Svařování oceli


Mezi laiky dnes dominuje svařování elektrickým obloukem. Silová elektřina podpořená elektronikou z něj dělá hračku.

Zkušení svářeči mají ke kutilskému svařování despekt a často právem. Kutilové jim svými svářečskými výtvory nezřídka nahrávají na smeč. Přitom i v podmínkách domácí dílny lze svařovat solidně. Chce to jen vybrat vhodný svařovací stroj, svařovací materiál a získat trochu cviku. Pojďme se podívat, jaké vybavení je dnes dostupné pro domácího svářeče.

Podstata svařování

Svařování kovů je jejich spojování nerozebíratelným způsobem. Oba spojované díly se v určitém místě nataví a taveniny se vzájemně promíchají pouze mezi sebou (takzvané autogenní svařování) nebo i s přídavkem dalšího materiálu (častější verze).
Podle způsobu zahřání kovů na teplotu tání dělíme proces spojování kovů pro potřeby kutilů na svařování plamenem a elektrickým obloukem. Průmyslová praxe zná další způsoby, například svařování elektrickým odporem či výbuchem.
Naši dědové si libovali ve svařování plamenem získaným hořením směsi kyslíku a acetylenu zvaným autogen. S rozšířením agregátů pro svařování elektrickým obloukem jeho popularita mezi laiky upadla, především kvůli problematické manipulaci s tlakovými lahvemi. Řemeslníci však plamen stále používají (dnes to bývá směs s propan-butanem). Důvodem je velká univerzálnost – s příslušnými znalostmi a zkušenosti s ním lze svařovat, ale i pájet různé kovy, dělit je (takzvané řezání kyslíkem) a používat ho k lokálnímu ohřevu pro účely tváření kovů.

Elektrický oblouk

Popularitu elektřiny pro účely svařování kovů v domácích podmínkách zajistila především miniaturizace svařovacích strojů a tím pádem snadnost použití. Agregát je mobilní, stačí ho zapojit do zásuvky a můžeme pracovat.
Praxe je ale o poznání komplikovanější, svařování elektrickým obloukem má mnoho podob. Omezíme se proto na nejdostupnější způsob svařování oceli. Tím je svařování obalenou elektrodou (MMA). Elektrický oblouk natavuje základní materiál i kovovou elektrodu, z níž se kov ukládá do svarové lázně a tím dochází k vytvoření svarového spoje. Z obalu elektrody (tavidla) se tvoří plyny, které svarovou lázeň chrání před nežádoucí oxidací. Po ztuhnutí vytvoří na povrchu sváru strusku, kterou je nutné odstranit.
Laikům je dnes dostupné i svařování v ochranné atmosféře, lidově řečeno céóčkem, kdy se elektrickým obloukem taví kovový drát automaticky podávaný ze zásobníku a tavná lázeň je chráněna proudem inertního nebo aktivního plynu přivedeného z tlakové láhve (metody MIG a MAG).
Kutilové mohou svařovat také s netavící se elektrodou, což je vlastně vylepšená původní metoda svařování elektrickým obloukem (Francouz Auguste DeMeritens v roce 1881 použil pro svařování olověných desek uhlíkovou elektrodu). Dnes se používá elektroda z wolframu a pracuje se v ochranné atmosféře (metoda označovaná TIG či WIG).

Svářecí agregáty

Nejdostupnějším a nejprimitivnějším zdrojem proudu pro svařování jsou transformátorové svářečky. Jsou těžké, mají malou účinnost a v tom nejlevnějším provedení dávají střídavý proud. Můžeme s nimi použít pouze některé elektrody (rutilové) a nemůžeme se spolehnout na elektroniku. Není ale pravda, že by se s těmito svářečkami nedaly vytvářet dostatečně kvalitní sváry, jen je nutné se s nimi naučit pracovat a počítat s tím, že tyto přístroje mají omezené možnosti.
Větší možnosti skýtají takzvané svařovací invertory. Jsou to také agregáty s transformátorem, ale jeho velikost a hmotnost je redukována díky použití spínaného zdroje – měniče. Invertory poskytují stejnosměrný proud, což dovoluje použít široké spektrum elektrod pro nejrůznější způsoby a metody svařování. Ceny nejlevnějších invertorů už atakují ceny svařovacích transformátorů.

Jak vybírat?

Nejdůležitějším kritériem při výběru jakéhokoli svařovacího zdroje je svářecí proud a zatěžovatel. Čím vyšší proud, tím větší průměr elektrody můžeme použit a tím tlustší materiál svařit v jednom kroku. Svářecí proud by měl být čtyřicetinásobkem průměru elektrody. Běžně se používají elektrody o průměru 2 až 3,15 mm.
Zatěžovatel udává, po jakou dobu můžeme tento proud použít. Měl by mít hodnotu alespoň 60 %, jinak se svářečka bude často přehřívat a vypínat. Číslo znamená, jak dlouho můžeme příslušným proudem svařovat a jak dlouho pak zdroj musíme nechat vychladnout. Zatěžovatel 60 % znamená, že uvedeným proudem můžeme svařovat 6 minut a potom udělat pauzu na chlazení 4 minuty.
Pokud potřebujeme svařovat elektrodou o průměru 2,5 mm, svářečka by měla být schopna dodat proud 100 A při zatěžovateli přinejmenším 60 %. Záleží také na tom, při jaké teplotě okolí se zatěžovatel měří, výrobce by to v technické dokumentaci měl uvádět. Pokud je zatěžovatel měřený při okolní teplotě 40 °C, bude při nižší teplotě ještě vyšší.

Elektrody

Obalených elektrod pro svařování pod tavidlem existuje celá řada druhů, které se liší složením přídavného materiálu (drátu) a tavidla (obalu). Protože jejich popis by vydal na samostatný obšírný článek, omezíme se na připomenutí jedné důležité zásady – obalené elektrody se musejí skladovat v suchu a před použitím nejlépe ještě vysušit. Z vlhkého obalu se totiž do sváru dostává difuzní vodík, který významně mění především jeho pevnostní vlastnosti k horšímu.

www.grandic.cz, www.jk-weld.cz, www.omc.cz, www.svarforum.cz, www.wikipedia.cz

Text: Tomáš Krásenský
Foto: Shutterstock a archiv firem

Svařování oceli


Komentáře

Napsat komentář

Zkratky metod svařování

  • MMA (Manual Metal Arc) – ruční svařování elektrickým obloukem s použitím obalených svařovacích elektrod.
  • MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) – svařování tavnou elektrodou v ochranné atmosféře inertního (argon) či aktivního plynu (CO2).
  • TIG (Tungsten Inert Gas) – svařování netavící se elektrodou v ochranné atmosféře inertního plynu (argon). Elektroda je z wolframu, proto se používá i zkratka WIG z německého výrazu Wolfram Inert Gas. Dovoluje svařování s přidáváním svařovacího materiálu nebo jen natavením základního materiálu (autogenní svařování).

 

Víte, že…

Spínaný zdroj svářecího proudu využívá toho, že se stoupající přenášenou frekvencí klesá hmotnost a tím i velikost jádra transformátoru. Při frekvenci síťového napětí 50 Hz vychází hmotnost transformátoru pro svářecí proud 140 A na cca 15 kg a jeho účinnost bývá okolo 40 %. Zbytek elektrické energie se promění v odpadní teplo a transformátor je nutné intenzivně chladit. Při frekvenci vstupního napětí 100 000 Hz má takový transformátor velikost krabičky od cigaret, hmotnost několika desetin kilogramu a účinnost až 90 %. Výhodou spínaných zdrojů je možnost změna charakteristiky zdroje pro účely různých metod svařování (MMA, TIG, MIG/MAG).