Spawanie gazowe
Źródłem energii jest płomień, gaz acetylen C2H2. Reakcja spalania: 2C2H2+5O2- 2H2O+5200[J/l] temperatura płomienia wynosi ok. 3100 stopni Celsjusza i jest najwyższa spośród wszystkich stosowanych paliw. Acetylen jest gazem wybuchowym, bezbarwnym, posiada zapach, tworzy mieszanki wybuchowe z tlenem, jest nieco lżejszy od powietrza, jest nietrwaly, ulega rozpadowi na drodze reakcji egzotermicznej, można go sprężać do ciśnienia 0,2MPa, w praktyce - 0,15MPa. Acetylen przechowuje się w butlach o objętości ok. 40l, butle SA wypelnione masa porowata, która jest nasaczona acetonem, w acetonie jest rozpuszczony acetylen( w 1l acetonu można rozpuścić 23l acetylenu), acetylen tworzy związki wybuchowe z miedzia i srebrem.Tlen jest utleniaczem, który należy dodać do acetylenu, tlen jest nieco cięższy od powietrza.
Gatunki tlenu technicznego(roznia się czystością);
I i II - zawartość 99,5% do 99% tlenu
III - 98% tlenu
Gatunek II wykorzystywany jest do ciecia, poniżej 97% nie można spawac
Do spawania wykorzystuje się także wodor, temperatura plomienia wynosi 2520 stopni Celsjusza, jest stosowany do ciecia pod woda, zakres wybuchowości mniejszy niż dla acetylenu
Gaz ziemny - do lutowania, temp. plomienia 2000 stopni Celsjusza
Butle SA oznaczone kolorem żółtym, weze acetylenowe sa w kolorze czerwonym, do butli przykreca się za pomoca jarzma reduktor, w butli nabitej ciśnienie wynosi 15 atmosfer i miesci się 5,5m3 acetylenu. Ciśnienie w butli nie może spasc poniżej 1,5 atm. Reduktor tlenowy jest przykrecany do butli. Do reduktora podlacza się waz zakończony szybkozlaczkami, weze do tlenu sa niebieskie, srednica końcówek oraz kierunek gwintu sa inne w przypadku tlenu i acetylenu.
Płomień sklada się ze strefy redukcyjnej, w której jest najwyzsza temperatura oraz z kity.
Palniki do spawania można podzielic na:
-do spawania, do ciecia, uniwersalne, a także:
smoczkowe(inzektorowe) i rownego ciśnienia. W palniku inzektorowym tlen zasysa acetylen, bo jest pod większym ciśnieniem
Palniki mogą być tez: niskiego ciśnienia - ciśnienie acetylenu wynosi 0,1 atm i wysokiego ciśnienia- ciśnienie acetylenu powyżej 0,1 atm.
Palnik inzektorowy: tlen posiada ciśnienie 2,5 atm, acetylen - 0,1-0,3 atm
Bezpieczniki stosowane przy spawaniu gazowym to: zawor zwrotny i spiek metalowy do schładzania plomienia
Druty do spawania: drut SPG - srednica ok. 2-3mm
Spawanie może odbywac się z uzyciem materialu dodatkowego lub bez niego
Spawac można metoda w lewo lub w prawo. Metoda gazowa może służyć również do napawania, czyli wytwarzania warstw zwiększających wymiary elementu. Często napawa się stopami o korzystnych własnościach. Do napawania stosuje się druty o średnicach 0,6-8mm lub paleczki do napawania o średnicach 3-13mm
SPAWANIE LUKIEM KRYTYM
Połączenie materiałów uzyskuje się w wyniku stopienia elektrod i nadtopienia łączonych elementow cieplem luku elektrycznego osłoniętego warstwa topnika. Nie ma rozpryskow, spoina jest wysokiej jakości , wystepuje niwieke dymow spawalniczych. Topnik jest zasypywany w taki sposób, aby osłaniał luk.Nadmiar topnika jest usuwany, zgarniany.Topnik po stopieniu tworzy czasze zuzlowo-topnikowa, w której znajduja się pod nadciśnieniem gazy i pary metalu. Stosowane topniki nie mogą wytwarzac duzo gazow.
