SPAWALNICTWO

SPAWALNICTWO

SPAWANIE – proces wykonania połączenia nierozłącznego z nagrzaniem materiału rodzimego do temperatury topnienia i dodaniem spoiwa lub bez.

ZGRZEWANIE – wykonanie połączenia nierozłącznego z nagrzaniem materiału rodzimego do temperatury plastyczności i z użyciem siły docisku (nie dodajemy spoiwa)

UTWARDZANIE - wykonanie połączenia nierozłącznego z nagrzaniem materiału rodzimego do temperatury zwilżania z wykorzystaniem zjawiska dyfuzji i zastosowaniem spoiwa (lutu)

CIĘCIE TERMICZNE – jest to proces rozdzielenia materiału z nagrzaniem do temperatury zapłonu i wypaleniem metalu strumieniem tlenu

METALIZACJA NATRYSKOWA – polega na naniesieniu na powierzchnie innego roztopionego materiału za pomocą palnika acetylenowo tlenowego.

HARTOWANIE POWIERZCHNIOWE – nagrzanie powierzchni acetylenowo tlenowej (50-30 powyżej Ac1) do temperatury przemiany austenitycznej i następnie szybkim chłodzeniu w celu uzyskania struktury martenzytycznej.

BUDOWA SPOINY

a). Spoina czołowa

·  Jednowarstwowa

·  Wielowarstwowa

b). Spoina pachwinowa

·  Jednowarstwowa

·  Wielowarstwowa

1. Materiał rodzimy.
2. Sfera wpływu ciepła (SWC) – materiał przegrzany – dążymy zawsze do zminimalizowania SWC.
3. Stopiwo – stop metalu rodzimego i spoiwa.
4. Lico spoiny
5. Grań

Lico oraz grań spoiny powinny być ukształtowane prawidłowo bez nadmiernych wypukłości i wklęsłości, co gwarantuje prawidłową wytrzymałość spoiny. Spoina rozciągana siłą P może być zerwana tylko przez SWC.

WADY SPOINY DOTYCZĄCE LICA I GRANI:

·         Wyciek grani;

·         Niedostateczna grubość spoiny (wklęsłe lico);

·         Wypukłe lico;

·         Brak przetopu;

RODZAJE ZŁĄCZ SPAWANYCH:

-złącze doczołowe

-          Złącze zakładkowe

-          Złącze nakładkowe

-          Złącze kątowe

-          Złącze teowe

-          Złącze krzyżowe

-          Złącze przyległe

-          Złącze otworów

POZYCJE SPAWALNICZE – położenie elektrody względem spoiny w przestrzeni

1. 1. Podolna – jedyna pozycja swobodna

2. 2. Naboczna (styk podłogi ze ścianą)

3. 3. Naścienna

4. 4. Pionowa

5. 5. Okopowa

6. 6. Pułapowa

PRZYGOTOWANIE BRZEGÓW DO SPAWANIA – ROWKI SPAWALNICZE

Przed przystąpieniem do spawania materiał musi być przygotowany tzn. odpuszczony, oczyszczony i zukosowany. Muszą być usunięte zabrudzenia mechaniczne: farba, korozja, smary, brudy tłuste i wykonany rowek spawalniczy (gwarantuje to wytrzymałość spoiny).

ROWKI (nazwa z kształtu)

·        Spoina czołowa (złącze doczołowe) – blachy przycięte na równo

1. Rowek J – przetopiony przez całą grań, do cienkich blach.

2. Rowek V - przetopiony przez całą grań, grubsza blacha

3. Rowek Y – kąt, próg

4. Rowek U – blachy grube

5. Rowek X – spawanie dwustronne

6. Rowek 2U

·        Spoina pachwinowa

1. Rowek 1/2U

2. Rowek 1/2Y

3. Rowek K – rowek dwustronny

4. Rowek J

5. Rowek B

SPAWALNOŚĆ STALI –im mniejsza zawartość węgla tym się lepiej spawa:

·  STALE WĘGLOWE

-          C<0,2% - stale spawalne

-          0,2<C<0,4% - trudno spawalne

-          C>0,4% - stale niespawalne, (ale dobrze się hartują)

·  STALE STOPOWE – w celu określenia spawalności stali stopowych należy wykorzystać wzór TREMMLETT’A (wpływ składników stopowych na spawalność stali)

Ce=C+Mn/6+(Cr+U)/5+Mo/4+Ni/15+Cu/13+P/2

Ce –równoważnik węgla w stali

ZALEŻNOŚCI TREMMETT’A: HV=1200Ce-260;

                                                      HV=1200Ce-200;

C+Mn+Ni+u+.......<0,6

Stale wysokostopowe są trudno spawalne.

ZE WZGLĘDU NA ŻRÓDŁO CIEPŁA SPAWANIE DZIELIMY NA:

1. GAZOWE – wykorzystywane ciepło spawania mieszanki acetylenowo tlenowej, odbywa się przez spalanie mieszanki acetylenowo tlenowej (karbid wytapiany jest z węglanu wapnia, zalewamy go wodą)Acetylen jest silnie wybuchowy (w butlach acetylen jest rozpuszczony w acetonie i zalany pumeksem)

SFERY PŁOMIENIA
                   1 – jądro płomienia – kolor niebieski

                   2 – redukcyjna, bezbarwna – służy do spawania

3 – kita płomienia – pomarańczowo czerwona, składa się z dwutlenku węgla, osłania jeziorko ciekłego metalu i spoinę przed wpływem powietrza atmosferycznego.

PALNIKI

·  Bezsmoczkowe – z komorą mieszaną

·  Smoczkowe

2. ELEKTRYCZNE– wykorzystywane ciepło przetworzonego prądu elektrycznego (łuk elektryczny, laser, wodór, elektrony,...)

·  ŁUKOWE RĘCZNE

·  POD TOPIKIEM

·  OSŁONIE GAZÓW

·  ATOMOWE

·  PLAZMOWE

·  ELEKTRONOWE

·  ELEKTROŻUŻLOWE

·  LASEROWE

3. TERMITOWE– wykorzystywane ciepło reakcji chemicznej spalania tlenków żelaza zamieszczonych z korumbem. Służy do spawania grubych bloków (np. szyny kolejowe). Jest formą odlewania i zalewania rowka ciekłym metalem.

ŻRÓDŁA CIEPŁA – w spawaniu powinny mieć temperaturę nie mniejszą niż 3000°C, czyli 3273°C

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SPAWANIE ŁUKOWE RĘCZNE – odbywa się za pomocą elektrody otulonej zgodnie ze schematem

1. – źródło prądu
2. – uchwyt elektrody
3. – elektroda
4. – materiał spawany (spawacz trzyma uchwyt w ręku)

ELEKTRODY:

1. TOPLIWE

·  Wolframowe, węglowe

·  Otulone, nieotulone(gołe)

-          Cienko otulone, średniootulone, grubo otulone

-          Kwaśne, zasadowe, rutulowe[TiO2]

·  Ciągliwe (drut obwijany z bębna, nieskończona długość), krótkie

·  Specjalne – utleniające, do napawania, do żłobienia itd.

2.      NIETOPLIWE

FUNKCJE OTULINY:

1. Umożliwić zajarzenie łuku przez zjonizowanie przestrzeni łukowej
2. Prawidłowe i spokojne przenoszenie kropli z elektrody do jeziorka ciekłego metalu
3. Ochrona kropli oraz jeziorka ciekłego metalu przed wpływami atmosferycznymi(N2, H2, O2)
4. Gwarantować prawidłowy skład chemiczny spoiny (dostarczać wypalone podczas spawania dodatki stopowe)
5. Wytworzyć żużel, którego zadaniem jest kształtowanie lica spoiny oraz spowolnienie stygnięcia spoiny i ochrona

SPAWANIE POD TOPIKIEM – jest spawaniem automatycznym elektrodą topliwą ciągłą daje spoinę wysokiej jakości i jest wykorzystywane w produkcji wielkoseryjnej.

ZALETY METODY:

1. Wysoka jakość spoiny
2. Bardzo duża wydajność
3. Oszczędność topnika (otuliny)
4. Brak naświetleń hali

WADY METODY – możliwość spawania tylko w pozycji podolnej

SCHEMAT SPAWANIA POD TOPIKIEM

1. Bęben z elektrodą ciągliwą topliwą (szpula)
2. Trój rolkowy układ podająco – prostujący
3. Tuleja prądowa (podająca prąd np. przez rtęć)
4. Zasobnik z topnikiem
5. Układ jezdny
6. Topnik
7. Żużel
8. Materiał rodzimy
9. Źródło prądu

SPAWANIE W GAZACH OCHRONNYCH:

1. TIG – wolfram obojętny gaz

1-     Spoiwo

2-     Elektroda wolframowa nietopliwa pokryta torem (jonizacja przestrzeni łukowej)

3-     Poduszka gazu szlachetnego (argon, hel)osłaniająca elektrodę i spoiwo oraz jeziorko ciekłego metalu

4-     Uchwyt pistoletowy doprowadzający gaz i prąd

ZALATY – Wysoka jakość spoiny

WADY – brak możliwości automatyzowania procesu

2. MIG – metal obojętny gaz

1-     Szpula z elektrodą ciągłą

2-     Układ prostująco podający elektrodę

3-     Tuleja doprowadzająca prąd

4-     Uchwyt pistoletowy

5-     Poduszka gazów ochronnych (ochraniających spoinę elektrodę i kroplę)

ZALETY – wysoka wydajność, możliwość automatyzacji, wysoka jakość spoiny.

WADY – wiatr może zdmuchnąć poduszkę gazów

3. MAG – metoda ciągła topliwa gaz aktywny (nieszlachetny)

Spawanie metodą ą jest uproszczoną wersją metody MIG daje gorszą jakość spoiny, bo spawa się CO2. Jest tania, stosuje się do materiałów niezbyt wyrafinowanych.

SPAWANIE ATOMOWE (WODOROWE)

H2=H+H+Q

H+H-Q=H2

Spawanie atomowe jest zwane wodorowym, gdyż odbywa się w atmosferze wodoru. Nośnikiem ciepła jest wodór atomowy (H). Łuk jarzy się między dwiema elektrodami wolframowymi.

1-     Elektrody wolframowe

2-     Uchwyt pistoletowy

3-     Spoiwo

4-     Poduszka wodorowa

5-     Materiał rodzimy

Tą metodą nie spawamy miedzi nawet odtlenionej. Nie spawamy metali z tlenem

SPAWANIE PLAZMOWE

Plazma – silnie zjonizowany gaz

Gaz zjonizowany – gaz, z którego zdmuchnięto część powłoki elektronowej

Temperatura plazmy jest od kilku do kilkudziesięciu stopni Celsjusza. Do cięcia używa się plazmy 20000°C, do mikro używa się plazmy 5-10000°C. Plazmę uzyskuje się z argonu lub azotu.

1-     Elektroda wolframowa nietopliwa

2-     Korpus uchwytu pistoletowego

3-     Przekładka termo izolująca

4-     Elektroda miedziana chłodzona

5-     Generator wysokiej częstotliwości

6-     Źródło prądu

·  Zajarzamy łuk kołowy między elektrodą wolframową i miedzianą

...