Spawanie tarciowe

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW — Friction Stir Welding) to metoda, w której występuje pełna penetracja w stanie stałym. Metoda ta może być używana do spajania materiałów metalowych — obecnie głównie aluminium — bez osiągania punktu topnienia. 

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW) zostało wynalezione, opatentowane i przygotowane do zastosowań przemysłowych przez Instytut Spawalnictwa w Cambridge (Wielka Brytania). W metodzie tej cylindryczne narzędzie z wyprowadzonym trzpieniem i zaopatrzone w kołnierz jest wprowadzane w ruch obrotowy i powoli zagłębiane w obszar złącza między dwoma ustawionymi czołowo elementami. Elementy te muszą być zamocowane do podpierającej płyty, tak aby nie mogły się rozsunąć. 

Wskutek tarcia narzędzia o powierzchnie złącza jest generowane ciepło, w wyniku którego miękną powierzchnie łączonych elementów (nie jest jednak osiągany punkt topnienia) i narzędzie może się przemieszczać wzdłuż linii złącza. Uplastyczniony materiał przepływa do tylnej krawędzi trzpienia narzędzia, gdzie wskutek oddziaływania kołnierza i trzpienia następuje przemieszanie. Stygnąc, przemieszany materiał tworzy złącze między spajanymi elementami.Spajanie tarciowe z przemieszaniem może być wykorzystywane do łączenia blach i płyt aluminiowych bez wprowadzania spoiwa i bez stosowania gazów osłonowych. 

Metodą tą można łączyć materiały o grubości od 1,6 mm do 30 mm, uzyskując przy tym pełną penetrację oraz złącze wolne od porowatości i wewnętrznych pęcherzy. Co więcej, jednorodne złącza z minimalnym odkształceniem można uzyskiwać także i w wypadku stopów aluminium uważanych za trudno spawalne przy użyciu konwencjonalnych metod. Stosując zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem łączono pomyślnie różnorodne stopy aluminium (z serii 2xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx i 8xxx), a także stopy Al-Li. Ostatnio zademonstrowano także wykorzystanie tej metody do spajania ołowiu, miedzi, magnezu, a nawet stopów tytanu.

Czytaj dalej...

Spawanie elektrożużlowe.

W pierwszej fazie procesu spawania elektrożużlowego (ESW - Electroslag Welding) jest zajarzany łuk elektryczny między elektrodą i spawanym materiałem. Topnik przykrywający obszar złącza zaczyna się topić tworząc jeziorko płynnego żużla, którego głębokość się powiększa. Gdy temperatura żużla wzrośnie i tym samym zwiększy się jego przewodność elektryczna, łuk zgaśnie, a prąd elektryczny będzie przepływał przez płynny żużel. Ponieważ płynny żużel posiada pewną rezystancję, w wyniku przepływu prądu powstaje energia cieplna niezbędna do prowadzenia procesu spawania.Spoina powstaje w przestrzeni ograniczonej stałymi lub ruchomymi, chłodzonymi wodą, miedzianymi nakładkami oraz powierzchniami złącza spawanych materiałów. W trakcie procesu głowica spawalnicza przemieszcza się pionowo w górę. W zależności od grubości spawanych materiałów może być stosowana jedna lub więcej topliwych elektrod. Jeżeli materiał jest bardzo gruby elektroda może być prowadzona ruchem wahadłowym.Zalety metody:wysoka wydajność, niski koszt przygotowania złącza; wykonywanie złącza w jednym przejściu, bez względu na grubość spawanych materiałów, brak kątowych odkształceń złączy czołowych,niewielkie naprężenia poprzeczne,zminimalizowane ryzyko powstawania pęknięć wodorowych. Słabą stroną tej metody jest to, że używane w niej duże ilości energii przyczyniają się do powolnego stygnięcia złącza, w wyniku czego w strefie wpływu ciepła występuje duży rozrost ziarna. Udarność materiału w strefie wpływu ciepła jest niewystarczająca, aby spełnić wymagania stawiane konstrukcjom spawanym z gwarantowaną odpornością na pęknięcia w niskich temperaturach, czyli z odpornością na pęknięcia kruche.

Czytaj dalej...