ZADANIA TOPNIKA
Oslona luku, zwiekszenie jonizacji, formowanie lica, ksztaltowanie składu chemicznego spoiny, rafinacja ciklego metalu
PODZIAL TOPNIKOW
Neutralne chemicznie, aktywne chemicznie, stopowe, szkliste, aglomerowane, mieszane mechanicznie
W metodzie wykorzystuje się elektrody topliwe, czyli takie które sa w postaci druta pelnego lub proszkowego o średnicy 1-9,5mm. Powierzchnia drutu jest często pokryta miedzia.
Metody spawania lukiem krytym:
GMA,MIG,MAG
GMA - spawanie lukiem elektrycznym w oslonie gazu
Wykorzystuje się mieszanki aktywne zawierajace co2, tlen, azot, tlenek azotu, wodor, do spawania stosuje się drut o średnicy 0,5-4mm oraz palnik który może być chlodzony lub nie. Palniki chlodzone sluza do spawania z duza wydajnością
Oslona gazowa daje:
Wysoka jakość zlacza, można spawac metale aktywne, istnieje duza dowolność pozycji spawania, dla mniejszych pradow - transport grubokroplowy, dla większych - drobnokroplowy
W metodzie uzywa się podkładek formujących gran spoiny oraz nadmuch gazu od strony grani. Podkładki mogą być ceramiczne, miedziane, grafitowe
SPAWANIE LUKIEM PULSUJĄCYM
Stala polaryzacja, zmienne natężenie pradu, urzadzenia do spawania lukiem pulsującym sa drogie, wydajność ok. 10 kg/godzine
Dobor drutow; blachy do 2mm spawamy drutem o średnicy 0,8mm, blachy o grubości 2-20mm spawamy drutem o grubości 1 i 2mm,
Napiecie luku zalezy od mieszanki gazowej. Aby uzyskac duza wydajność spawa się dwoma drutami jednoczesnie, drut jest wyciągany i podawany za pomoca rolek do uchwytu, rolki dobrane sa do średnicy drutu ich liczba jest parzysta. Odległość miedzy uchwytem a zasilaczem może być duza dzieki wystepowaniu stacji pośredniej
METODA TIME
W metodzie tej wykorzystuje się miszanke gazowa o odpowiednio dobranym skladzie chemicznym (65% argonu, 26,5% helu, 8% dwutlenku wegla, 0,05% tlenu), drut ma srednice 0,8-1,2mm
Mieszanka:argon daje dobra przewodność cieplna i stabilny luk, tlen oraz co2 zmniejszja napiecie powierzchniowe kropelek ciekłego metalu, zaletami metody sa: male utlenianie , duza wydajność
SPAWANIE DRUTEM PROSZKOWYM
Koszulka drutu jest ze stali niestopowej, istotny jest sposób laczenia brzegow drutu proszkowego oraz czy proszek się nie wysypuje, drut ma srednice 0,8mm i wiecej
Oslony gazowe:co2, mieszanka argon + tlen lub argon + co2
Transport metalu jest drobnokroplowy i odbywa się z wielu miejsc drutu, dzieki czemu uzyskuje się rowniejsze lico spoiny.Drut proszkowy daje stabilniejszy luk, wymagana jest mniejsza dokładność prowadzenia palnika, wydajność stapiania jest kilkakrotnie wyzsza niż elektrod otulonych, przeplyw pradu glownie przez koszulke, występują wysokie temperatury na powierzchni koszulki dzieki czemu jest duza wydajność, uzysk wynosi 80-90%, metoda jest dobra do spawania w pozycjach przymusowych. Inne zalety metody: wysoka jakość, sklad chemiczny drutu dopasowac można do potrzeb, możliwość obserwacji luku, wysoka udarność, plastyczność zlacza, malo wad, gładkie lico, latwy do usuniecia zuzelek, można spawac stale stopowe i niestopowe, stale duplexw metodzie stosuje się również tasmy proszkowe oraz druty proszkowe samooslonowe o średnicy 0,8-4mm, w których rdzen topnikowy mna za zadanie wiazac tlen i azot
SPAWANIE ELEKTROGAZOWE
Jest to wariant spawania elektrożużlowego elektrożużlowego polega na zastosowaniu oslony gazowej jeziorka oraz okładek formujących. W spawaniu elektrożużlowym oslona zapewniana jest przez zuzel, który przewodzi prad. Materialem dodatkowym sa druty lite lub proszkowe. W porównaniu do spawania elktrozuzlowego jest mniejsza energia liniowa spawania i wieksza odporność na kruche pekanie, stosuje się do spawania kadłubów statkow, zbiornikow cosnieniowych, itd.
