Czym jest spawanie?

Spawanie jest jednym z najważniejszych procesów w przemyśle metalowym, a jego jakość ma bezpośredni wpływ na wytrzymałość i trwałość metalowych konstrukcji. Spawalnictwo polega na łączeniu materiałów przez ich nagrzanie i stopienie w miejscu łączenia z dodaniem lub bez dodania spoiwa. Źródłem ciepła jest zwykle łuk spawalniczy (impuls elektryczny przepływający pomiędzy elektrodą spawalniczą a elementem spawanym) tworzony przez prąd generowany przez źródło prądu spawania. Spawanie z użyciem łuku elektrycznego to spawanie łukowe.

Bezpieczeństwo podczas spawania

Podczas spawania spawacz jest narażony na wiele szkodliwych czynników, takich jak:
⦁ Promieniowanie łuku elektrycznego, które może uszkodzić wzrok i skórę.
⦁ Dymy i gazy spawalnicze, które mogą zawierać toksyczne i rakotwórcze substancje.
⦁ Iskry i rozpryski metalu, które mogą powodować poparzenia i rany.
⦁ Prąd elektryczny, który może wywołać porażenie lub pożar.
⦁ Hałas i drgania, które mogą wpływać na słuch i układ nerwowy.

Aby uniknąć lub zminimalizować ryzyko tych zagrożeń, należy przestrzegać następujących zasad bezpieczeństwa podczas spawania:
⦁ Przed rozpoczęciem pracy należy dokładnie sprawdzić stan techniczny sprzętu spawalniczego i upewnić się, że jest on sprawny i odpowiednio uziemiony.
⦁ Używamy tylko sprzętu spawalniczego, który jest przeznaczony do danego rodzaju spawania i materiałów.
⦁ Przestrzegamy instrukcji obsługi sprzętu spawalniczego i nie dokonujemy żadnych przeróbek lub napraw bez upoważnienia.
⦁ Należy zapewnić odpowiednią wentylację miejsca pracy lub stosować systemy ochrony oddechowej, takie jak maski lub aparaty oddechowe.
⦁ Używamy odpowiednich środków ochrony osobistej, takich jak przyłbice spawalnicze z filtrami przyciemniającymi, rękawice, fartuchy, obuwie i nakrycia głowy.
⦁ Należy zakrywać całe ciało ubraniem ochronnym i unikać kontaktu skóry z gorącymi elementami lub substancjami chemicznymi.
⦁ Zachowujemy bezpieczną odległość od łuku elektrycznego i nie patrzeć na niego bezpośrednio lub przez odbicia.
⦁ Unikamy kontaktu z wilgocią lub metalami pod napięciem i nie dotykać palnikiem lub elektrodą do innych przedmiotów metalowych.
⦁ Stosujemy odpowiednie środki gaśnicze w razie pożaru lub wybuchu i znać procedury ewakuacji i pierwszej pomocy.
⦁ Należy dbać o porządek i czystość miejsca pracy i usuwać wszelkie odpady lub niebezpieczne substancje.

Na rynku istnieje wiele rodzajów spawarek, a każda z nich charakteryzuje się innymi właściwościami. W tym artykule omówimy trzy główne rodzaje spawarek: MIG/MAG, TIG oraz MMA, oraz opiszemy, jaka spawarka nadaje się do danej pracy i jakie są wady i zalety danej spawarki.

Metody spawania

MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) - spawarka zasilana drutem
Spawanie MIG/MAG jest jedną z najpopularniejszych metod łączenia metali. Polega ona na podawaniu drutu elektrodowego przez uchwyt spawalniczy do strefy spawania, gdzie jest on topiony łukiem elektrycznym pod osłoną gazu obojętnego (MIG) lub aktywnego (MAG). Gaz chroni stopiony metal przed reakcją z tlenem i azotem z powietrza, zapewniając wysoką jakość spoiny. Jest stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, w tym w przemyśle samochodowym, meblarskim, lotniczym i konstrukcyjnym. Spawanie MIG/MAG jest szybkie i proste w użyciu, a także zapewnia bardzo dobrą jakość połączenia. W porównaniu z innymi metodami spawania, takimi jak TIG lub MMA, spawanie MIG/MAG jest bardziej skuteczne w połączeniu dużych powierzchni metalowych. Jednak spawanie MIG/MAG może być problematyczne, jeśli spawane elementy mają różne grubości lub wymagają precyzyjnego ustawienia prądu.

Elementy potrzebne do spawania metodą MIG/MAG: 
⦁ Zasilacz prądu spawalniczego - dostarcza prąd o odpowiedniej wartości i charakterystyce do uchwytu spawalniczego.
⦁ Uchwyt spawalniczy - służy do podawania drutu elektrodowego i gazu osłonowego do strefy spawania oraz do sterowania procesem spawania.
⦁ Zespół podający drut - składa się z silnika elektrycznego, przekładni i rolek napędowych, które umożliwiają płynne i dokładne podawanie drutu do uchwytu spawalniczego.
⦁ Butla z gazem osłonowym - zawiera gaz obojętny (np. argon) lub aktywny (np. dwutlenek węgla), który jest doprowadzany do uchwytu spawalniczego przez reduktor ciśnienia i wąż.
⦁ Przewód powrotny - łączy zasilacz prądu spawalniczego z elementem roboczym (spawanym), zamykając obwód elektryczny.

TIG (Tungsten Inert Gas) - spawanie łukowe z wolframem
Spawanie TIG to proces spawania łukowego, w którym do łączenia metalowych elementów używa się elektrody z wolframu i osłony gazowej. Elektroda z wolframu jest podłączona do uchwytu spawalniczego, a prąd elektryczny przepływa przez elektrodę i powoduje stopienie metalu, który ma być połączony. Osłona gazowa jest używana do ochrony spawanego metalu przed zanieczyszczeniem przez powietrze. Spawanie TIG jest najczęściej stosowane w przemyśle lotniczym, medycznym i elektronicznym. Ta metoda spawania zapewnia bardzo wysoką jakość połączenia i może być stosowana do spawania bardzo cienkich elementów metalowych. Spawanie TIG wymaga jednak dużej precyzji i umiejętności obsługi sprzętu, co może skłonić niektórych do użycia innych metod spawania. Spawanie TIG wymaga jednak dużej precyzji i umiejętności od spawacza, ponieważ materiał dodatkowy jest wprowadzany ręcznie do jeziorka spawalniczego.

Elementy potrzebne do spawania metodą TIG:
⦁ Zasilacz - zapewnia odpowiednie napięcie i natężenie prądu do spawania. Może być to prąd stały (DC) lub przemienny (AC), w zależności od rodzaju spawanego materiału.
⦁ Elektroda - jest to nietopliwy pręt z wolframu lub jego stopu, który tworzy łuk elektryczny między sobą a spawanym materiałem. Elektroda może być szlifowana na różne kształty, w zależności od rodzaju spoiny i pozycji spawania.
⦁ Uchwyt elektrody - jest to ręczne narzędzie, które służy do trzymania i manipulowania elektrodą. Uchwyt ma również przewód doprowadzający gaz obojętny do strefy spawania i przycisk do sterowania prądem spawania.
⦁ Gaz obojętny - jest to gaz, który chroni strefę spawania przed wpływem powietrza atmosferycznego. Najczęściej stosowanym gazem jest argon, ale można również używać helu lub ich mieszanin. Gaz obojętny zapobiega utlenianiu się i zanieczyszczeniu spoiny oraz stabilizuje łuk elektryczny.
⦁ Przewód masy - jest to przewód łączący zasilacz ze spawanym materiałem lub jego podporą. Przewód masy zapewnia obieg prądu spawania i uziemienie układu.
⦁ Materiał dodatkowy - jest to metal lub stop metalu, który jest dodawany do strefy spawania w celu wypełnienia szczeliny między łączonymi elementami. Materiał dodatkowy może być podawany ręcznie lub automatycznie, w zależności od rodzaju spawarki i metody spawania.

MMA (Manual Metal Arc) - spawanie ręczne z elektrodą otuloną
Spawanie MMA, nazywane także spawaniem ręcznym z elektrodą otuloną, jest jednym z najstarszych sposobów spawania i nadal jest szeroko stosowane w wielu branżach przemysłu. W tym procesie spawalniczym elektroda otulona jest używana jako źródło materiału spawalniczego, a prąd elektryczny powoduje stopienie elektrody i spawanej pary metalowych elementów. Jest stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, w tym w budownictwie, motoryzacji, przemyśle stoczniowym i rolnictwie. Ta metoda spawania jest stosunkowo tania i łatwa w użyciu, a także zapewnia dobrą jakość połączenia. Jednak spawanie MMA wymaga precyzyjnego ustawienia prądu elektrycznego i może być mniej skuteczne niż spawanie MIG/MAG lub TIG, zwłaszcza w przypadku spawania dużych powierzchni.

