Spawalnictwo
Cz. II. Jakość połączenia spawanego

Sposób łączenia metali poprzez ich jednoczesne, miejscowe nadtopienie, ze wzajemnym wymieszaniem się roztopionego metalu i szybkim wystygnięciem mieszaniny, jest obecnie dominującą technologią w przemyśle. Jej początki i historyczny rozwój były tematem pierwszej publikacji z dziedziny spawalnictwa. Generalnie rzecz ujmując, motorem postępu w spawalnictwie była konieczność eliminacji bądź ograniczenia szerokiego spektrum niekorzystnych zjawisk, występujących w trakcie procesu spawania, których przyczyny wynikają ze złożoności i niestabilności procesów fizykochemicznych w nim występujących.

Na jakość połączenia spawanego, a tym samym i jakość wyrobu, mają wpływ: 

1. Wykonawca, czyli spawacz

 Decydująca jest jego wiedza teoretyczna, doświadczenie i sprawność psychofizyczna.Jego wiedza teoretyczna jest rozwijana poprzez specjalistyczne szkolenia w jednostkach do nich uprawnionych, poświadczających jej poziom stosownym certyfikatem i nadzorowana przez obowiązkowy system okresowych egzaminów. Sprawność psychofizyczna poddawana jest obowiązkowym testom podczas wykonywania złączy próbnych.  Dodatkowo, system nadzoru spawalniczego sprzyja i premiuje ciągłe zatrudnienie podczas spawania, czyli zdobywanie doświadczenia zawodowego. 

2. Poziom techniczny sprzętu spawalniczego

Ponieważ najlepszą efektywność spawania zapewniają metody związane ze spawaniem łukowym elektrycznym, są one najbardziej rozpowszechnione w przemyśle. Niestety, łuk elektryczny jest zjawiskiem niestabilnym i utrzymanie jego stałych parametrów jest bardzo trudne. Wytwórcy sprzętu spawalniczego odnotowują duże postępy w „konstrukcyjnym” zapewnieniu stabilnych parametrów spawania łukiem elektrycznym przez dostarczany na rynek sprzęt, co związane jest przede wszystkim z zastosowaniem w nich systemów nadzoru i regulacji.

3. Własności fizykochemiczne materiałów

Własności fizykochemiczne materiałów, zarówno spawanych, jak i używanych do spawania oraz związana z nimi optymalna technologia spawania decydują o parametrach spawania, przemianach zachodzących w materiale podczas spawania, spawalności materiału, czyli jego podatności do spawania, oraz zastosowaniu dodatkowych sposobów wspomagania tej podatności. Badania prowadzone w jednostkach badawczych zajmujących się spawalnictwem dostarczają coraz więcej informacji pomocnych w doborze warunków technologicznych procesu spawania.  

4. Wiedza i nadzór nad zjawiskami fizykochemicznymi – podczas i po spawaniu.

Zjawiska najbardziej wpływające na jakość wyrobu to rozszerzalność cieplna i skurcz termiczny. Pod ich wpływem elementy spawane oraz wyrób finalny zmieniają znacznie wymiary i kształty, co wymaga stosowania dodatkowych operacji technologicznych korygujących powyższe wady, takich jak przeróbka plastyczna na zimno lub gorąco. Niosą one ze sobą dodatkowe ryzyko, gdyż mogą zwiększyć naprężenia spawalnicze i spowodować wystąpienie pęknięć (odkształcenie na zimno) lub zwiększyć istniejące już odkształcenia przez relaksację istniejących już naprężeń wewnętrznych spawalniczych (odkształcenia na gorąco). 

Sprawdzoną alternatywą jest stosowanie przyrządów spawalniczych, czyli urządzeń zapewniających stabilność i powtarzalność kształtów, wymiarów elementów spawanych przez ich wstępne „skrępowanie” w celu przeciwdziałania odkształceniom i zmianom wymiarów. Dodatkowe korzyści ich zastosowania to możliwość zwiększonego odprowadzania ciepła ze strefy spawania (zmniejszenie naprężeń spawalniczych i eliminacja możliwości przegrzania materiału), zapewnienie właściwej ergonomiczności prac spawalniczych i umożliwienie automatyzacji procesu spawania. 

Kolejna część publikacji, która ukaże się niebawem, poświęcona zostanie zagadnieniom związanym z wymaganiami ogólnymi stawianym pracownikom – spawaczom. 

Zapraszamy do lektury.

Bibliografia

[1] Dokumantacja wewnętrzna Przedsiębiorstwa HAK.