Stosuje się biegunowość dodatnia, wydajność metody do 100kg/godzine
SPAWANIE ELKTROZUZLOWE
Wariant spawania lukiem krytym, material dodatkowy jest stapiany pod oslona zuzla przewodzącego prad elektryczny. Energia elektryczna wydziela się w kapieli zuzlowej. Ze względu na zastosowanie podkładek formujących można spawac w pozycji pionowj. Spawanie elektrożużlowe dawniej było stosowane doregeneracji młotków kruszarek Wada metody jeste slaba udarność wytworzonej spoiny, bo jej struktura jest podobana do struktury odlewanego metalu.Spoina posiada duze ziarno, strukture dendrytyczna.Glebokosc kapieli zuzlowej wynosi 45-90mm. Stosuje się jednoczesnie klka elektrod. Elektrody sa SA postaci drutu, również tasmy i pretow.Zapalenie luku wykonuje się stosując zaostrzone elektrody, zalanie plynnym zuzlem lub zasypując mieszanka egzotermiczna. Można spawac stal, stopy aluminium, tytan, miedz
METODA TIG (GTA)
Spawanie elektroda nietopliwa w oslonie gazu obojętnego(GTA)
Uchwyt elektrody zawiera rurke, przez która przepływa gaz obojętny, centralnie jest umieszczona elektroda wolframowa, elektroda wystaje z uchwytu, który jest izolowany. Wolfram może być pokryty substancjami obnizajacymi prace wyjscia(torowanie,), nie stosuje się topnika, spoina ma bardzo wysoka jakość. Material dodatkowy jest w postaci preta podawanego recznie. Metoda TIG jest bardzo dobra do wytwarzania powlok na przylgniach grzybkow zaworow wylotowych silnikow Diesla. Wolny wylot elektrody może mieć długość do kilkudziesięciu mm, zapalenie luku nastepuje przez zwarcie elektrody z przedmiotem lub przez zastosowanie luku pomocniczego. Stosuje się ujemna biegunowość, ale w przypadku spawania aluminium oraz magnezu stosuje się biegonowosc dodatnia.Koniec elektrody powinien być zaostrzony. Stosuje się również spawanie przodem stalym pulsującym. Stosowanymi bazami sa:argon, wodor, azot. Wodor i azot dysocjuja w luku i rekombinuja na powierzchni spoiny dodatkowo zwiększając dopływ ciepla. Przy zastosowaniu w metodzie goracego drutu można podnieść wydajność spawania. Metoda TIG jest bardzo dobra do spawania stali weglowych, stopowych, nierdzewnych, stopow niklu i aluminium, miedzi, brązów brązów mosiądzów. Nie spawa się ta metoda metali latwo parujących takich jak kadm.Nie spawa się cyny oraz cynku.Metale reaktywne takie jak tytan,cyrkon i hafn powinny być spawane z zastosowaniem dodatkowych oslon gazowych lub w specjalnych komorach. W metodzie TIG z biegunowością dodatnia na elektrodzie 70% ciepla wydziela się na elektrodzie, jeżeli biegun dodatni będzie na przedmiocie wówczas tylko 30% ciepla wydzieli się na elektrodzie
SPAWANIE PLAZMOWE
Przy spawaniu plazmowym można podawac lub nie material dodatkowy w obszar luku. Ze względu na zastosowanie dyszy luk plazmowy jest zawezony, dysza jest wykonana z miedzi, srednica dyszy to 5mm. W metodzie stosuje się luk pomocniczy w celu zjonizowania gazu i ułatwienia zapalenia luku głównego. Dodatkowe zawezenie luku jest spowodowane wystepowaniem sil elektrodynamicznych. Zawezenie luku powoduje prawie dwukrotny wzrost jego napiecia oraz wzrost temperatury. Lukiem plazmowym można stapiac wszystkie znane materialy. Jeżeli gazem plazmotworczym jest argon to w temp. 20000 K jego przewodnictwo stanowi ok. 0,05 przewodnictwa elektrycznego miedzi.