BHP przy spawaniu

Główne zagrożenia przy wykonywaniu prac spawalniczych wynikają z użytkowania palników gazowych i spawarek. Są to m.in.:

• zagrożenie poparzeniem
• szkodliwe działanie dymów spawalniczych (zagrożenia chemiczne i pyłowe)
• zagrożenie odpryskami spawalniczymi
• uszkodzenia wzroku i skóry na skutek promieniowania nadfioletowego i podczerwonego
• zagrożenie pożarem lub wybuchem
• zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym przy spawaniu elektrycznym, związane z użytkowaniem spawarek i ich wyposażenia

Przy wykonywaniu robót spawalniczych należy przestrzegać wymagań bhp zawartych w obowiązujących aktach normatywnych, do których należą m. in.:

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania robót budowlanych (Dz. U. 2003, Nr 47, poz. 401) - Rozdział 16
• Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 27 kwietnia 2000 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach spawalniczych. (Dz. U. z 2000 r. Nr 40, poz. 470)
• Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 23 grudnia 2003 w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy produkcji i magazynowaniu gazów, napełnianiu zbiorników gazami oraz używaniu i magazynowaniu karbidu (Dz. U. 2004 nr 7 poz. 59)
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. 2006 nr 80 poz. 563).
  

Pracownik zatrudniony przy robotach spawalniczych powinien posiadać odpowiednie uprawnienia.
Stanowiska spawalnicze na budowie

• Stałe stanowiska spawalnicze, zlokalizowane na otwartej przestrzeni powinny być zabezpieczone przed działaniem czynników atmosferycznych
• Stałe stanowisko spawalnicze w pomieszczeniu powinno być wyposażone w miejscową wentylację wyciągową i ekrany izolujące przed promieniowaniem optycznym
• W czasie opadów atmosferycznych spawanie lub cięcie metali jest dozwolone wyłącznie po osłonięciu stanowiska
• Stanowisko spawacza powinno być wydzielone i wyposażone w sposób zabezpieczający jego i inne osoby przed szkodliwym działaniem promieniowania na wzrok
• Spawacze gazowi powinni pracować w obuwiu skórzanym, fartuchu ochronnym, w okularach ochronnych, zaś spawacze elektryczni - używać tarcz spawalniczych.
  
  

Spawanie gazowe

• Przy wykonywaniu robót spawalniczych na budowach można używać wyłącznie butli do gazów technicznych, posiadających ważną cechę organu dozoru technicznego.
• Przewody do przeprowadzania tlenu i acetylenu powinny różnić się między sobą barwą, barwy te są ściśle określone - przewody tlenowe - w kolorze niebieskim, acetylenowe - w czerwonym
• Długość przewodów powinna wynosić co najmniej 5 m
• Nie stosuje się przewodów używanych uprzednio do innych gazów
• Zamocowanie przewodów na nasadkach reduktorów, bezpieczników wodnych, palników i łączników wykonuje się wyłącznie za pomocą płaskich zacisków

Sposoby postępowania ze sprzętem:

• Przewody do gazów technicznych należy zawieszać i przechowywać w sposób zabezpieczający przed powstaniem ostrych załamań.
• Ręczne przemieszczanie butli o pojemności ponad 10 l powinno być wykonywane przez co najmniej dwie osoby.
• Na budowach i w czasie transportu chroni się butle przed zanieczyszczeniem tłuszczem, ogrzaniem do temperatury +23oC oraz działaniem: promieni słonecznych, deszczu i śniegu.
• Butle napełnione gazami przechowuje się w pomieszczeniach do tego celu przeznaczonych. Gdy ustawia się je w pomieszczeniach z nie osłoniętymi grzejnikami c.o., butle powinny być oddalone od nich na odległość co najmniej 1,0 m, gdy zaś posiadają grzejniki osłonięte – odległość tę można zmniejszyć do 0,1 m.
• Przechowywanie w tym samym pomieszczeniu butli z tlenem i materiałów lub gazów tworzących w połączeniu z nim mieszaninę wybuchową jest zabronione.
  
  

Postępowanie podczas prac spawalniczych:

• W czasie pobierania gazów technicznych do spawania, butle ustawia się w pozycji pionowej lub nachylonej pod kątem nie mniejszym niż 45 stopni do poziomu.
• Odległość płomienia palnika od butli powinna wynosić co najmniej 1,0 m.
• Palniki do cięcia i spawania powinny być utrzymywane w stanie technicznej sprawności i czystości.
• Z palnikiem należy się obchodzić w taki sposób, by unikać jego zanieczyszczenia: wodą, wapnem, smarami itp. lub uszkodzenia mechanicznego.
  
