Jaké jsou základní metody obloukového svařování a v čem se liší

Základní metody obloukového svařování se liší v technice a použití. Zkratky MMA, TIG a MIG/MAG označují různé metody a procesy svařování. V tomto článku se dozvíte více o těchto metodách a jejich číselných označeních.

MMA

MMA, zkratka z anglického Manual Metal Arc, představuje nejstarší metodu ručního obloukového svařování. Tato technika si stále udržuje významnou pozici, zejména díky své flexibilitě, schopnosti svařovat ve všech polohách a snadné dostupnosti svářeček a přídavného materiálu. Přídavným materiálem jsou kovové elektrody s různými typy obalu, jako jsou bazické, rutilové, celulózové atd.

U všech metod obloukového svařování se dosahuje tání základního a přídavného materiálu prostřednictvím elektrického oblouku, který hoří mezi základním materiálem nebo svarovou lázní a tavicí se obalenou elektrodou. Během hoření oblouku se elektroda postupně rozpouští, kov se přenáší do svarové lázně a tím vzniká svarový spoj. Z obalu elektrody se vytváří struska, která se vynořuje na povrch svarové lázně a tuhne na něm. Struska slouží jako ochrana během chlazení svarového kovu. Je důležité odstranit strusku velmi pečlivě, zejména pokud budou aplikovány další vrstvy svarového materiálu. Nedostatečné odstranění strusky může vést k zahrnutí strusky do následujících vrstev svarového kovu, což způsobuje nežádoucí vady, známé jako vměstky.

Zdrojem pro svařování může být střídavý (AC) zdroj, například transformátor, nebo stejnosměrný (DC) zdroj, například invertor. Způsob připojení elektrody k zdroji závisí na typu obalu elektrody (bazický, rutilový). Elektroda se připojuje buď kladně (+) ke zdroji (u elektrod s bazickým obalem) nebo záporně (-) (u elektrod s rutilovým obalem).

MIG/MAG

MIG/MAG, zkráceně Metal Inert Gas/Metal Active Gas, představuje další z nejběžnějších metod ručního svařování, která je také známá jako svařování v ochranné atmosféře. Přídavným materiálem je drát, který je navinutý na cívce, přičemž standardní váha cívky se pohybuje mezi 5 až 18 kg. Existují však i jiné balení, jako jsou například menší cívky o hmotnosti 1 kilogram, nebo velké sudy o hmotnosti několika set kilogramů.

Drát je odvíjen pomocí podavače drátu a přes kladkový posuv (buď 2-kladkový nebo 4-kladkový) je vedem přes multifunkční kabel až do MIG/MAG hořáku. Podavač drátu může být buď součástí svařovacího zdroje, což se nazývá kompaktní provedení, nebo může být oddělený. V takovém případě je podavač drátu propojen s generátorem proudu pomocí kabelů, které mohou mít délku až 30 metrů.

Multifunkční kabel hořáku zahrnuje nejen vedení drátu (ocelový bowden, teflonová trubička), ale také silový vodič pro přenos proudu a hadici pro ochranný plyn. U chlazených hořáků kapalinou je kabel doplněn také o hadici pro chladící kapalinu. MIG/MAG hořák končí plynovou hubicí, ve které se nachází kontaktní špička (průvlak). Přídavný materiál se taví elektrickým obloukem, který vzniká mezi přídavným materiálem a kontaktní špičkou.

Tavná lázeň je chráněna proti atmosférické oxidaci pomocí proudu inertního plynu, jako je argon (Ar) nebo směsi argonu s heliem (Ar+He), nebo aktivního plynu, jako je oxid uhličitý (CO2), směsi argonu s oxidem uhličitým (Ar+CO2) nebo argonu s kyslíkem (Ar+O2). Tento plyn proudí z plynové hubice hořáku.

Mezi svařovacím zdrojem a tlakovou lahví s ochranným plynem (nebo systémem distribuce plynu) musí být instalován redukční ventil, který reguluje průtok plynu.

tig

TIG, zkratka z anglického Tungsten Inert Gas, je velmi precizní metoda svařování, která je obzvláště vhodná pro estetické svary. Často je označována jako svařování pod argonem. TIG využívá teplo, které se uvolňuje z elektrického oblouku, udržovaného mezi netavící se wolframovou elektrodou a svařencem. Přídavný materiál se obvykle přidává pomocí tyček (drátů), zpravidla o délce 1 metru, podobně jako při svařování autogenem. V některých případech je také možné svařovat bez použití přídavného materiálu, pouze tavením samotných okrajů svařenců.

Při svařování metodou TIG je klíčový TIG hořák, který je připojen k zdroji pomocí multifunkčního kabelu hořáku. Tento kabel obsahuje silový vodič pro přenos proudu a plynovou hadici pro ochranný plyn. U chlazených hořáků kapalinou je kabel doplněn o hadici pro chladící kapalinu. Wolframová elektroda, která se netaví, je upevněna v hořáku pomocí kleští a domečku kleštiny. TIG hořák je zakončen plynovou keramickou hubicí.

Elektrodu lze v hořáku upnout v téměř libovolné poloze, což umožňuje nastavit libovolný přesah elektrody z plynové hubice. Tato vlastnost se využívá při použití tzv. plynové čočky, která upravuje proudění ochranného plynu okolo elektrody na laminární a zajišťuje tak lepší ochranu. Průměr, tvar a délka keramické plynové hubice se volí podle požadovaných parametrů svařování.

Tavná lázeň je chráněna před atmosférickou oxidací pomocí proudu inertního plynu, obvykle argonu (Ar) s obsahem 99,5 %. Tento plyn proudí z plynové keramické hubice hořáku do místa svaru. Mezi svařovacím zdrojem a tlakovou lahví s ochranným plynem (nebo systémem distribuce plynu) musí být instalován redukční ventil, který reguluje průtok plynu.

TIG DC

Svařování metodou TIG s využitím stejnosměrného (DC) zdroje je vhodné pro širokou škálu materiálů, včetně uhlíkových ocelí, nerezových ocelí, ocelí s obsahem mědi, niklu, titanu a jejich slitin. Nicméně je důležité si uvědomit, že metoda TIG DC obvykle není vhodná pro svařování hliníku nebo hořčíku, s výjimkou specifických případů. Při svařování metodou TIG DC se často používají šedé nebo zlaté wolframové elektrody.

TIG AC

Při svařování metodou TIG s použitím střídavého zdroje (AC) je zaměření na svařování hliníku a hořčíku. Tyto materiály vytvářejí silnou vrstvu oxidu na povrchu, což vyžaduje její rozbití nebo vyčištění. Tato akce se dosahuje střídavou změnou polarity na wolframové elektrodě, známé jako AC BALANCE nebo čištění hliníku. Přepínání polarity probíhá až 300krát za sekundu, přičemž kladná polarita (EP) slouží k rozbití oxidové vrstvy, zatímco záporná polarita (EN) k samotnému svařování. Stejnosměrné zdroje (DC) neumožňují tento proces. Dříve byly běžné červené wolframové elektrody s thoriem, ale kvůli radioaktivnímu thoriu jsou dnes zakázány. Nejčastěji používanou alternativou je fialová elektroda E3 od ABICOR BINZEL nebo čistě zelená wolframová elektroda WP.4

WIG

Metoda TIG, což znamená Wolfram Inert Gas, je stejná jako uvedená dříve, ale zkratka pochází z němčiny.

SAW

SAW, což znamená Submerged Arc Welding, je metoda svařování pod tavidlem (často nazývaná také svařování automatem pod tavidlem, zkráceně APT). Tato metoda se využívá pro automatické vysokovýkonné obloukové svařování, zejména pro svařování ocelových svařenců s dlouhými a nepřerušovanými svary.

Tato technika svařování využívá teplo vzniklé elektrickým obloukem k roztavení povrchu svařovaných materiálů a přídavného materiálu v tzv. svařové lázni. Svařová lázeň je chráněna před oxidací díky plynu, který se uvolňuje během tavení granulovaného tavidla, aplikovaného do svařovacího úkosu před svařovou lázní. Tavidlo má podobné vlastnosti a složení jako obaly elektrod používaných při ručním obloukovém svařování. Samotný svařový kov vzniká z přídavného materiálu, který je na cívce navinut jako svařovací drát. Svařování pod tavidlem je proveditelné pouze ve svařovací poloze shora.