Zalety luku plazmowego:
Kierunkowość luku elektrycznego, mala rozbieżność, stabilność wyladowania, łatwość regulacji energii liniowej luku
W metodzie stosuje się spawanie pradem stalym lub przemiennym, pulsującym, wydatek gazu plazmowego wynosi kilka litrow na minute, gazu osłonowego podobnie.Niew można stosowac nadmiernego wydatku gazu, bo będziemy ciac material.Metoda plazmowa spawamy wszystkie metale(stale, stopy aluminium, miedzi, metale szlachetne , stopy kobaltu, tytanu, cyrkonu)
Wyroznia się jeszcze spawanie mikroplazmowe. Jest ono wtedy,gdy natężenie przodu wynosi w granicach 0,01-30A, a grubość spawanych blach do 1mm. Gorne wartości pradu spawania w metodzie plazmowej sa zbliżone do ok. 600A, napiecie luku wynosi 20-50V. spoina ma bardzo wysoka jakość, spawanie plazmowe stosuje się do spawania zbiornikow paliwowych rakiet, kadłubów statkow.
SPAWANIE LASEROWE
W laserze wykorzystuje się emisje wymuszona z poziomow metastabilnych,emitowane światło jest spojne, monochromatyczne, a wiazka swiatla ch-je się niewielka rozbieżnością. Czynnikiem roboczy w laserze może być cialo stale, gaz lub zlacze półprzewodnikowe(dioda)
Światło lasera jest spojne co oznacza stałość przesuniecia fazy. Monochromatyczność oznacza ze światło ma stala długość fali
Zastosowanie:przetapianie powierzchni, hartowanie, spawanie , ciecie, znakowanie
Gęstość mocy lasera 102-1011 W/mm2. Zlacza wykonywane laserem maja bardzo waska strefe wpływu ciepla, pomijalne odkształcenia. Można spawac z materialem dodatkowym lub bez niego. Spawanie bez materialu dodatkowego to spawanie z tzw. oczkiem spoiny, ewentualnie z jeziorkiem spoiny. Rozróżniamy lasery impulsowe oraz do pracy ciągłej. Do celow spawalniczych stosuje się laser rubinowy, Nd:Yag, Nd:glass, lasery CO2. Laser może posiadac wiązkę o dużej lub malej gęstości energii. Wiazeki o malej gęstości energii uzywa się do podgrzewania, wiazki o dużej energii - do spawania. Laser powoduje parowanie metalu oraz powstanie plazmy nad metalem. Plazma powoduje absorbcje energii, dlatego stosuje się nadmuch gazu od strony lica. Wieksza głębokość wtopienia uzyskuje się stosując azot zamiast argonu. Przedmioty można spawac w gablotach, do których wprowadza się dodatkowo gaz ochronny.
Zastosowanie:
Kola zębate, rury z dnami sitowymi, stopy reaktywne, trudnotopliwe, spieki, stale nieuspokojone, bardzo cienkie blachy. Materialem dodatkowym w procesie spawania laserowego może być drut lub proszek. Drut może być zimny lub goracy.W celu zwiekszenia absorpcji stosuje się anodowanie powierzchni, zwiekszanie chropowatości powierzchni, malowanie substancja absorbujaca. Podczas spawania nie jest emitowane promieniowanie rentgenowskie, bieg wiazki laserowej jest niezależny od pola magnetycznego, nie trzeba korzystac z komor próżniowych.
