależności od ich składu można aktywnie wpływać na proces spawania (wtopienie, wielkość kropli, straty odprysków); w spawaniu gazem obojętnym (MIG) jako gaz szlachetny stosuje się argon, a rzadziej drogi gaz szlachetny - hel. Proces MAG jest stosowany głównie do stali, a proces MIG do metali nieżelaznych.

Opcjonalnie, druty rdzeniowe, zwane również drutami rurowymi, mogą być używane do spawania łukowego gaz-metal (z aktywnym spawaniem gazowym EN ISO 4063: proces 136, z gazem obojętnym EN ISO 4063: proces 137). Mogą być one wyposażone w żużel i ewentualnie dodatki stopowe wewnątrz. Służą one temu samemu celowi, co powłoki elektrody sztyftowej. Z jednej strony składniki przyczyniają się do zwiększenia objętości spawania, z drugiej strony tworzą żużel na ściegu spoiny i chronią szew przed utlenianiem. To ostatnie jest szczególnie ważne podczas spawania stali nierdzewnych, ponieważ utlenianiu, "matowieniu" spoiny należy zapobiegać nawet po przestawieniu palnika, a tym samym dzwonu gazu osłonowego.

Historia procesów MIG-MAG
Spawanie MIG-MAG zostało po raz pierwszy zastosowane w USA w 1948 r. w wariancie z gazem obojętnym lub szlachetnym, w tym czasie było również nazywane spawaniem SIGMA (łuk metalowy w osłonie gazu obojętnego).

W Związku Radzieckim, począwszy od 1953 r., do spawania zamiast drogich gazów szlachetnych, takich jak argon lub hel, stosowano gaz aktywny, a mianowicie dwutlenek węgla (CO2). Było to możliwe tylko dlatego, że w międzyczasie opracowano elektrody drutowe, które kompensowały wyższe wypalanie pierwiastków stopowych podczas spawania gazem aktywnym.

W Austrii do 2005 roku opracowano spawanie CMT (Cold Metal Transfer) do produkcji seryjnej, w którym prąd spawania jest pulsacyjny, a drut spawalniczy jest przesuwany w przód iw tył z dużą częstotliwością, aby osiągnąć ukierunkowane odrywanie kropli przy niskim dopływie ciepła.

4. Przecinarka plazmowa

Przecinarka plazmowa składa się ze źródła zasilania, rękojeści, przewodu uziemiającego, przewodu zasilania i przewodu zasilania sprężonym powietrzem. Plazma jest elektrycznie przewodzącym gazem o temperaturze około 30 000 °C. Łuk jest zwykle generowany przez łuk plazmowy. Łuk jest zwykle zapalany za pomocą zapłonu o wysokiej częstotliwości i ograniczany na wylocie przez izolowaną, zwykle chłodzoną wodą, miedzianą dyszę. Niektóre systemy wykorzystują również zapłon łukiem podnoszonym, który jest również stosowany w spawarkach TIG. W tych urządzeniach palnik jest umieszczany na obrabianym przedmiocie na styku i przepływa niewielki prąd, który nie jest wystarczający do uszkodzenia palnika. Przepływ gazu odpycha palnik od powierzchni przedmiotu obrabianego, łuk zapala się, a elektronika spawalniczego źródła zasilania zwiększa natężenie prądu do wartości wymaganej do cięcia. Wysoka gęstość energii łuku topi metal i jest on zdmuchiwany przez strumień gazu, tworząc szczelinę cięcia. Sprężone powietrze jest często używane jako gaz do wydmuchiwania. W celu uzyskania lepszego rzazu stosuje się również mieszanki gazów ochronnych, które zapobiegają lub osłabiają utlenianie. Charakterystyczną cechą cięcia plazmowego jest zaokrąglenie krawędzi w punkcie wejścia.