  

Przy pracach spawalniczych na wysokości należy zapewnić:

• Stabilność rusztowań i pomostów
• Zadaszenie lub wygrodzenie strefy spawania, zabezpieczające pracowników znajdujących się poniżej przed odpryskami spawalniczymi
• Pewne podwieszenie przewodów gazowych, uniemożliwiające ich upadek
• Środki zabezpieczające przed upadkiem z wysokości

Zabronione jest:

• Stosowanie do tlenu i acetylenu przewodów igielitowych, z tworzyw sztucznych lub o podobnych właściwościach
• Podłączania przewodów za pomocą drutu
• Używanie palników uszkodzonych
• Smarowanie części palnika smarem lub oliwą.
• Przewracanie lub toczenie butli z gazami poziomo
• Ustawianie butli na rusztowaniach
  
  

Przy spawaniu lub cięciu przedmiotów znajdujących się na metalowych podstawach lub kozłach nogi spawacza należy ochraniać przed oparzeniem przez odpowiednie ustawienie blach ochronnych.

Spawanie elektryczne
W zakresie spawania elektrycznego wymagania bezpieczeństwa dotyczą: spawarek, kabli i osprzętu.

• Spawarki prostownikowe i transformatorowe podlegają obowiązkowi certyfikacji na znak bezpieczeństwa i powinny być oznakowane tym znakiem.
• Na obudowach powinny być umieszczone oznaczenia zacisków ochronnych i końcówek uzwojeń zgodne z dokumentacją techniczno-ruchową.
• Urządzenia spawalnicze podlegają okresowym kontrolom stanu ochrony przeciwpożarowej, stanu izolacji oraz wielkości napięcia biegu jałowego po stronie wtórnej, a także połączeń stałych oraz wyłączników i przełączników
• Do wyposażenia zabezpieczającego kable elektryczne przed uszkodzeniami mechanicznymi należą stojaki przenośne do podwieszania i osłony
• Uziemienie przedmiotu spawanego powinno być zaopatrzone w zaciski zapewniające pewne połączenie ze sobą części przewodzących
• Rękojeść uchwytu elektrodowego powinna być wykonana z materiału izolacyjnego i niepalnego, bez pęknięć.
• Każda instalacja do spawania i cięcia łukiem elektrycznych powinna być zaopatrzona w schemat i instrukcję, dokładnie obrazującą przeznaczenie każdego urządzenia i zasady jego działania.
  
  

Przed przystąpieniem do pracy spawacz powinien upewnić się, czy przedmiot przeznaczony do spawania lub cięcia znajduje się w trwałej równowadze i nie ma zagrożenia upadkiem lub obsunięciem się tego przedmiotu (zwłaszcza przy cięciu), gdy zaś praca będzie odbywała się na rusztowaniach stałych lub wiszących, spawacz powinien sprawdzić stan tych rusztowań. Giętkie przewody elektryczne należy umieszczać w przewodach gumowych i ochraniać je przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Spawanie wewnątrz zbiorników i innych przestrzeni ograniczonych wymaga zachowania szczególnych środków ostrożności i może być wykonywane wyłącznie przy asekuracji osób przebywających na zewnątrz zbiornika, z zachowaniem wzajemnej łączności oraz z możliwością udzielenia natychmiastowej pomocy. Dodatkowo należy spełnić następujące warunki:

• Spawanie zbiorników lub naczyń, w których byty przechowywane ciecze lub gazy łatwo zapalne bądź trujące, jest dozwolone wyłącznie po uprzednim ich oczyszczeniu z resztek gazów, cieczy i ich par oraz po starannym wymyciu lub napełnieniu wodą albo gazem obojętnym.
• Konieczne jest zapewnienie pracownikom niezbędnych środków ochrony zbiorowej i indywidualnej (szelki i linka ochronna, hełm ochronny, odzież ochronna oraz sprzęt ochronny układu oddechowego)
• Osoby znajdujące się wewnątrz zbiornika powinny być wyposażone w szelki bezpieczeństwa, do których należy przymocować linkę bezpieczeństwa trzymaną przez osobę ubezpieczającą znajdującą się na zewnątrz zbiornika.
• Osoby znajdujące się wewnątrz zbiornika powinny mieć zapewniony dopływ świeżego powietrza oraz oświetlenie elektryczne o bezpiecznym napięciu.
  

Czytaj dalej...

Zjawiska zachodzące przy tworzeniu spoiny

Spoina tworzy się w wyniku krzepniecia jeziorka spawalniczego, które powstaje ze stopinonych brzegów materiału rodzimego oraz materiału dodatkowego (elektrody lub drutu).
Proces topienia i krzenięcia metalu przy spawaniu podobny jest do procesu metalurgicznego przetapiania metalu w piecach , z tą różnica , że dla spoiny proces ten odbywa się w małej objętości i w bardzo krótkim czasie. Ponadto metal zostaje nagrzany do temperatur znacznie wyższych od temperatury topnienia, co umozliwia intensywny przebieg reakcji metalurgicznych.

