Spawanie to proces łączenia materiałów, polegający na stopieniu krawędzi dwóch elementów. Wykorzystuje się do tego prąd elektryczny, którego przepływ wywołuje łuk spawalniczy. Jaki wpływ na zachowanie łuku ma biegun prądu elektrycznego na elektrodzie? Jak wpływa zmiana biegunowości przy spawaniu metodą MMA i TIG?
Biegunowość spawania – o co chodzi?
Jednym z czynników mających wpływ na proces spawalniczy jest biegunowość spawania. To pojęcie określa rodzaj prądu, jaki wykorzystywany jest do tworzenia łuku elektrycznego ze strony elektrody. Wyróżnia się biegunowości dodatnie i ujemne, co wynika z rodzaju prądu skierowanego na elektrodę. Jaki ma to wpływ na sam proces spawania?
Spawaniem nazywamy łączenie elementów metalowych za pomocą wysokiej temperatury. Jest tu potrzebna stała temperatura przekraczająca granicę topnienia sali, która jest na poziomie około 1500°C. Żeby uzyskać tak dużą ilość energii, wykorzystuje się zjawisko łuku elektrycznego, czyli przepływu elektronów pomiędzy elementami o różnym ładunku.
W praktyce spawarka przekazuje ładunek do elektrody, która wymienia energię z elementami łączonymi. Kiedy koniec elektrody dotyka stali, dochodzi do zajarzenia łuku. W wyniku intensywnej wymiany ładunków wytwarza się temperatura. W procesie spawacz może wyregulować natężenie prądu spawania i dostosować go do grubości spawanego elementu i prędkości spawania.
Spawanie MMA – ustawianie bieguna
Jedną z najpopularniejszych i najstarszą techniką spawania jest metoda MMA, czyli spawanie elektrodą otuloną. Ta technika polega na wykorzystaniu elektrody topliwej w otulinie. Podczas spawania otulina pali się, wytwarzając gaz osłonowy. Jego zadaniem jest osłona jeziorka spawalniczego przed zanieczyszczeniami w postaci powietrza, żużlu i innych niepożądanych czynników. Z kolei pręt elektrody ulega stopieniu i wypełnia tworzącą się spoinę.
Spawanie elektrodą otuloną może być prowadzone za pomocą prądu przemiennego lub stałego. Można też zmienić pozycję biegunowości na elektrodzie, zmieniając sposób podpięcia przewodów do gniazd w spawarce. W jakiej sytuacji ma to znaczenie?
Podstawowym ustawieniem dla spawania prądem stałym elektrodami otulonymi jest biegunowość ujemna. To ustawienie polega na podłączeniu elektrody do gniazda ujemnego na spawarce. Z kolei do gniazda dodatniego podpina się przewód masowy. Biegunowość ujemna zalecana jest przede wszystkim przy spawaniu prądem przemiennym.
Jak dobierać elektrody do biegunowości w metodzie MMA?
Wpływ na dobór bieguna prądu ma też rodzaj elektrody, jaki wybierasz do stworzenia spoiny. Nie chodzi tu tylko o średnicę elektrody, ale przede wszystkim jej skład chemiczny. Zaleca się, żeby spawanie elektrodami kwaśnymi wykonywać z biegunem ujemnym. Z kolei na biegunie dodatnim możesz spawać stal elektrodami zasadowymi.
Ta norma jest stosowana przede wszystkim przy pracach amatorskich i wokół domu. W przemyśle zalecenia spawalnika mogą być inne, a będzie to miało na celu uzyskanie konkretnych cech spoiny. Dlatego w przypadku wątpliwości warto zawsze odczytać informację na opakowaniu, która określa przeznaczenie danego typu elektrody.
Biegunowość spawania dla metody TIG
Kolejną metodą, w której biegunowość ma znaczenie dla przebiegu procesu, jest spawanie łukowe elektrodą nietopliwą. Metoda TIG polega na podtrzymywaniu łuku elektrycznego przez elektrodę, która nie ulega stopieniu. Najczęściej wykorzystuje się tu elektrody wolframowe, a osłonę tworzą gazy podawane z butli za pośrednictwem uchwytu spawalniczego. W razie potrzeby jeziorko uzupełnia pręt stalowy z dodatkiem niklu lub innych pierwiastków.
Zdecydowana większość specjalistów zaleca spawanie tigiem z biegunem ujemnym. W takim układzie proces spawania jest bardzo stabilny i równomierny, a ścieg ma estetyczny wygląd. Przy biegunie ujemnym dochodzi do głębszego przetopu łączonych materiałów. W ten sposób wykonuje się spawanie aluminium, miedzi i innych metali kolorowych.
Z kolei spawanie z biegunem dodatnim powoduje wytworzenie mniejszej ilości ciepła. Sam proces jest bardzo niestabilny i elektroda znacznie szybciej się zużywa. W niektórych sytuacjach jest zalecany głównie ze względu na płytki przetop spawanego materiału. Biegunowość dodatnia zalecana jest głównie przy spawaniu cienkich blach i w sytuacjach, kiedy grubość materiału nie wymaga stosowania dodatkowego materiału topliwego.
Biegunowość spawania jest parametrem, z którego ustawieniem wielu spawaczy nie ma większego problemu. Część z nich potrafi eksperymentować ze zmianami, dobierając optymalne ustawienia i poprawiając jakość ściegu. Zawsze jednak należy ustawiać biegun na elektrodzie zgodnie z zaleceniami spawalników lub producenta.