Proces ten ma wiele zalet w porównaniu z innymi procesami spawania. W połączeniu ze spawaniem impulsowym TIG i spawaniem TIG AC można łączyć dowolne materiały nadające się do spawania. Spawanie TIG praktycznie nie wytwarza odprysków spawalniczych, a ryzyko dla zdrowia związane z oparami spawalniczymi jest stosunkowo niskie. Szczególną zaletą spawania TIG jest to, że nie wykorzystuje ono elektrody topliwej. Dodawanie spoiwa i natężenie prądu są zatem rozdzielone. Spawacz może optymalnie dostosować prąd spawania do zadania spawalniczego i musi dodać tylko tyle spoiwa, ile jest wymagane w danym momencie. Sprawia to, że proces ten jest szczególnie odpowiedni do spawania ściegów graniowych i spawania w ograniczonych pozycjach. Ze względu na stosunkowo niską i niewielką ilość wprowadzanego ciepła, odkształcenia spawanych elementów są niższe niż w przypadku innych procesów. Ze względu na wysoką jakość spoiny, proces TIG jest preferowany tam, gdzie prędkość spawania jest mniej ważna niż wymagania jakościowe. Są to na przykład zastosowania w budowie rurociągów i aparatury w elektrowniach lub przemyśle chemicznym.
System spawania TIG składa się ze źródła zasilania, które w większości przypadków można przełączyć na spawanie prądem stałym lub przemiennym, oraz uchwytu spawalniczego, który jest podłączony do źródła zasilania za pomocą węża. Wąż zawiera przewód zasilający, przewód gazu osłonowego, przewód sterujący oraz, w przypadku większych uchwytów, przewód doprowadzający i odprowadzający wodę chłodzącą.

5. Spawanie plazmowe

Podczas spawania plazmowego (spawanie plazmowe w osłonie gazów obojętnych, EN ISO 4063: proces 151) źródłem ciepła jest strumień plazmy. Plazma jest elektrycznie przewodzącym gazem, który jest silnie podgrzewany przez łuk elektryczny. W palniku plazmowym przepływający gaz plazmowy (argon) jest jonizowany przez impulsy o wysokiej częstotliwości i zapalany jest łuk pomocniczy (łuk pilotujący). Spala się on między ujemnie spolaryzowaną elektrodą wolframową a anodą utworzoną jako dysza i jonizuje kolumnę gazu między dyszą a dodatnio spolaryzowanym przedmiotem obrabianym. Umożliwia to bezdotykowe zajarzenie łuku. Mieszaniny argonu i wodoru lub argonu i helu są powszechnie stosowane jako gaz plazmowy w celu ochrony stopionego materiału przed utlenianiem i stabilizacji łuku. Niewielki dodatek helu lub wodoru wzmacnia wtopienie, a tym samym zwiększa prędkość spawania. Zwężenie plazmy przez chłodzoną wodą miedzianą dyszę do prawie cylindrycznego słupa gazu skutkuje wyższą koncentracją energii niż w przypadku spawania TIG, co pozwala na wyższe prędkości spawania. Zniekształcenia i naprężenia są zatem niższe niż w przypadku spawania TIG. Ze względu na stabilny łuk plazmowy nawet przy najniższych prądach (poniżej 1 A) i niewrażliwość na zmiany odległości między dyszą a przedmiotem obrabianym, proces ten jest również stosowany w technologii mikrospawania. W procesie mikrospawania plazmowego (zakres prądu spawania 0,5-15 A) można spawać blachy o grubości 0,1 mm. Spawanie plazmowe otworkowe lub otworkowe jest stosowane od grubości blachy 3 mm i, w zależności od spawanego materiału, może być stosowane do grubości 10 mm do spawania jednowarstwowego bez przygotowania szwu. Główne obszary zastosowań to budowa zbiorników i aparatury, budowa rurociągów i lotnictwo.