Próżniowych zależności od gęstości mocy i czasu ekspozycji można wykonywac:
Znakowanie, utwardzanie dtonacyjne, natapianie, przecinanie, spawanie, hartowanie. Do spawania, hartowania, przecinania stosuje się prace ciagla lasera, do znakowania- prace impulsowa
SPAWANIE ELEKTRONOWE
Odbywa się przy pomocy wiazki elektronow, źródłem elektronow jest goraca katoda, material katody powinien mieć wysoka te,perature topnienia i niezbyt wysoka prace wyjscia elektronu.warunki te spelnia np. wolfram, tytan. Grubość katody to ok.0,5mm, trwałość katody - kilka godzin. Dfo skupiania wiazki elektronow i sterowania wydajnością źródła sluzy cylinder Wehnelta. Jest to elektroda na potencjale ujemnym z niewielkim otworem w srodku. Srednica wiazki wynosi 0,25-0,75mm, gęstość mocy dla ciecia jest wyzsza niż 100 kW/mm2, dla topienia - kilka kW/mm2 , dla spawania - 10do3 - 10do5 W/mm2
Głębokość przetopienia wynosi kilkadziesiąt mm. W spawarkach próżniowych można spawac stale o grubości do 250mm oraz stopy aluminium do grubości 450mm
Spawarki elektronowe można podzielic na :
Wysokiej prozni 10-3-10-6 Tr
Średniej prozni 10-3 Tr
Niskiej prozni 1Tr - 25Tr
Wiazka elektronow sterujemy przy pomocy soczewek magnetycznych lub elektrostatycznych. Przedmiot spawany musi być odmagnesowany i nie powiniem być myty odczynnikami organicznymi. W spawarce bezprozniowej przedmiot spawany znajduje się poza komora prozniowa.Odleglosc pomiedzy przedmiotem a obudowa spawarki to ok.20mm.
Dla spawania laserowego w zależności od warunkow stosunek szerokości zlacza do jego glebkosci wynosi od 1:1 do 1:50 . Zastosowanie gazow ochronnych zwieksza szerokość zlacza. Maksymalne napiecia wynosza 200kV, moc wiazki elektronow wynosi dla spawarek elektronowych 4,5 - 120kW, prad wiazki 150mA - 1000A. Bardzo dużym zagrozeniem jest promieniowanie rentgenowskie, powstawanie ozonu, który jest niekorzystny w dużych stężeniach. Spawa się zwykle bez materialu dodatkowego, a jeśli z materialem dodatkowym to stosuje się drut o średnicy do 0,8 mm
WYTWARZANIE POWLOK
Powloka jest warstwa, która zwieksza wymiary elementu. Powloki mogą być natryskiwane i napawane. Powloka natryskiwana nie ma paczenia metalurgicznego metalurgicznego podłożem, polaczenie ma charakter mechaniczny lub adhezyjny, a niekiedy chemiczny. Przed położeniem powloki natryskiwanej należy material odpowiednio przygotowac - usunąć warstwe tlenkow, odtłuścić, piaskowac. Do atomizacji ciekłego materialu uzywamy zwykle powietrza, udzial objętościowy tlenkow w natryskiwanym metalu jest znaczny, natryskiwanie należy prowadzic dla optymalnej odległości, minimalna temperatura podloza podczas natryskiwanie powinna przekraczac 100 stopni Celsjusza, gorna temperatura to ok. 250 stopni Celsjusza, przy której nie wystapia żadne zmiany w natryskiwanym materiale.
METODY
Gazowo-proszkowa, lukowa, plazmowa, naddzwiekowa HVOF, tyglowa
Gazowo - proszkowa - należy dysponowac palnikiem gazowym i materialem dodatkowym w postaci drutu, proszku lub preta, w palniku material się topi, strumien ciekłych czastek jest rozpędzany w strumieniu gazow w palniku, niekiedy stosuje się dodatkowa dysze powietrzna np. w celu natryskiwania dlugich otworow
Stosowane gazy to acetylen, rzadziej propan. Natryskiwane materialy to: molibden, aluminium, nikiel - aluminium, powloki na bazie niklu, powloki na bazie żelaza.
Proszek w tej metodzie jest podawany w strumieniu tlenu ( proszek jest zasysany)
METODA ŁUKOWA
Materialem dodatkowym na ogol jest drut pelny lub proszkowy, do atomizacji stosuje się sprężone powietrze
Natryskiwane powloki: aluminium, aluminium - cynk, powloki na bazie żelaza, niklu.
Przyczepność powlok położonych metoda lukowa jest lepsza niż przyczepność powlok położonych metoda gazowa.
METODA PLAZMOWA
Należy dysponowac palnikiem plazmowym, do którego podaje się proszek lub pret, atomizacja nastepuje przy pomocy gazow obojętnych podawanych do palnika.
