Połączenie spawane

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Połączenia spawane)
Skocz do: nawigacja, szukaj
Spawanie elektryczne.
Strefy złącza spawanego. 1 – materiał rodzimy, 2 – strefa wpływu ciepła, 3 – spoina
Spoina. Widoczny niebieski obszar jest wynikiem utleniania się metalu w wysokich temperaturach, dla spawania gazowego około 316 °C, ale nie odpowiada strefie wpływu ciepła. Strefa wpływu ciepła to jedynie obszar materiału w najbliższym sąsiedztwie spoiny.

Połączenie spawane – rodzaj złącza powstającego w procesie fizycznym łączenia materiałów poprzez ich miejscowe stopienie i zestalenie. Stosowane np. do łączenia metali (głównie stali) i tworzyw sztucznych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spoiwo spawalnicze, tj. stapiający się wraz z materiałem rodzimym materiał dodatkowy, wypełniający spoinę.

Metody spawania[edytuj | edytuj kod]

  • spawanie gazowe 311-G: najczęściej przy spalaniu acetylenu w temperaturach do 3100 °C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 0,4 mm do 40 mm.
  • spawanie elektryczne: z wykorzystaniem spawarki – urządzenia opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturach do 4000 °C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 1 mm do 80 mm.
    • Spawanie elektrodami otulonymi (Metoda 111)
    • spawanie łukiem krytym
    • spawanie w osłonie gazów
      • Metoda MIG 131 (Metal Inert Gas) – jest to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (Ar, He, Ar + He). Metoda ta jest stosowana do spawania i napawania we wszystkich pozycjach w sposób automatyczny lub półautomatyczny.
      • Metoda MAG 135 (Metal Active Gas) – jest to spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego chemicznie (CO2, CO2 + gaz obojętny).
      • Spawanie drutem rdzeniowym.
      • Metoda TIG 141 (Tungsten Inert Gas) – jest to spawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych (Ar, He, Ar + He). Umożliwia ona spawanie prawie wszystkich metali i ich stopów oraz łączenie ze sobą różnych metali i stopów. Uzyskiwany metal spoiny jest stopem roztopionej części materiału rodzimego i spoiwa (drut, pręt, pałeczka) podawanego w strefę jarzenia się łuku. Częściej stosowane są stopy zbliżone składem do materiału rodzimego jednak z domieszkami, które powodują poprawę jakości połączeń spawanych w różnych jej aspektach. TIG charakteryzuje się możliwością stosowania we wszystkich pozycjach.

Zmiany w materiale[edytuj | edytuj kod]

W czasie spawania w obrębie działania wysokiej temperatury w stali zachodzą pewne przemiany cieplne, osłabiające jej wytrzymałość. Połączenie spawane zmniejsza wytrzymałość materiału o następujące wartości:

W starszych książkach można znaleźć informację o osłabiającym wpływie spoiny, wówczas do obliczeń wytrzymałościowych używano grubości obliczeniowej, która jest o 30% mniejsza niż rzeczywista grubość materiału w miejscu spoiny, lub też na końcach dodawano kratery o długości 1 – 1,5 grubości spoiny, lecz nie uwzględniano ich w obliczeniach ze względu na niepełny przetop.

Przy nowszych spawarkach już nie stosuje się żadnych poprawek, technologia pozwala na wykonanie spoiny o pełnych własciwościach już od samego początku spawania.

Połączenie spawane często wymaga dodatkowej obróbki spoiny. Często na powierzchni spoiny wydzielają się drobne cząstki żużlu, które mogą być niebezpiecznie ostre. Spoiny spawane często szlifuje się zgrubnie, zanim spawana konstrukcja zostanie użyta.

Jakość połączeń spawanych[edytuj | edytuj kod]

  • Najczęściej stosowanym kryterium oceny jakości połączeń spawanych jest wytrzymałość spoiny i materiału wokół niej. Główne czynniki wpływające na jakość połączenia to metoda spawania, ilość i koncentracja dostarczanej energii, łączone materiały, materiał elektrody lub topnika, geometria i projekt połączenia, związki między wyżej wymienionymi czynnikami. Przy sprawdzaniu jakości spawów metodami niszczącymi i nieniszczącymi, brane są pod uwagę również następujące czynniki: widoczne defekty spoiny, akceptowalny poziom naprężeń rezydualnych i zniekształceń, właściwości strefy wpływu ciepła. Przepisy i normy odnośnie spawalnictwa określają szczegółowe wytyczne dla spawacza i osoby oceniającej jakość połączenia.

Rodzaje złącz spawanych[edytuj | edytuj kod]

  • doczołowe
  • kątowe jednostronne i dwustronne
    • teowe
    • narożne
    • krzyżowe
  • przylgowe
    • nakładkowe
    • zakladkowe
wymiarowanie spoiny na przykładzie spoiny czołowej

W rysunku technicznym złącze spawane rysuje się, w zależności od stopnia uproszczenia, jak pokazano poniżej. W I stopniu uproszczenia wymiaruje się spoiny jak inne części maszyn. W III stopniu uproszczenia zaznacza się je linią oraz symbolem rodzaju spoiny.

Rodzaje spoin[edytuj | edytuj kod]

  • spoiny czołowe – są to spoiny powstające pomiędzy ścianką elementu tworzącą jego grubość a drugim z łączonych elementów. Jeżeli obejmują one całą grubość elementu to nazywamy je spoinami z pełnym przetopem. Natomiast gdy spoina nie obejmuje całej grubości elementu, wówczas mówimy o spoinach z tzw. niepełnym lub częściowym przetopie. Występują w złączach doczołowych i kątowych.
  • spoiny pachwinowe – wykonane są w rowku utworzanym przez nieukosowanie ścianki elementów łączonych. Występują w złączach kątowych i przylgowych.
  • spoiny brzeżne – brzegi blachy przygotowuje się przez podgięcie. Spawanie odbywa się w zasadzie bez dodania spoiwa. Maksymalna grubość blach stosowana przy tego typu złączach to 3mm. Występują w złączach doczołowych i przylgowych (odmiana złącza kątowego).
  • spoiny otworowe – polegają na wypełnieniu spoiwem otworu okrągłego lub podłużnego, wykonanego w jednej z blach złącza. Występują w złączach zakładkowych.
  • spoiny punktowe – powstają poprzez prztopienie jednej z blach i wtopieniem się w blachę znajdującą się pod nią. Występują w złączach zakładkowych.

Pozycje spawania[edytuj | edytuj kod]

  • PA – podolna
  • PB – naboczna
  • PC – naścienna
  • PD – okapowa
  • PE – pułapowa
  • PF – pionowa z dołu do góry
  • PG – pionowa z góry na dół
  • pozycje spawania rur w pozycji pochylonej pod kątem 45°:
    • H-L045 Rura: stała, Oś: pochylona, Spoina: z dołu do góry,
    • J-L045 Rura: stała, Oś: pochylona, Spoina: z góry na dół.

Zakres uprawnień wynikający z wykonego złącza egzaminacyjnego[1][2][3][4][5][edytuj | edytuj kod]

Przyładowy zapis uprawień

EN 287-1 111 T BW 1.2 B t05 D60,3 H-L045 ss nb

Objaśnienie przykładowego zapisu

Norma, według której odbył się egzamin Numer procesu spawania Rodzaj złącza egzaminacyjnego Rodzaj spoiny Grupa materiałowa Materiał dodatkowy (spoiwo) Grubość złącza egzaminacyjnego Średnica zewnętrzna rury złącza egzaminacyjnego Pozycje spawania Sposób wykonania złącza egzaminacyjnego
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
EN 287-1 111 T BW 1.2 B t05 D60.3 H-L045 ss nb


(1) Norma, według której odbył się egzamin
EN 287-1 Stal
EN ISO 9606-2 Aluminium i stopy aluminium
EN ISO 9606-3 Miedź i stopy miedzi
EN ISO 9606-4 Nikiel i stopy niklu
EN ISO 9606-5 Tytan i stopy tytanu, cyrkon i stopy cyrkonu

(2) Numer procesu spawania wg PN-EN ISO 4063

(3) Rodzaj złącza egzaminacyjnego
P blacha
T rura

(4) Rodzaj spoiny
BW spoina czołowa
FW spoina pachwinowa

(5) Grupa materiałowa według PN-CR 15608

(6) Materiał dodatkowy (spoiwo)
nm bez materiału dodatkowego
S drut lity lub pręt
M drut proszkowy metalowy
B drut proszkowy zasadowy
P drut proszkowy rutylowy, żużel szybko krzepnący
R drut proszkowy rutylowy, żużel wolno krzepnący
V drut proszkowy - rutylowy lub zasadowo/fluorkowy
W drut proszkowy zasadowo/fluorkowy, żużel wolno krzepnący
Y drut proszkowy zasadowo/fluorkowy, żużel szybko krzepnący
Z drut proszkowy - inne rodzaje rdzenia
A elektroda o otulinie kwaśnej
B elektroda o otulinie zasadowej
C elektroda o otulinie celulozowej
R elektroda o otulinie rutylowej
RA elektroda o otulinie rutylowo-kwaśnej
RB elektroda o otulinie rutylowo-zasadowej
RC elektroda o otulinie rutylowo-celulozowej
RR elektroda o grubej otulinie rutylowej
S elektroda o otulinie specjalnej

(7) Grubość złącza egzaminacyjnego - blachy lub ścianki rury
t [w mm]

(8) Średnica zewnętrzna rury złącza egzaminacyjnego
D [w mm]

(9) Pozycje spawania wg PN-EN ISO 6947

(10) Sposób wykonania złącza egzaminacyjnego
bs spawanie dwustronne
ss spawanie jednostronne
nb spawanie bez podkładki
mb spawanie na podkładce
sl spawanie jednościegowe (tylko dla spoin pachwinowych)
ml spawanie wielościegowe (tylko dla spoin pachwinowych)
rw spawanie techniką w prawo (tylko dla metody 311)
lw spawanie techniką w lewo (tylko dla metody 311)

Klasyfikacja geometrycznych niezgodności spawalniczych metali (PN-EN ISO 6520)[edytuj | edytuj kod]

Klasyfikację geometrycznych niezgodności spawalniczych opisuje norma PN-EN ISO 6520. Składa się ona z dwóch zeszytów. Zeszyt pierwszy (PN-EN ISO 6520-1) dotyczy niezgodności mogących pojawić się podczas spawania, a zeszyt drugi (PN-EN ISO 6520-2) odnosi się do niezgodności związanych z procesem zgrzewa.
Niezgodności spawalnicze zostały sklasyfikowane w 6 głównych grupach, tj:
1 – Pęknięcia
2 – Pustki
3 – Wtrącenia stałe
4 – Braki przetopu
5 – Niezgodności kształtu
6 – Inne niezgodności spawalnicze nieujęte w grupach od 1 do 5.
Natomiast dla procesu zgrzewania nazwy grup są analogiczne jak dla procesu spawania z użyciem dodatkowej literą „P” przed cyfrą (np.: grupa P1, P2… itd. zamiast grupy 1, 2… itd.)
Norma PN-EN ISO 6520-1 rozróżnia niezgodność spawalniczą od wady, i tak:
- Niezgodnością spawalniczą nazywamy nieciągłość w spoinie lub odchylenie od zamierzonej geometrii
- Wada jest to niedopuszczalna niezgodność spawalnicza

Metody badań połączeń spawanych[edytuj | edytuj kod]

  • Badania nieniszczące złączy spawanych (NDT) – (ang. nondestructive testing)
    • Badania wizualne (VT).
    • Badania penetracyjne (PT) .
    • Badania magnetyczno-proszkowe (MT).
    • Badania radiologiczne (RT).
    • Badania ultradźwiękowe (UT).
    • Badania szczelności (LT).
    • Badania prądami wirowymi (ET).


  • Badania niszczące złączy spawanych (DT) – (ang. destructive testing)
    • Badania mechaniczne.
      • Próby rozciągania.
      • Próby zginania.
      • Próby udarności.
      • Próby twardości.
      • Próby technologiczne.
    • Badania metalograficzne.
      • Badania makroskopowe
      • Badania mikroskopowe

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Uwagi

Przypisy

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Kazimierz Ferenc, Jarosław Ferenc: Konstrukcje spawane. Połączenia. Warszawa: WNT, 2006. ISBN 83-204-3229-4.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]


Commons in image icon.svg