Spawanie metali to najczęstszy sposób ich łączenia w różnych sektorach gospodarki (budownictwo, inżynieria mechaniczna, układanie rurociągów itp.). W życiu codziennym (w domu, na wsi, w garażu) spotykamy się również z koniecznością stosowania spawania metali. Dla niespecjalisty praca ta wydaje się niezrozumiała, trudna i tajemnicza. Ponadto wiąże się to z pewnym zagrożeniem życia.
Zobaczmy, czy to prawda. Jak spawać metal za pomocą spawania elektrycznego?
W nowoczesnej sieci handlowej istnieje szeroka gama spawarek, falowników, sprzętu ochronnego do spawania. Są one dostępne dla każdego, dlatego kupując odpowiedni sprzęt, możesz samodzielnie wykonać te prace spawalnicze. Trzeba tylko dowiedzieć się, czym jest technologia spawania metali, jakie są wymagania bezpieczeństwa. Ponadto należy zdobyć niezbędną praktykę spawalniczą.
Rodzaje spawania metali
W naszych czasach opracowano wiele różnych technologii spawania metali. Na przykład można użyć promieniowania elektronicznego i laserowego, łączyć produkty płomieniem gazowym i gotować za pomocą ultradźwięków. Ale najczęściej używanym źródłem energii jest łuk elektryczny.
Jak prawidłowo spawać metal? Spawanie metali za pomocą zgrzewarek elektrycznych lub inwerterów to spawanie łukiem elektrycznym, w którym uzyskanie wysokiej temperatury w strefie zgrzewania niezbędnej do stopienia metalu i uzyskanie mocnej spoiny łączącej uzyskuje się za pomocą łuku elektrycznego (do 7000 stopni Celsjusza) zdolnego stopienia dowolnego metalu.
Wymagania dotyczące bezpieczeństwa
Pierwszą rzeczą, o którą musisz się martwić przed prawidłowym spawaniem metalu, jest twoje własne bezpieczeństwo podczas pracy. Przygotuj i noś odzież ochronną (obcisłe spodnie, kurtkę, obuwie ochronne, zamszowe lub skórzane rękawiczki). Uchroni Cię przed poparzeniem w przypadku ewentualnego rozpryskiwania stopionego metalu. Należy również przygotować specjalną maskę ochronną lub tarczę spawalniczą - ochroni to oczy przed uszkodzeniem przez promieniowanie świetlne podczas spawania łukowego.
Należy również zadbać o bezpieczeństwo przeciwpożarowe - usunąć z miejsca spawania wszystkie łatwopalne materiały i płyny, przygotować do użycia środki gaśnicze (w przypadku braku specjalnych środków wystarczy nawet wiadro z wodą), zapewnić wentylację pomieszczenie, w którym będą prowadzone prace, zwłaszcza z przodu i z tyłu spawarki.
Koniecznośćzapoznaj się z instrukcją obsługi spawarki i postępuj zgodnie ze wszystkimi podanymi tam zaleceniami.
Bezpieczeństwo elektryczne
Zanim zaczniesz ćwiczyć spawanie metalu, musisz upewnić się, że parametry sieci elektrycznej, z której zasilana jest spawarka, spełniają jej wymagania. W przeciwnym razie inne urządzenia elektryczne podłączone do sieci mogą zostać uszkodzone nie tylko dla Ciebie, ale także dla Twoich sąsiadów. Dotyczy to zwłaszcza spawarek transformatorowych, które znacząco wpływają na sieć energetyczną poprzez występowanie przepięć na początku spawania oraz zwiększony pobór prądu elektrycznego w przypadku przyklejenia się elektrody w miejscu spawania. Ponadto spawarkę należy ustawić tak, aby podczas pracy nie mogła spaść, ulec uszkodzeniu lub spowodować uszkodzenia innych osób i przedmiotów. Przewody podłączone do urządzenia muszą mieć dobrą izolację, być wyprostowane. Uszkodzenia muszą być wykluczone.
