Svařování

Svařování je nerozebíratelné spojení většinou stejných materiálů. Součásti jsou na místě spojení spolu spojeny při použití tepla v tekutém stavu nebo při použití tepla a tlaku v těstovitém stavu. Svařované spoje jsou nejčastěji používané spoje s materiálový stykem. Rozlišujeme tavné svařování a svařování tlakem.

SVAŘOVÁNÍ PLAMENEM - Při svařování plamenem se materiál roztaví teplem plamene hořlavého plynu a kyslíku. Jako hořlavý plyn se většinou používá acetylen (C2H2), protože s acetylenem lze dosáhnout vysoké teploty plamene okolo 3200°. Acetylen a kyslík se prodávají v ocelových lahvích.

KYSLÍKOVÁ LÁHEV - V ní je uložen čistý kyslík pod vysokým tlakem při objemu láhve 40 litrů a tlaku plnění 15MPa obsahuje 150 x 40=6000 litrů kyslíku. Podobně obsah kyslíkové lahve objemu 50l a tlaku plnění 20MPa činí 10 000 litrů kyslíku.Lahvový ventil je opatřen vnějším závitem W 21,8.Láhev je označena modrým pruhem. V ČR bývají kyslíkové láhve označeny obvykle pouze nahoře modrým pruhem zatímco např: v SRN jsou celé modré.
!!!Ventil kyslíkové lahve se musí udržovat čistý-bez tuku a oleje,kvůli nebezpečí exploze!!!

ACETYLENOVÁ LAHEV - Acetylen nemůže být vystaven vysokému tlaku. Pro plnění do ocelových lahví se acetylen rozpouští v acetonu.V acetylenové láhvi se nachází porézní hmota, jejíž póry jsou naplněny acetonem.V tomto acetonu se acetylen rozpuští.Při tlaku plnění 15MPa obsahuje acetylenová láhev asi 5 500 litrů acetylenu.Při debírání plynu (snižování tlaku) se acetylen opět uvolňuje. Redukční ventil se k lahvi připojuje třmenem. Láhev je v ČR označena žlutým pruhem,v SRN bývá celá žlutá.
!!!!Acetylenová láhev se nemí používat naležato,aby se neodčerpával aceton. Nelze odebírat více než 1000 litrů za hodinu, v nutném případě je třeba spojit více lahví!!!!

POJISTKA PROTI ZPĚTNÉMU ŠLEHNUTÍ - Pro zajištění proti zpětnému šlehnutí plamene a úniku plynu je v přívodu acetylenu potřebná pojistka. Je zařazena mezi redukčním ventilem a svařovacím hořákem. Pojistka zabraňuje vniknutí kyslíku do přívodu hořlavého plynu a vytvoření výbušné směsi. Před připojením redukčního ventilu je třeba nakrátko otevřít ventil láhve, aby se vyfoukly nečistoty z přípojky. Poté se zašroubuje regulační šroub redukčního ventilu.

REDUKČNÍ VENTIL - Redukční ventil se připojuje na lahvový ventil, redukuje vysoký tlak v lahvi na příslušný pracovní tlak. Vysokotlaký manometr zobrazuje tlak v lahvi, nízkotlaký manometr zobrazuje pracovní tlak, který se nastavuje regulačním šroubem. Pro svařování je pracovní tlak kyslíku asi 0,3 MPa, acetylenu 5 až 100 kPa.

SVAŘOVACÍ HOŘÁK INJEKTOROVÝ - V něm je acetylen nasáván kyslíkem proudícím pod vysokým tlakem. Svařovací hořák se skládá z rukojeti a vyměnitelného nástavce hořáku. Ve směšovací trysce a směšovací trubici se mísí acetylen a kyslíkem. Při odebírání hořlavých plynů z lahví se pro svařování používají svařovací soupravy vysokotlaké. Hořákový nástavec nemá injektor, oba plyny vstupují přes ventily v rukojeti do mísicí komory pod pracovním tlakem. Svařovací hořák je s plynovými lahvemi spojen pryžovými hadicemi. Pro acetylen se používá červená a pro kyslím modrá hadice. Kyslíková hadice má při stejném vnějším průměru menší světlost než acetylenová hadice.

KYSLÍKO-ACETYLENOVÝ PLAMEN - Nastavují se ventily svařovacího hořáku. Při normálním nastavení se mísí kyslík s acetylenem v poměru 1:1. Při tomto poměru ale kyslík nepostačuje k úplnému spálení acetylenu, toho se dosáhne až s kyslíkem z okolního vzduchu. Tím vzniká před kuželem plamene oblast,která působí redukčně. V ní leží asi 2 až 3 mm před kuželem plamene nejvyšší teplota plamene cca 3200°C. Při přebytku acetylenu se kužel plamene rozplývá a vypadá nazelenale. Plamen v tomto případě s sebou unáší volný uhlík, který vzniká do svaru.Ten po obohacení uhlíkem tvrdne. Při přebytku kyslíku je kužel plamene kratší a namodralý. Svar přijímá kyslík a je křehký,plamen působí oxidačně.

VEDENÍ SVAŘOVACÍHO HOŘÁKU A SVAŘOVACÍHO DRÁTU - Určité držení svařovacího hořáku a drátu není předepsáno. Lze svařovat jak doleva tak doprava.

SVAŘOVÁNÍ DOLEVA(DOPŘEDU) - Se používá pro svařování tenkých plechů do tloušťky 3 mm. Svařovací plamen míří ve směru svařování, tavná lázeň leží mimo nejvyšší teplotu plamene, kromě toho zabraňuje svařovací drát protavení kořene svaru svařovacím plamenem, předbíhající teplo předehřívá styčnou spáru a umožnuje vyšší rychlost svařování.

SVAŘOVÁNÍ DOPRAVA(DOZADU) - Se používá pro svařování plechů s tloušťkou větší než 3 mm.

DRÁTY PRO SVAŘOVÁNÍ PLAMENEM - Pro svařování spojů jsou podle svého složení a použití vyráběny ve čtyřech skupinách, a to pro svařování ocelí nelegovaných, nízkolegovaných a vysokolegovaných a pro svařování neželezných kovů. V každé skupině pak existuje několik jakostí drátů. Pro svařování nelegovaných ocelí jsou to 2 jakosti, G 102 a G 104.Svařovací dráty se vyrábějí v různých průměrech, jejich pomědění slouží jako ochrana proti korozi.

ŘEZÁNÍ OCELI KYSLÍKEM - Při řezání kyslíkem se využívá vlastnost oceli hořet v čistém kyslíku. Řezací hořák je druh svařovacího hořáku,na kterém je umístěna ještě trubka s ventilem pro přívod řezacího kyslíku. Místo naříznutí se nahřeje předehřívacím plamenem řezacího hořáku na zápalnou teplotu (asi 1200°C). Po otevření ventilu řezacího kyslíku zasáhne proud kyslíku řezací hubice žhavé místo. Spalování oceli je v čistém kyslíku velmi rychlé. Tlakem proudu kyslíku je z řezné spáry vyfukována struska. Řezné hrany mají při správném postupu poměrně dobrou jakost povrchu. Kyslíkem lze řezat materiál, jehož zápalná teplota je nižší než teplota tavení a je-li spálený kov dostatečně tekutý, aby mohl být snadno vyfukován.

RUČNÍ OBLOUKOVÉ SVAŘOVÁNÍ OBALENOU ELEKTRODOU - Při obloukovém svařování se pro roztavení materiálu využívá teplo elektrického oblouku v místě svařování. Elektrický oblouk je v podstatě vedením elektrického proudu v plynech. Jeho teplota dosahuje až 5000°C. Natavený materiál elektrody tvoří s nataveným materiálem součásti svarovou housenku. Elektrický oblouk by měl být krátký (délka elektrického oblouku=průměr elektrody), aby docházelo k malému přijímání kyslíku a dusíku tavnou lázní.

ZDROJE SVAŘOVACÍHO PROUDU - Jako zdroje svařovacího proudu se používají svařovací transformátory pro svařování střídavým proudem,popř:svařovací usměrňovače pro svařování stejnosměrným proudem. V automobilkách se často svařuje v těsných prostorech nebo mezi elektricky vodivými díly. Napětí naprázdno ta nesmí překročit při svařování střídavým proudem 48 V a při svařování stejnosměrným proudem 100 V. Takovéto zdroje svařovacího proudu jsou speciálně označeny.

OBALENÉ ELEKTRODY - Se skládají z jádra a obalu.Roztavené jádro tvoří s nataveným materiálem součásti svarovou housenku. Obal se taví s elektrodou a tvoří na svaru strusku. Struska zpomaluje chladnutí svaru, tím se snižuje napětí ze smrštění. Část obalu se při tavení zplyňuje a vzniklé plyny chrání elektrický oblouk a svar v okolí tavné lázně před okolním vzduchem a snižují tak propal legovacích přísad. Elektricky vodivé plyny umožňují také stejnoměrné hoření elektrického oblouku. Při svařování střídavým proudem by se jinak musel elektrický oblouk neustále znovu zapalovat, protože se stále mení směr proudu.

VYBAVENÍ PRO SVAŘOVÁNÍ - V držáku elektrod jsou pro ochranu před elektrickým napětím a spálením rukojeť a upínací zařízení, s vyjímkou kontaktní plochy pro elektrodu. OKLEPÁVACÍ KLADÍVKO a DRÁTĚNÝ KARTÁČ slouží k odstraňovaní strusky. OCHRANNÝ SVÁŘEČSKÝ ŠTÍT je opatřen tmavým speciálním sklem (ochranný svářečský filtr), před nímž je krycí čiré sklo. KOŽENÉ SVÁŘEČSKÉ RUKAVICE a ZÁSTĚRA chrání před zářením,jiskrami a spálením.

SVAŘOVÁNÍ V OCHRANNÉ ATMOSFÉŘE - Svařování v ochranné atmosféře je svařování elektrickým obloukem, při kterém jsou lektrický oblouk a tavná lázeň zahaleny ochrannou atmosférou a tím chráněni před okolním vzduchem. Ochranný plyn je na místo svařování přiváděn svařovacím hořákem. Rozlišujeme svařování wolframovou elektrodou v ochranné atmosféře s neodtavující se wolframovou elektrodou a svařování kovovou elektrodou v ochranné atmosféře s odtavující se elektrodou. Použitý ochranný plyn se řídí podle způsobu svařování a svařovaného materiálu. Svařovací hubice je vedena manuálně, mechanicky nebo automaticky. Hubice pro plechy menší tloušťky jsou chlazeny vzduchem. Pro plechy větších tloušťek a velké svařovací proudy jsou hubice chlazeny vodou.

Výhody svařování v ochranné atmosféře:
-v tavné lázni se nenachází okolní vzduch
-nespalují se legovací přísady
-netvoří se struska
-vysoká svařovací rychlost
-úzká zóna ohřevu
-malé deformace svarku

SVAŘOVÁNÍ WOLFRAMOVOU ELEKTRODOU V INERTNÍ ATMOSFÉŘE (SVAŘOVÁNÍ WIG) - Elektrický oblouk hoří mezi wolframovou elektrodou, která se prakticky neutavuje a součástí. Svařovací drát je ručně ze strany přiváděn do tavné lázně. Podle materiálu součásti se svařuje stejnosměrným nebo střídavým proudem. Jako ochranný plyn se používá nereaktivní ušlechtilý plyn argon nebo směs argonu a hélia. Svařování WIG se hodí především ke svařování plechů, profilů a trubek do tloušťky asi 5 mm z žárovzdorných, kyselinovzdorných nebo korozivzdorných ocelí, z mědi nebo slitin mědi a z hliníku nebo slitin hliníku.

SVAŘOVÁNÍ KOVOVOU ELEKTRODOU V OCHRANNÉ ATMOSFÉŘE - Elektrický oblouk hoří mezi odtavující se drátovou elektrodou a součástí. Drátová elektroda je navinuta na cívce a je motorem pro podávání drátu přiváděna ohebnou hadicí ve svazku hadic svařovací pistole. Pro svařování se používá stejnosměrný proud,který je přiváděn drátové elektrodě napájecím průvlakem krátce před ústím hubice.Kladný pól je většinou připojen na drátovou elektordu. Malý průřez elektrody umožňuje vysokou proudovou hustotu,a tím vysoký tavící výkon,vysokou rychlost svařování a hluboký závar.

SVAŘOVÁNÍ KOVOVOU ELEKTRODOU V INERTNÍ ATMOSFÉŘE (SVAŘOVÁNÍ MIG) - Svařování MIG se hodí pro svařování plechů s větší tloušťkou z vysokolegovaných ocelí, z mědi nebo slitin mědi a z hliníku nebo slitin hliníku. Při výrobě karoserií z lehkých kovů se metodou MIG svařují také tenké plechy ze slitin hliníku mezi sebou a s tlakově litými částmi a protlačovanými profily ze slitin hliníku. Ochranný plyn se řídí podle materiálu a metody svařování. U svařování kovovou elektrodou v inertní atmosféře (svařování MIG) se používají inertní plyny (např. argon nebo směs argonu a hélia), které nevstupují do chemických reakcí během svařování. U svařování kovovou elektrodou v aktivní atmosféře (svařování MAG) se jako ochranný plyn používají směsi plynů z argonu, oxidu uhličitého a kyslíku, nebo čistý oxid uhličitý. Plyny zabraňují spálení legovacích prvků, rozstřiku svarového kovu a podmiňují hladkost povrchu svaru.