6. Spawanie gazem obojętnym wolframu (TIG)

Spawanie wolframowe w osłonie gazów obojętnych (spawanie TIG, EN ISO 4063: Proces 141) wywodzi się z USA i stało się tam znane w 1936 r. pod nazwą spawania argonowego. Dopiero we wczesnych latach 50. zaczęło ono zyskiwać akceptację w Europie. W krajach anglojęzycznych proces ten nosi nazwę TIG lub GTAW. TIG oznacza Tungsten Inert Gas Welding, a GTAW Gas Tungsten Arc Welding. Oba skróty zawierają słowo "tungsten", które jest angielskim określeniem wolframu.

Istnieją dwa sposoby zajarzenia łuku: stykowy i wysokiej częstotliwości:
W historycznym zapłonie kontaktowym (zapłon uderzeniowy lub rysikowy), podobnym do spawania elektrodowego, elektroda wolframowa jest na krótko uderzana o obrabiany przedmiot - jak zapałka - i w ten sposób powstaje zwarcie. Po oderwaniu elektrody od przedmiotu spawanego, łuk między elektrodą wolframową a przedmiotem spawanym spala się. Główną wadą tego procesu jest to, że za każdym razem, gdy elektroda wolframowa jest zapalana, część materiału pozostaje w stopionej kąpieli jako ciało obce ze względu na wyższe temperatury topnienia wolframu. Dlatego też do zapłonu często używano oddzielnej miedzianej płytki leżącej na obrabianym przedmiocie.
Zapłon wysokiej częstotliwości praktycznie całkowicie zastąpił zapłon szczotkowy. W zapłonie wysokoczęstotliwościowym generator impulsów wysokiego napięcia, który przykłada wysokie napięcie do elektrody wolframowej, jonizuje gaz między elektrodą a przedmiotem obrabianym, zapalając łuk. Generator impulsów wysokiego napięcia ma nieszkodliwe natężenie prądu.
Odmianą zapłonu kontaktowego jest zapłon łukowy. Elektroda jest umieszczana bezpośrednio na elemencie spawanym w punkcie spawania. Przepływa niewielki prąd, który nie jest wystarczający do uszkodzenia elektrody. Po podniesieniu palnika łuk plazmowy zapala się, a elektronika spawarki zwiększa natężenie prądu do wartości natężenia spawania. Zaletą tej metody jest uniknięcie zakłóceń elektromagnetycznych, które mogą wystąpić w przypadku zapłonu o wysokiej częstotliwości.

Zazwyczaj do spawania używany jest gaz szlachetny argon, rzadziej hel lub mieszanka obu gazów. Stosunkowo drogi hel jest używany ze względu na lepszą przewodność cieplną w celu zwiększenia ilości wprowadzanego ciepła. W przypadku austenitycznych stali nierdzewnych, niewielkie ilości wodoru w gazie osłonowym mogą zmniejszyć lepkość stopiwa i zwiększyć prędkość spawania (nie jest to już gaz obojętny, ale redukujący, patrz planowana zmiana normy EN ISO 4063).

Gaz osłonowy jest podawany przez dyszę gazową do punktu spawania. Zasada jest następująca: wewnętrzna średnica dyszy gazowej = 1,5 × szerokość jeziorka spawalniczego. Ilość gazu osłonowego zależy między innymi od kształtu spoiny, materiału, pozycji spawania, gazu osłonowego i średnicy dyszy; informacje na ten temat można znaleźć w arkuszach danych producenta.

Spawanie TIG może być wykonywane z użyciem spoiwa lub bez niego. Podobnie jak w przypadku spawania gazowego, do spawania ręcznego zwykle stosuje się spoiwa w kształcie prętów. Należy jednak za wszelką cenę unikać mylenia ich z prętami do spawania gazowego, ponieważ różnią się one składem chemicznym.