Procedura przygotowania do pracy
Jak prawidłowo spawać metal? Miejsce spawania należy oczyścić do metalu, wysuszyć. Zabrania się wykonywania prac spawalniczych przy deszczowej pogodzie, w deszczu i przy ujemnych temperaturach powietrza. Nie wolno dopuścić do zamoczenia spawarki i elektrod.
Jak spawać metal za pomocą spawania elektrycznego?
Spawanie odbywa się przy napięciu stałym lub przemiennym. Spawarki transformatorowe zapewniają spawanie napięciem przemiennym.
W przypadku spawania prądem stałym istnieją dwie możliwości podłączenia spawarki. Kiedy plus jest połączony z masą, a minus z elektrodą (nazywa się to polaryzacją bezpośrednią), metal nagrzewa się bardziej, strefa topienia jest głęboka i wąska. Włączenie to stosuje się podczas spawania grubego metalu i prowadzi do ekonomicznego zużycia elektrod. Przy przeciwnym włączeniu (odwrotna polaryzacja) elektroda nagrzewa się mocniej i szybciej się zużywa, strefa topienia okazuje się szeroka i płytka. Dlatego odwrotna polaryzacja jest używana tylko przy spawaniu cienkich blach.
Cechy charakterystyczne falowników
Jak gotować metal za pomocą falownika? Spawarki inwertorowe przetwarzają napięcie przemienne sieci przemysłowej na ciąg impulsów o wyższej częstotliwości, a następnie tworzą prąd o napięciu stałym. Ze względu na obecność układu elektronicznego realizującego te konwersje, falownik ma niewielki wpływ na zasilanie podczas pracy, ma płynniejszą regulację napięcia wyjściowego oraz charakteryzuje się niewielką wagą i wymiarami. Pod względem jakości powstałego szwu spawalniczego falownik nie jest gorszy od innych podobnych urządzeń. Dlatego inwertery spawalnicze stały się ostatnio bardzo rozpowszechnione, gdy ceny takich urządzeń spadły. Zaletą takiego urządzenia jest względna łatwość obsługi podczas spawania.
Jak wybrać falownik
Ważnym parametrem falownika jest okres obciążenia (PV) źródła prądu. Ta wartośćcharakteryzujący sprawność falownika, pokazuje stosunek czasu spawania do czasu bezczynności. Sprzęt AGD nie działa w sposób ciągły. Muszą być okresowo schładzane. Tak więc cykl pracy falownika wynoszący 30% oznacza, że po każdych 3 minutach spawania trzeba odczekać 7 minut na ostygnięcie źródła. Jeśli spróbujesz kontynuować pracę bez przerwy, urządzenie może się przepalić. Albo ochrona zadziała i wyłączy się. Dlatego należy wybrać falownik o współczynniku wypełnienia co najmniej 60% i maksymalnym prądzie co najmniej 140 - 160 A.
Przygotowanie do pracy z falownikiem
Aby zdobyć doświadczenie w prawidłowym spawaniu metalu za pomocą falownika, zaleca się najpierw pracować z metalem o grubości co najmniej 2-3 mm i stosować elektrody 3 mm. Lepiej kupić nowe elektrody. Stare, nieświeże, pożyczone od innych mogą być wilgotne i bezużyteczne.
Jak prawidłowo spawać metal? Jeśli jest to Twoje pierwsze doświadczenie, najpierw spróbuj zszyć powierzchnię jednego kawałka metalu bez zgrzewania go z innym.
Rozważmy kolejność prac.
Najpierw należy podłączyć elektrodę do jej uchwytu, a przewód uziemiający do spawanego elementu za pomocą zacisku. Drugie końce przewodów muszą być podłączone do wyjść falownika w biegunowości prostej.
Po drugie, należy włączyć maszynę i ustawić jej parametry wyjściowe zgodnie z zaleceniami, w zależności od grubości spawanego materiału i wybranego rozmiaru elektrody.
