Obróbka metali sprowadza się nie tylko do ich cięcia czy kształtowania, ale i łączenia. Jedną z najlepszych i najpopularniejszych metod łączenia metali jest spawanie. Na czym dokładnie polega? Tego dowiesz się z dzisiejszego artykułu.
Obróbka metali sprowadza się nie tylko do ich cięcia czy kształtowania, ale i łączenia. Jedną z najlepszych i najpopularniejszych metod łączenia metali jest spawanie. Na czym dokładnie polega? Tego dowiesz się z dzisiejszego artykułu.
Co to jest spawanie?
O spawaniu mówi się, gdy do połączenia wykorzystuje się wysoką temperaturę w celu nagrzania i stopienia metalowych elementów, które w miejscu styku tworzą spoinę. Nardzędziem stosowanym do przeprowadzenia procesu spawania jest spawarka. W zależności od techniki można zastosować dodatkowe spoiwa w postaci elektrod, drutów spawalniczych czy specjalnych prętów. Łączą się one z rodzimym materiałem, a po zastygnięciu stanowią część spawu.
Rodzaje i metody spawania
Opisywana metoda łączenia metali cały czas się rozwija. W związku z tym, od momentu jej wynalezienia, na przestrzeni lat opracowano różne rodzaje i metody spawania. Różnią się ze względu na wykorzystane źródła energii czy sposób obróbki materiału. W podziale, w którym wyznacznikiem jest zasilanie, wyróżnić można następujące rodzaje spawania:
- Gazowe – do nagrzewania krawędzi metalowych elementów stosuje się płomień spalającego się gazu (np. acetylenu). W ten sposób spawa się stal i metale nieżelazne.
- Elektryczne – ciepło potrzebne do łączenia generowane jest przez łuk elektryczny, który powstaje między elektrodą a metalowym obiektem. Świetnie nadaje się do różnych metali o grubości 1-80 mm.
- Termitowe (aluminotermiczne) – metoda chemiczna wykorzystująca termit, czyli mieszankę tlenku żelaza i aluminium. Stosuje się ją do łączenia szyn kolejowych, stalowych czopów czy żeliwnych elementów.
- Laserowe – nowoczesny sposób łączenia stali, niklu, tytanu i metali trudnotopliwych. Opiera się ono na wiązce światła koherencyjnego o dużej mocy. Pozwala spawać przedmioty o różnych kształtach i we wszystkich pozycjach spawalniczych.
Na potrzeby tego artykułu skupimy się na spawaniu elektrycznym. Jest ono najczęściej wykorzystywane w wielu branżach np. motoryzacji, produkcji maszyn czy nawet przez majsterkowiczów. Do jego zastosowania potrzebne są urządzenia nazywane spawarkami. Spawanie elektryczne można podzielić na kilka metod: TIG, MIG/MAG i MMA.
Spawanie TIG
Metoda TIG wyróżnia się spomiędzy pozostałych technik wykorzystaniem nietopliwej elektrody wolframowej. To między nią a spawanym materiałem powstaje łuk elektryczny generujący wysoką temperaturę potrzebną do stopienia metalu. Do stworzenia trwałej spoiny często potrzebny jest dodatkowy materiał w postaci drutu lub prętów spawalniczych.
Kolejnym wyróżnikiem spawania TIG jest zastosowanie gazu obojętnego. Ma on za zadania ochronę jeziorka spawalniczego, czyli ciekłego metalu powstałego podczas ogrzewania. Dzięki temu połączenie cechuje się większą trwałością i odpornością na działanie korozji.
Spawanie MIG/MAG
O spawaniu MIG i MAG często mówi się jednocześnie, ponieważ różnią się tylko jedną rzeczą. Obie te techniki wykorzystują drut spawalniczy do wytworzenia łuku elektrycznego. Pod wpływem wytworzonego ciepła ulega on stopieniu i wypełnia szczelinę montażową między spawanymi elementami.
Wspomniana różnica między MIG i MAG wynika z zastosowanego gazu osłonowego. Pierwsza metoda wykorzystuje bowiem gazy obojętne np. argon, a drugi gazy aktywne takie jak dwutlenek węgla. Pierwszy nie reaguje z metalem w jeziorku spawalniczym, podczas gdy drugie już tak. Oba jednak mają to samo zadanie – ochronę spawu przed czynnikami zewnętrznymi.
