ZVÁRANIE PLYNOM / ZVÁRANIE KYSLÍKOVÝM ACETYLÉNOM
Ručné zváranie kyslíkom a acetylénom je jedným z najstarších postupov spájania. Zahrieva spájaný kov na teplotu tavenia v oblasti spájania pomocou plameňa palivového plynu/kyslíka. Pridanie prídavného kovu (zváracieho drôtu) spôsobí roztavenie komponentov, ktoré sa majú spojiť, a vznikne silne zrastený spoj. Ako palivový plyn sa používa len acetylén. Tento postup je dodnes obľúbený pri montážnych a údržbárskych prácach.
Výhodou zvárania kyslíkovým acetylénom je skutočnosť, že má redukčný plameň a že tento plameň možno nastaviť tak, aby vyhovoval konkrétnym požiadavkám na zváranie. Medzi ďalšie výhody patrí dobré premostenie medzier, minimálna príprava drážky a fakt, že tento proces možno použiť kdekoľvek. Tento proces možno použiť na zváranie ocele, ako aj neželezných kovov.
SPÁJKOVANIE PLAMEŇOM
Aj pri spájkovaní plameňom sa používa plynový/kyslíkový plameň. Povrchy spájkovaných dielov však nie sú roztavené, ale zahriate na teplotu tesne nad teplotou tavenia spájkovacieho materiálu. Spájka, ktorá je zvyčajne vo forme drôtu, sa pridáva počas nepretržitého zahrievania spoja, aby sa roztavila. Medzi spájanými dielmi musí byť malá medzera, do ktorej môže spájka prúdiť kapilárnym pôsobením. Použitie tavidla zlepšuje priľnavosť komponentov k spájke. To tiež vedie k vytvoreniu silne koalescenčného spoja.
Spájkovanie a tvrdé spájkovanie patria k najstarším a zároveň najmodernejším spojovacím postupom. Technologický pokrok a jeho požiadavky, ako aj plánovanie výroby s ohľadom na náklady viedli k používaniu všetkých bežných uhľovodíkov a vodíka ako palivových plynov.
Pridaním tavidla do prúdu palivového plynu (spájkovanie tavidlom) možno proces automatizovať v lineárnych alebo rotačných spájkovacích strojoch.
ZVÁRANIE PLYNOVÝM OBLÚKOM (GMA)Zváranie GMA je najobľúbenejším procesom zvárania. V závislosti od zváraného materiálu a použitých ochranných plynov sa procesy delia do týchto kategórií:
Oba procesy majú podobnú štruktúru. Nekonečná drôtová elektróda sa privádza do oblúka pomocou zariadenia na transport drôtu a roztaví sa pod ochranným plynom. Na obrázku je znázornená štruktúra procesu zvárania GMA. |
Ochranné plyny majú v závislosti od svojho zloženia rôzne vlastnosti, a preto rôznym spôsobom ovplyvňujú výsledok zvárania. Hlavnou úlohou je chrániť kvapalnú taveninu pred atmosférou, ktorá obsahuje dusík, kyslík a vlhkosť. V závislosti od zváraného materiálu môžu mať nepriaznivý vplyv na zvar alebo dokonca viesť k zlyhaniu procesu zvárania.
Ochranné plyny ovplyvňujú tieto aspekty:
- Prenos kovu
- Prúdenie taveniny
- Zapaľovanie oblúka
- Stabilita oblúka
- Prenos tepla
- Profil penetrácie
- Chemické zloženie zvaru
- Frekvencia a veľkosť rozstreku
Pri spájaní tenkých pozinkovaných plechov (do hrúbky približne 40 µm) má spájkovanie plynovým oblúkom alebo skrátene spájkovanie GMA dôležité výhody v porovnaní so zváraním v aktívnom plyne (MAG). Má vysokú úroveň procesnej spoľahlivosti, lepšiu kvalitu švov, veľmi dobrú pevnosť spojov a veľmi dobrú odolnosť proti korózii. Z tohto dôvodu sa spájkovanie GMA pevne etablovalo vo výrobe automobilov.
