Zváraním označujeme spájanie dvoch polovýrobkov pomocou tepla a / alebo kompresie tak, že kúsky tvoria kontinuum. Zdrojom tepla pri zváraní je zvyčajne oblúkový plameň vyrobený elektrinou.
Všeobecná charakteristika
K lokálnemu roztaveniu dochádza výhradne na základe pôsobenia tepla produkovaného elektrickým oblúkom, takže sa zvárané kusy roztavia spolu. Túto metódu je možné použiť napríklad pri zváraní TIG. Spravidla sa však prídavný kov nataví do zvarového švu alebo sa zvarí buď pomocou podávača drôtu cez zváraciu pištoľ (zváranie MIG / MAG) alebo pomocou zváracej elektródy s ručným podávaním. V tomto scenári musí mať prídavný kov približne rovnakú teplotu topenia ako zváraný materiál.
Pred začiatkom zvárania sa okraje zvarových kusov vytvarujú do vhodnej zváracej drážky, napríklad do drážky V. A ako postupuje zvárame, oblúk spája dohromady okraje drážky a plniva a vytvára roztavenú zvarovú vaňu. Aby bol zvar odolný, musí byť roztavená zvarová nádrž chránená pred okysličením a účinkami okolitého vzduchu, napríklad ochrannými plynmi alebo troskou. Najčastejšie zváranými materiálmi sú kovy, ako je hliník, mäkká oceľ a nehrdzavejúca oceľ. Tiež je možné zvárať plasty. Pri zváraní plastov je zdrojom tepla horúci vzduch alebo elektrický odpor.
METÓDA ARC
Zvárací oblúk potrebný pri zváraní vzniká zážihom elektriny medzi zváracou elektródou a zvarovým kusom. Oblúk sa generuje, keď sa medzi jednotlivými kusmi vytvorí dostatočne veľký napäťový impulz. Pri zváraní TIG sa to dá dosiahnuť spúšťacím zapaľovaním alebo nárazom na zváraný materiál zváracou elektródou (nárazové zapaľovanie). Napätie sa teda správa ako blesk, ktorý umožňuje prúdenie elektriny vzduchovou medzerou, ktorá vytvára oblúk s teplotou niekoľko tisíc stupňov Celzia, maximálne až 10 000 stupňov Celzia. Trvalý prúd zo zdroja napájania na zváranie obrobku sa vytvára zváracou elektródou, a preto musí byť obrobok pred začiatkom zvárania uzemnený uzemňovacím káblom v zváracom prístroji.
Pri zváraní MIG / MAG sa vytvorí oblúk, keď sa výplňový materiál dotkne povrchu obrobku a dôjde ku skratu. Potom efektívny skratový prúd roztaví koniec plniaceho drôtu a vytvorí sa zvárací oblúk. Pre hladký a odolný zvar by zvárací oblúk mal byť stabilný. Preto je pri zváraní MIG / MAG dôležité, aby sa použilo zváracie napätie a rýchlosť posuvu drôtu vhodné pre zvarové materiály a ich hrúbky.
Pracovná technika zvárača a jeho zručnosť ďalej ovplyvňujú hladkosť oblúka a následne kvalitu zvaru. Pre úspešné zváranie je dôležitá vzdialenosť zváracej elektródy od drážky a stála rýchlosť zváracieho horáka. Posudzovanie správneho napätia a určenie rýchlosti posuvu drôtu je dôležitou súčasťou znalostí zvárača.
Moderné zváracie stroje však majú niekoľko funkcií, ktoré zváračovi uľahčujú prácu, napríklad ukladanie predtým použitých nastavení zvárania alebo použitie prednastavených synergických kriviek, ktoré uľahčujú nastavenie parametrov zvárania.
OCHRANÝ PLYN PRI ZVÁRANÍ
Ochranný plyn často hrá dôležitú úlohu v produktivite a kvalite zvárania. Ako jeho názov napovedá, ochranný plyn chráni tuhnúci roztavený zvar pred okysličením, ako aj nečistotami a vlhkosťou vo vzduchu, čo môže oslabiť koróznu toleranciu zvaru, vytvárať pórovité výsledky a oslabiť trvanlivosť zvaru zmenou geometrické vlastnosti spoja. Ochranný plyn tiež ochladzuje zváraciu pištoľ. Najbežnejšie zložky ochranného plynu sú argón, hélium, oxid uhličitý a kyslík.
Ochranný plyn môže byť inertný alebo aktívny. Inertný plyn vôbec nereaguje s roztaveným zvarom, zatiaľ čo aktívny plyn sa zúčastňuje procesu zvárania stabilizáciou oblúka a zabezpečením plynulého prenosu materiálu do zvaru. Pri zváraní MIG (zváranie inertným plynom s kovovým oblúkom) sa používa inertný plyn, zatiaľ čo pri zváraní MAG (zváranie s aktívnym plynom s kovovým oblúkom) sa používa aktívny plyn.