Zaleta metody jeste mala rozbieżność wiazki, powloka ma jednorodna grubość, porowatość powlok jest niska - na poziomie kilku%
METODA NADDZWIEKOWA HVOF
Stosowanymi paliwami jest acetylen, nafta lotnicza, itd. Palnik ma specjalna dysze , prędkość wylotowa gazow jest w zakresie od prędkości dźwięku do 3 predkosci dźwięku. Metoda jest szczególnie dobra do wytwarzania powlok z weglika wolframu z dodatkiem kobaltu - wysoka temperatura topnienia. W metodzie HVOF czas przebywania ziaren proszkow w wysokiej temperaturze jest krotki i dlatego nie nastepuje ich rozklad. Wytwarzane powloki zwiększają wytrzymałość zmeczeniowa elementu.
ZGRZEWANIE
Zgrzewanie jest to laczenie metali w stanie ciastowatym. Podcza laczenia jest jednoczesny wpływ temperatury oraz sily. Metoda jest znana, rozwojowa i szeroko stosowana.
Zgrzewanie elektryczne gazowe - źródłem energii jest prad elektryczny, laczone materialy sluza jako grzejnik Opor zlacza dwóch kawałków stali laczonych zwarciowo zalezy od temperatury. Dla stali o temperaturze powyżej 600 stopni opor jest nieistotny. Rozklad temperatury w zgrzeinie podczas kształtowania jest niejednorodny, a temperatura topnienia osiagana jest tylko punktowo. Temperatura krytyczna dla aluminium wynosi 350 stopni C.
Parametry zgrzewania:
Natężenie pradu, sila docisku, długość mocowania, naddatek na speczanie, czas przepływu pradu. Wytrzymałość zlaczy zgrzewanych jest miejsza o 10-20% od materialu rodzimego. Rodzimego niektórych przypadkach tak należy dobrac parametry zgrzewania aby nie następowało odhartowywanie
Zgrzewanie oporowe zwarciowe stosuje się do laczenia pretow, kształtowników, rur, ogniw łańcuchów.
Korzystne jest stosowac impulsowe źródła pradu, bo daja lepsze własności zlacza.
ZGRZEWANIE OPOROWE ISKROWE
Polega na tym ,ze materialy dociska się nieznaczna sila, a nastepnie przepuszcza impuls pradu. Skutkiem dzialania pola magnetycznego jest to, ze ciekly metal jest wypychany na zewnatrz zlacza, ciśnienie par metali zabezpiecza przed wpływem powietrza.
Powierzchnia materialu może być gorzej przygotowana niż w przypadku zgrzewana zwarciowego, bo zanieczyszczenia sa wypychane. Prędkość speczania powinna być duza, aby uniknąć utleniania. Długość mocowania jest nieistotna, czas przepływu pradu jest krótszy niż w zwarciowym. Sila docisku powinna być tak dobrana, aby nastąpiło wyciskanie tlenkow ze zgrzeiny.
Zgrzewanie iskrowe daje lepsza daje lepsza jakość zgrzeiny niż oporowe zwarciowe.
Zgrzewanie oporowe iskrowe sklada się z : podgrzewania wstępnego, wyiskrzania, speczania, obrobki cieplnej wytworzonego zlacza
ZGRZEWANIE OPOROWE PUNKTOWE
Zgrzeina jest niewielka, można łączyć jednoczesnie niewielkie 3 elementy, często metoda jest zrobotyzowana. Korzystne jest zgrzewanie pradem stalym, sila docisku powinna być najpierw duza, aby rozwinąć powierzchnie, a nastepnie mala, aby nie nastąpiło nadmierne speczanie, potem znowu znacznie zwiekszona, aby nastąpiło przekucie zlacza. Materiałami elektrod sa: stopy miedz-kobalt z borem, miedz ze srebrem. Metoda znalazna zastosowanie w przemysle samochodowym.
LUTOWANIE
Cechami lutowania sa: temperatura podczas wytwarzania zlacza jest nizsza niż temperatura topnienia laczanych materiałów, uzywa się materialu dodatkowego w postaci lutu, topnika, istotny jest efekt kapilarny.
