background image

 
 

 

16.10.2012 

SPAWALNICTWO 

Wykład II 

 

1) 

Podcza spawania dochodzi do odkształcania się złączy. Aby temu zapobiec stosuję się 
tzw. przeciwodkształcenia, które mają temu zapobiec. Zaliczamy do nich: 
a)  Wstępne odkształcenie 
b)  Odpowiednia kolejność spawania i odpowiednie usytuowanie względem siebie 

elementów spawanych 

c)  Utwierdzenie (dosztywnienie montażowe)- materiały usztywnia się za pomocą 

śrub, nakładek, blachy utwierdzone są względem siebie.  

 

2) 

Przy spawaniu i prostowaniu należy: 
- minimalizować ilość ciepła wprowadzanego do konstrukcji 
- minimalizować wymiary spoin do wymiaru konstrukcyjnego 
- stosować zasadę symetrii 
 
W miarę postępu budowy kadłuba wzrasta poziom naprężeń własnych. Naprężenia 
własne muszą spełniać warunki równowagi:  
 

Σσ=Σ-σ 

Naprężenia ściskające mają być równe naprężeniom rozciągającym. 

 
 

3) 

Rodzaje spawania: 
a)  Ręczne ( wykonywanie spoin w pozycjach przymusowych) 
b)  Automatyczne 
c)  Półautomatyczne (zalicza się do tego spawania metodę MIG, MAG. Spoiwo 

podawane jest w sposób automatyczny do spawacza) 

background image

 
 

 

4) 

Zalety spawania automatycznego: 
- utrzymuje łuk żądanej długości podczas spawania 
- równomiernie podaje elektrody 
- odpowiednia szybkość przesuwu łuku w zależności  od elektrody 
-podtrzymywanie elektrody pod odpowiednim kątem  
- większa wydajność ( krótszy czas spawania, zmniejszone zużycie materiału i energii 
elektrycznej) 
 

5) 

Czynniki wpływające na jakośc spoiny: 
- natężenie prądu 
- napięcie łuku 
- szybkośc spawania 
- kąt nachylenia drutu elektrodowego 
- kąt nachylenia złącza spawanego 
- przygotowanie brzegów do spawania 
- grubośc i temperatura materiału spawanego 
- rodzaj materiałów spawalniczych 
- długość wolnego wylotu elektrody 
 

6) 

SPAWANIE RĘCZNE  
- przygotowanie brzegów (ukosowanie przy grubości > 5 mm) 
- spoiny ciągłe o długości przekraczającej 0.5 m, należy układać metodą krokowo- 
wsteczną 
- jeżeli spoina ma długość > 2m to spawanie należy rozpoczynć w połowie długości 
- dla uniknięcia koncentracji naprężeń należy zastosować odpowiednią kolejność 
spawania: SPAWANIE STYKÓW PRZED SPAWANIEM SZWÓW 
- elektrodę należy prowadzić pod kątem 75-80 stopni do powierzchni materiału 
spawanego i dodatkowo przy spawaniu pachwinowym ok. 40 stopni do płaszczyzny 
podstawowej.  
 

7) 

Kontrola jakości prac spawalniczych 

Spawalnictwo jest procesem specjalnym. Oznacza to, że pomimo 

zapewnienia tych samych prametrów procesu wynik tego procesu może być zmienny. 
Na wynik procesu spawalniczego wpływ ma wiele czynników, począwszy od 
doświadczenia spawacza, kończąc na segregacji składu chemicznego spawanej stali. 
W celu zapewnienia najlepszej jakości w spawalnictwie konieczne jest pełne 
mintorowanie lub kontrola procesu.  

 
KONTROLA: 
wstępna: przygotowanie stoczni, kwalifikacje spawaczy, materiałów 

spawalniczych, stanu technicznego sprzętu spawaliczego 

w czasie sapwania: przestrzeganie kolejności, odpowiednie parametry, 

zgodności stanu materiału z warunkami technicznymi, odpowiednia ochrona miejsca 
roboczego 

background image

 
 

 

jakości wykonywanych spoin: oględziny zęwnętrzne, pomierzanie spoin, 

prześwietlanie spoin ( zazwyczaj 5-10 % całości), badanie za pomocą ultradźwięków, 
na zasadzie indukcji magnetycznej, badanie szczelności i kontrola nawiercaniem.  

 

8) 

ŁUK ELEKTRYCZNY- ciągłe wyładowanie elektryczne w gazie pod ciśnieniem 
normalnym (atmosferycznym) lub wyższym. Wyładowanie zachodzi pomiędzy 
dwoma elektrodami, najczęściej węglowymi. Łuk elektryczny ma zastosowanie jako 
źródło światła, w syntezie chemicznej i przy spawaniu elektrycznym. Temperatura 
łuku elektrycznego zależy od natężenia prądu, rodzaju elektrod, rodzaju i ciśnienia 
gazu pod ciśnieniem atmosferycznnym i przy przepływie prądu 1 A wynosi ona 5000-
6000 K.  