Elementy potrzebne do spawania metodą MMA:
⦁ Źródło prądu spawalniczego - urządzenie, które dostarcza prąd o odpowiedniej wartości i charakterystyce do spawania. Może to być transformator, prostownik lub generator spawalniczy. Źródło prądu musi być dopasowane do rodzaju i średnicy elektrody oraz grubości i rodzaju materiału spawanego.
⦁ Przewody spawalnicze - kable łączące źródło prądu z uchwytem elektrody i zaciskiem masy. Przewody muszą być odpowiednio dobrane do natężenia prądu i długości linii spawalniczej. Przewody powinny być izolowane i nieuszkodzone.
⦁ Uchwyt elektrody - narzędzie, które służy do trzymania i prowadzenia elektrody podczas spawania. Uchwyt musi zapewnić dobrą izolację elektryczną i chłodzenie elektrody. Uchwyt powinien być wygodny i lekki.
⦁ Zacisk masy - urządzenie, które służy do połączenia przewodu masy z materiałem spawanym lub konstrukcją nośną. Zacisk musi zapewnić dobrą przewodność elektryczną i stabilne połączenie. Zacisk powinien być mocowany jak najbliżej miejsca spawania.
⦁ Elektroda - pręt metalowy pokryty otuliną, który służy jako jeden z biegunów łuku elektrycznego. Elektroda jest zużywana podczas spawania i musi być wymieniana po osiągnięciu minimalnej długości. Elektroda musi być odpowiednio dobrana do rodzaju i grubości materiału spawanego oraz parametrów prądu.
⦁ Materiał spawany - metal lub stop metalu, który jest łączony przez spawanie. Materiał spawany musi być oczyszczony z rdzy, farby, tłuszczu i innych zanieczyszczeń przed spawaniem. Materiał spawany musi być odpowiednio przygotowany i ustawiony pod właściwym kątem i odstępem.
Spawanie MMA wymaga jednak również odpowiedniej wiedzy i umiejętności od spawacza, ponieważ:
⦁ łuk jest niestabilny i łatwo go zgasić
⦁ elektroda ulega stopniowemu zużyciu i trzeba ją często wymieniać
⦁ spoina jest podatna na wady, takie jak pory, szczeliny czy nadmierny nawis
⦁ powstaje dużo dymu i iskier, co może być niebezpieczne dla zdrowia i otoczenia

Zastosowanie spawarek

Wybór odpowiedniej spawarki zależy od wielu czynników, takich jak materiał, grubość elementów do spawania, rodzaj spawania oraz wymagana jakość połączenia.

⦁ Spawarki MIG/MAG są najlepsze do spawania dużych powierzchni metalowych o jednorodnej grubości. Spawanie MIG jest szczególnie przydatne do spawania aluminium, miedzi, magnezu i innych metali nieżelaznych, które są trudne do spawania innymi metodami. Spawanie MAG jest natomiast odpowiednie do spawania stali konstrukcyjnych niestopowych, niskostopowych i wysokostopowych, które są powszechnie używane w przemyśle. Spawarka MIG i MAG znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu i techniki. Jest używana do produkcji samochodów, statków, okrętów, rurociągów, zbiorników ciśnieniowych, konstrukcji stalowych, części maszyn i urządzeń. Jest także przydatna do naprawy i konserwacji różnych przedmiotów metalowych. Może być również wykorzystywana do celów hobbystycznych i domowych. Spawarka MIG i MAG to niezastąpione narzędzie dla każdego spawacza. Umożliwia wykonywanie różnorodnych prac spawalniczych z wysoką jakością i efektywnością.

⦁ Spawarki TIG są najlepsze do spawania cienkich elementów metalowych oraz dla wymagających zastosowań, gdzie jakość połączenia jest kluczowa. Spawarka TIG jest jedną z najbardziej zaawansowanych technik spawania, która pozwala na uzyskanie wysokiej jakości połączeń metali. Spawanie TIG jest szczególnie przydatne do spawania metali trudnotopliwych, takich jak tytan, magnez czy aluminium, oraz do spawania rur i zbiorników pod ciśnieniem. Spawanie TIG wymaga dużej precyzji i umiejętności od spawacza, ale daje w zamian wiele korzyści. Jest ona jednak wykorzystywana w wielu branżach, np. lotnictwie oraz blacharstwie, gdzie trzeba pracować z materiałami bardzo cienkimi lub specjalnymi, jak tytan.

⦁ Spawarki MMA są powszechnie stosowane w budownictwie i rolnictwie, gdzie istnieje potrzeba łączenia różnych rodzajów metali. Można nią spawać zarówno stali węglowe, jak i stopy metali nieżelaznych, takie jak aluminium, miedź czy tytan. Spawarka MMA nadaje się do spawania konstrukcji stalowych, rur, zbiorników, maszyn, pojazdów i innych elementów metalowych. Spawarka MMA jest również przydatna w sytuacjach awaryjnych lub w terenie, gdy nie ma dostępu do innych źródeł energii. Spawanie MMA wymaga jednak pewnej wprawy i umiejętności od spawacza. Spawacz musi odpowiednio dobrać rodzaj i średnicę elektrody, napięcie i natężenie prądu oraz prędkość i kąt spawania. Spawacz musi również dbać o bezpieczeństwo i chronić się przed promieniowaniem UV, iskrami i oparami metalu. Spawanie MMA generuje również dużo odpadów w postaci żużla i odprysków metalu, które trzeba usuwać po zakończeniu pracy. Najczęściej stosuje się ją do prac instalacyjnych wymagających urządzeń łatwych do przenoszenia oraz gdy prace odbywają się na zewnątrz. Technikę tę powszechnie wykorzystuje się np. do spawania rurociągów elektrowni lub innych rur. Jest to także ulubiona metoda spawania hobbystów oraz niewielkich serwisów lub warsztatów.

Wady i zalety każdego typu spawarki

Spawanie MIG/MAG jest bardzo skuteczne i szybkie, ale może być problematyczne przy spawaniu różnych grubości elementów. Ta metoda spawania jest stosunkowo tania i łatwa w użyciu, a także zapewnia bardzo dobrą jakość połączenia. Jednak spawanie MIG/MAG wymaga odpowiedniej osłony gazowej, co może zwiększyć koszty materiałów i utrudnić pracę w niektórych warunkach.

Zalety spawania MIG/MAG:
⦁ Szybkość i wydajność - proces spawania jest ciągły, nie wymaga częstej wymiany elektrod, a drut elektrodowy jest wykorzystywany w całości.
⦁ Jakość i czystość - spoina jest gładka i jednolita, nie wymaga dodatkowego czyszczenia lub obróbki po spawaniu.
⦁ Uniwersalność - metoda nadaje się do spawania różnych materiałów i grubości, zarówno w pozycji płaskiej, jak i pionowej.

Wady spawania MIG/MAG:
⦁ Koszt - oprócz drutu elektrodowego, konieczne jest stosowanie gazu osłonowego, który jest droższy niż elektrody otulone stosowane w innych metodach spawania.
⦁ Wrażliwość na warunki atmosferyczne - gaz osłonowy może być łatwo zdmuchnięty przez wiatr lub przeciąg, co zaburza proces spawania i pogarsza jakość spoiny.
⦁ Niebezpieczeństwo porażenia prądem - ze względu na ciągły przepływ prądu przez drut elektrodowy, istnieje ryzyko porażenia prądem przy dotknięciu elementu roboczego lub uchwytu spawalniczego bez rękawic izolacyjnych.

Spawanie TIG jest bardzo precyzyjne i skuteczne, ale wymaga dużej wiedzy i umiejętności obsługi sprzętu. Ta metoda spawania jest najlepsza do spawania cienkich elementów metalowych, a także do wymagających zastosowań, gdzie jakość połączenia jest kluczowa.

