W artykule porównano metody spawania TIG i MIG. W tabeli podano podstawowe parametry przygotowania krawędzi materiału w tym także grubość spoiny.

Wykonywanie połączeń spawanych elementów rurowych należy do najtrudniejszych i wymaga ponadpodstawowych umiejętności samego spawacza, szczególnie gdy połączenie spawane musi być wykonane w miejscu trudno dostępnym bez możliwości obrotu spawanych rur.

Z problematyką łączenia, w tym spawania rur, spotykamy się praktycznie zawsze podczas wykonywania lub remontów najprzeróżniejszych instalacji w budynkach użyteczności publicznej lub domowych. I o ile coraz częściej stosujemy różnego rodzaju elementy złączne, to w wielu przypadkach procesu spawania czy lutowania nie możemy zastąpić żadnym innym.

Wykonywanie połączeń spawanych elementów rurowych należy do najtrudniejszych i wymaga ponadpodstawowych umiejętności samego spawacza, szczególnie gdy połączenie spawane musi być wykonane w miejscu trudno dostępnym bez możliwości obrotu spawanych rur. Podczas wykonywania takiej spoiny na nieruchomych rurach w pozycji poziomej – na obwodzie rur występują prawie wszystkie znane pozycje spawania, od najłatwiejszej, czyli podolnej, po pozycję przymusową, np. sufitową. W przypadku spawania rur ustawionych w pozycji pionowej na całym obwodzie występuje pozycja naścienna, również wymagająca od spawacza ponadpodstawowych umiejętności.

Jeśli chodzi o wybór metody spawania, to oczywiście jest ona zależna od sprzętu, jakim dysponujemy, gatunku materiału, z którego wykonane są rury, oraz naszych umiejętności. Spośród znanych metod spawania do wykonywania połączeń spawanych rur wykorzystuje się spawanie gazowe, spawanie metodą TIG, MAG oraz spawanie elektrodami otulonymi.

W niniejszym artykule dokonamy porównania poszczególnych ww. metod spawania oraz zwrócimy uwagę na kilka podstawowych rzeczy, o których trzeba pamiętać podczas spawania rur.

Spawanie gazowe

Spawanie gazowe jest jedną z najstarszych stosowanych do dziś metod spawania. Polega ona na stopieniu brzegów łączonych metali za pomocą ciepła płomienia spalanego gazu, przeważnie acetylenu, w atmosferze dostarczanego tlenu. Proces spawania może być prowadzony przy użyciu spoiwa lub bez jego dodatku, mowa wówczas o spawaniu poprzez zatopienie krawędzi materiału spawanego. Zastosowanie spawania gazowego to spawanie rur ze stali niestopowej, mosiądzu i miedzi.

Możliwe jest również spawanie elementów aluminiowych, ale jakość takich połączeń jest z definicji mierna. Wady spawania gazowego to przede wszystkim wymagane bardzo duże doświadczenie spawacza, niska jakość spoin nawet przy niewielkich uchybieniach spawacza oraz bardzo mała wydajność spawania. Spawanie gazowe ma jedną zasadniczą zaletę czyniącą tę metodę spawania niezastępowalną. Mianowicie umożliwia spawanie w trudno dostępnych miejscach, w których wykonanie spoiny inną metodą jest niemożliwe (rys).

Spawanie gazowe instalacji rurowych

Rys. Przykłady zastosowania spawania gazowego z lustrem (a) i z wycięciem otworu roboczego w zabudowanym przewodzie rurowym (b).

Metoda TIG

Spawania metodą TIG to metoda, w której połączenie o fizycznej ciągłości uzyskuje się dzięki nadtopieniu krawędzi materiału podstawowego za pomocą ciepła łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą elektrodą wolframową a materiałem podstawowym. Proces spawania odbywa się wyłączenie w osłonie gazu neutralnego (Ar, He, Ar+He) i prowadzony jest podobnie jak w przypadku spawania gazowego z dodatkiem lub bez dodatku spoiwa. Przebieg procesu spawania metodą TIG przedstawiono na rysunku.