 

   ŁUK ELEKTRYCZNY 

 

9) 

Strefy łuku elektrycznego 
- przestrzeń katodowego 
spadku napięcia 
 ( max. Spadek 8-16 V) 
- przestrzeń spadku napięcia w 
słupie łuku ( 1-4 V/min) 
- przestrzeń anodowego 
spadku napięcia  
( 2-6 V) 
 

U= UK+UA+USŁ=f(I)=f(j) 

 

background image

 
 

 

10) 

Podział źródła prądu podczas spawania: 
- źródło prądu stałego (np. prostownik) 
- źródło prądu przemiennego (np transformator) 
lub 
- źródło z opadającą charakterystyką statyczną 
- źródło ze sztywną charakterystyką statyczną 
 

CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE ŹRÓDŁA PRĄDU 

 

 

11) 

Zmiany parametrów spawania 
a)  średnimi gęstościami prądu (elektrodami otulonymi. metoda TIG, łukiem krytym) 
b)  dużymi gęstościami prądu (MIG, MAG, łukiem krytym w przypadku cienkich 
drutów elektrodowych) 
                                             
a)                                                                           b)  
 

 

background image

 
 

 

12) 

SPAWANIE ELEKTRODAMI OTULONYMI  

lub inaczej spawanie łukowe ręczne. Metoda spawania znana również jako MMA (Manual 
Metal Arc), czy SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Jest to metoda bardzo stara, opisana i 
opatentowana przez Oscara Kjellberga w 1907 roku. Powszechnie stosowana jest ze względu 
na jej wielką elastyczność i prostotę. 

  Inne nazwy: spawanie łukowe ręczne, spawanie elektryczne. 
  Sposób pracy: ręczny 
  Osłona jeziorka: głównie topnik, częsciowo gaz wytworzony przez topnik. 
  Źródło ciepła: łuk elektryczny 
  Zakres prądu: 25- 350 A 
  Moc cieplna: 0,5- 1 kJ/s 

SCHEMAT 

 

13) 

Stanowisko pracy do spawania łukowego ręcznego elektrodą otuloną 
 
- źródło prądu stałego lub przemiennego 
- uchwyt elektrody doprowadzający prąd spawania do elektrody 
- przewody spawalnicze doprowadzające prąd spawania ze źródła prądu do uchwytu i 
do spawanego przedmiotu 
- układ sterowania zdalnego źródłem prądu 
- odciąg dymów spawalniczych  
- oprzyrządowanie konstrukcji spawanej (podkładki, dociski)

 

 

 

 
 

background image

 
 

 

     14)

 Urządzenia do spawania elektrodami otulonymi 

 

- transformatory spawalnicze do spawania elektrodami otulonymi prądem zmiennym 
- prostownikowe zasilacze spawalnicze do spawania elektrodami otulonymi prądem 
stałym 
- inwertory spawalnicze (prostowniki z wewnętrzną przemianą częstotliwości) w 
których na skutek zastosowania przemiany częstotliwości w zasilaczach do spawania 
łukowego zmniejszyła się masa urządzeń oraz zaistniała możliwość sterowania 
zjawiskami zachodzącymi w strefie międzyelektrodowej podczas spawania (głównie 
przenoszeniem metalu)  
- prądnice spawalanicze to zespoły dwumaszynowe składające się z silnika 
napędowego i prądnicy spawalniczej (silnik elektryczny + prądnica prądu stałego = 
przetwornia spawalnicza; silnik spalinowy + prądnica prądu stałego = agregat 
spawalniczy) 

 

    15)

 Schemat i zadania otuliny  

- zwiększenie przewodnictwa elektrycznego przestrzeni łuku 
- ochrona ciekłego metalu przed dostępem tlenu i azotu z powietrza 
- utworzenie żużlu zmniejszającego szybkość chłodzenia spoiny i kształtującego lica 
spoiny 
- odgazowanie ciekłego metalu 
- regulacja składu chemicznego stopiwa 
- zapewnienie szybkiego wypływania ze stopiwa żużla i produktów odgazowania 
- kierowanie położeniem ciekłego metalu przy spawaniu 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 
 

 

       16)

 Składnik i przeznaczenie otulin 

 

 

Składnik Przeznaczenie 

Dodatkowe 

przeznaczenie 

Tlenki Fe i Ti 

Tworzenie żużla Stabilizacja 

łuku 

Tlenek Mn 

Dodatek topnikujący Stabilizacja 

łuku 

Fluorek wapnia 

Tworzenie żużlu Dodatek 

topnikujący 

Krzemian potasu 

Stabilizacja łuku Lepiszcze 

Węglany wapnia 

Tworzenie gazów 

Stabilizacja łuku 

Celuloza Tworzenie 

gazów  Stabilizacja 

łuku 

Fe-Mn, Fe-Cr 

Uszlachetnianie 

Odtleniacz 

Fe-Si Odletniacz 

Odtleniacz