Łukowe czy kondensatorowe – którą metodę zgrzewania wybrać?

Łukowe, czy kondensatorowe – którą metodę zgrzewania wybrać? Raven Media

Konieczność trwałego przymocowania metalowych elementów (np. śrub, sworzni, nakrętek, kołków) do różnego rodzaju podłoża, głównie w postaci cienkiej lub grubej blachy, występuje w wielu różnorodnych sytuacjach. Wśród stosowanych metod łączenia dużą popularnością cieszą się zgrzewanie łukowe i kondensatorowe.

W wielu sytuacjach zgrzewanie kołków jest najbardziej ekonomicznym sposobem mocowania elementów. Jeżeli używamy cienkich blach, zgrzewanie kołków jest często jedynym możliwym rozwiązaniem technicznym. Zapewnia ogromną oszczędność czasu i kosztów. Nie ma przy tym konieczności wykonywania wiercenia, wykrawania, gwintowania, klejenia, nitowania czy wkręcania. Do zalet tej metody łączenia należy również brak odkształceń spowodowanych wpływem ciepła.

Rozróżniamy dwie metody zgrzewania:

  • przypawanie transformatorowe (łukowe) ARC – metoda stosowana do przypawania kołków o średnicy M6 i powyżej do przypawania blach o większej grubości lub do zastosowań konstrukcyjnych,
  • przypawanie kondensatorowe CD – metoda stosowana do przypawania kołków o średnicy do M10 i grubości materiału bazowego do 3 mm.

Zgrzewanie łukowe

W zgrzewaniu łukowym (przypawanie) – analogicznie jak w spawaniu łukowym –do uzyskania połączenia wykorzystuje się krótkotrwałe zajarzenie łuku elektrycznego. Element, który ma zostać połączony, ustawia się przy pomocy pistoletu zgrzewarki na metalowej powierzchni. Następnie jest on nieznacznie unoszony i pod wpływem krótko palącego się łuku dochodzi do nadtopienia końcówki elementu i niewielkiego obszaru podstawy.

W utworzone w ten sposób płynne jeziorko wciskany jest element przy użyciu nieznacznej siły i po skrzepnięciu stopionego metalu jest on już trwale połączony. Cały proces przeprowadza się w osłonie gazowej lub z pierścieniem ceramicznym w celu ochrony łuku i ograniczenia obszaru spoiny. Efektem zgrzewania łukowego jest wysoka jakość (gładka i kompletna) uzyskanej spoiny u podstawy łączonego elementu.

Przed spawaniem – w celu ochrony łuku i ograniczenia metalu spoiny – nasuwa się na koniec kołka pierścień ceramiczny. Po zdjęciu rozepchniętego pierścienia ceramicznego u podstawy kołka widoczna jest gładka i kompletna powierzchnia spoiny.

Metoda zgrzewania łukowego wykorzystywana jest w przypadku spawania blach o większej grubości i kołków czy śrub o średnicy 6–25 mm. Cały cykl trwa niecałą sekundę. Przy tym w ramach tej metody zgrzewania można wyróżnić dwa warianty procesu (DA i SC).

W pierwszym wariancie, DA, mamy do czynienia ze zwiększoną penetracją (ok. 1–3 mm), co sprawia, że przy użyciu tej metody można zgrzewać przedmioty o minimalnej grubości 2 mm. Efektem jest duża jakość uzyskanego połączenia (powierzchnia czołowa kołka czy śruby jest całkowicie i dokładnie połączona z obrabianą powierzchnią). Stosuje się ją m.in. przy wykonywaniu połączeń w konstrukcjach stalowych czy z żelbetonu, a także w przemyśle stoczniowym, motoryzacyjnym, energetycznym czy elektrotechnicznym.

Z kolei przypawanie łukowe z zapłonem metodą SC pozwala na płytszą penetrację (ok. 0,4 mm), dzięki czemu można ją stosować do zgrzewania mniejszych elementów – o średnicy już od 0,6 mm.

Zgrzewanie kondensatorowe

Przebieg procesu zgrzewania kondensatorowego tylko w niektórych aspektach różni się od zgrzewania transformatorowego. Generalnie także ta metoda bazuje na rozwiązaniach znanych ze spawania łukowego. Końcówka zgrzewanej śruby lub kołka styka się z obrabianą powierzchnią. W szczelinie między nimi inicjowany jest kontrolowany łuk elektryczny, który topi koniec kołka czy innego mocowanego elementu i część powierzchni. Powstaje w ten sposób cienka warstwa roztopionego metalu, która utrwala się, tworząc spoinę o wysokiej jakości, spójności i trwałości.

Proces łączenia w metodzie kondensatorowej trwa zaledwie ułamek sekundy (1–3 ms), dzięki czemu można ją wykorzystywać do zgrzewania elementów o małych średnicach (do 9–12 mm) do bardzo cienkich blach (nawet poniżej 3 mm). Krótki czas zgrzewania ogranicza ryzyko odkształcenia, przepalenia materiału bądź zmiany jego koloru.

Niewielkie zagłębienie zgrzewanego elementu sprawia, że metodę tę można z powodzeniem wykorzystać do łączenia różnych materiałów. Poza zgrzewaniem stali kondensatory stosuje się także do przypawania elementów wykonanych z aluminium, miedzi, mosiądzu czy innych stopów metali.

Zgrzewanie w wirującym polu magnetycznym (SRM)

Stosunkowo nowym rodzajem zgrzewania jest innowacyjna metoda SRM. W metodzie tej proces przypawania odbywa się w promieniowo-symetrycznym polu magnetycznym. Po nieznacznym uniesieniu zgrzewanego elementu następuje zainicjowanie łuku, który rozchodzi się spiralnie przez wytworzone pole magnetyczne.

Efektem tego procesu jest równomierne roztopienie łączonych elementów na całej powierzchni. Dzięki temu roztopiona strefa jeziorka jest płaska i nie ma potrzeby głębokiego dociskania zgrzewanego elementu.

W metodzie SRM można zgrzewać elementy o średnicy do 16 mm przy stosunku grubości blachy do średnicy kołka wynoszącym 1:10. W tradycyjnych metodach zgrzewania współczynnik ten powinien oscylować w granicach 1:4.

Zgrzewanie to bardzo popularna metoda łączenia małych elementów do blachy lub innych płaskich powierzchni (a także o nieco bardziej skomplikowanym kształcie). Zapewnia szybkie, skuteczne i trwałe łączenie, a przy tym jest procesem stosunkowo łatwym do przeprowadzenia, także w niekorzystnych warunkach.

W wielu przypadkach jest to również najbardziej efektywna metoda łączenia. Dlatego też zgrzewarki znajdziemy w wyposażeniu zarówno małych warsztatów, jak i w dużych zakładach przemysłowych, gdzie często stosuje się już zautomatyzowane procesy zgrzewania.

Artykuł ukazał się w czasopiśmie

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę