Do łączenia elementów metalowych najczęściej wykorzystuje się techniki spawalnicze. Choć ich zasada działania w każdym typie jest bardzo podobna, metody różnią się między sobą. Odrębności widoczne są nie tylko samej technice i możliwościach zastosowania, ale także kosztach, wydajności i jakości spoiny.
Co to jest spawanie?
Zanim zaczniemy przegląd przez najważniejsze rodzaje spawania, warto przybliżyć samo pojęcie. Co to jest spawanie? W ten sposób nazywana jest technika łączenia elementów metalowych, ale także niektórych tworzyw sztucznych, poprzez ich zespojenie. W procesie dochodzi do stopienia krawędzi dwóch łączonych elementów, a następnie przetopienia ich.
Dobrze przeprowadzony proces spawania prowadzi do tego, że miejsce łączenia jest widoczne w minimalnym stopniu. Nie występuje też zjawisko wyraźnego osłabienia struktury materiału nawet z biegiem czasu. Ponadto proces wykonuje się dosyć szybko, a najszybsze metody pozawalają na układanie spoiny z prędkością nawet do jednego metra na minutę.
Najważniejsze metody spawania
Do wytworzenia wysokiej temperatury, potrzebnej do stopienia metalu, wykorzystuje się różne źródła energii. To właśnie źródło energii wyznacza podział pomiędzy konkretnymi rodzajami spawania. W ramach tych metod spawalniczych można wymienić dodatkowo kilka sposobów wykonywania łączenia, które różnią się konkretnymi rozwiązaniami technologicznymi.
Rodzaje spawania za pomocą łuku elektrycznego
Odkąd odkryto właściwości prądu elektrycznego, rozwój przemysłu wyraźnie przyspieszył. Wykorzystywane do spawania zjawisko łuku elektrycznego jest znane już od 1800 roku, jednak dopiero w 1885 r. opatentowano pierwszą metodę spawalniczą, jaką było spawanie elektrodą topliwą w otulinie, czyli MMA. W tych metodach spawalniczych wykorzystuje się zjawisko przepływu elektronów pomiędzy polem o silnym ładunku ujemnym a elementem neutralnym.
Do najważniejszych metod spawania z wykorzystaniem łuku elektrycznego należą:
- MMA (Manual Metal Arc) – spawanie elektrodami otulonymi, sprawdza się przy pracy w trudnych warunkach w czasie prac remontowych, a także w serwisach mechanicznych i przy remontach;
- MIG (Metal Inert Gas) – spawanie elektrodami topliwymi w osłonie z gazów neutralnych, wykorzystuje się głównie do spawania metali nieżelaznych, czyli miedzi, aluminium, tytanu i ołowiu;
- MAG (Metal Active Gas) – metoda wykorzystująca elektrody topliwe w osłonie gazów aktywnych, stosowana do spawania stali głównie w przemyśle ciężkim i maszynowym, a także budownictwie;
- TIG (Tungsten Inert Gas) – spawanie elektrodami nietopliwymi w osłonie gazów obojętnych, metoda spawania stosowana do łączenia cienkich blach i płaskowników ze stali czarnej i metali nieżelaznych;
- SAW (Submerged Arc Welding) – metoda spawania łukiem krytym, czyli elektrodą topliwą z granulatem osłonowym, stosowana głównie w spawaniu maszynowym wielkoprodukcyjnym.
Inne rodzaje spawania
Spawanie łukiem elektrycznym nie jest jedyną metodą na łączenie elementów metalowych. W przemyśle stosuje się także inne rodzaje spawania, które wykorzystują inne nośniki energii do stopienia materiału. Do najpopularniejszych metod należą:
- spawanie gazowe – jako nośnik energii wykorzystywany jest gaz, który podczas spalania wytwarza temperaturę nawet do 3000 stopni. Metody spawania gazem należą do najstarszych i są cenione przez spawaczy za precyzję, uniwersalne zastosowanie i możliwość spawania elementów wilgotnych. Ich wadą jest wysoki koszt gazów, niska wydajność, a także spora ilość dymów powstających przy tworzeniu spoiny;
- spawanie plazmowe – metoda podobna do spawania TIG, ponieważ stosuje się w niej łuk elektryczny i elektrodę nietopliwą. Jednak głównym nośnikiem energii jest plazma, czyli zjonizowane gazy, które podnoszą temperaturę procesu nawet do ponad 20 000 stopni. Ten rodzaj spawania pozwala na łączenie elementów o dużych rozmiarach i wykonywania jednorazowo bardzo szerokich szwów. Spawanie plazmowe jednak nie sprawdza się przy produktach o grubości poniżej 3 mm i pozostawia mało estetyczny wygląd spoiny;
- spawanie laserowe – w tej metodzie spawania wykorzystuje się wiązkę laserową, która może zgrzewać materiał z dużą precyzją nawet na znacznej głębokości. Zaletą spawania laserowego jest możliwość precyzyjnego ustawienia parametrów pracy, uniwersalne zastosowanie, a także bardzo szybka praca. Wadą jest wysoki koszt urządzeń, dlatego spawanie laserowe stosowane jest głównie w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym i przy masowej produkcji.
W przemyśle około 60 % wszystkich łączeń jest wykonywana metodami MAG i MIG. Spawanie elektrodami topliwymi w osłonie gazowej jest najbardziej wydajne, ekonomiczne i daje najlepsze rezultaty. Jednak każda z wymienionych metod znajduje zastosowanie w konkretnej dziedzinie przemysłu.