Zjawiska, które występuja w czasie tworzenia sie spoiny mozna podzielić na następujące grupy:

• topienie się elektrody lub drutu oraz brzegu materiału rodzimego, jak również otulin i topników oraz dysocjacja składników zawartych w atmosferze łuku,
• nasycanie roztopinej kropli metalu elektrody oraz jeziorka gazami (wodorem, azotem i tlenem),
• utlenianie sie składników zawartych w kropli i jeziorku na skutek działania gazów rozpuszczonych w metalu i zdysocjowanej atmosfery łuku,
• redukcja tlenków za pomocą żużli oraz za pomocą odpowiednich dodatków (odtleniaczy),
• rafinacja jeziorka metalu przez usunięcie siarki, fosforu i innych zanieczyszczeń,
• krystalizacja spoiny.

Czytaj dalej...

Kontrola złączy po spawaniu

Przed dopuszczeniem złącza do użytku konieczna jest kontrola ostateczna, przeprowadza sie ją w celu wyeliminowaniu złączy wadliwych, które mogą spowodować zniszczenie konstrukcji a także stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka. 

Kontrola ta wykonywana jest bardzo skrupulatnie i polega na: sprawdzeniu oznaczeń materiałowych wybitych na poszczególnych elementach konstrukcji oraz porównaniu ich z atestami, sprawdzeniu czy oznaczenia spoin są zgodne z oznaczeniami wpisanymi do dziennika spawania oraz czy uwagi kontrolne wpisane do dziennika zostały wykonane, sprawdzeniu czy wszystkie spoiny zostały wykonane przez spawaczy mających odpowiednie kwalifikacje i czy zostały ostemplowane ich osobistymi stemplami, sprawdzeniu zgodności wymiarów konstrukcji z dokumentacją techniczną, skontrolowaniu wymiarów spoin pachwinowych, przeprowadzeniu dokładnych oględzin zewnętrznych wszystkich wykonanych spoin, w celu wyszukania wad zewnętrznych. Zakwalifikowaniu do poprawy odcinków spoin zawierających wady niedopuszczalne i wyraźne oznaczenie tych odcinków za pomocą symboli wad wg PN-75/M-69703.

Przeprowadzeniu po oględzinach zewnętrznych i ewentualnych poprawkach badań radiograficznych spoin czołowych i na ich podstawie dokonaniu oceny złącza. Przeprowadzeniu innych badań defektoskopowych przewidzianych w dokumentacji (np. badań magnetycznych, penetracyjnych, ultradźwiękowych, szczelności) przeprowadzeniu badań niszczących na złączach próbnych (np. badań własności mechanicznych, badań metalograficznych, korozyjnych), przeprowadzeniu ewentualnych prób eksploatacyjno-ruchowych (np. próby ciśnieniowe, próby wstępnego obciążenia).

Czytaj dalej...

Cięcie termiczne

Podstawowym rodzajem cięcia termicznego jest cięcie za pomocą palnika acetylenowo-tlenowego. Proces ten wykorzystywany jest do cięcia stali odpornych na korozję gorszej jakości, ponieważ w czasie jego przebiegu następuje utlenienie i duże nagrzewanie metalu w strefie cięcia. Dlatego ten rodzaj cięcia stosuje się jako rozwiązanie... awaryjne. W cięciu plazmowym metal topiony jest miejscowo przez bardzo wysoką temperaturę (10000 - 20000 °C)otrzymywaną przez ograniczony strumień plazmy.„Plazmą” nazywamy tutaj silnie zjonizowany gaz; to właśnie ów plazmotwórczy gaz, przepływając przez łuk elektryczny jarzący się między elektrodami, ulega jonizacji i dzięki dużemu zagęszczeniu mocy wytwarza strumień plazmy. Powszechnie stosowanym gazem plazmotwórczym jest powietrze. W urządzeniach o dużych mocach z reguły używa się argonu, azotu, wodoru, dwutlenku węgla oraz mieszanki argon-wodór i argon-hel

Czytaj dalej...

Spawanie łukowe drutem rdzeniowym (proszkowym)

FCAW (Flux-Cored Arc Welding) -jest to metoda spawania podobna do metody MIG, z tą różnicą, że drut wewnątrz jest wypełniony topnikiem (other shield) lub substancją chemiczną wytwarzająca podczas spawania gazy ochronne (inner shield). Metoda ta jest także nazywana metodą MAG, chociaż jest tu zasadnicza różnica w sposobie podawania topnika, gdyż w metodzie MAG topnik znajduje sie w otulinie.

