Zváranie: definícia, druhy (oblúkové, odporové, plynové) a bezpečnosť

Každý proces zvárania, pri ktorom sa využíva elektrický oblúk, sa nazýva oblúkové zváranie. Medzi bežné formy oblúkového zvárania patria:

• Oblúkové zváranie v ochrannej atmosfére (SMAW): SMAW je známe aj ako zváranie tyčou.
• Oblúkové zváranie v plyne (GMAW): GMAW je známe aj ako MIG (zváranie kovov v inertnom plyne).
• Oblúkové zváranie plynom (GTAW): GTAW je známe aj ako TIG (zváranie v inertnom plyne).

Pri oblúkovom zváraní sa kovy zahrievajú vytvorením elektrického oblúka s vysokým prúdom medzi kusmi spájaného kovu a elektródou.

Použitie elektródy sa líši v závislosti od typu zváracieho procesu. Pri zváraní SMAW, GMAW a príbuzných procesoch sa elektróda spotrebuje a stáva sa súčasťou zvaru. Elektróda je zvyčajne vyrobená z rovnakého druhu zváraného kovu. Keďže sa elektróda pri zváraní spotrebúva, musí sa do zvaru neustále privádzať. Pri zváraní SMAW sa používa "tyčová" elektróda napustená prostriedkom na podporu zvárania známym ako tavidlo, ktorá sa upína na koniec.

Pri zváraní metódou GMAW sa ako kontinuálna elektróda používa tenký drôt na rotujúcej cievke. Veľkosť tejto elektródy sa pohybuje od približne 0,635 milimetra do približne 4 milimetrov. Zvárací stroj má vo vnútri motorom poháňanú cievku, ktorá privádza drôtovú elektródu do zvaru.

Pri zváraní metódou TIG (GTAW) sa používa elektróda, ktorá sa pri zváraní nespotrebúva, pretože kovom, z ktorého sa zvar skladá, nepreteká elektrický prúd. Elektróda je vyrobená z volfrámu, ktorý sa používa preto, aby sa pri ponorení do elektrického oblúka neroztavil. Na pridanie kovu do oblasti zvaru sa môže použiť prídavný kov vo forme tyče.

Takmer pri každom zváraní sa používa prídavný kov na vyplnenie malej medzery medzi kovovými kusmi. Dodatočný kov pomáha zvaru byť pevný. Niekedy je potrebné zvar vyrobiť bez prídavného kovu. Zváranie bez prídavného kovu sa nazýva autogénne zváranie.

Tienenie pri oblúkovom zváraní

Všetky typy zvárania si vyžadujú ochranu horúceho kovu. Nečistoty, hrdza, mastnota a dokonca aj oxidácia kovu pod procesom zvárania môžu zabrániť správnemu zvarovému spoju. Pri všetkých procesoch zvárania sa preto používa jedna z dvoch metód ochrany: tavidlo a ochranný plyn.

Zváracie tavidlo sa môže používať v pevnej, kvapalnej alebo pastovitej forme. Počas zvárania sa tavidlo roztaví a časť z neho sa odparí. Tým sa okolo zvaru vytvorí malá plynová kapsa. Táto plynová kapsa zabraňuje oxidácii zváraného kovu. Roztavené tavidlo prostredníctvom koróznej reakcie čistí nečistoty, ktoré bránia správnemu zvaru. Po zváraní tavidlo stuhne. Táto vrstva pevného tavidla sa nazýva troska a musí sa zo zvaru odstrániť. Pri zváraní SMAW sa najčastejšie používa tavidlo a najčastejšie sa používa na oceľ.

Ochranný plyn chráni zvar tým, že okolo zvaru vytvára plynovú kapsu. Účelom tohto plynu je zabrániť prístupu normálneho vzduchu, najmä kyslíka. Od tavidla sa líši tým, že na zvare nie je žiadna kvapalina. Okolo zvaru je len plyn. Pretože nie je prítomná žiadna kvapalina, nečistoty a iné veci na kove sa nečistia. To znamená, že kov musí byť pred zváraním čistý. Ak nie je, nečistoty a iné veci by mohli spôsobiť problémy. Zvyčajne sa používajú tieto plyny: argón, hélium a zmes pozostávajúca z troch dielov argónu a jedného dielu oxidu uhličitého. Iné zmesi plynov môžu mať v sebe dusík, vodík alebo dokonca trochu kyslíka. Jedným z druhov zvárania, pri ktorom sa používa ochranný plyn, je oblúkové zváranie v plyne. Zvyčajne sa používa v továrňach na výrobu vecí.

Zváranie s použitím tavidla sa ľahšie vykonáva vonku, keď fúka vietor. Je to preto, že tekuté tavidlo chráni horúci kov a neodfúkne ho. Tavidlo tiež vždy vytvára plynovú kapsu, ktorá zabraňuje zhasnutiu elektrického oblúka. Zváranie, pri ktorom sa používa ochranný plyn, sa zvyčajne nemôže používať vonku, pretože plyn by pri vetre odletel.

