Połączenia Rozłączne Nierozłączne Bezpośrednie gwintowe, rurowe, wielokątne, plastycznie odkształcane, wielowypustowe, wieloząbkowe czołowe spawane, zgrzewane, bagnetowe, wciskowe lutowane, klejone Pośrednie śrubowe, klinowe, kołkowe, sworzniowe, nitowe wpustowe
Spawanie - odmiana spajania, w którym łączone brzegi oraz spoiwo ulegają stopieniu a proces przebiega bez wywarcia docisku. Spoina powstaje w wyniku przesuwania się punktowego źródła ciepła wzdłuż osi spoiny. Zalety: - łatwość i szybkość wykonania - prosta konstrukcja: brak elementów dodatkowych, mała masa - możliwość pełnej automatyzacji Wady: - problemy ze spawaniem niektórych materiałów - dodatkowe naprężenia i odkształcenia - konieczna wykwaliikowana kadra - konieczne specjalistyczne urządzenia
Rodzaje połączeń
W złączu spawanym i w jego otoczeniu wyróżnia się: - spoinę, - strefę wpływu ciepła (SWC) w materiale rodzimym, - materiał rodzimy. Spoina jest stopem spoiwa i materiału rodzimego (stopione brzegi łączonych elementów). Strefa wpływu ciepła (SWC) to część materiału podstawowego, nie poddana roztopieniu, której struktura i własności zmieniły się w wyniku nagrzania przy spajaniu Napoina - metal naniesiony na podłoże za pomocą spawania Spoiwo - materiał przeznaczony do utworzenia spoiny lub napoiny (elektrody, druty) Jeziorko spawalnicze - metal lub metal i żużel w stanie płynnym w czasie układania spoiny Spawalność - podatność materiału do tworzenia złącz spawalniczych. - dla metali żelaznych (stale, staliwa, żeliwa) spawalność zależy od zawartości węgla. Materiał jest dobrze spawalny gdy zawartość węgla nie przekracza 0.25 %. - dla metali kolorowych i tworzyw sztucznych ważna jest podatność na utlenianie w wysokich temp. Dlatego materiały te są trudno spawalne i wymagają osłony gazowej.
Rodzaje połączeń
Rodzaje spoin: I. Ze względu na przeznaczenie: - nośnie (przenoszą obciążenia) - pomocnicze (nie przenoszą obciążeń) - szczepne - napawane - uszczelniające II. Ze względu na sposób wykonania: - ciągłe - przerywane
Rodzaje spoin: III. Ze względu na kształt - doczołowe - narożne - teowe - przyległe - krzyżowe - zakładkowe - pachwinowe - otworowe - jedno-, dwu-, wielowarstwowe
Rodzaje metod spawania: - gazowe spawanie w którym źródłem ciepła jest płomień gazowy - elektryczne spawanie przy użyciu energii elektrycznej jako źródła ciepła - łukowe spawanie w którym źródłem ciepła jest elektryczny łuk spawalniczy - łukiem krytym spawanie łukowe w którym łuk jarzy się pod warstwą topnika - łukowe w osłonie gazów spawanie w którym łuk wraz z miejscem spawania chronione są strumieniem gazu osłonowego lub znajdują się w przestrzeni wypełnionej tym gazem (MIG, MAG, TIG) - plazmowe spawanie w którym łuk plazmowy jarzy się pomiędzy elektrodą nietopliwą a spawanym przedmiotem - żużlowe spawanie elektryczne w którym elektroda stapiana jest bezłukowo w warstwie ciekłego żużla - elektronowe spawanie w którym ciepło dostarczone jest przez zogniskowaną wiązkę elektronów - laserowe spawanie w którym ciepło dostarczone jest przez spójne i monochromatyczne promieniowanie laserowe
Spawanie gazowe Źródłem ciepła jest płomień gazu spalającego się w atmosferze tlenu lub powietrza. Najczęściej stosowany jest acetylen C 2 H 2 w atmosferze tlenu. Wartość opałowa acetylenu (większa niż innych gazów) wynosi ok. 59 000 kj/m 3, co pozwala na osiąganie temperatury płomienia do ok. 3200ºC. Cechą charakterystyczną spawania gazowego jest szeroka strefa wpływu ciepła (SWC), i pofałdowanie materiału przy spawaniu cienkich blach. Z procesem tym związana jest niska skłonność do utwardzania i tworzenia pęknięć w związku z wolnym stygnięciem.
Spawanie gazowe W płomieniu palnika wyodrębnia się strefy: - jądro temperatura dochodzi do 1000ºC, - strefa redukcyjna ponad 3000ºC - kita do 1400ºC. W czasie spawania na spoinę powinna oddziaływać strefa redukcyjna. Nadmierne zbliżenie dyszy do spoiny powoduje nawęglenie co prowadzi do zwiększenia twardości i kruchości spoiny. Oddziaływanie strefy trzeciej prowadzi do utleniania się spoiny.
Łukowe (elektryczne) Element spawany włączony jest w obwód elektryczny jako jeden z biegunów. Drugim jest elektroda. Obwód zamyka łuk elektryczny jarzący się między elektrodą i przedmiotem spawanym. Łuk powoduje nadtapianie materiału rodzimego i topienie spoiwa (elektrody w przypadku elektrody topliwej lub drutu w przypadku elektrody nietopliwej). Głównym przewodnikiem prądu w łuku jest słup plazmy (strumień silnie zjonizowanych cząsteczek). Najwyższe temperatury pracy: - dla elektrody nietopliwej do 50 000ºC, - dla elektrody topliwej do 6000ºC osiągane są w osi strumienia plazmy i zależą od natężenia prądu i rodzaju gazu. W zależności od sposobu ochrony spoiny w spawaniu łukowym wyróżnia się spawanie: - łukiem swobodnym (elektrodą otuloną), - łukiem krytym, - w osłonie gazowej gazów czynnych lub obojętnych.
Spawanie łukiem swobodnym Łuk jarzy się miedzy elementem a elektrodą. Często stosuje się elektrody otulone. Spawanie łukiem krytym Łuk jarzy się między elementem a elektrodą ale jest schowany pod warstwą topnika.
Spawanie w osłonie gazowej Łuk jarzy się między elementem a elektrodą w osłonie gazów wypływających z dyszy. Elektroda nie zawsze jest spoiwem. TIG (Tungsten Inert Gas) lub GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) metoda spawania nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych takich jak argon, hel lub ich mieszanki, ze spoiwem w postaci dodatkowego drutu z metalu.
Spawanie w osłonie gazowej Łuk jarzy się między elementem a elektrodą w osłonie gazów wypływających z dyszy. Elektroda nie zawsze jest spoiwem. Spawanie MIG/MAG (Metal Inert/Active Gas) spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazów obojętnych lub aktywnych. Jako gazy osłonowe obojętne stosuje się argon lub hel, a jako gazy osłonowe aktywne dwutlenek węgla lub jego mieszaninę z argonem.
Spawanie plazmowe Łuk jarzy się między dwoma elektrodami w celu utworzenia plazmy która w osłonie gazów wypływających z dyszy rozgrzewa elementy łączone. Spoiwo jest dostarczane oddzielnie. Temperatura plazmy dochodzi do 10 000 30 000ºC. Spawanie można prowadzić stosując: - elektrodę nietopliwą bez dodawania spoiwa lub z dodatkiem spoiwa - elektrodą topliwą
Spawanie laserowe Podobne do spawania plazmowego. Spawanie odbywa się w osłonie gazu obojętnego (argon). Źródłem ciepła jest spójna skoncentrowana wiązka światła o długości fali 1 10 µm. - prawie nie istnieją ograniczenia materiałowe (pewne dla miedzi i aluminium) - można spawać ze sobą różne metale - spawanie elementy o grubości od 1µm do 50 mm - wiązkę światła można doprowadzić systemem luster lub światłowodem
Spawanie elektronowe Energię dostarcza skoncentrowana wiązka elektronów. Można wykonać głębokie i wąskie spoiny (20:1) z dużą szybkością 20m/min. Spawanie odbywa się w próżni co eliminuje zanieczyszczenie jeziorka spawalniczego.