Energia elektryczna wykorzystywana jest powszechnie do zasilania urządzeń i maszyn, ale także do spawania. Odkrycie zjawiska łuku elektrycznego doprowadziło do rozwoju spawalnictwa na wszystkie gałęzie przemysłu. W procesie spawania elektrycznego wykorzystywane są także specjalne elektrody, charakterystyczne dla każdej metody spawalniczej. Poznaj najważniejszą metodę spawania łukiem elektrycznym.
Ogólna zasadza spawania łukiem elektrycznym
Spawanie polega na przetopieniu metalu i stworzeniu połączenia poprzez zespojony materiał. Do wykonania tego zadania potrzebne są duże ilości energii, która wytworzy temperaturę niezbędną do stopienia metalu. Początkowo wykorzystywano do tego gaz, jednak dopiero spawanie elektryczne zrewolucjonizowało przemysł i doprowadziło do powstania w nim dziedziny spawalnictwa.
Łuk elektryczny jest zjawiskiem, które polega na przepływie elektronów z pola o ładunku ujemnym na pole neutralne. Dochodzi do niego samoczynnie i jest jednym ze zjawisk charakterystycznych dla próby osiągnięcia naturalnej równowagi. Charakterystyczną cechą zjawiska jest jednak ogromna ilość energii termicznej, jaka wytwarza się w tym procesie. Skontrolowanie łuku elektrycznego i opanowanie go doprowadziło do powstania nowoczesnego spawalnictwa.
W technikach spawania elektrycznego łuk spawalniczy wytwarzany jest pomiędzy elektrodą a materiałem. Wysoka temperatura prowadzi do stopienia krawędzi łączonych elementów i stworzenia płynnego jeziorka spawalniczego. W nim dochodzi do zmieszania materiału z topikiem pochodzącym ze spawarki. Po przesunięciu łuku elektrycznego dalej jeziorko stygnie, a materiały zespajają się ze sobą.
Charakterystyka spawania elektrycznego MMA
Zjawisko łuku elektrycznego wykorzystuje się w większości obecnie stosowanych metod spawalniczych. Jednak pierwszą techniką spawania elektrycznego była metoda MMA, nazywana też spawaniem elektrodą otuloną. To z niej wywodzą się metody spawanie MIG, MAG, a także TIG i wiele innych. Obecnie większość specjalistów mówiąc o spawaniu elektrycznym, ma na myśli właśnie tę technikę.
Spawanie MMA polega na wywołaniu łuku poprzez przyłożenie specjalnych elektrod. Mają one topliwy rdzeń, który pod wpływem ciepła wypełnia jeziorko spawalnicze. Elektroda jest w otulinie ze sprasowanego granulatu, który częściowo topi się w procesie spawania elektrycznego. Materiał w postaci płynnego żużlu unosi się na powierzchni, zasłaniając stopiony metal przed przedostawaniem się do niego zanieczyszczeń. Po stężeniu popękany i łuszczący się żużel można łatwo usunąć za pomocą specjalnego młotka.
Spawanie elektryczne za pomocą elektrod w otulinie może być stosowane do łączenia każdego gatunku stali, a także niektórych metali nieżelaznych. Wadą tej metody jest stosunkowo powolny postęp prac. Spawacz stale musi się wracać do stężałych części spawu po to, żeby zbić powłokę żużlową. Sama technika jest też mało wydajna, a obecnie uznaje się ją za kosztowną.
Elektrody w metodach spawania elektrycznego
Pierwotnie do spawania łukiem elektrycznym wykorzystywano elektrody otulone. Są to akcesoria oferowane w wariantach o różnych szerokościach, a ich długość to z reguły 350 mm. To sprawia, że często trzeba przerywać prowadzenie pracy i wymieniać akcesoria spawalnicze na nowe. Wraz z rozwojem technologicznym i rosnącymi wymaganiami przemysłu, takie rozwiązanie stawało się coraz bardziej uciążliwe. Naukowcy opracowali inne techniki spawania elektrycznego, gdzie ten problem neutralizowano.
Jak to wygląda obecnie? W metodach MIG i MAG wykorzystuje się gazy osłonowe zamiast otuliny, a elektroda podawana jest w postaci długiego drutu topliwego z rolki. W metodzie TIG wykorzystuje się gaz osłonowy, nietopliwą elektrodę wolframową, a spoiwo dodatkowe wcale jest niepotrzebne. Najbardziej zbliżona do MMA metoda spawania łukiem krytym jest wykorzystywana niemal wyłącznie w maszynach automatycznie spawających.
Zastosowanie metody spawania elektrycznego
Spawanie łukiem elektrycznym MMA początkowo było stosowane we wszystkich typach prac. Obecnie w większości zadań przemysłowych wykonuje się spoiny bardziej zaawansowanymi maszynami i urządzeniami. Nie oznacza to jednak, że tradycyjne spawanie elektryczne przestało być stosowane. Kursy spawalnicze na metodę MMA cieszą się popularnością wśród początkujących, jak i zaawansowanych spawaczy.
Spawanie elektryczne zalecane jest szczególnie do układania spoin w miejscach trudnodostępnych. Sprawdza się głównie w naprawach i konserwacji obiektów przemysłowych. Na rynku znajdują się elektrody w różnych typach, które można zastosować do spawania prawie wszystkich metali. Łatwość stosowania tej techniki i jej uniwersalność sprawia, że interesują się nią także majsterkowicze.
Spawanie elektryczne jest prostą metodą, która sprawdza się nawet w trudnych warunkach. Pojedyncze elektrody nie są drogie i znacznie ułatwiają pracę w miejscach, gdzie spawanie jest tylko czynnością dodatkową. Przy spawaniu nie można jednak zapominać o bezpieczeństwie i zachowaniu ostrożności przeciwpożarowej.