Spawanie MMA
Ostatnia metoda spawania elektrycznego to MMA. Tutaj do stworzenia spoiny wykorzystuje się elektrodę otuloną składającą się z metalowego rdzenia i otuliny. Rdzeń topnieje podczas jarzenia się łuku spawalniczego, a z powłoki zewnętrznej wydzielają się gazy osłonowe. Efektem ubocznym spalania otuliny jest żużel pozostający na spoinie.
Spawanie aluminium. Jak wygląda?
Połączenia spawane wykorzystuje się do spajania różnych gatunków metali i ich stopów. Niektóre wymagają jednak odpowiedniej wiedzy, aby nie doszło do uszkodzenia materiału rodzimego, a spoina cechowała się wysoką trwałością. Doskonałym przykładem jest aluminium.
Trudność w spawaniu aluminium wynika z jego stosunkowo niskiej temperatury topnienia. Sprawia ona, że źle dobrane parametry spowodują uszkodzenie łączonych elementów. Ponadto na powierzchni materiału mogą wytworzyć się cienkie warstwy tlenków wpływających na jakość spoiny.
W spawaniu aluminium najlepiej sprawdzają się metody MIG i TIG z wykorzystaniem obojętnego gazu osłonowego takiego jak argon. Pierwsza technika umożliwia zespalanie elementów o grubości 1 mm i grubszych. Bardziej wprawieni spawacze mogą spróbować zastosować prąd pulsacyjny do łączenia metodą MIG obiektów cieńszych niż 1 mm.
Mniej doświadczonym osobom zaleca się jednak wybranie spawania TIG. Jest ono przeznaczone do materiałów aluminiowych o maksymalnej grubości 10 mm. Jego dużą zaletą jest możliwość pracy z prądem przemiennym (AC), który w przypadku aluminium pozwala zachować czystość jeziorka spawalniczego.
Innym wymagającym materiałem jest stal nierdzewna. Jeżeli chcesz dowiedzieć się, w jaki sposób połączyć dwa elementy z niej wykonane, przeczytaj nasz następnym artykuł poświęcony spawaniu stali nierdzewnej.
Wycena spawania. Ile policzy sobie spawacz?
Brak odpowiednich urządzeń oraz doświadczenia sprawia, że wiele osób korzysta z usług profesjonalnych spawaczy. Ich wiedza pozwala im na wykonanie wysokich jakości połączeń, czyli czegoś, z czym laik miałby spore trudności. Ile jednak kosztuje pomoc fachowca?
Na cenę usług spawalniczych wpływa naprawdę dużo czynników m.in. wspomniane już doświadczenie i umiejętności. Ponadto znaczenie mają też metoda spawania, rodzaj łączonego materiału, poziom skomplikowania zlecenia czy nawet lokalizacja (w warsztacie czy na miejscu u klienta). Najczęściej jednak spawacze w swoich cennikach uwzględniają:
- koszt zakupów i obróbka materiałów (wiercenie, ciecie, oczyszczanie),
- czas potrzebny do przygotowania i zespawania konstrukcji,
- koszty zużycia energii,
- usługi dodatkowe np. malowanie.
Zwykle wyznacznikiem przy ustalaniu ceny jest koszt za wykonanie 1 cm spawu. Niektórzy liczą to sobie w metrach kwadratowych lub bieżących. W sytuacji, gdy spawacz oferuje wykonanie konkretnych konstrukcji np. bram czy płotów, to przeważnie ma ustaloną cenę za 1 sztukę gotowego produktu.
Czym jest spawanie – podsumowanie
Metoda łączenia, jakim jest spawanie, okazuje się niezwykle praktyczna w wielu dziedzinach życia. Bez niej nie mielibyśmy niezbędnych komponentów do wyprodukowania samochodów, urządzeń codziennego użytku, a nawet wybudowania domu. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pozwolił Ci lepiej zrozumieć, czym jest spawanie.
Jeżeli chciałbyś samodzielnie zająć się łączeniem metali, to potrzebujesz do tego odpowiednich narzędzi. Praktyczne wskazówki dotyczące zakupu właściwego sprzętu znajdziesz w naszym następnym wpisie poświęconemu wyborowi spawarki inwertorowej.
Udostępnij