Lutospawanie to proces w którym efekt kapilarny jest nieistotny. Polaczenie ma charakter dyfuzyjny.Lut powinien dobrze zwilżać powierzchnie. Luty dzieli się na : luty miękkie to 450 stopni C, luty twarde powyżej 450 stopniC
Do lutowania sluza lutownice: gazowe , transformatorowe, ultraddzwiekowe, oporowe. Lutowanie może być: piecowe, indukcyjne, kąpielowe, na fali. Luty sa na ogol stopami wieloskaldnikowymi, zktorych przynajmniej jeden składnik powinien wykazywac powinowactwo do laczonych elementow.
Temperatura topnienia: luty na bazie indu - ok.100 stopni C, na bazie cyny i ołowiu - 183 stopnie C
Luty twarde np. na bazie miedzi, srebra, zlota, platyny, palladu, aluminium, magnezu, niklu, itd. Luty mogą być w postaci: drutu, preta, folii, proszku
ZGRZEWANIE UDAROWE
Polega na tym, ze jest najpierw kilka impulsow pradu, a nastepnie wywiera się docisk. Nastepuje wyciskanie zanieczyszczen na zewnatrz. Wyladowanie elektryczne nastepuje z baterii kondensatorow lub z uzwojen transformatora. Stosuje się je do zgrzewania drutow, przewodow, kolkow do plyt i korpusow
ZGRZEWANIE W STANIE STALYM
Proces dyfuzji aktywowany jest polem naprezen i temperatura np. zgrzewanie tarciowe(jeden przedmiot jest napędzany ruchem obrotowym, sila docisku np. 250 MPa, dobra struktura zlacza, dobre własności mechaniczne, drobne ziarno, duzy wplyma na własności mechaniczne ma etap hamowania po zgrzewaniu, można łączyć ze soba rozne materialy, czas tarcia materiałów o siebie to np.4 minuty, przedkosc obrotowa 40-10000obr/min
Zgrzewanie inercyjne - jeden z walkow polaczony jest z systemem mas.
Zgrzewanie wybuchowe ---…
Luk elektreyczny ma napiecie 10-50V, prad luku wynosi 0,1-2000A, natomiast wyladowanie przebiega w plazmie. Luk elektryczny pali się miedzy elektroda a przedmiotem, jego temperatura jest w zakresie 5000-30000K.Zaleznosc napiecie-natezenie na luku jest nieliniowa. Temperatura luku zalezy od natężenia pradu, materialu elektrody, długości luku i rodzaju gazu. Cieplo generowane przez luk jest określone przez wyrażenie U*I
Energia liniowa spawania - to dostarczona energia podzielona przez długość wytworzonej spoiny lub inaczej jest to moc podzielona przez prędkość kladzenia spoiny. Dokladnie rzecz biorac należy to wyrażenie domnozyc przez sprawność przyjmowania ciepla wynoszaca ok. 0,8
Jeżeli spawamy elektroda nietopliwa z biegunowością ujemna to w podłożu wydziela się 2 razy wiecej ciepla niż na elektrodzie.Elektroda nietopliwa powinna być zaostrzona oraz torowana (pokryta związkami toru) w celu zwiekszenia emisji elektronow.
Sily przenoszące metal w luku to:
-sily napiecia powierzchniowego-sily te przeciwdziałają otrzymaniu kropli ciekłego metalu, ale przy luku zwarciowym pomagaja
-sila grawitacji, sila ciśnienia gazu, sily od strony parujących atomow, sila Lorentza, przeplyw plazmy
Źródło pradu do spawania recznego powinno mieć ch-ke opadajaca na wykresie napiecie-natezenie. Taka ch-ka jest potrzebna, aby nastąpiło stabilizowanie natężenia pradu.
Dla elektrod otulonych transport metalu może odbywac się droga drobnokroplowa lub grubokroplowa. Możemy mieć luk: grubokroplowy, drobnokroplowy, natryskowy.
Otulina elektrod zawiera rozne związki w tym weglany oraz celuloze, które wytwarzaja oslone gazowa zawierajaca co2,co,o2,h2.Luk stabilizuja związki wapnia oraz tlenek żelaza.