Metodą tą spawa się także stale stopowe. Do spawania stali stopowych używa się drutu z rdzeniem metalowym, w którym oprócz topnika znajdują się sproszkowane metale, takie jak nikiel, chrom itp. Produkcja drutu odbywa się z taśmy stalowej, którą formuje się za pomocą specjalnych rolek kształtowych w kształcie litery "U" i wsypuje się w tym momencie proszek. Następnie drut jest zamykany idąc przez następne rolki formujące oraz zmniejszany do wymaganej średnicy poprzez przeciąganie przez oczka diamentowe.

Przy spawaniu drutem rdzeniowym na uchwycie mamy „-” a na masie „+” (odwrotnie niż przy spawaniu MIG/MAG) Podobnie jak przy elektrodzie drut „ciągniemy” po spoinie.

Metoda ta łączy w sobie zalety zarówno spawania elektrodą otuloną jak i metodą MAG:

bardzo dużą wydajność (nie potrzeba częstej zmiany elektrody) można spawać także na zewnątrz pomieszczeń (topnik dodatkowo chroni także przed utlenieniem spoiny) spawacz nie musi mieć bardzo wysokich kwalifikacji. Wady wyższa cena drutu w stosunku do konwencjonalnych technik konieczność stosowania dedykowanych spawarek (musi być możliwość zmiany biegunowości)

Metoda ta znajduje głównie zastosowanie w przemyśle stoczniowym przy spawaniu odpowiedzialnych konstrukcji stalowych, drobne rzemiosło (przy sporadycznym korzystaniu np. spawanie punktowe, serwis wzrasta opłacalności gdyż odpadają koszty dzierżawy butli z gazem)

Schemat spawania łukowego drutem rdzeniowym (proszkowym)

Czytaj dalej...

Spawalność stali

Jakość złącza uzyskanego w wyniku spawania zalezy na ogół od rodzaju materiału rodzimego, materiału dodatkowego, technologii procesu i uwarunkowań konstrukcyjnych. Dokładnie od tych czynników są zależy spawalność stali, dzieląc ją na spawalność metalurgiczną, technologiczną i konstrukcyjną. I tak spawalność możemy podzielić na:

1. Spawalność metalurgiczna jest związana z określonymi właściwościami materiału, takimi jak: skład chemiczny, struktura, obecność wtrąceń niemetalicznych, gazów itp.
2. Spawalność technologiczna, zwana niekiedy operatywną, uzalezniona jest od warunków technologicznych i parametrów spawania, metody spwania, energii źródła ciepła, prędkości spawania itp.
3. Spawalność konstrukcyjna jest zależna od zespołu czynników charakteryzujących spawany element z konstrukcyjnego punktu widzenia ( wymiary, rozkład obciążeń, sztywność).

Czytaj dalej...

Badania nieniszczące , ultradźwiękowe. Badanie spoin w złączach doczołowych.

Zakres stosowania
Medodę ultradźwiękową nalezy stosować do badań spoin w złączach doczołowych ze stali węglowych i niskostopowych. Nie należy stosować do badania metali i stopów silnie tłumiących fale ultradźwiekowe (np. stale austenityczne).

Klasyfikacja wadliwości spoin.
Klasyfikację wadliwości spoin określa się na podstawie ubytku przekroju dA spowodowanego przez wadę.

Względny ubytek przekroju spoiny W wyraża się w % wg wzoru:

W = (dA/Ao)*100

w którym:

Ao - pole przekroju spoiny na odcinku normalnym równym 100 mm,

10g przy grubości złącza 10-30 mm,

300 mm przy grubości złącza powyżej 30 mm.

Jezeli badana spoina jest krótsza od odcinka normalnego, to nalezy przyjąć rzeczywistą dlugość spoiny.

W zależności od względnego ubytku przekroju ustalono 5 klas wadliwości spoin:

Klasa I - do 2%

Klasa II - ponad 2 do 4%

Klasa III - ponad 4 do 8%

Klasa IV - ponad 8 do 16%

Klasa V - ponad 16%

Wady zidentyfikowane jako pęknięcia kwalifikują spoinę do V klasy wadliwości.

Czytaj dalej...

Obróbka cieplna złącz spawanych

Wyżarzanie normalizujące prowadzi się w temperaturze 900 - 950 st.C.
Czas wyżarzania 1,5 -2 min na 1 mm grubości , nie mniej jednak niż 20 min. windows 10 activator Wyżarzanie odprężające odbywa się w temperaturze 600 - 650 st.C
Czas wyżarzania 2,5-3 min na 1 mm grubości nie mniej jednak niż 30-40 min.

Czytaj dalej...