Zalety spawania TIG:
⦁ Wysoka jakość spoiny - spawanie TIG zapewnia czyste, gładkie i jednorodne spoiny o wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję. Spawanie TIG nie wymaga użycia topnika ani osłony gazowej, co eliminuje ryzyko powstania porów, pęknięć lub wtrąceń w spoinie.
⦁ Precyzja i kontrola - spawanie TIG umożliwia dokładne i precyzyjne łączenie nawet bardzo cienkich i delikatnych elementów. Spawanie TIG daje również dużą kontrolę nad parametrami spawania, takimi jak natężenie prądu, długość łuku, kształt elektrody czy podaż materiału dodatkowego.
⦁ Uniwersalność - spawanie TIG nadaje się do spawania prawie wszystkich metali i stopów metali, zarówno ferromagnetycznych jak i nieferromagnetycznych. Spawanie TIG pozwala również na łączenie różnych rodzajów metali ze sobą, co jest trudne lub niemożliwe przy innych metodach spawania.

Wady spawania TIG:
⦁ Wysoki koszt sprzętu i materiałów eksploatacyjnych, takich jak elektrody wolframowe, gaz ochronny i drut dodatkowy.
⦁ Niska wydajność spawania w porównaniu z innymi metodami, takimi jak spawanie MMA lub MIG/MAG, ponieważ wymaga większej precyzji i umiejętności operatora oraz dłuższego czasu spawania.
⦁ Trudność w spawaniu materiałów o dużej grubości lub w pozycjach innych niż płaska lub pozioma, ponieważ wymaga utrzymania stałej odległości między elektrodą a spawanym materiałem oraz odpowiedniego kąta nachylenia elektrody.
⦁ Ryzyko zanieczyszczenia spoiny przez tlen, wilgoć lub inne substancje obce, jeśli nie zapewni się odpowiedniej osłony gazowej lub jeśli elektroda zostanie uszkodzona lub zanieczyszczona.
⦁ Konieczność stosowania specjalnych środków ochrony osobistej i środowiska przed promieniowaniem UV i jonizującym oraz przed szkodliwymi oparami i pyłami powstającymi podczas spawania.

Spawanie MMA jest stosunkowo tanie i łatwe w użyciu, ale może być mniej skuteczne niż spawanie MIG/MAG lub TIG, zwłaszcza w przypadku spawania dużych powierzchni. Ta metoda spawania jest najczęściej stosowana w budownictwie i rolnictwie, gdzie istnieje potrzeba łączenia różnych rodzajów metali. Spawanie MMA wymaga precyzyjnego ustawienia prądu elektrycznego i może być mniej wydajne niż inne metody spawania.

Spawanie MMA ma wiele zalet, takich jak:
⦁ Możliwość spawania różnych rodzajów i gatunków metali i stopów, takich jak stal niestopowa i stopowa, żeliwo, nikiel, miedź i jej stopy .
⦁ Możliwość spawania w każdej pozycji, w warunkach polowych (przy niewielkim wietrze), na wysokościach a nawet pod wodą .
⦁ Wysoka jakość spoin, dobre własności mechaniczne, niska zawartość wodoru i porowatości .
⦁ Prostota i łatwość metody spawania, niewymagająca skomplikowanego sprzętu ani dodatkowego gazu osłonowego .
⦁ Niska cena elektrod i urządzeń do spawania MMA w porównaniu z innymi metodami spawalniczymi .

Wady spawania MMA:
⦁ Niska wydajność i prędkość spawania, zwłaszcza przy spawaniu grubych materiałów
⦁ Wysoki koszt i szybkie zużycie elektrod
⦁ Wrażliwość elektrod na wilgoć, szczególnie zasadowych
⦁ Wysokie wymagania co do umiejętności i kwalifikacji spawacza
⦁ Duża ilość szkodliwego dymu spawalniczego
⦁ Konieczność usuwania żużla po każdym procesie spawania

Podsumowanie

Wszystkie rodzaje spawarek mają swoje wady i zalety, a wybór odpowiedniej spawarki zależy od potrzeb i wymagań konkretnej pracy. Każda z metod spawania wymaga odpowiedniego przygotowania materiału, umiejętności obsługi sprzętu oraz stosowania odpowiednich zasad bezpieczeństwa. Dlatego przed rozpoczęciem spawania należy dokładnie przeanalizować wymagania pracy oraz wybrać odpowiednią spawarkę. W razie jakichkolwiek wątpliwości można zgłosić się do pracowników naszego sklepu, którzy na pewno odpowiedzą na wszystkie Państwa pytania.