Spawanie polega na łączeniu materiałów za pomocą wysokiej temperatury. Jeśli wszystkie parametry są utrzymane prawidłowo, spoina jest trwała i nie osłabia całego elementu. Problem mogą stanowić pęknięcia, przyklejenia i inne nieprawidłowości widoczne na licu spoiny. Co jest przyczyną powstawania złych spawów? Jak rozpoznać, że spoina nie ma odpowiedniej jakości?
Znaczenie jakości spoiny
Spawanie ma na celu trwałe i stabilne połączenie ze sobą elementów poprzez ich zespolenie. Jest to specyficzny proces, w którym dochodzi do przetopu elementów metalowych pod wpływem wysokiej temperatury. Powstają ekstremalne warunki, w których blacha i elektroda roztapiają się, zespalając oba elementy. Zatem zły spaw to taki, który nie daje gwarancji odpowiedniej wytrzymałości. To może wpływać na jakość całej konstrukcji i jej parametry wytrzymałościowe.
Wytrzymałość prawidłowo wykonanego złącza spawanego będzie zbliżona do parametrów samego materiału. Jednak badania wytrzymałościowe wykazują, że samo miejsce łączenia jest mniej odporne na ściskanie, ścinanie i rozciąganie. Słaba jakość spoiny będzie zatem dodatkowo osłabiać najsłabsze miejsce. To może doprowadzić do przedwczesnego starzenia się konstrukcji, a nawet katastrofy budowlanej.
Rodzaje niezgodności spawalniczych
Przy niewłaściwie przeprowadzonym procesie spawania rozpatrywane są niezgodności spawalnicze. Tym terminem określa się odchyłki od przyjętych norm. Część z nich jest widoczna już na powierzchni wykonanego spawu i wówczas mówimy o niezgodnościach powierzchniowych. Nieprawidłowości mogą występować także wewnątrz struktury spoiny i wtedy mamy do czynienia z niezgodnościami wewnętrznymi. Z kolei biorąc pod uwagę rozmiar nieprawidłowości i możliwość ich wykrycia, wyróżnia się niezgodności makroskopowe i mikroskopowe.
Wymienia się kilkanaście typów niezgodności, które definiują zły spaw. Do najczęściej występujących należą:
- pęknięcia – szczeliny powierzchniowe lub głębokie, które pojawiają się w strukturze samej spoiny lub w strefie oddziaływania wysokiej temperatury;
- pustki gazowe – pęcherzyki gazów, które zostały uwięzione wewnątrz spoiny;
- niewłaściwy kształt – to szereg zjawisk, które stanowią odchylenie od założenia projektowego; należą do nich między innymi asymetryczne ułożenie spoiny, niewłaściwe wybrzuszenie lica, brak ciągłości, a także przetopienie i wypływka materiału z drugiej strony;
- wtrącenia – pojawienie się w spoinie żużlu i innych zanieczyszczeń, które mogą osłabić jego strukturę;
- brak przetopu – przerwanie ciągłości spoiny lub przylepienia roztopionej elektrody na powierzchni.
Spawarka czy spawacz – co jest przyczyną złego spawu?
Spawanie metalu i tworzyw sztucznych to dosyć trudny proces. Na jego wynik będzie się składało wiele czynników. W związku z tym zły spaw może mieć różne przyczyny, a często na niewłaściwy efekt składa się kilka jednocześnie.
W większości przypadków nieprawidłową spoinę układają osoby początkujące i mające niewielkie doświadczenie. Podstawowym problemem przy samodzielnym spawaniu, jest nieprawidłowy dobór parametrów i urządzeń. Przykładem może być spawanie tigiem bez dodatkowego materiału topliwego zbyt grubych blach. Często zdarzają się problemy z wyregulowaniem właściwego napięcia, a także doborem odpowiednich elektrod przy spawaniu MMA.
Szukając przyczyn nieprawidłowej jakości spoiny, warto zacząć od początku. Sprawdź, czy metal był właściwie przygotowany, rowek miał odpowiedni kształt i wymiar, a materiał został zeszlifowany. Nieprawidłowości w strukturze spoiny mogą wynikać z nieodpowiednich ilości gazu osłonowego. Tu z kolei nie zawsze winny jest spawacz. Częściej problem stanowią nieszczelne przewody lub nieprawidłowo podłączone. Z kolei pod presją czasu może pojawić się problem z utrzymaniem właściwej prędkości spawania.
Metody wykrywania niezgodności spawalniczych
W przemyśle od jakości spoin zależy trwałość konstrukcji, maszyn lub całych układów urządzeń. W związku z tym te elementy poddaje się dodatkowej kontroli. W zależności od możliwości przeprowadzane są dwa rodzaje badań:
- Niszczące (DT) – badania laboratoryjne prowadzone na wycinku materiału obejmującego spoinę. Pozwalają sprawdzić jakość spoiny wykonywanej daną metodą, a także jej wytrzymałość na obciążenia stałe i zmienne.
- Nieniszczące (NDT) – to badania prowadzone w miejscu ułożenia spoiny, które nie ingerują w strukturę materiału i spawu. Pozwalają ocenić jakość spoiny na gotowym elemencie. Ocenia się strukturę spoiny, a także wykrywa ewentualne anomalie. Zalicza się do nich badania wizualne, a także szereg metod wykorzystujących fale radiowe, dźwiękowe lub pole elektromagnetyczne.
W większości przypadków zły spaw widoczny jest już gołym okiem i nie trzeba korzystać ze specjalistycznych urządzeń. Jednak w miejscach, gdzie spawane są elementy konstrukcyjne i nośne, warto zlecić badania NDT prowadzone przez profesjonalnych inspektorów.