SVAŘOVÁNÍ KOVOVOU ELEKTRODOU V AKTIVNÍ ATMOSFÉŘE (SVAŘOVÁNÍ MAG) - Svařování MAG je svařování v ochranné atmosféře, používané pro nelegované a legované oceli. Ochranné plyny obsahují s oxidem uhličitým a kyslíkem aktivní složky, které reagují s tavnou lázní. Drátová elektroda proto obsahuje jako důležité legovací prvky mangan a křemík pro dezoxidaci tavné lázně. Obě látky se váží s kylíkem, který je buď volný po rozpadu oxidu uhličitého nebo je složkou směsi plynů. Svařování v ochranné atmosféře se v automobilkách provádí většinou pouze s jedním průměrem drátové elektrody, převážně se používá drátová elektroda o průměru 0,8 eventuelně 1 mm.

SMĚR SVAŘOVÁNÍ - Rozlišujeme svařování zleva doprava-dozadu (tlačný postup) a zprava doleva-dopředu (tažný postup).
Nastavení svářečky a použitý ochranný plyn ovlivňují:
-tvorbu elektrického oblouku
-přechod materiálu
-závar
-rozstřik

Podle nastavených parametrů elektrického oblouku rozlišujeme:

BEZZKRATOVÝ PROCES SVAŘOVÁNÍ - Vyznačuje se přechodem materiálu v jemných kapičkách, beze zkratu při vysokém výkonu tavení, především v ochranném plynu bohatém na argon. Hodí se na koutové svary v poloze do úžlabí u plechů se střední a větší tloušťkou.

ZKRATOVÝ PROCES S DLOUHÝM OBLOUKEM - Vyznačuje se přechodem materiálu v hrubých kapičkách, který není neustále beze zkratu, především u nelegovaných ocelí s oxidem uhličitým jako ochranným plynem. Hodí se na koutové svary v úžlabí u plechů se střední a větší tloušťkou.

ZKRATOVÝ PROCES S KRÁTKÝM OBLOUKEM - Vyznačuje se přechodem materiálu v jemných kapičkách ve zkratu při nízké hustotě proudu. Jakmile se kapka na drátové elektrodě dotkne tavné lázně,zanikne elektrický oblouk,během zkratu se kapka oddělí do tavné lázně,elektrický oblouk opět volně hoří. Proces se opakuje při svařování tenkých plechů karoserie 100-200 krát za sekundu. Jako ochranný plyn se používá směs plynů s obsahem argonu, oxidu uhličitého a kyslíku nebo pouze oxid uhličitý. Postup se v automobilkách používá především ke svařování plechů karoserie v ochranné atmosféře.

BODOVÉ SVAŘOVÁNÍ
Bodové svařování je tlakové svařování elektrickým odporem. Vzniká nerozebíratelné spojení tak,že jsou oba dva na sobě ležící plechy v těstovitém stavu bez přidávání materiálu spolu spojeny v jednotlivých bodech svařování působením tepla a tlaku. Potřebný tlak je vykonáván dvěma měděnými elektrodami ve tvaru kolíků.Přes měděné elektrody a k sobě stlačené plechy protéká krátkodobě velký proud.Potřebné svařovací teplo vzniká velmi rychle díky elektrickému odporu v místě spoje. Tlak, intenzita proudu a doba svařování musí být spolu sladěny. Pro opravy automobilů existují malé přenosné bodové svařovací kleště se zabudovaným transformátorem. Elektrody se při stisknutí ruční páky stlačí k sobě. Ramena elektrod existují v různých provedeních, umožňujících svařování i na jinak nepřístupných místech karoserie. Svařované místo musí být však pro svařovací kleště přístupné vždy z obou stran. Se svařovací pistolí lze pracovat i tehdy, jsou-li místa sváření přístupná pouze z jedné strany. Při bodovém svařování se elektroda svařovací pistole přitlačí na místo svařování tak, aby se oba plechy dotýkaly, a poté se provede bodový svar.

Svařovací pistole je mnohostranně použitelná např. pro:
-jednostranné bodové svařování
-rovnání plechů místním ohřevem
-navařování svorníků se závitem a kolíků

PRAVIDLA PRÁCE:
-při svařování plamenem a řezání kyslíkem nosíme vždy ochranné brýle
-láhvové ventily otevírat pomalu
-na uzávěr kyslíkové láhve se nesmí dostat olej a tuk (nebezpečí exploze)
-plynové lahve chránit před nárazem,spadnutím,teplem a horkem
-při svařování elektrickým obloukem použít ochranný štít s boční ochranou
-při svařování elektrickým obloukem zaclonit pracovní místo takovým způsobem,aby nebyli ohroženi zářením spolupracovníci
-nosit uzavřený pracovní oděv a rukavice.Chrání před roztříknutým kovem a zářením elektrického oblouku
-zajistit dobré větrání pracoviště