Strefy złącza spawanego. 1 – Materiał podstawowy, 2 – Stefa wpływu ciepła, 3 – Spoina
Strefa wpływu ciepła to obszar wokół spoiny w spawanych materiałach metalowych jak i termoplastach. Struktura mikroskopowa i właściwości tej strefy są inne niż materiałów łączonych i spoiny. Strefa wpływu ciepła powstaje podczas spawania, zgrzewania oraz cięcia laserowego i plazmowego. Ciepło dostarczane w tych procesach, a co za tym idzie, odprowadzanie ciepła, wpływają na materiał wokół spoiny lub linii cięcia. Stopień i obszar zmiany właściwości w strefie zależy od rodzaju łączonych materiałów, materiału elektrody oraz natężenia i koncentracji dostarczanego ciepła w procesie spawania lub cięcia. Przewodzenie ciepła przez łączone materiały ma zasadniczy wpływ na powstawanie strefy wpływu ciepła. Jeśli materiał dobrze przewodzi ciepło, szybko oddaje ciepło do otoczenia i wówczas strefa wpływu ciepła jest relatywnie mała. Drugim istotnym czynnikiem jest koncentracja strumienia ciepła dostarczanego w procesie spawania. Mała koncentracja strumienia (spawanie gazowe) daje w efekcie duże rozmiary strefy wpływu ciepła. Procesy o dużej koncentracji (spawanie laserowe) pozwalają na uzyskanie bardzo małej strefy wpływu ciepła. Strefa ta wywiera duży wpływ na własności złącza spawanego. Na skutek zmian strukturalnych i innych zachodzących zjawisk, w strefie tej może ujawnić się nadmierna kruchość metalu, mogą powstawać pęknięcia tzw. pęknięcia na zimno, mogą też wytwarzać się inne nieciągłości materiału. Ponad to w strefie tej zachodzą procesy starzenia i rekrystalizacji. Strefa wpływu ciepła należy, zatem w wielu przypadkach do „słabych” miejsc złącza spawanego, w którym najczęściej są inicjowane tak bardzo niebezpieczne dla konstrukcji kruche pęknięcia.
Blachy cienkie:
- spawanie plazmowe od 1,6 mm przeważnie do 3,2 mm, ale możliwe grubsze do co najmniej 10mm (mikroplazmowe 0,1-1,5 mm)
- spawanie laserowe od bardzo cienkich do ok. 19 mm
- spawanie gazowe stosowane najczęściej przy blachach cienkich (2-3mm), do maks ok. 8mm (przy spawaniu metodą w lewo)
- spawanie elektronowe ma szerokie zastosowanie co do grubości spajanych materiałów od 0,05 (tak było podane w książce) do 450mm
- spawanie metodą TIG stosowane najczęściej do łączenia cienkich blach do 2-3mm (możliwe także stosowanie do spawania blach grubszych nawet 25 mm)
- spawania metodami MIG, MAG stosowane w szerokim zakresie grubości od 0,5 do 300 mm
Blachy grube:
spawanie termitowe, stosowane do spawania elementów grubościennych np. torów kolejowych,
spawanie elektrożużlowe 12 (30) – 3000 mm,
spawanie łukiem krytym od 3 – 100 mm (a nawet więcej niż 100 mm)- proces, w czasie którego łuk spawalniczy jarzy się pomiędzy podawanym w sposób ciągły drutem elektrodowym a przedmiotem spawanym i jest niewidoczny, gdyż jest przykryty warstwą ziarnistego topnika (stąd też często używana nazwa „spawanie pod topnikiem”) Użyty w tej metodzie topnik chroni jeziorko spawalnicze przed oddziaływaniem atmosfery, stabilizuje łuk, steruje składem chemicznym stopiwa oraz kształtuje powierzchnię lica spoiny.
spawania metodami MIG, MAG stosowane w szerokim zakresie grubości od 0,5 do 300mm. Jedna z najczęściej stosowanych metod łączenia konstrukcji stalowych jest spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonach gazowych – GMA. W praktyce spawalniczej proces ten dzielony jest na: -MIG który dotyczy wytwarzania konstrukcji spawanych w obojętnych osłonach gazowych takich jak argon i hel -MAG do którego z kolei stosowane są aktywne chemicznie gazy osłonowe, takie jak: CO2, O2, H2, N2,NO
spawanie elektronowe ma szerokie zastosowanie co do grubości spajanych materiałów od 0,05 (tak było podane w książce) do 450mm
spawanie elektrodą otuloną w zależności od grubości blachy:
ok 3 mm – spawane jednostronnie bez ukosowania
do 8 mm – spawane dwustronnie bez ukosowania
powyżej 8 mm – wymagają ukosowania jednostronnego lub dwustronnego
Spawanie elektrodami otulonymi należy do metod elektrycznych łukowych, w których łuk spawalniczy jarzy się między topliwą elektrodą pokrytą otuliną, a materiałem spawanym. Spoinę tworzą nadtopione krawędzie elementów łączonych, stapiający się rdzeń elektrody oraz składniki metaliczne otuliny.
Podkreślone metody stosowane są zasadniczo zarówno dla blach grubych i cienkich. Trzeba pamiętać o tym, że metody stosowane do spawania blach cienkich często umożliwiają łączenie grubszych blach (stosowanie wielu przejść oraz odpowiednie przygotowanie łączonych krawędzi).
Zgrzewanie rezystancyjne doczołowe ze względu na odmienny sposób nagrzewania części dzieli się na zwarciowe i iskrowe.
Metody zgrzewania drutów i prętów: rezystancyjne zwarciowe, rezystancyjne iskrowe, tarciowe, zgniotowe na zimno.
Metody zgrzewania blach: rezystancyjne iskrowe, rezystancyjne punktowe, rezystancyjne liniowe, wybuchowe, ultradźwiękowe.
Metody zgrzewania rur: rezystancyjne iskrowe, łukiem wirującym, prądem wielkiej częstotliwości, tarciowe, wybuchowe, zgniotowe na zmino.