Spawalność stali

Podział stali pod względem spawalności. Rozróżnia się cztery grupy stali pod względem spawalności:

1. Stale łatwo spawalne - nie wymagają stosowania żadnych dodatkowych zabiegów ani prze ani po spawaniu, gdy temperatura spawanego przedmiotu jest > 5 st.C a grubość materiału jest <>
2. Stale średnio spawalne - wymagają do spawania grubych elektrod, zmniejszonej prędkości spawania lub wstępnego podgrzania przed spawaniem,
3. Stale trudno spawalne - wymagają oprócz stosowania środków jak dla stali średnio spawalnych, dodatkowo zastosowania obróbki cieplnej po spawaniu,
4. Stale niespawalne - są to stale, które mimo środków stosowanych jak dla stali trudno spawalnych nie spełniają żądanych wymagań.

Czytaj dalej...

Oblicznie zuzycia elektrod otulonych i drutów do spawania

Zużycie elektrod lub drutów na wykonanie połączeń spawanych oblicza się ze wzoru:

G = Gs*L*Uc (kg)

gdzie:

G - masa elektrod otulonych lub drutów w kilogramach

Gs - masa spoiny w kilogramach na metr ( obliczona wg wzoru Gs = 0,1*F*7,8kg/m)

F - przekrój spoiny w cm2

L - długość spoiny w metrach

Uc - współczynnik uwzględniający straty na ogarki, rozpryski, spalania metalu, otulinę elektrod itp. równy średnio:

1,62 dla elektrod otulonych

1,02 dla drutów do spawania łukiem krytym.

Czytaj dalej...

Zgrzewanie ultradźwiękowe

Zgrzewanie ultradźwiękami elementów z tworzyw polega na wprowadzeniu ich w szybkie drgania mechaniczne z częstotliwością ok. 20 kHz. Wskutek czego następuje nagrzewanie powierzchni styku spajanych elementów do temperatury uplastycznienia. Wywierany jednocześnie nacisk na miejsca spajania powoduje zgrzewanie elementów. Ciepło, niezbędne do uplastycznienia tworzywa, wydziela się na powierzchni złącza oraz wewnątrz zgrzewanych materiałów wskutek tarcia cząstek polimeru wprowadzonych w mechaniczne drgania. Czas zgrzewania ultradźwiękowego nie przekracza 1-2 s i zależy od rodzaju tworzywa oraz grubości i kształtu łączonych elementów.

Zasada zgrzewania ultradźwiękowego bezpośredniego (a), oraz zgrzewania ultradźwiękowego pośredniego (b): 1- sonotroda, 2- kowadło, 3-transformator ultradźwiękowy, 4- elementy zgrzewane, 5- przetwornik ultradżwiękowy.

Do przetwornika drgań jest doprowadzany z generatora prąd wysokiej częstotliwości. Przetwornik zmienia drgania elektryczne w drgania mechaniczne o tej samej częstotliwości. Z przetwornikiem jest połączony trzpień drgający (sonotroda) , który przenosi drgania mechaniczne na zgrzewane materiały. Umieszczony naprzeciw sonotrody trzpień służy do przejmowania jej drgań oraz do odprowadzania wytwarzanego ciepła. Do łączenia tą metodą nadają się tworzywa odznaczające się wysoką zdolnością przenoszenia drgań mechanicznych, czyli materiały o dużym module sprężystości (poliwęglan, polimetakrylan metylu, poliestry termoplastyczne, tworzywa styrenowe, acetalowe oraz politlenek fenylenu). Aby przyspieszyć proces zgrzewania ultradźwiękami oraz uzyskać złącze o wymaganej wytrzymałości mechanicznej, należy odpowiednio ukształtować powierzchnie łączonych elementów, np. przez wykonanie w jednej z nich trójkątnego występu. W takim występie zachodzi intensyfikacja procesu wydzielenia ciepła, dzięki czemu następuje szybkie uplastycznienie materiału.

Zgrzewanie izolacji do obicia wewnętrznego drzwi samochodowych.

Przyrząd do ręcznego zgrzewania ultradźwiękami.

Czytaj dalej...

Zgrzewanie pojemnościowe

Metdoda to polega na ściśnięciu i uplastycznieniu tworzywa łączonych elementów pomiędzy listwami, będącymi elektrodami kondensatora, w którym wytwarza się zmienne pole elektryczne, powodujące nagrzewanie się tworzywa w całej masie, i następnie ochłodzeniu złącza oraz wyjęciu elementów spod elektrod. Tworzywa sztuczne jako typowe dielektryki wykazują w polu elektrycznym zjawisko polaryzacji ( uporządkowane ustawienie się różnoimiennych ładunków elektrycznych, zgodnie z kierunkiem linii sił pola). W wyniku zmian kierunku działania pola, zmieniają się orientacje makrocząsteczek. Na skutek tarcia związanego z tymi ruchami, wydziela się ciepło. Jeśli do okładzin doprowadzi się prąd o dostatecznie wysokiej częstotliwości, makrocząsteczki zostaną wprowadzone w szybkozmienne drgania. W takich warunkach ilość wydzielonego ciepła jest wystarczająca do uplastycznienia niektórych tworzyw. Wydajność procesu ogrzewania, zależy głównie od częstotliwości prądu przemiennego oraz od współczynnika strat dielektrycznych. Ze wzrostem wartości tg Ro zwiększa się stopień przemiany energii elektrycznej cieplną, a tym samym korzystniejsze są efekty zgrzewania. Metoda ta znajduje zastosowanie przede wszystkim do łączenia folii PVC, ze względu na jej wysoki współczynnik strat dielektrycznych. W odróżnieniu od innych metod metoda ta umożliwia wykonywanie dowolnych złączy o najbardziej skomplikowanym kształcie i wytrzymałości równej wytrzymałości folii z PVC .Ze względu na możliwość przebicia elektrycznego nie zgrzewa się pojemnościowo folii o grubości poniżej 0,1 mm.

Rozkład temperatury w procesie zgrzewania pojemnościowego folii o równym współczynniku strat dielektrycznych: a) zgrzewanie folii o jednakowej grubości, b) zgrzewanie folii o różnej grubości, 1-elektrody, 2-folie zgrzewane, 3- krzywe rozkładu temperatury.

Czytaj dalej...

Zgrzewanie indukcyjne

Zgrzewanie indukcyjne stosuje się wówczas, gdy w strefie łączenia umieszczony zostanie przewodnik elektryczny, który nagrzewa się w zmiennym polu magnetycznym. Wokół przewodnika tworzywo uplastycznia się wskutek przewodzenia ciepła od niego do tworzywa. Wadą tej odmiany zgrzewania jest m.in. pozostawanie przewodnika w obszarze zgrzeiny.

Zasada zgrzewania indukcyjnego: 1-płyty dociskowe, 2-cewka indukcyjna, 3-pierścień metalowy, 4-przedmiot zgrzewany.

Czytaj dalej...

IV Międzynarodowe Targi Technologii i Urządzeń dla Spawalnictwa SPAWALNICTWO

Dla przypomnienia, chociaż pewnie nie trzeba. Pod koniec marca w halach Targów Kielce odbędą się IV Międzynarodowe Targi Technologii i Urządzeń dla Spawalnictwa SPAWALNICTWO czyli spotkanie liderów tej branży.Targi te to najlepsza okazja do wymiany doświadczeń, ale także zaprezentowania swojej oferty kontrahentom zarówno z Polski jak i zagranicy. W ramach imprezy pokazane zostaną najnowsze maszyny, urządzenia oraz rozwiązania technologiczne i materiały stosowane w spawalnictwie, maszyny, urządzenia i osprzęt do spawania, materiały spawalnicze, systemy komputerowe wspomagające procesy spawalnicze, roboty, automaty, linie technologiczne czy gazy techniczne.

http://www.targikielce.pl/index.html?k=spawalnictwo&s=index

Czytaj dalej...

Zgrzewanie nagrzaną płytą

Jest to metoda zgrzewania w której uplastycznia się powierzchnie zgrzewanych elementów za pomocą gorącej płyty wprowadzonej pomiędzy łączone powierzchnie, następnie usuwa się płytę i dociska do siebie spajane elementy. Otrzymuje się w ten sposób doczołowe złącza rur, profili, kształtowników i prętów z twardego PVC, poliolefin, PMMA i innych tworzyw. Do zgrzewania elementów o średnicy do 250 mm płyta ma zwykle kształt koła, natomiast przy większych średnicach elementy zgrzewane mają kształt pierścienia. W celu przeciwdziałania przywieraniu uplastycznionego tworzywa powierzchnia płyty grzanej jest pokryta materiałem antyadhezyjnym, np. tkaniną impregnowaną PTFE.

Schemat zgrzewania za pomocą nagrzanej płyty; 1-łączone elementy (rury), 2-płyta

Zgrzewarka do doczołowego zgrzewania rur.

Zgrzewanie rurociągu z rur PE.

Zgrzewarka sterowana numerycznie, zgrzewająca nagrzanym elementem lampę tylną samochodu

Czytaj dalej...