Technologia spawania metali przewiduje, że w celu podgrzania metalu do temperatury niezbędnej do uzyskania wysokiej jakości spoiny, konieczne jest pobranie elektrody odpowiadającej grubości materiału. Im grubszy, tym grubsza warstwa metalu może się nagrzać i tym większy prąd należy ustawić na falowniku, aby powstał łuk elektryczny. Jednocześnie im większy prąd, tym szybciej metal topi się i tym szybciej zużywa się elektroda. W przypadku cienkiej warstwy metalu przy wysokim prądzie i grubej elektrodzie często powstają dziury, materiał przepala się. Jeśli prąd jest zbyt niski, albo łuk elektryczny nie występuje, albo, jeśli wystąpi, uzyskuje się szew złej jakości, tak zwany brak przepalenia.
Trzecia rzecz, na którą należy zwrócić uwagę, to powstawanie łuku elektrycznego. Aby to zrobić, uderz koniec elektrody w miejsce spawania, jak zapałkę na pudełku, bez wyjmowania końca elektrody z metalu. Kiedy pojawia się łuk, na metalu tworzy się czerwona plama. Ale nie jest to jeszcze stopiony metal, a jedynie topnik powstały podczas topienia powłoki proszkowej elektrody. Musimy czekać, trzymając koniec elektrody w odległości 1-4 mm od powierzchni metalu, aż metal w miejscu łuku zostanie nagrzany, aż powstanie tzw. jeziorko spawalnicze - kropla stopionego metalu, charakteryzujący się jasnopomarańczowym kolorem i drżeniem od przepływu prądu.
Po czwarte, konieczne jest przesunięcie końca elektrody w kierunku szwu o jeden lub dwa milimetry, ponownie trzymając go we wskazanymodległość od metalu. Ponownie poczekaj, aż utworzy się kropla i tak dalej, poruszając się wzdłuż wykonywanej spoiny. Gdy elektroda dotknie metalowej powierzchni, powstaje zwarcie, łuk znika, falownik wyłącza prąd. Dlatego przy wykonywaniu szwu należy starać się zachować stałą odległość między końcem elektrody a metalową powierzchnią, stopniowo zbliżając elektrodę do niej podczas spalania. Elektroda raczej nie wypala się, ale topi się, metal w jeziorku spawalniczym powstaje głównie z metalowego rdzenia elektrody. Powłoka proszkowa powierzchni elektrody po stopieniu tworzy topnik i gazy, które zapobiegają przepływowi tlenu z otaczającego powietrza do miejsca spawania i utlenianiu metalu, a także wspomagają proces tworzenia wysokiej jakości spoiny.
Podczas procesu spawania zaleca się trzymać elektrodę pod kątem około 30 stopni od prostopadłej do spawanego elementu, aby utworzyć zwarty jeziorko spawalnicze i wyraźnie widać miejsce spawalniczy. Im bardziej elektroda jest nachylona do przedmiotu obrabianego podczas procesu spawania, tym bardziej wydłużony będzie punkt nagrzanej powierzchni metalu w przeciwnym kierunku i tym dłuższe będzie tworzenie jeziorka spawalniczego przy tej samej mocy prądu. Najwęższe miejsce topienia metalu uzyskuje się, gdy elektroda jest prostopadła do powierzchni metalu. Ale w tym przypadku spawaczowi trudno jest obserwować proces spawania. Dlatego ta pozycja jest używana tylko podczas spawania w trudno dostępnych miejscach.
Jak spawać metal za pomocą falownika?
Po przećwiczeniu wykonywania spawów na prostej powierzchni możesz zacząć łączyć metalowe części. Proces jest podobny, różnica polega na tym, że spawaną część należy najpierw zamocować w odpowiednim miejscu zaciskiem lub w inny sposób, a gdy pojawi się jeziorko spawalnicze, koniec elektrody przesunąć nie bezpośrednio wzdłuż szwu, ale zygzakowatymi ruchami od środka szwu w kierunku najpierw jednego, potem kolejnych detali, stopniowo przesuwając się wzdłuż szwu, łącząc je w ten sposób.
Najważniejsze jest to, że sukces przychodzi wraz z doświadczeniem. Kupując go, zamiast korzystać z usług zewnętrznych specjalistów (za niemałe pieniądze), możesz nauczyć się spawać własnymi rękami. Powodzenia w nauce i pracy!