W przypadku spawania TIG rozróżnia się spawanie prądem stałym (DC) i zmiennym (AC). Spawanie prądem stałym z ujemnie spolaryzowaną elektrodą jest stosowane do spawania wszystkich rodzajów stali, metali nieżelaznych i ich stopów. Natomiast spawanie prądem przemiennym jest stosowane głównie do spawania metali lekkich, takich jak aluminium i magnez. W szczególnych przypadkach metale lekkie są również spawane prądem stałym i elektrodą dodatnią. W tym celu stosuje się specjalne uchwyty spawalnicze z bardzo grubą elektrodą wolframową i helem jako gazem osłonowym. Dodatnia biegunowość elektrody wolframowej jest konieczna w przypadku metali lekkich, ponieważ zwykle tworzą one na swojej powierzchni twardą warstwę tlenku o bardzo wysokiej temperaturze topnienia (jak w przypadku tlenku glinu, tlenku magnezu). Ta warstwa tlenku jest rozbijana, gdy obrabiany przedmiot ma ujemną polaryzację, ponieważ obrabiany przedmiot działa teraz jako biegun emitujący elektrony i ujemne jony tlenu są rozładowywane.

BGI 746 (Postępowanie z elektrodami wolframowymi zawierającymi tlenek toru do spawania wolframowego w osłonie gazów obojętnych (TIG)) zawiera informacje na temat bezpiecznego postępowania z elektrodami wolframowymi zawierającymi tlenek toru do spawania wolframowego w osłonie gazów obojętnych i opisuje niezbędne środki ochronne, które należy podjąć w celu wykluczenia możliwych zagrożeń wynikających z obchodzenia się z tymi elektrodami lub zminimalizowania ich do akceptowalnego poziomu. Jest to konieczne ze względu na niską radioaktywność toru i szkodliwe pyły metalu ciężkiego. Ze względu na dostępność elektrod wolframowych z domieszką lantanu lub metali ziem rzadkich, obecnie można zrezygnować ze stosowania elektrod wolframowych z domieszką toru.

TIG - spawanie impulsowe

Dalszym rozwinięciem spawania TIG jest spawanie prądem pulsującym. W przypadku spawania impulsowego TIG, prąd spawania pulsuje pomiędzy prądem bazowym i impulsowym ze zmiennymi częstotliwościami, wysokościami i szerokościami prądu bazowego i impulsowego. Częstotliwość, szerokość i wysokość impulsu można regulować oddzielnie. Pulsowanie TIG ze zmiennym prądem może być wykonywane tylko przy użyciu specjalnego sprzętu spawalniczego (inwertorów spawalniczych). Precyzyjnie regulowany dopływ ciepła podczas spawania impulsowego TIG umożliwia dobre mostkowanie szczelin, dobre spawanie graniowe i dobre spawanie w ograniczonych pozycjach. Unika się wad spawalniczych na początku i na końcu spoiny, jak w przypadku spawania rur.

Wszystkie opisy odnoszą się do ręcznego lub częściowo zmechanizowanego spawania TIG spoiwem głównie o średnicy 1,6 mm. W przypadku spawania impulsowego metali lekkich (mianowicie: AA6061) można uzyskać stopienie na powierzchni, a tym samym uniknąć przetopu w przypadku cienkich blach < 1,0 mm. Zwłaszcza w przypadku spoin pachwinowych, narożnik zostaje uchwycony wcześniej niż w przypadku standardowego spawania prądem stałym. Blachy o grubości 0,6 mm były również doskonale spawane doczołowo, ponieważ stabilność łuku, a także skoncentrowany dopływ ciepła pozwalają na uzyskanie małego zdefiniowanego jeziorka spawalniczego. Zakleszczenie jest głównym problemem, gdy występuje szczelina, a zatem tlen ma dostęp po stronie grani. Ważny jest wpływ stopu elektrody wolframowej i składu gazu osłonowego; parametry te znacząco wpływają na proces.

7. cel spawania

W definicji rozróżnia się spawanie spoin i spawanie graniowe w zależności od celu spawania. Spawanie spoin to łączenie (DIN 8580) elementów obrabianych, na przykład za pomocą wzdłużnego szwu rurowego. Spawanie osadzające to powlekanie (DIN 8580) przedmiotu obrabianego przez spawanie. Jeśli materiał podstawowy i materiał powłoki są różne, rozróżnia się napawanie, platerowanie i warstwy buforowe.

