Základní metody svařování

Jaké jsou základní metody obloukového svařování a v čem se liší? Co znamenají zkratky MMA, TIG, MIG/MAG? Jaká jsou číselná označení svařovacích metod? To vše se dozvíte v tomto článku.

MMA

Z anglického Manual Metal Arc. Nejstarší metoda ručního obloukového svařování, která si stále drží nezanedbatelnou pozici zejména z důvodu své flexibility, možnosti svařování ve všech polohách, snadné dostupnosti svářeček i přídavného materiálu. Přídavným materiálem jsou kovové elektrody s různými typy obalu (bazické, rutilové, celulózové apod.).

Svařování metodou MMA

Jako u všech metod obloukového svařování se dociluje roztavení základního a přídavného materiálu hořením elektrického oblouku právě mezi základním materiálem resp. svarovou lázní a tavící se obalenou elektrodou. Během hoření oblouku se elektroda odtavuje, kov se ukládá do svarové lázně a tím dochází k vytvoření svarového spoje. Z obalu elektrody se během svařovacího procesu tvoří struska, která vyplave na povrch svarové lázně a na něm také ztuhne. Struska slouží jako ochrana při chladnutí svarového kovu. Strusku je nutné velmi dobře odstranit, zvláště pokud bude kladena další vrstva svarových housenek. Při nedokonalém odstranění strusky dojde k zalití strusky následujícími vrstvami svarového kovu - tím se vytvoří nepřípustné vady ve svarovém kovu, tzv. vměstky.

Zdrojem pro svařování může být střídavý (AC) zdroj - např. trafo, nebo stejnosměrný (DC) zdroj - např. invertor. Dle typu obalu (bazický, rutilový) se elektroda připojuje buď ke kladnému (+) pólu zdroje (elektrody s bazickým obalem), nebo k zápornému (-) pólu zdroje (elektrody s rutilovým obalem).

MIG/MAG

Z anglického Metal Inert Gas/Metal Active Gas. Další z nejběžnějších metod ručního svařování, známá také jako svařování v ochranné atmosféře. Přídavným materiálem je drát navinutý na cívce (nejčastěji o hmotnosti 5 - 18 kg), výjimkou však nejsou ani jiná balení - na straně jedné cívky o hmotnosti 1 kilogram, na straně druhé sudy o hmotnosti několika set kilogramů.

Svařování metodou MIG/MAG

Drát je odvíjen tzv. podavačem drátu a přes kladkový posuv drátu (2-kladkový, 4-kladkový) je přes multifunkční kabel přiveden do MIG/MAG hořáku. Podavač drátu může být buď přímo součástí svařovacího zdroje - pak se jedná o tzv. kompaktní provedení zdroje, nebo může být podavač drátu odnímatelný. Podavač je pak s generátorem proudu propojen kabely, které mohou dosáhnout délky až 30 metrů.

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

Tavná lázeň je chráněna před atmosférickou oxidací proudem inertního plynu (Ar, Ar+He), nebo aktivního plynu (CO₂, Ar+CO₂, Ar+O₂), který do místa svaru proudí z plynové hubice hořáku.

Mezi svařovacím zdrojem a tlakovou lahví s ochranným plynem (ev. rozvodem plynu) musí být osazen redukční ventil, který upravuje průtok plynu.

TIG

Z anglického Tungsten Inert Gas. Velmi precizní metoda svařování, která je určena zejména pro pohledové svary. Je také známá jako svařování pod argonem. Metoda TIG využívá teplo uvolňované ze zapáleného elektrického oblouku, který je udržován mezi netavící se wolframovou elektrodou a svařencem. Jako přídavný materiál se používají tyčky (dráty) zpravidla o délce 1 metr - podobně jako u svařování autogenem. V některých případech je možné svařovat i bez použití přídavného materiálu, pouhým natavením okrajů svařenců.

Svařování metodou TIG

Při svařování metodou TIG se používá TIG hořák. Hořák je ke zdroji připojen multifunkčním kabelem hořáku, který obsahuje silový vodič pro přenos proudu a plynovou hadici pro ochranný plyn. U kapalinou chlazených hořáků obsahuje navíc i hadici pro chladící kapalinu. Netavící se wolframová elektroda je v hořáku upnuta kleštinou a domečkem kleštiny. TIG hořák je zakončen plynovou keramickou hubicí.

Elektrodu lze v hořáku upnout v takřka libovolné poloze, je tedy možno nastavit libovolný přesah elektrody z plynové hubice. To se s výhodou používá při osazení hořáku tzv. plynovou čočkou. Ta upravuje turbulentní proudění ochranného plynu okolo elektrody na laminární a zajišťuje tak její efektivnější ochranu. Průměr, tvar a délka keramické plynové hubice se volí podle požadovaných parametrů svařování.

Tavná lázeň je chráněna před atmosférickou oxidací proudem inertního plynu (obvykle Ar 99,5 %), který do místa svaru proudí z plynové keramické hubice hořáku. Mezi svařovacím zdrojem a tlakovou lahví s ochranným plynem (ev. rozvodem plynu) musí být osazen redukční ventil, který upravuje průtok plynu.

TIG DC

Svařování metodou TIG za použití stejnosměrného (DC) zdroje. Metoda je vhodná pro svařování všech druhů uhlíkových ocelí, nerezi, oceli s obsahem mědi, niklu, titanu a jejich slitin. Metodu TIG DC (až na výjimky) nelze použít pro svařování hliníku či hořčíku. Pro svařování TIG DC se obvykle používá šedá nebo zlatá wolframová elektroda.

