Wprowadzenie do technologii spawania

Wprowadzenie do technologii spawania

1.     Ogólny podział procesów spawalniczych

Spawalnictwo jest dziedziną technologii zajmującej się procesami spajania, czyli łączenia tworzyw konstrukcyjnych i procesami pokrewnymi spajaniu. Procesy spajania różnią się między sobą stanem skupienia materiałów podstawowych i stopiwa czyli materiału dodatkowego w miejscu spajania, charakterem wiązań tworzących połączenie, rodzajem doprowadzonej energii cieplnej wraz z energią mechaniczną lub tylko energii mechanicznej w celu utworzenia złącza.

W porównaniu ze złączami, w których poszczególne elementy zostały powiązane ze za pomocą łączników np. nity, śruby, kliny, wpusty, to poprawnie zaprojektowane i wykonane złącza spajane – w szczególności spawane – mają charakterystykę monolityczności, szczelności, dużą wytrzymałość, mała masę i łatwość zabezpieczenia przed korozją.

Połączenia spajane są nierozłączne, aby dokonać rozdzielenia takiego połączenia należy zniszczyć dane połączenie.

Procesy pokrewne spajaniu to:

·         Nanoszenie powłok jak np. napawanie, natryskiwanie

·         Termiczna modyfikacja powierzchni metali

·         Cięcie termiczne metali i niemetali.

1.     Podział metod spawania

Cechą charakterystyczną spawania jest utworzenie dwóch lub większej liczby części składowych przez doprowadzenie do nich energii cieplnej powodującej ich lokalne stopienie, a następnie krystalizację, dzięki czemu powstaje spoina, która jest najważniejszą częścią złącza spawanego. Materiałami łączonymi są metale i ich stopy o takich samych lub zbliżonych właściwościach fizycznych i chemicznych. Spoinę uzyskuje się ze stopienia i przemieszczania metali podstawowych i dodatkowego spoiwa, lecz możliwe jest powstanie spoiny tylko ze stopionych materiałów podstawowych.

Poniżej przedstawię klasyfikację metod spawania

Spawalnictwo
1.     Spajanie	2.     Procesy pokrewne
·        Spawanie	Ø Cięcie termiczne	Ø Naprawa powierzchni
·        Zgrzewanie	·        Tlenowe	·        Napawanie
·        Lutowanie	·        Plazmowe	·        Natryskiwanie
·        Klejenie	·        Laserowe	·        Hartowanie
	·        Łukowe

Pierwszym wyznacznikiem podziału jest rodzaj źródła ciepła. Najczęściej wykorzystuje się energię elektryczną, szczególnie przy spawaniu łukowym, Niestety niektóre metody że względu na miską wydajność oraz trudności w praktycznym ich stosowaniu mają ograniczone zastosowanie np., spawanie gazowe oraz elektrodą węglową.

Ciepło powstające przy spalaniu gazów lub podczas reakcji chemicznej termitu straciło na znaczeniu. Również naturalne lub sztuczne promieniowanie świetlne (oprócz laserowego) nie jest rozpowszechnione z powodu małej ilości koncentracji pozyskiwanej energii. Rozwijane są natomiast metody wysokoenergetyczne i o dużej gęstości mocy, takiej jak spawanie plazmowe, wiązką elektronów i laserowe.

Dalszy podział w klasyfikacji wynika z formy przenoszenia i przetwarzania energii potrzebnej do spawania elementu, osłony ciekłego jeziorka i rodzaju materiału dodatkowego. 

Spajanie – łączenie metali, tworzyw sztucznych z wykorzystaniem ciepła oraz ciepła i docisku, w wyniku których otrzymamy połączenie o stałej ciągłości.

Pod słowem spajanie mam na myśli spawanie, zgrzewanie, lutowanie oraz klejenie.

Tutaj będziemy głównie się zajmować działem spawalnictwa, oczywiście też będą brane pod uwagę inne metody spajania.

SPAWANIE – Metoda spajania, w której łączone są brzegi oraz spoiwo ulegają stopieniu a proces przebiega bez wywarcia docisku.

ZGRZEWANIE – Również metoda spajania, polegające na powstanie zgrzeiny najczęściej bez dodatku spoiwa poprzez wywarcie docisku odpowiednio dużego aż do powstania plastycznego odkształcenia. A lokalne nagrzanie powoduje przeprowadzenie procesu zgrzewania.

LUTOWANIE – Kolejna odmiana spajania, zapewniające połącznie o fizycznej ciągłości, uzyskiwanie stopionym stopiwem o temperaturze topnienia niższej niż brzegi łączonych elementów. Połącznie polega na dyfuzji pomiędzy stopiwem a łączonym materiałem. Lutowanie dzielimy na:

- lutowanie miękkie – temperatura topnienia lutu do 450 ^oC,

- lutowanie twarde – temperatura topnienia lutu od 450^oC do 900^oC,

- lutowanie wysokotemperaturowe – temperatura topnienia lutu powyżej 900 ^oC.

KLEJENIE – Odmiana spajania, w której złącze uzyskuje się na wprowadzenie pomiędzy brzegi łączonych elementów dodatkowej warstwy (kleju). Połączenie następuje dzięki procesowi adhezji.