Spawanie jest najpopularniejszym sposobem na łączenie materiałów stalowych. Istnieje jednak wiele sposobów spawania, w wyniku których powstają różnego typu spoiny. Skąd wiadomo, jaki rodzaj spoiny zastosować i w którym miejscu zlokalizować łączenie? Jak bada się jakość spoiny i w jaki sposób uzyskuje się powtarzalność spoin? Odpowiedzi znajdziesz w tekście.
Co to jest spoina?
Nikomu chyba nie sprawi problemu wskazanie spoiny w swoim najbliższym otoczeniu. Proces spawania jest najpopularniejszą metodą łączenia ze sobą elementów stalowych i większości tworzyw sztucznych, a z właściwości tych materiałów korzystamy na każdym kroku. Jednak wyjaśnienie, czym tak właściwie jest spoina, może sprawić trochę kłopotów.
Wszystkie konstrukcje stalowe wykonywane są z wielu elementów połączonych ze sobą w całość. Jednym ze sposobów łączenia jest spawanie, które polega na rozgrzaniu krawędzi łączonych elementów i zespojenia ich w całość. Spoina jest miejscem, w którym doszło do nadtopienia krawędzi łączonych elementów, a następnie zespolenia ich w całość. Natychmiast po wykonaniu wyróżnia się na tle materiału nieregularną strukturą i wybrzuszeniami.
Spoina – najważniejsze pojęcia
Dla laika spoglądającego z zewnątrz każda spoina wygląda bardzo podobnie. W większości przypadków w produktach gotowych widoczne są spoiny już po obróbce lub dobrze zamaskowane, dlatego mogą wyglądać jednakowo. Tymczasem poszczególne miejsca łączenia różnią się od siebie. Poznając podstawowe pojęcia związane ze spoiną, łatwiej będzie ci wskazać różnice, a nawet ocenić rodzaj i jakość łączenia.
Opisując spoinę, zwróć uwagę na następujące elementy:
- lico – zewnętrzna widoczna część spoiny, może mieć powierzchnię o rozmaitych wymiarach i kształtach, a nawet wypukłą lub wklęsłą;
- grań – można zauważyć ją tylko w spoinach jednostronnych i znajduje się po przeciwnej stronie od lica. Jest to wewnętrzna część spoiny, która przetopiła materiał w spodniej części rowka;
- linia wtopienia – wyznacza miejsca, w których stal została przetopiona i często widoczna jest dopiero pod mikroskopem;
- nadlew – nadmiar materiału tworzący wypukłą część lica spawu.
- strefa wpływu ciepła – powierzchnia materiału, która zmienia swoją strukturę pod wpływem temperatury użytej w czasie spawania. Ten obszar często jest niewidoczny, ponieważ niektóre zmiany w strukturze można ocenić tylko poprzez badania laboratoryjne.
Przyglądając się spoinie, będziesz w stanie wyróżnić też sposób jej wykonania. Do najpopularniejszych należą:
- spoina ciągła – szew prowadzony jest jednym ciągiem przez całą długość łączenia, bez przerw;
- spoina przerywana – szew prowadzony jest przerywanymi ciągami lub punktami, które znajdują się w jednakowej symetrycznej odległości od siebie;
- spoina symetryczna – dotyczy tylko spoin dwustronnych, spaw po stronie lica i grani przebiega w jednej linii i ma taki sam przekrój.
Skąd wiadomo, jaką spoinę ma wykonać operator?
Sposób ułożenia materiału i dobór technologii spawalniczej sprawiają, że spoiny mogą mieć różny kształt. Będzie on widoczny po wykonaniu przekroju poprzecznego przez łączenie. Na rysunkach technicznych przedstawia się rodzaj spoiny za pomocą specjalnych oznaczeń i opisów wymiarowych. Do najczęściej używanych należą:
- spoiny pachwinowe – symbol trójkąta prostokątnego równoramiennego lub trzech linii pod kątem 45 stopni zbiegających się na wierzchołku;
- spoiny czołowe – stosuje się kilka symboli, które obrazują sposób przygotowania krawędzi w materiałach. Można spotkać symbole I, V, Y, U, a także warianty 1/2 z pionową linią z jednej strony;
- spoiny brzeżne – dwie linie przypominające literę J skierowaną do siebie pionowymi laseczkami;
- spoiny otworowe – pozioma linia z dwoma krótszymi skierowanymi w dół na krawędziach.
Dobrze przygotowany rysunek zawiera nie tylko informacje o kształcie rowka, który trzeba przygotować do stworzenia łączenia. Ma też informacje o wymiarach spoiny, jej ciągłości, a nawet metodzie spawania. Nie pozostawia to wątpliwości wykonawcy, jaki rodzaj materiału dobrać, a także jaki kształt spoiny miał na myśli konstruktor.
Jak wykonać określoną spoinę?
Spawanie jest procesem, który można wykonać na wiele sposobów. Samych technologii spawania jest przynajmniej kilka, a dodatkowo dochodzi jeszcze możliwość zmiany ustawień maszyny i pracy na materiałach o innych właściwościach. Tymczasem każda spoina wykonana na zlecenie klienta musi mieć określoną trwałość i podobny wygląd.
Informacja o tym, jak powinna być wykonywana spoina, przekazywana jest na stanowisko pracy za pomocą dokumentu nazywanego WPS, czyli instrukcji spawania. Znajdują się w niej wskazania dotyczące metody spawalniczej, ustawień na maszynie, a także doboru energii liniowej spawania. Instrukcje dotyczą konkretnych materiałów, sposobów łączenia, a nawet grubości spoiny. W instrukcji znajdują się też informacje o zalecanym kształcie, ciągłości szwu i innych cechach. Pozwala to tworzyć jednolite spoiny niezależnie od rodzaju maszyny i upodobań samego spawacza.
Spoina często uznawana jest za najsłabszą część materiału. Jej prawidłowe wykonanie zgodnie z założeniami konstrukcyjnymi gwarantuje jedna trwałość połączenia.