Odmiana metody jest spawanie elektrodami proszkowymi, które składają się z cienkościennej rurki metalowej ( stalowej ) i proszku, który wypelnia te rurke. W sklad proszku wchodza m.in.: substancje zapewniające oslone gazowa. Drut samooslonowy (proszkowy) podczas spawania nie wymaga stosowania oslony gazowej.
Zjawisko ugięcia luku
Wystepuje wskutek zmiany kierunku przepływu pradu lub na brzegach elementu spawanego
Otuliny
Otuliny możemy podzielic na: rutylowe , kwasne, fluorkowe, celulozowe, cyrkonowe, rutylowo-zasadowe
Srednica rdzenia elektrody:1,6-6mm, długość elektrody:250-450mm
Funkcje otuliny:
Oslona luku przed dostępem atmosfery, wprowadzenie pierwiastkow odtleniających, wiążących azot, wytworzenie powloki zuzlowej, zapewnienie odpowiedniego składu chemicznego spoiny
Gruba otulina umozliwia spawanie elektroda lezaca lub spawanie grawitacyjne
Elektrody można podzielic na : gazotworcze(celulozowe) i żużlotwórcze (rutylowe)
Parametry spawania:biegunowość , natężenie pradu spawania, srednica elektrody, sposób ustawienia elektrody
Napiecie luku jest proporcjonalne do długości luku. Przy stalym natężeniu pradu napiecie wpływa na prędkość spawania, a także na sposób przenoszenia metalu w luku. Duze napiecie-duza energia
Jeżeli prędkość spawania jest zbyt duza to wystepuje spadek głębokości wtopienia, pojawienie się wad takich jak: nierówności lica, porowatość, przyklejenia. Przy zbyt malej prędkości występują: duze jeziorko, lico szerokie wypukle, płytkie wtopienie.
Elektrody o otulinie nikwasnej zawieraja duzo tlenkow żelaza oraz żelazomangan. Powstaly kwasny zuzel powoduje drobnokroplowy transport metalu, rowne lico, sa niezbyt przydatne do spawania w pozycji przymusowej.
Otulina celulozowa - dobra do spawania rurociągów rurociągów dobra do spawania w pozycji pionowej, daje głębokie wtopienie
Elektroda rutylowa - dobra do spawania cienkich elementow, daje grubokroplowy transport metalu, nie stosje się do spawania w pozycji pionowej z gory na dol.
Elektroda zasadowa - zawiera duzo węglanów np. wapnia i fluorytow. Daje stopiwo o wysokiej udarności w niskich temperaturach, material spoiny jest czysty i zawiera malo podolow, male ryzyko pekania zimnego i gorącego
Elektroda rutylowo-celulozowa - zawiera duzo celulozy, można klasc spoiny z gory na dol
Elektroda rutylowa kwsna - zblizona własnościami do kwasnych, nie należy spawac nia z gory na dol.
Elektroda rutylowo- zasadowa - nie należy spawac z gory na dol.
Material przed spawaniem należy zukosowac. W celu ukosowania wykorzystuje się specjalne ukosowarki. Można ukosowac palnikiem gazowym, plazmowym lub laserowym. Po ukosowaniu material obrabia się jeszcze np. gumowka. Przed spawaniem wykonujemy montaż korzystając z zaciskow mimośrodowych lub pneumatycznych oraz spoiny zczepne.
ZASILANIE LUKU SPAWALNICZEGO
Transformator spawalniczy - możliwość regulacji pradu spawania zapewniaja transformatory z ruchomymi uzwojeniami oraz z bocznikiem strumienia magnetycznego
Prostownik - prostowniki tyrystorowe daja możliwość regulacji mocy luku, natomiast diodowe nie maja tej możliwości.
Przetwornice spawalnicze - zestawy silnik i generator
Prostowniki z wewnetrzna przemiana częstotliwość - zamieniaja 50Hz z sieci na ponad 20000Hz, sa komfortowe do pracy, ponieważ ich nie słyszymy.
PARAMETRY ZASILACZY LUKU
Napiecie stanu jalowego, znamionowy prad spawania przy umownym napieciu roboczym, współczynnik pracy przerywanej, maksymalny prad spawania, sprawnosc