Spawanie to spawanie z miejscowym przepływem stopionego metalu, bez użycia siły, z lub bez spoiwa tego samego typu (ISO 857-1). W przeciwieństwie do lutowania, temperatura ciekłości materiałów bazowych jest przekroczona. Zasadniczo wszystkie materiały, które można przenieść do fazy stopionej, można łączyć za pomocą spawania. Spawanie jest najczęściej stosowane do spójnego łączenia metali, tworzyw termoplastycznych lub szkła, zarówno w przypadku produktów konsumenckich, jak i łączenia włókien szklanych w technologii komunikacyjnej. W zależności od procesu spawania, połączenie jest wykonywane za pomocą szwu spawalniczego lub zgrzewu punktowego, a w przypadku zgrzewania tarciowego również na dużym obszarze. Energia wymagana do spawania jest dostarczana z zewnątrz. Termin spawanie ścieżek jest używany w odniesieniu do spawania zautomatyzowanego, gdy używane są roboty.

a. Wpływ spawania na materiał podstawowy.

Materiał podstawowy może mieć niekorzystne właściwości ze względu na ciepło spawania i następujące po nim stosunkowo szybkie chłodzenie. W zależności od materiału i procesu chłodzenia może dojść na przykład do utwardzenia lub kruchości. Ponadto na przejściu między spoiną a materiałem podstawowym mogą wystąpić wysokie naprężenia szczątkowe. Można temu przeciwdziałać za pomocą różnych środków zaradczych w produkcji. Obejmują one techniczne środki spawalnicze, takie jak wybór odpowiednich procesów spawalniczych, materiałów wypełniających i procesów obróbki po spawaniu, wstępne podgrzewanie przedmiotu obrabianego, a także środki projektowe i produkcyjne, takie jak prawidłowe spawanie, a tym samym sekwencja montażu, wybór odpowiednich kształtów szwów i, jeśli to możliwe, wybór odpowiedniego materiału podstawowego.

b. Wydłużenie żywotności dzięki metodom obróbki końcowej.

Wytrzymałość operacyjna i żywotność dynamicznie obciążonych, spawanych konstrukcji stalowych jest w wielu przypadkach określana przez spoiny, a zwłaszcza przejścia spoin. Dzięki ukierunkowanej obróbce przejść przez szlifowanie, śrutowanie, śrutowanie, młotkowanie o wysokiej częstotliwości itp. żywotność wielu konstrukcji można znacznie wydłużyć za pomocą prostych środków.

c. Spawalność stali.

Stale o zawartości węgla powyżej 0,22% są uznawane za spawalne tylko w ograniczonym zakresie; wymagane są dodatkowe środki, takie jak podgrzewanie wstępne. Jednak sama zawartość węgla w stali nie ma żadnego wpływu na spawalność, ponieważ wpływa na nią również wiele innych pierwiastków stopowych. Dlatego do oceny brany jest pod uwagę ekwiwalent węgla (CEV). W przypadku wielu komponentów, w zależności od projektu i materiału, wymagane są dodatkowe środki zapobiegające pękaniu i złamaniom (pęknięcia tarasowe), podgrzewanie wstępne lub powolne chłodzenie, odprężanie lub spawanie buforowe. Ogólnie rzecz biorąc, stale wysokostopowe lub wysokostopowe są trudniejsze do spawania i wymagają specjalnej wiedzy i kontroli ze strony producenta. Między innymi z tego powodu we wszystkich firmach oprócz obowiązkowych certyfikowanych spawaczy wyznacza się odpowiedzialnego nadzorcę spawania. W przypadku braku wyznaczenia, właściciel firmy jest automatycznie odpowiedzialny za nadzór spawalniczy. Począwszy od klasy B, specjalnie przeszkolony personel spawalniczy, taki jak inżynierowie/technicy spawalnictwa, musi być zatrudniony w celu zapewnienia niezbędnego nadzoru technicznego nad pracami spawalniczymi.