Príkladom inertného plynu je Argón, ktorý nereaguje s roztaveným zvarom. Je to najčastejšie používaný ochranný plyn pri zváraní TIG. Oxid uhličitý a kyslík však reagujú s roztaveným zvarom rovnako ako zmes oxidu uhličitého a argónu. Hélium (He) je tiež inertný ochranný plyn. Hélium a zmesi hélia a argónu sa používajú pri zváraní TIG a MIG. Hélium poskytuje v porovnaní s argónom lepšiu bočnú penetráciu a vyššiu rýchlosť zvárania. Oxid uhličitý (CO2) a kyslík (O2) sú aktívne plyny používané ako takzvaná okysličovacia zložka na stabilizáciu oblúka a zabezpečiť plynulý prenos materiálu pri zváraní MAG. Podiel týchto zložiek plynu v ochrannom plyne je určený typom ocele.
NORMY A ŠTANDARDY ZVÁRANIA
Na procesy zvárania, štruktúru a vlastnosti zváracích strojov a spotrebného materiálu sa vzťahuje niekoľko medzinárodných štandardov a noriem. Obsahujú definície, pokyny a obmedzenia postupov a štruktúr strojov na zvýšenie bezpečnosti procesov a strojov a na zaistenie kvality výrobkov. Napríklad všeobecnou normou pre zariadenia na oblúkové zváranie je IEC 60974-1, zatiaľ čo technické dodacie podmienky a formy výrobkov, rozmery, tolerancie a štítky sú obsiahnuté v norme SFS-EN 759.
BEZPEČNOSŤ PRI ZVÁRANÍ
So zváraním súvisí niekoľko rizikových faktorov. Oblúk vyžaruje extrémne jasné svetlo a ultrafialové žiarenie, ktoré môže poškodiť oči. Striekanie a iskry z roztaveného kovu môžu spáliť pokožku a spôsobiť nebezpečenstvo požiaru. Výpary vznikajúce pri zváraní môžu byť pri vdýchnutí nebezpečné. Týmto nebezpečenstvám sa dá vyhnúť prípravou na ne a použitím vhodných ochranných prostriedkov. Ochrana pred nebezpečenstvom požiaru sa dá dosiahnuť predbežnou kontrolou prostredia v mieste zvárania a odstránením horľavých materiálov z blízkosti miesta. Okrem toho musia byť pohotovo k dispozícii hasiace prostriedky. Vonkajším osobám je zakázaný vstup do nebezpečnej zóny.
Oči, uši a pokožka musia byť chránené vhodným ochranným prostriedkom. Zváracia maska so stlmenou obrazovkou chráni oči, vlasy a uši. Kožené zváracie rukavice a odolný nehorľavý zvárací odev chránia ruky a telo pred iskrami a teplom. Dymom zo zvárania sa dá vyhnúť dostatočným vetraním na pracovisku.
METÓDY ZVÁRANIA
Metódy zvárania možno klasifikovať podľa metódy použitej na výrobu zváracieho tepla a podľa spôsobu privádzania prídavného materiálu do zvaru. Použitá metóda zvárania sa vyberá na základe materiálov, ktoré sa majú zvárať, a hrúbky materiálu, požadovanej efektívnosti výroby a požadovanej vizuálnej kvality zvaru.
Najbežnejšie používané spôsoby zvárania sú zváranie MIG / MAG, zváranie TIG a tyčové (ručné zváranie kovovým oblúkom). Najstarším, najznámejším a stále dosť bežným procesom je manuálne zváranie kovovým oblúkom MMA, ktoré sa bežne používa na inštalačných pracoviskách a vo vonkajších priestoroch, ktoré vyžadujú dobrú dostupnosť. Pomalšia metóda zvárania TIG umožňuje dosahovať mimoriadne jemné výsledky zvárania, a preto sa používa pri zvaroch, ktoré budú viditeľné alebo ktoré vyžadujú osobitnú presnosť.
Zváranie MIG / MAG je všestranný spôsob zvárania, pri ktorom sa prídavný materiál nemusí dávkovať osobitne do roztaveného zvaru. Namiesto toho drôt prechádza zváracou pištoľou obklopenou ochranným plynom priamo do roztaveného zvaru.
Existujú aj ďalšie metódy zvárania vhodné pre špeciálne potreby, ako je laserové, plazmové, bodové zváranie, ponorný oblúk, ultrazvuk a trecie zváranie. Ochranný plyn sa privádza do roztaveného zvarového kúpeľa pomocou zváracieho horáka. Zváracia elektróda je tiež potiahnutá materiálom, ktorý vytvára ochranný plyn a trosku nad roztaveným zvarovým kúpeľom
