Poradnik początkującego spawacza

Spawanie to trwałe łączenie metali drogą stopienia brzegów bądź utworzenia spoiny. Spoinę da się otrzymać poprzez stopienie jedynie materiału rodzimego albo z dodaniem materiału dodatkowego, zwanego spoiwem. Rozróżnia się kilka podstawowych rodzajów spoin: czołową,  grzbietową i pachwinową. Spawanie wykonuje się przy użyciu urządzenia zwanego spawarką. Główny zespół spawarki prądu stałego to maszyna elektryczna, która pobiera prąd z sieci i przetwarza go na właściwy prąd służący do spawania. Taka maszyna, którą nazywa się przetwornicą, składa się z elektrycznego silnika, który napędza prądnicę prądu stałego. Silnik oraz prądnica są zazwyczaj zbudowane na wspólnym wale. Do spawania prądem stałym stosuje się również prostowniki spawalnicze. Do spawania prądem przemiennym wykorzystuje się transformatory spawalnicze, które przetwarzają prąd przemienny wysokiego napięcia na prąd przemienny cechujący się niższym napięciem.

Podstawy teoretyczne

Materiał nałożony wzdłuż przesuwu elektrody w trakcie układania spoiny nazywa się ściegiem. Gdy elektrodę przesuwa się po prostej linii, występuje ścieg prosty – ma to miejsce przy wąskich spoinach. Natomiast w wypadku, kiedy topiony metal ma być rozprowadzany na większej szerokości i niezbędne okazują się ruchy boczne elektrody, wówczas wykonywany ścieg nazywa się ściegiem zakosowym. Przed wykonaniem spoiny trzeba w brzegach metali łączonych wykonać ścięcia boczne, które zwie się ukosowaniem.

Aby stopić brzegi metali  i uzyskać spoinę, niezbędna jest dostarczona dostateczna ilość ciepła, które najczęściej pochodzi z łuku elektrycznego. Źródłem energii w spawaniu łukowym jest prąd elektryczny o małym napięciu od dwudziestu pięciu do trzydziestu voltów, a dużym natężeniu, który wytwarzany jest w maszynie elektrycznej i doprowadzany jest do stanowiska pracy drogą przewodów spawalniczych. Przewód dodatni podłącza się poprzez zacisk do stołu spawalniczego, na którym umieszczony został spawany przedmiot. Z kolei przewód ujemny podłącza się do uchwytu spawalniczego, gdzie zamontowana została elektroda. Rękojeść uchwytu, trzymana przez spawacza musi być odpowiednio izolowana. Spawacza należy zabezpieczyć przed promieniowaniem z łuku poprzez maskę z filtrami, ubranie ochronne i rękawice wykonane ze skóry.

Jeżeli chodzi o przebieg procesu spawania, to w wypadku elektrody otulonej wygląda to następująco: pod metalowym rdzeniem elektrody wytwarza się jeziorko metalu stopionego łukiem. Stapiając się, otulina wytwarza koszulkę osłaniającą łuk, a także osłonę gazową, która nie dopuszcza powietrza do topiącego się materiału. W procesie topienia, oprócz otuliny wytwarza się także żużel, jaki wychodzi na powierzchnię jeziorka i wytwarza na spoinie kruchą skorupę. Ów zastygły żużel odpryskuje samoistnie wskutek skurczu spoiny. Jeżeli tak się nie dzieje, należy żużel odbić młotkiem. W trakcie formowania spoiny, rodzimy metal zostaje stopiony na pewną głębokość – proces ten nazywa się wtopem. Cienki materiał spawa się elektrodami o niskich średnicach, natomiast spawanie materiału grubego wykonuje się przy użyciu grubych elektrod. Spawanie łukowe może być wykonywane przy użyciu prądu stałego lub przemiennego. Jeżeli spawamy przy użyciu prądu stałego, to elektroda powinna być ujemnym biegunem, zaś spawany przedmiot powinien stanowić biegun dodatni. Powodem tego jest to, że biegun dodatni wytwarza więcej ciepła niż biegun ujemny. Spawanie polega na dotknięciu przedmiotu elektrodą lub na lekkim pocieraniu nią o powierzchnię przedmiotu w celu zamknięciu obwodu prądu, po czym następuje oderwanie od powierzchni, co wytwarza łuk.

Poza spawaniem z elektrodą topliwą, występuje także spawanie z elektrodą nietopliwą, czyli nietopiącą się w trakcie procesu spawania. Pomiędzy przedmiotem spawanym, a wolmframową elektrodą jarzy się łuk elektryczny, w którym stapia się metalowy prąd. W celu ochronienia metalu przed powietrzem, stosuje się obojętne gazy ochronne, najczęściej będące mieszankami argonu i dwutlenku węgla.

Wykonywanie prac spawalniczych wymaga odpowiedniego przygotowania merytorycznego i technicznego, co pozwala na zachowanie pełnego bezpieczeństwa, dlatego niezbędne jest przeprowadzanie tego rodzaju prac pod nadzorem.