Automatizace tohoto procesu je dosažena speciálním vybavením, které umožňuje svařování bez potřeby zásahu svářeče. Svařovací zařízení je umístěno na traktorech (vozících), které se pohybují po přesně definované trase, nebo je svařenec přiveden k stacionárnímu zařízení pomocí polohovadla. Součástí svařovacího zařízení jsou svařovací zdroj, svařovací hlava, výsypka pro granulované tavidlo, průmyslový vysavač pro odsátí přebytečného tavidla a řídící jednotka.

Díky tomu, že zařízení pracuje samostatně a není zapotřebí přítomnost svářeče nebo operátora ve svařované zóně, lze dosáhnout vyšších proudů (až 3600 A), rychlostí (až 120 m/hod) a dodaného tepla bez rizika pro zdraví svářeče. To umožňuje dosáhnout lepšího výkonu svařování. Nevýhodou této metody je absenci vizuální kontroly svařové lázně, která je úplně zakryta tavidlem, a omezení na svařování pouze ve svařovací poloze shora nebo šikmo shora s maximálním sklonem asi 7° (tzv. svařovací poloha PA).

FCAW (FLUX)

Z anglického Flux Cored Arc Welding. Tato technika sdílí některé vlastnosti s metodou MIG/MAG, avšak odlišuje se použitím trubičkového drátu, nazývaného též plněný nebo dutinkový drát. Ten představuje svinutý pruh, vyplněný tavidlem, rutilovou nebo bazickou směsí, kovovým práškem a dalšími složkami. Při svařování se drát postupně rozpouští podél svého obvodu a tavenina je aplikována do svarové lázně jemnými kapičkami. Výsledný svar má elegantnější, zaoblený a homogenní charakter ve srovnání s tradiční metodou MIG/MAG. Trubičkové dráty lze rozdělit do dvou hlavních skupin:

Dráty pro svařování v ochranné atmosféře

Dráty určené pro svařování v ochranné atmosféře mají hlavní úkol významně zlepšit kvalitu svaru, jeho mechanické vlastnosti a zvýšit odtavovací výkon. Stejně jako u metody MIG/MAG je nezbytné používat odpovídající ochranný plyn, který chrání svarovou lázeň před oxidací.

Dráty pro svařování s vlastní ochranou

Dráty pro svařování s vlastní ochranou mají za úkol vytvářet vlastní ochrannou atmosféru. To znamená, že během svařování se rozkládají přísady obsažené v drátu a vytvářejí ochranný plyn, který chrání svarovou lázeň. Díky tomu není potřeba dodávat do svarového místa externí ochranný plyn, což eliminuje potřebu manipulace s tlakovými lahvemi.

Trubičkové dráty s vlastní ochranou jsou určeny výhradně pro svařování uhlíkových ocelí - pro svařování nerezových nebo hliníkových materiálů neexistují dráty s vlastní ochranou.

Předpokladem pro použití drátu s vlastní ochranou je schopnost přepólování zdroje. Ujistěte se vždy, že váš zdroj svařovacího proudu je schopen provést přepólování.

Trubičkový drát s vlastní ochranou nabízí využití i v situacích, kde by použití plného drátu spolu s externím ochranným plynem bylo obtížné - například při svařování venku, mimo dílnu. Zde by se plný drát mohl snadno setkat s problémem "odfouknutí" ochranného plynu, což by mohlo vést k poškození kvality svaru. Trubičkový drát s vlastní ochranou eliminuje toto riziko.

Další výhodou trubičkového drátu s vlastní ochranou oproti běžnému plnému drátu je schopnost proniknout hlouběji do průvaru. Proto je vhodný i pro svařování materiálů s pozinkovaným povrchem, kde dokáže lépe probourat vrstvu zinku a zajistit pevný svar.

Je třeba zdůraznit, že trubičkový drát s vlastní ochranou vytváří na povrchu svaru struskovou vrstvu, obdobně jako běžné obalené elektrody. Tato struska funguje jako ochrana během chladnutí svarového kovu a lze ji snadno odstranit.

Číselné značení svařovacích metod