ZGRZEWANIE ELEKTRYCZNE OPOROWE  

ISKROWE 

 

 

Rys.1. Zamocowanie elementów przy zgrzewaniu oporowym iskrowym; l

z

 - 

długość zamocowania przedmiotu w szczękach zgrzewarki, l

l

 - długość 

mocowania przedmiotu, 1- sumaryczna długość mocowania obu 
zgrzewanych przedmiotów, 

ΔW - sumaryczny naddatek na wyiskrzanie obu 

przedmiotów, 

ΔS - sumaryczny naddatek na spęczanie obu przedmiotów, 

ΔC - sumaryczny naddatek na wyiskrzanie i spęczanie obu przedmiotów 
(naddatek na zgrzewanie

) 

 

Przebieg zgrzewania 

 

W zgrzewaniu iskrowym nagrzanie 
obszaru styku następuje poprzez 
wyiskrzanie (łuki elektryczne). 
Zgrzewane przedmioty dociśnięte 
są początkowo tylko niewielką siłą, 
konieczną dla zapewnienia 
pojedyńczych styków (rys.2), w 
których powstają mostki i 
rozpoczyna się wyiskrzanie. Dalsze 
wyiskrzanie na skutek zbliżania się 
przedmiotów ruchem jednostajnym 
lub posuwisto – zwrotnym (

⇔) 

przebiega zgodnie ze schematem na 
rys.2. 

Rys.2. Przebieg wyiskrzania 
 
 
 

 

1

 
 

Gdy, na skutek zbliżenia przedmiotów nastąpi zwarcie (silny 

wzrost I i spadek U) rozpoczyna się proces spęczania ( znaczny 
wzrost nacisku z P 

i

 do P

S

, rys3.)  i następuje wyciśnięcie 

uplastycznionego materiału ( 

i zanieczyszczeń

) w postaci 

charakterystycznego rąbka, rys.4. Podstawowy cykl zgrzewania 
może być uzupełniony (rys.3) podgrzewaniem wstępnym 
(przedmioty o dużych i znacznie różniących się przekrojach i 
metale nieżelazne) oraz obróbką cieplną. 
 

 

Rys.3. Program zgrzewania oporowego iskrowego wraz z cyklem cieplnym 
w obszarze zgrzeiny; Jp - natężenie prądu podgrzewania wstępnego, Jwp - 
natężenie prądu wyiskrzania w etapie początkowym, Jw - natężenie prądu 
wyiskrzania, Js- natężenie prądu spęczania, Jo - natężenie prądu obróbki 
cieplnej, Pp - siła docisku w czasie podgrzewania wstępnego, P w - siła 
docisku w czasie wyiskrzania, Ps - siła docisku w czasie spęczania 
 

 
 
 
                    
 
 
 
 Rys.4. Makrostruktura złącza 
doczołowego prętów o  średnicy 35 mm 
zgrzanych oporowo iskrowo (stal 55). 
Widoczny charakterystyczny dla 
zgrzewania iskrowego rąbek 

 

 

2

 
Parametry zgrzewania 

 

⇒ natężenie prądu (moc jednostkowa, gęstość, napięcie wtórne) , 
⇒ prędkość wyiskrzania w mm/s, 
⇒ naddatek na wyiskrzanie w mm, 

⇒ prędkość spęczania w mm/s, 
⇒ siła docisku spęczania (a także wyiskrzania) w kN, 
⇒ naddatek na spęczanie w mm, 

⇒długość mocowania w mm (nie tak istotna jak przy zwarciowym) 

 

Zalecane parametry zgrzewania różnych metali przedstawia 

tabela 1. 

Tabela 1 

 

 

 

Prędkość wyiskrzania początkowo jest mała, potem się 

zwiększa aż do max wartości końcowej (stąd dwa zapisy w tabeli). 

Pozostałe parametry zgrzewania takie jak naddatki na 

zgrzewanie 

ΔC i sumaryczna długość mocowania l muszą być też 

odpowiednio dobrane. Ponieważ dobór jest dość skomplikowany 
należy korzystać z odpowiedniej literatury lub instrukcji 
zgrzewarek. Należy jednak pamiętać,  że parametry zgrzewania  
będą się różnić w zależności od rodzaju zgrzewanych powierzchni 
(kształtowniki, blachy, pierścienie, obręcze itp.)  

Różne też  będzie dla tych elementów przygotowanie do 

zgrzewania.  
 