Zgrzewanie gorącm klinem

Jest to metoda zgrzewania polegająca na uplastycznieniu tworzywa elementów łączonych poprzez kontakt z nagrzanym klinem, przesuwanym wzdłuż miejsca łączenia(z zachowaniem styku) i docisku do siebie elementów łączonych, np. przy użyciu rolki. Zgrzewanie gorącym klinem stosuje się najczęściej do łączenia folii i cieńszych płyt z PVC oraz z polietylenu i poli (metakrylanu metylu). Metodą tą wykonuje się złącza zakładkowe. Temperatura klina przy zgrzewaniu z PVC powinna wynosić 250-300oC, PEdg - 220-260oC, PEmg - 190-220oC, PMMA - 260-300oC.

Schemat zgrzewania oraz rozkład temperatury w łączonych foliach podczas zgrzewania gorącym klinem: a) zgrzewanie ręczne, b) zgrzewanie mechaniczne, 1-wałek dociskowy, 2-klin grzejny (dociskowy).

Czytaj dalej...

Zgrzewanie impulsowe

Jest to metoda polegająca na ściśnięciu i uplastycznieniu tworzywa łączonych elementów między szybko nagrzewającymi się i następnie ochładzanymi listwami. Podobnie jak w zgrzewaniu kontaktowym, ciepło dopływa od elementu grzejnego poprzez folie do miejsca spojenia, z tym że element jest ogrzewany nie w sposób ciągły, lecz przez krótki impuls prądu elektrycznego o dużej mocy. Zaletą metody zgrzewania impulsowego jest chłodzenie złącza pod dociskiem (przy zwartych listwach ściskających), co eliminuje możliwość jego uszkodzenia przed całkowitym schłodzeniem np. w czasie napełniania świeżo uformowanego opakowania. Przy zgrzewaniu jednostronnym możemy zgrzewać impulsowo folie o grubości do 0,2 mm, a przy dwustronnym do 0,5 mm. Proces zgrzewania impulsowego znajduje zastosowanie głównie w produkcji opakowań z jednoczesnym ich napełnieniem.

Schemat zgrzewania metodą impulsową z odcinaniem:1-listwa dociskowa, 2-przekładka z gumy porowatej, 3-przekładka z PTFE, 4-drut, 5-taśma impulsowa.

Czytaj dalej...

Zgrzewanie kontaktowe

Zgrzewanie Kontaktowe jest też często nazywane zgrzewaniem oporowym lub zgrzewaniem metodą gorącej elektrody. Polega na dociśnięciu elementów nagrzaną listwą do zimnego podłoża lub na ściśnięciu elementów między dwiema nagrzanymi listwami. Jest to jedna z najbardziej rozpowszechnionych metod łączenia folii. Czasami stosuje się elementy grzejne w postaci noży, taśm lub drutów. Temperatura elementu grzejnego zależy od rodzaju spajanej folii i wynosi 300 - 400oC. W miejscu przecięcia folii powstaje charakterystyczne zgrubienie zapewniające dobrą wytrzymałość złącza.



Schemat oraz rozkład temperatury w łączonych foliach podczas zgrzewania kontaktowego. a) ogrzewanie jedną elektrodą b) dwiema elektrodami, 1-elektroda, 2-elementy grzejne, 3-podkładka z PTFE, 4-podkładka z gumy, t1-temperatura elektrod, t2-temperaturą zgrzewania, t3-najniższa temperatura folii

Czytaj dalej...

Zgrzewanie tworzyw

Zgrzewanie- jest to proces łączenia tworzyw sztucznych poprzez ich docisk z podgrzaniem do stanu plastycznego miejsca styku łączonych elementów, bez dodawania spoiwa. Na skutek wywierania nacisku zachodzi wzajemne przeplatanie się łańcuchów polimeru w wyniku ich częściowego przenikania z łączonych elementów. Splątane segmenty makrocząsteczek tworzą, po ochłodzeniu (pod naciskiem), trwałe połączenie. Proces zgrzewania jest determinowany przede wszystkim przez:

- temperatura (do jakiej nagrzewa się tworzywo łączone)

- docisk wywierany na łączone części

- czas zgrzewania

- czas i warunki chłodzenia złącza

W zależności od miejsca doprowadzenia lub powstawania ciepła w procesie zgrzewania rozróżniamy następujące metody:

- zgrzewanie w którym ciepło doprowadza się do zewnętrznej strony elementów łączonych (zgrzewanie za pomocą nagrzanego drutu, taśmy, listwy - zgrzewanie impulsowe)

- zgrzewanie w którym ciepło doprowadza się do wewnętrznej strony elementów łączonych (zgrzewanie przy użyciu nagrzanego klina lub płyty)

- zgrzewanie w którym ciepło jest wytwarzane w warstwach wierzchnich tworzyw łączonych lub małej masie tworzywa (zgrzewanie tarciowe, drganiowe,pojemnościowe, ultradźwiękowe lub indukcyjne)

Czytaj dalej...