Pri niektorých druhoch zvárania sa nepoužíva elektrický oblúk. Môžu používať plameň, elektrinu bez oblúka, energetický lúč alebo fyzickú silu. Najbežnejší typ zvárania, pri ktorom sa nepoužíva elektrický oblúk, sa nazýva zváranie plynom. Pri zváraní plynom sa horľavý (čo znamená, že horí) plyn a kyslík kombinujú a horia na konci horáka. Plynové zváranie nepotrebuje žiadne špeciálne tienenie, pretože správne nastavený plameň nemá v sebe žiadny dodatočný kyslík. Napriek tomu je dôležité zabezpečiť, aby bol kov čistý. Plameň zahrieva kov natoľko, že sa roztaví. Keď sa oba kusy kovu na okraji roztavia, z tekutého kovu sa stane jeden kus.

Pri inom druhu zvárania, pri ktorom sa nepoužíva elektrický oblúk, sa stále používa elektrická energia. Nazýva sa odporové zváranie. Pri tomto druhu sa dva kusy tenkého kovu zovrú do seba a potom sa cez ne prevádza elektrický prúd. Tým sa kov veľmi zahreje a roztaví v mieste, kde je zovretý. Oba kusy sa na tomto mieste roztavia. Niekedy sa tento postup nazýva bodové zváranie, pretože zváranie môže prebiehať len na jednom malom mieste (alebo v jednom bode) naraz.

Kováčske zváranie je prvý druh zvárania, ktorý sa kedy používal. Pri kováčskom zváraní musia byť dva kusy kovu tak horúce, že sa takmer roztavia. Potom sa kladivami zbíjajú, až kým sa z nich nestane jeden kus.

Ostatné druhy zvárania, pri ktorých sa nepoužíva oblúk, sa vykonávajú ťažko a zvyčajne sú nové. Sú tiež drahé. Väčšina týchto druhov zvárania sa vykonáva len tam, kde je to špeciálne potrebné. Môže sa pri nich používať elektrónový lúč, laser alebo ultrazvukové zvukové vlny.

Každý druh zvárania potrebuje energiu. Touto energiou je zvyčajne teplo, ale niekedy sa na vytvorenie zvaru používa aj sila. Keď sa používa teplo, môže byť z elektriny alebo z ohňa.

Napájacie zdroje pre oblúkové zváranie

Pri oblúkovom zváraní sa používa veľa elektrickej energie. Pri niektorých druhoch zvárania sa používa striedavý prúd, podobne ako pri zváraní v budovách. Iné druhy používajú jednosmerný prúd, ako napríklad elektrina v aute alebo vo väčšine vecí s batériou. Takmer pri všetkých druhoch zvárania sa používa nižšie napätie ako pri elektrine, ktorá pochádza z elektrárne. Oblúkové zváranie si vyžaduje použitie špeciálneho zdroja napájania, vďaka ktorému je elektrina z elektrárne použiteľná na zváranie. Napájací zdroj znižuje napätie a riadi veľkosť prúdu. Napájací zdroj má zvyčajne ovládacie prvky, ktoré umožňujú tieto veci meniť. Pri druhoch oblúkového zvárania, ktoré používajú striedavý prúd, môže niekedy napájací zdroj robiť špeciálne veci, aby sa elektrina striedala inak. Niektoré napájacie zdroje sa nezapájajú do elektrickej zástrčky, ale namiesto toho si vyrábajú vlastnú elektrinu. Tieto druhy napájacích zdrojov majú motor, ktorý otáča hlavu generátora na výrobu elektrickej energie. Motor môže pracovať na benzín, naftu alebo propán.

Energia pre iné druhy zvárania

OFW používa na zahriatie kovu plameň z horiaceho palivového plynu a kyslíka. Týmto palivovým plynom je takmer vždy acetylén. Acetylén je horľavý plyn, ktorý horí veľmi horúco, horúcejšie ako akýkoľvek iný plyn. Preto sa používa najčastejšie. Môžu sa používať aj iné plyny, ako napríklad propán, zemný plyn alebo iné priemyselné plyny.

Pri niektorých druhoch zvárania sa na vytvorenie zvaru nepoužíva teplo. Pri týchto druhoch zvárania môže byť kov horúci, ale neroztaví sa. Príkladom je kováčske zváranie. Zváranie trením je špeciálny druh zvárania, pri ktorom sa nepoužíva teplo. Používa sa pri ňom veľmi výkonný motor a špeciálny rotujúci bit, ktorý premiešava kovy na okraji. Zdá sa to zvláštne, pretože kovy sú pevné látky. preto je na to potrebná veľká sila a je to veľmi ťažké. Energia pre tento druh zvárania je mechanická energia z rotujúceho bitu.