 

3

Przygotowanie elementów do zgrzewania  

 

 Elementy 

zgrzewane 

iskrowo 

nie wymagają

 tak starannego 

przygotowania jak zgrzewane zwarciowo (wyiskrzanie wyrzuca 
zanieczyszczenia i niweluje nierówności). Zalecane przygotowanie 
przedmiotów do zgrzewania ilustrują rysunki 5-7. 

 

 

 

Rys.5. Dopuszczalne 
odchyłki od wymiaru 
nominalnego zgrzewanych 
przedmiotów o różnych 
wymiarach: a) pręty 
okrągłe, b) rury, c) pręty o 
przekroju prostokątnym 

                                                                                 

   

 
 
 
 
 
 
 
 

Rys.7.Przykłady ukosowania 
powierzchni czołowych przedmiotów 
w celu ułatwienia procesu zgrzewania 
oporowego iskrowego: a) rury, b) 
blachy, c) pręty 

Rys.6. Zalecane przygotowanie 
do zgrzewania oporowego 
iskrowego powierzchni czołowej 
przedmiotów o złożonych 
kształtach; 

ΔC - sumaryczny 

naddatek na zgrzewanie 

 

4

 
 

W przypadkach gdy zgrzewane elementy 

różnią się istotnie 

temperaturą topnienia lub opornością elektryczną  właściwą

, to 

konieczne jest zapewnienie równowagi cieplnej w obszarze 
zgrzewania. Można to uzyskać (rys.8.) poprzez: 

⇒ 

zmianę długości mocowania,  

⇒ 

zmianę kąta ukosowania powierzchni czołowej, 

⇒ 

podgrzanie bocznikiem z Cu (usuwany po podgrzaniu). 

 

 

Rys.8. Sposoby zapewnienia 
równowagi cieplnej w obszarze 
zgrzewania oporowego iskrowego 
przedmiotów różniących się 
opornością elektryczną właściwą 

ς 

lub temperaturą topnienia T

t 

 

 

Zalety i zastosowanie zgrzewania iskrowego 

 

 

Zgrzewanie iskrowe w porównaniu ze zwarciowym posiada 

następujące zalety: 

♦ 

Większa wytrzymałość i plastyczność złącza, 

♦ 

Szerszy zakres możliwości zgrzewania ze sobą różnych metali 

(okres wyiskrzania może trwać tak długo aż każdy z metali osiągnie 
temperaturę topnienia), 

♦ 

Prostsze przygotowanie przedmiotów, 

♦ 

Mniejsze zużycie energii i większa szybkość zgrzewania a zatem 

większa wydajność, 

♦ 

Wąska strefa wpływu ciepła. 

 

 

5

 

Zgrzewanie oporowe iskrowe znajduje zastosowanie do 

łączenia doczołowego rur, drutów, prętów kształtowników (rys.9), 
ram okiennych i drewnianych, szyn kolejowych, odkuwek, 
wlewków, taśm, blach, ogniw łańcuchów, obręczy kół 
samochodowych, narzędzi skrawających (rys.10), wałów itd. 
 

 

 
 
 
 
 
 
 Zgrzewa  się przedmioty wykonane ze stali węglowych, 

niskostopowych, wysokostopowych, miedzi i stopów miedzi, 
aluminium i jego stopów, tytanu oraz żeliw sferoidalnych. 
Możliwe jest łączenie stali z miedzią, miedzi z aluminium, stali 
niskowęglowych ze stalą narzędziową. 

Rys.9. Przykład złącza aluminiowego 
zgrzewanego iskrowo o złożonym 
kształcie i ustawieniu powierzchni 
łączonych pod kątem (widoczny 
wyciśnięty metal ze złącza w okresie 
spęczania) 

Rys.10. Przykłady narzędzi 
tnących zgrzewanych iskrowo ze 
stali narzędziowej i węglowej: 
1 - chwyt ze stali węglowej, 2 - 
część robocza ze stali narzędziowej 

Zgrzewanie oporowe iskrowe umożliwia łączenie przedmiotów 

stalowych o przekrojach ponad 

100000 mm

2

, z tytanu do 

5000

 

mm

2

, aluminium i stopów aluminium do 

90000 mm

2

 oraz miedzi i 

stopów miedzi do 

30000 mm

2

. Zgrzewarka automatyczna firmy 

ESAB, wyposażona w dwa transformatory o mocy 140 kVA i 
maksymalnym prądzie zgrzewania 80 kA, w ciągu 6 minut 
zgrzewa oporowo iskrowo z podgrzewaniem wstępnym stalowe 
ogniwa  łańcuchów kotwicznych zbiornikowców o średnicy 172 
mm i długości roboczej 700 mm, zwiniętych z pręta o długości 
2200 mm i masie ok. 450 kg. 
 

 

6