Spawanie to proces łączenia materiałów przez ich zespojenie. Do wytworzenia wysokiej temperatury potrzebnej do stopienia materiału wykorzystywane jest zjawisko łuku elektrycznego. To ono odpowiada za przepływ energii i towarzyszące temu nagrzewanie materiałów. Co to jest łuk elektryczny i w jakich metodach spawalniczych jest wykorzystywany?
Spawanie łukowe – charakterystyka
Proces łączenia stali za pomocą wysokiej temperatury znany jest od 1885 roku. W tym czasie opracowano wiele metod spawalniczych, które sprawdzają się w konkretnych warunkach i branżach przemysłu. Jednak większość z nich opiera się na zjawisku oswojonym 130 lat temu. Chodzi o spawanie łukowe elektrodą w osłonie gazowej.
W procesie spawalniczym dochodzi do stopienia krawędzi materiału, a często także materiału wypełniającego spoiny. Odbywa się to w temperaturze kilku tysięcy stopni. Nie da się uzyskać takiej ilości energii w procesach spalania, dlatego do pracy zaprzęgnięto prąd elektryczny. Proces spawania wywołuje łuk elektryczny, nazywany też spawalniczym.
Łuk elektryczny topi materiał, tworząc jeziorko spawalnicze. To roztopiony płynny materiał, podatny na zabrudzenia i pierwiastki chemiczne pochodzące z powietrza atmosferycznego. Żeby zapobiec pękaniu spoiny i uzyskać optymalne parametry wytrzymałościowe, łuk elektryczny jest chroniony bańką gazową. Gazy mogą stanowić jedynie zabezpieczenie przed czynnikami zewnętrznymi (gazy osłonowe), a także brać aktywny udział w procesie spawalniczym (gazy aktywne).
Co to jest łuk elektryczny?
Łuk spawalniczy to zjawisko kluczowe dla procesu spawania. Powstaje pomiędzy materiałami o różnych ładunkach elektrycznych. W większości metod spawania wywiązuje się pomiędzy elektrodą naładowaną ujemnie i neutralnym materiałem spawanym. Po uzyskaniu napięcia wystarczy potrzeć elektrodą o materiał, żeby zawiązać łuk.
Łuk elektryczny to jasny świetlisty strumień o długości kilkunastu milimetrów. Tworzą go elektrony przepływające pomiędzy polami o różnym ładunku. Spawanie polega na prowadzeniu elektrody w odpowiedniej odległości od materiału i utrzymanie łuku spawalniczego o odpowiedniej długości. Do uzyskania łuku o właściwym przepływie energii używa się regulacji natężenia prądu i strumienia gazu osłonowego.
Rodzaje metod spawalniczych wykorzystujących łuk elektryczny
Łuk elektryczny jest wykorzystywany w większości obecnie stosowanych metod spawalniczych. Pierwszy raz wykorzystano go przy spawaniu elektrodą otuloną, czyli technice MMA. Za wytworzenie i utrzymanie łuku odpowiada elektroda topliwa, a gaz osłonowy wytwarzany jest poprzez spalanie otuliny.
Obecnie największą popularnością cieszą się techniki spawania MIG i MAG. W nich wykorzystywane są elektrody topliwe podawane półautomatycznie ze zwoju. Osłonę łuku tworzą gazy podawane z butli za pośrednictwem uchwytu spawalniczego. Skład mieszanki gazowej dobiera się w zależności od rodzaju spawanego materiału.
Kolejną techniką spawalniczą opierającą się tylko na działaniu łuku elektrycznego jest spawanie tigiem. Za prowadzenie łuku odpowiada elektroda nietopliwa, a jeziorko spawalnicze nie musi być wypełniane dodatkowym materiałem. Łuk elektryczny wykorzystywany jest także przy metodach spawania łukiem krytym, spawania na zimno, a także w kilku innych technikach hybrydowych.
Łuk elektryczny to zjawisko kluczowe dla większości procesów spawalniczych. Obecnie tylko kilka nowoczesnych technik spawalniczych przenosi energię na materiał w inny sposób. Chcesz zająć się zawodowo spawaniem? Zastanawiasz się, jak wygląda praca na stanowisku spawacz TIG, zarobki i jaki jest zakres obowiązków? Sprawdź inne poradniki w naszym serwisie, a znajdziesz informacje także na ten temat.