Oblúkové spájkovanie plynom je podobné zváraniu MAG. Jediným rozdielom je, že výplňový kov je nahradený drôtom pozostávajúcim z vhodnej spájky. Výber správnych parametrov – prúd, napätie, posuv drôtu – zabraňuje roztaveniu povrchov spájaných komponentov. Spoj sa vytvára rovnakým spôsobom ako pri spájkovaní plameňom. Medzi často používané materiály na spájkovanie patria:
| Názov | Rozsah tavenia [°C] | Medza klzu [N/mm²] | Pevnosť v ťahu [N/mm²] | Rozťažnosť [%] |
| CuSi3 | 900 – 1025 | 250>120 | 340 – 460 | 40 – 46 |
| CuAl8 | 1030 – 1040 | 180 | 380 – 450 | 40 |
| CuAl8Ni2 | 1030 – 1050 | 290 | 530 – 590 | >30 |
| CuAl5Mn1Ni1 | 1043 – 1074 | - | 430 | 35 |
Štandardným ochranným plynom používaným pri spájkovaní GMA je argón. Nie vždy to však vedie k optimálnym výsledkom. Na základe rozsiahlych skúseností spoločnosť Messer odporúča pri spájkovaní GMA používať zmes ochranných plynov pozostávajúcu z argónu a malého množstva aktívneho plynu. Výsledkom budú zvary s hladkým povrchom a dobrými prechodmi medzi zvarmi a základným kovom.
ZVÁRANIE INERTNÝM PLYNOM (TIG)
Hlavný rozdiel medzi zváraním TIG a zváraním GMA spočíva v pridávaní prídavného materiálu, ktorý sa do procesu nedodáva priebežne ako elektróda, ako je to pri zváraní GMA. Pri zváraní TIG horí oblúk medzi obrobkom a netaviacou sa volfrámovou elektródou. Rovnako ako pri zváraní kyslíkovým acetylénom sa prídavný materiál pridáva ručne. Úlohou ochranného plynu je chrániť elektródu a roztavený bazén pred negatívnymi účinkami atmosféry. Najmä kyslík by viedol k poškodeniu elektródy.
Zváranie TIG je obzvlášť vhodné na zváranie vysokolegovaných ocelí, hliníka a iných neželezných kovov. V prípade vysokolegovaných ocelí a materiálov na báze niklu sa ako redukčná zložka pridáva malé množstvo (2 % až 7,5 %) vodíka. V prípade ľahkých kovov a medi sa v závislosti od hrúbky obrobku osvedčilo pridávanie hélia (až do 90 %). Proces je možné prevádzkovať s jednosmerným aj striedavým prúdom. Jednosmerný prúd s kladnou elektródou sa všeobecne používa na zváranie ocelí, medi, zliatin niklu, titánu a zirkónia. Striedavý prúd sa používa na výrobu hliníka.
ZVÁRANIE PLAZMOU
Zváranie plazmou je podobné zváraniu TIG. Pri tomto type zvárania je oblúk pokrytý úzkou dýzou a zúžený malým otvorom a vysokou rýchlosťou výstupu plynov.
Zváranie plazmou sa od zvárania TIG líši tým, že oblúk je zúžený vodou chladenou dýzou. Tento oblúk vychádza z dýzy ako plazmový prúd s vysokou teplotou a hustotou výkonu. Plazmový prúd obklopuje ďalšia vrstva ochranného plynu, ktorá chráni taveninu pred okolitým vzduchom. Vo väčšine prípadov je plynom obklopujúcim elektródu argón. Okrem tohto plazmového plynu potrebujete aj ochranný plyn, aby ste zabránili oxidácii zvarového kúpeľa (zvyčajne argón s 5 % vodíka). Zváranie plazmou sa väčšinou používa na zváranie plechov a rúr na tupo. Jeho hlavnými výhodami sú kontrolovaný prievar a vysoká kvalita zvaru.
Pri zváraní vysokolegovaných ocelí musí byť koreň chránený pred kontaktom so vzdušným kyslíkom. Ochrana koreňov sa často používa aj pri zváraní MAG. Vo všeobecnosti sa pri koreni vyžaduje obsah zvyškového kyslíka nižší ako 20 ppm. Množstvo povoleného zafarbenia závisí od zamýšľaného použitia príslušného komponentu. V prípade malých rúrok je koreň zvaru chránený prechodom ochranného plynu cez ne. Dôležitý je tu upravený výstupný otvor. V prípade väčších rúr sa podporný plyn nasmeruje na zvar pomocou špeciálneho zariadenia. Pred začatím zvárania sa musí prúd plynu aplikovať na dostatočne dlhý čas.
Vo všeobecnosti sa používajú tzv. formovacie plyny – zmesi dusíka a vodíka. Vodíková zložka poskytuje väčšiu bezpečnosť proti zvyškom atmosférického kyslíka. Z tohto dôvodu je obsah vodíka v stavebných aplikáciách vždy vyšší ako v dielňach. Predchádzajúce testy ukázali, že prítomnosť vodíka v podpornom plyne nemá žiadne negatívne účinky, dokonca ani na duplexné ocele.
Presnými meraniami sa dá overiť, či sú podmienky bez kyslíka. Je dôležité dodržiavať správny postup.
Tvarovanie sa môže použiť aj na zváranie hladkých ocelí alebo hliníka, kde vytvára rovnomerný koreň bez oxidov. Ako formovací plyn sa tu používa zvárací argón.
