Spawanie łukiem elektrycznym to sposób łączenia materiałów stosowany od wielu dekad. W procesie wykorzystuje się elektrodę, jako element wpływający na wytworzenie i utrzymanie łuku elektrycznego. Pomimo rozwoju technik spawalniczych obecnie nadal wykorzystuje się elektrody w spawarkach. Poznaj najpopularniejsze metody spawania elektrodami.
Spawanie elektrodą – na czym polega?
Proces spawalniczy polega na nadtopieniu krawędzi dwóch łączonych elementów. Wykorzystuje się do tego wysoką temperaturę wytworzoną dzięki dopływowi prądu elektrycznego. Spawanie elektrodą to najstarsza i nadal powszechnie stosowana metoda spawalnicza. Choć doczekała się już wielu modyfikacji, nadal mechanika jej działania jest bardzo podobna do pierwowzoru.
W procesach spawania elektrodą wykorzystuje się zjawisko łuku elektrycznego. Jest to strumień elektronów, które przepływają pomiędzy dwoma elementami o różnych ładunkach elektrycznych. Najczęściej materiał jest neutralny elektrycznie, a łuk utrzymuje się pomiędzy elektrodą naładowaną ujemnie i krawędzią materiału. Łuk elektryczny przenosi ogromne ilości energii, w wyniku czego wytwarza się wysoka temperatura. To z kolei prowadzi do nadtopienia krawędzi łączonych materiałów i samej elektrody.
Spawanie MMA – początek spawania elektrycznego
Metoda MMA (manual metal arc) to pierwsza technika spawalnicza, opatentowana w 1885 roku. Technika nazywana jest także spawaniem elektrodami otulonymi lub SMAW. Choć od jej wynalezienia minęło już ponad 130 lat, spawanie MMA nadal uznawane jest za jedną z najbardziej uniwersalnych technik spawalniczych.
Do spawania MMA wykorzystuje się specjalny typ elektrod otulonych. Mają rdzeń z materiału topliwego, który utrzymuje łuk elektryczny i rozpuszcza się w czasie spawania. Zewnętrzna warstwa to sprasowana otulina. W czasie procesu spawalniczego otulina zapala się, tworząc gaz osłonowy dla jeziorka spawalniczego. Dodatkowo tworzy też żużel na powierzchni spoiny, co zabezpiecza stygnący materiał.
Metoda spawania elektrodami otulonymi może być stosowana do łączenia różnych materiałów. Sprawdza się przy spawaniu wszystkich gatunków stali, a także metali nieżelaznych. Elektroda jest niewrażliwa na wilgoć i niewielkie zabrudzenia. Dzięki takim właściwościom elektrody otulone znajdują pewne miejsce przy pracach remontowych, budowlanych, także w warsztatach blacharskich i rzemieślniczych.
Spawanie elektrodami topliwymi
Spawanie elektrodą otuloną to nie jedyna technika, w której wykorzystuje się metalowy trzpień topliwy. Wraz z rozwojem technologicznym prędkość spawania elektrodą otuloną okazała się niewystarczająca. Szczególnie uciążliwa była wymiana elektrod w uchwycie spawalniczym przy wykonywaniu wielometrowych spoin. W związku z tym opracowano inne techniki spawania łukowego, w których elektrody ulegają stopieniu.
Najpowszechniej stosowane obecnie są metody MAG i MIG. Stosuje się w nich różne średnice elektrody, jednak nie mają one otuliny. Gaz osłonowy podawany jest z butli za pomocą uchwytu spawalniczego. W zależności od rodzaju spawanego materiału stosuje się gazy neutralne lub aktywne. Rodzaj osłony gazowej zależy od składu spawanego elementu. Gazy neutralne stosuje się do metali nieżelaznych, czyli aluminium, miedzi i innych. Z kolei gaz aktywny sprawdza się przy stalach żelaznych, nierdzewnych i czarnych.
Urządzenia do spawania MIG/MAG muszą wytwarzać prąd stały o ładunku dodatnim. Wymagają też dodatkowych regulacji natężenia prądu. Można w nich stosować elektrody o różnych średnicach i wykonane z materiałów o odmiennym składzie chemicznym.
Poza metodami MIG i MAG, spawanie elektrodą topliwą jest stosowane w technice łączenia łukiem krytym. W tym przypadku stopiona elektroda trafia do jeziorka spawalniczego, które jest ukryte pod warstwą topiącego się granulatu. To technika najbardziej zbliżona do spawania elektrodą otuloną, jednak lepiej sprawdza się przy dużych powierzchniach spoiny.
Spawanie elektrodami nietopliwymi
Nie wszystkie techniki spawania elektrodą wykorzystują je jako źródło materiału wypełniającego jeziorko spawalnicze. Spawanie łukowe wyszczególnia także metody, w których stosuje się elektrody nietopliwe. Najpopularniejszą z nich jest metoda TIG, czyli spawanie elektrodą z dodatkiem wolframu.
W tej technice elektroda ma jedynie utrzymywać łuk elektryczny i stapiać krawędzie materiału. Elektroda wolframowa pozwala na bardzo szybkie łączenie materiałów o niewielkich grubościach. Technika wykorzystywana jest głównie do spawania cienkich blach i reperacji pęknięć. W takich miejscach dodatkowy materiał topliwy nie jest potrzebny. Zużycie elektrody jest zatem minimalne, dlatego technikę uznaje się także za stosunkowo tanią.
Ręczne spawanie zazwyczaj wykorzystuje łuk spawalniczy wytwarzany przez elektrody. Tego rodzaju spawanie jest bardzo uniwersalne. Wystarczy dostęp do prądu elektrycznego i odpowiedniego gazu osłonowego. Metody spawania elektrodą wykorzystywane są we wszystkich dziedzinach przemysłu i przy pracach amatorskich.