Zastosowanie metody TIG to przede wszystkim wysokojakościowe spawanie wszystkich stosowanych w technice materiałów metalowych, w tym aluminium i jego stopów, stali wysokostopowych, stali niestopowych, mosiądzu, miedzi itp. Znaczącą wadę metody stanowi bardzo duży wpływ umiejętności spawacza na ostateczną jakość połączenia spawanego. Jest to proces manualnie trudny. Inną niewątpliwie wadą jest mała wydajność spawania.

Za pomocą tej metody możemy wykonać nie więcej niż 10 cm spoiny w przeciągu minuty. Natomiast niewątpliwą zaletą jest bardzo wysoka jakość połączenia i ich estetyka pod warunkiem wysokich umiejętności spawacza. Metoda TIG uznawana jest za „najczystszą” spośród łukowych metod spawania. Metoda TIG jest predystynowana do spawania elementów rurowych, szczególnie wykonanych z wysokostopowej stali nierdzewnej.

Metoda MIG/MAG

W metodzie MIG/MAG trwałe połączenia uzyskuje się dzięki nadtopieniu krawędzi materiału podstawowego za pomocą ciepła łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy materiałem podstawowym a topliwym drutem elektrodowym podawanym w sposób ciągły do obszaru spawania. Zastosowanie metody to spawanie elementów stalowych, jak i metali nieżelaznych.

Podstawową zaletą metody jest duża wydajność spawania (w ciągu jednej minuty można wykonać ok. 30 cm spoiny) oraz łatwość realizacji procesu. Ostateczna jakość połączenia spawanego nie jest w tym wypadku aż tak zależna od umiejętności spawacza. Mówiąc o wadach metody, należy wymienić przede wszystkim trudności podczas spawania elementów cienkościennych, w których łatwo o przepalenia oraz trudności w podawaniu drutu do uchwytu spawalniczego w przypadku spawania elementów z aluminium czy jego stopów.

Spawanie elektrodami otulonymi polega na nadtopieniu krawędzi materiału spawanego za pomocą ciepła łuku jarzącego się pomiędzy rdzeniem elektrody otulonej, stanowiącego zarazem spoiwo, i materiałem podstawowym. Proces odbywa się w osłonie gazu powstającego podczas termicznego rozkładu otuliny elektrody.

Metoda ta znajduje zastosowanie do spawania materiałów takich jak: stale niestopowe i wysokostopowe, żeliwo, miedź, aluminium itp.

Podstawową zaletą spawania elektrodą otuloną jest prostota i niski koszt stanowiska spawalniczego (źródło prądu i przewody) oraz mniejszy wpływ wietrznych warunków pogodowych na stabilność osłony jeziorka ciekłego metalu, niż ma to miejsce np. podczas spawania metodami MIG/MAG i TIG w warunkach polowych.

Wady spawania elektrodą otuloną to stosunkowo nieduża wydajność samego procesu, w wielu przypadkach potrzeba dokładnego suszenia elektrod otulonych i duży wpływ umiejętności, zdolności manualnych i percepcji spawacza na jakość spoiny.

Co poza tym?

Oprócz wyboru metody, którą będziemy spawali elementy rurowe, bezwzględnie musimy prawidłowo przygotować materiał podstawowy do spawania. Sprawą oczywistą jest, że metal przed spawaniem musi być metalicznie czysty, tzn. z jego powierzchni musi zostać usunięta rdza, zabrudzenia, stara farba, tłuszcze etc. Gdy już uda nam się usunąć niepożądane zanieczyszczenia, krawędzie muszą być odpowiednio ukosowane. Ukosowanie prowadzone jest w celu uzyskania przetopienia materiału na całej jego grubości.

W archiwalnych numerach „Magazynu Instalatora” opisana została budowa poprawnie wykonanego połączenia spawanego. W zależności od zastosowanej metody spawania będziemy różnie ukosować krawędzie. W tabeli, zgodnie z normą PN-EN ISO 9692-1, przedstawiono sposób przygotowania krawędzi materiału podstawowego dla omówionych wyżej metod spawania.

Sposoby przygotowania krawędzi materiału podstawowego dla różnych metod spawania

Tabela. Sposoby przygotowania krawędzi materiału podstawowego dla różnych metod spawania.

O doborze spoiwa oraz dodatkowych trudnościach przy spawaniu różnych gatunków materiałów opowiem w następnym numerze.

dr inż. Maciej Różański

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij