Cel ćwiczenia: Zapoznanie się ze sprzętem, urządzeniami i metodami spawania łukowego              ręcznego elektrodami otulonymi (MMA).

1.      Literatura i materiały pomocnicze:

W.Wojciechowski – Techniki wytwarzania tom III.

K.Marcolla – Zarys spawalnictwa

S.Jarmoszuk – Spawanie elektryczne

2.      Krótkie podstawy teoretyczne:

Spawanie elektryczne wykorzystuje właściwości łuku elektrycznego powstającego pomiędzy dwoma przewodnikami (elektroda spawalnicza i łączone materiały). Warunkiem koniecznym do uzyskania łuku jest jonizacja przestrzeni pomiędzy ww. przewodnikami podczas której gaz staje się przewodnikiem prądu elektrycznego oraz pozwala na zajarzenie łuku i utrzymanie go.

Jonizacja następuje dzięki składnikom jonizującym zawartym w otulinie elektrody a także pod wpływem wysokiej temperatury.

W metodzie MMA można spawać zarówno prądem stałym DC jak również przemiennym AC. Do wytwarzania prądu DC służą przetwornice i prostowniki spawalnicze zaś do AC transformatory jedno- lub trójfazowe.

Parametry spawania które można uzyskać na poszczególnych urządzeniach znajdują się na tzw. DTR (dokumentacji techniczno – ruchowej), która powinna się znajdować na każdym urządzeniu.

  Charakterystyka statyczna źródła prądu i łuku:

Opis:

A – punkt ustalonego jarzenia się łuku

a – zakres małej gęstości prądu w łuku spawalniczym

b – zakres średniej gęstości prądu łuku

c – zakres dużej gęstości prądu w luku spawalniczym

W przypadku ręcznego spawania łukowego od źródła prądu wymaga się stromo opadającej charakterystyki statycznej. Im bardziej stroma tym zmiany napięcia łuku mają mniejszy wpływ na wartość natężenia prądu

Największe napięcie potrzebne jest w chwili zajarzenia łuku i wynosi około 70 – 90 [V] (AC) i 50 – 70 [V] dla prądu DC. Napięcie podczas spawania nie powinno przekraczać poziomu napięcia bezpiecznego ,czyli wartości 24 V. W przypadku prądu stałego ważna jest biegunowość, czyli odpowiedni sposób podłączenia elektrody i materiału spawanego i tak wyróżniamy:

-          biegunowość normalną („+” do materiału spawanego i „-” na elektrodę)

-          biegunowość odwrotną („-”  do elektrody „+” materiał spawany).

W przypadku zasilania prądem zmiennym biegunowość zmienia się 100 razy na sekundę.

Duży wpływ na proces spawania ma właściwy dobór natężenia prądu spawania. Przyjmuje się natężenie prądu na wartość (30 – 40)A na 1 mm średnicy elektrody.

Elektrody stosowane w spawaniu MMA występują niemal w 100% jako otulone. W zależności od składu chemicznego rozróżnia się następujące rodzaje otulin (najczęściej stosowane):

W procesie spawania otulina spełnia  następujące zadania:

-          obniża potencjał jonizujący przestrzeni kulowej

-          składniki otuliny podczas spawania rozkładają się lub spalają wytwarzając gazy ochronne

-          polepsza stabilność i elastyczność łuku

-          w procesie spawania do spoiny przechodzą składniki stopowe zawarte w otulinie

-          utworzony z otuliny żużel zmniejsza szybkość krzepnięcia i stygnięcia spoiny.

3.     

Szkic stanowiska laboratoryjnego i jego opis.

1 – źródło prądu (prostownik spawalniczy)

2 – przedmiot spawany

3 – elektroda

4 – uchwyt elektrody

4.      Szkic i opis złącza:

·         Urządzenie spawalnicze:

Prostownik spawalniczy SpE400

Maksymalne natężenie prądu spawania – 400 A

·         Parametry spawania:

Natężenie prądu I = 200A

Napięcie biegu jałowego – 69 V

Napięcie bezpieczne łuku – 24 V

Biegunowość – normalna („+” materiały spawane „ – ” elektroda )

Użyta elektroda – oznaczenie wg huty Baildon ER 146

Zastosowanie elektrody – zastosowanie – konstrukcje stalowe obciążone statyczne

i dynamicznie , zalecana do prac montażowych.  

Średnica elektrody f = 3,25 mm

Pozycja spawania – podolna

Kierunek spawania – w prawo

Gatunek spawanego materiału- St3S,o grubości 4 mm

5.      Analiza wykonanego złącza:

              Złącze doczołowe, spoina doczołowa. Widoczny nierównomierny nadlew na całej długości co świadczy o nierównomiernej prędkości przesuwu elektrody. Widoczne są również pęcherze i zażużlenia na powierzchni lica spoiny. Po drugiej stronie złącza lico grani nie występuje wzdłuż całego połączenia. Oprócz tego spoina jest bardzo szeroka. Spowodowane jest to zbyt wysokim prowadzeniem elektrody (zbyt długi łuk). Od strony dolnej spoiny widoczna jest szczelina. Świadczy to o braku wyraźnego przetopu łączonych blach.

6.      Wnioski:

              Spawanie ręczne metodą GMA jest bardzo uniwersalną i szeroko stosowaną metodą łączenia materiałów. Jednocześnie możliwe jest również cięcie za pomocą tych samych urządzeń. Zaletą jest także niski koszt (w porównaniu z innymi metodami) urządzeń spawalniczych. Ponadto możliwe jest łączenie szerokiej gamy wyrobów o czym świadczy duża ilość gatunków elektrod, zarówno do spawania stali, żeliwa oraz metali nieżelaznych. W celu osiągnięcia złącza o dobrych własnościach mechanicznych ważny jest odpowiedni dobór prądu spawania, średnicy elektrody oraz odpowiedniej otuliny. Tak więc korzystniejszym rozwiązaniem jest stosowanie elektrod otulonych.

1