TIG AC

Svařování metodou TIG za použití střídavého (AC) zdroje. Metoda je určena pro svařování hliníku a hořčíku. Uvedené materiály při svařování vytváří na svém povrchu silnou vrstvu oxidu, kterou je nutné vyčistit (rozbít). Toho je u AC zdrojů dosaženo střídavou změnou polarity na wolframové elektrodě - tato funkce bývá označována jako AC BALANCE resp. čištění hliníku. Ke změně polarity dochází cca 300 krát za sekundu a zjednodušeně lze říci, že při kladné polaritě (EP) dochází k "rozbití" vrstvy oxidu na povrchu materiálu a při záporné polaritě (EN) dochází ke svařování materiálu. Tohoto jevu nelze při použití stejnosměrných (DC) zdrojů dosáhnout. V minulosti se pro metodu TIG AC používaly červené wolframové elektrody s příměsí thoria, ale prodej tohoto typu elektrod je dnes již zakázán. Důvodem je právě radioaktivní prvek thorium, který má rakovinotvorné účinky. Dnes je nejpoužívanější elektrodou fialová E3 od společnosti ABICOR BINZEL, případně čistě wolframová elektroda WP (zelená).

WIG

Totéž, co metoda TIG, ale zkratka pochází z němčiny - Wolfram Inert Gas.

SAW

Z anglického Submerged Arc Welding. Svařování pod tavidlem (někdy také svařování automatem pod tavidlem ve zkratce APT) je metoda automatického vysokovýkonného obloukového svařování používaná zejména pro svařování ocelových svařenců dlouhými a nepřerušovanými svary.

Svařování metodou SAW

Tento tavný způsob svařování využívá teplo dodávané hořením elektrického oblouku k roztavení svarových ploch a přídavného materiálu v tzv. svarové lázni. Svarová lázeň je chráněna před oxidací plyny, které se uvolňují při tavení granulovaného tavidla. Tavidlo je přidáváno do svarového úkosu před svarovou lázeň. Tavidlo má obdobnou funkci i složení jako obaly elektrod ručního obloukového svařování. Svarový kov vzniká z přídavného materiálu – na cívce navinutého svařovacího drátu. Svařovat pod tavidlem lze pouze v tzv. poloze svařování shora.

Automatizace procesu je zajištěna vybavením, které umožní svařování bez zásahu svářeče. Svařovací zařízení se umisťuje buď na tzv. traktory (vozíky), které pojíždějí po definované dráze, nebo je svařenec za pomoci polohovadla podáván k stacionárně umístěnému zařízení. Svařovací zařízení se skládá ze svařovacího zdroje, svařovací hlavy, výsypky pro granulované tavidlo, průmyslového vysavače pro odsátí přebytečného tavidla a řídící jednotky.

Protože zařízení pracuje samostatně, bez nutnosti přítomnosti svářeče resp. operátora ve svařované zóně, lze svařovat vyššími proudy (až 3600 A), vyšší rychlostí (až 120 m/hod) a s vyšším dodaným teplem, které by jinak ohrožovalo zdraví svářeče. Z toho plyne vyšší výkon svařování. Nevýhody tohoto způsobu svařování je nulová vizuální kontrola svarové lázně, neboť ta je zcela zakryta tavidlem a dále provádění pouze takových svarů, ke kterým lze přistoupit shora, případně šikmo shora s maximální úklonem cca 7° (tj. svařovací poloha PA).

FCAW (FLUX)

Z anglického Flux Cored Arc Welding. Metoda podobná metodě MIG/MAG, ale jako přídavný materiál se používá tzv. trubičkový drát, který je také nazýván plněný nebo dutinkový. Jedná se vlastně o svinutý pásek plněný tavidlem, rutilovou či bazickou náplní, kovovým práškem apod. Jelikož tavenina vzniká odtavováním drátu po jeho kruhovém obvodu a je rozstřikována jemnými kapičkami do lázně, je svar proti klasické metodě MIG/MAG úhlednější, je zaoblený a homogenní. Rozlišujeme dvě základní skupiny trubičkových drátů:

Dráty pro svařování v ochranné atmosféře (FCAW-G)

• Náplň má za úkol především významné zlepšení kvality svaru, jeho mechanických vlastností, zvýšení odtavovacího výkonu apod. Stejně jako u metody MIG/MAG je třeba používat odpovídající ochranný plyn, který kryje svarovou lázeň před oxidací.

Dráty pro svařování s vlastní ochranou (FCAW-S)

• Náplň má za úkol vytvoření vlastní ochranné atmosféry. To znamená, že při svařování vzniká rozkladem přísad z náplně ochranný plyn, který chrání svarovou lázeň. Z tohoto důvodu již není třeba dodávat do místa svaru ochranný plyn a tím odpadá nutnost manipulace s tlakovými lahvemi.
• Trubičkové dráty s vlastní ochranou jsou určeny pouze pro svařování uhlíkových ocelí - pro nerez či hliník dráty s vlastní ochranou NEEXISTUJÍ.
• Podmínkou pro použití drátu s vlastní ochranou je tzv. přepólování zdroje. Vždy se proto ujistěte, že Váš zdroj přepólování umožňuje.

Trubičkový drát s vlastní ochranou lze použít i tam, kde by použití plného drátu v kombinaci s ochranným plynem bylo problematické - typickým příkladem je svařování venku, mimo dílnu. Zde by při použití plného drátu hrozilo "odfouknutí" ochranného plynu a tím i znehodnocení svaru. Toto riziko u trubičkového drátu s vlastní ochranou odpadá.

Další předností trubičkového drátu s vlastní ochranou (v porovnání s běžným plným drátem) je hlubší průvar. Z tohoto důvodu doporučujeme trubičku použít například i pro svařování pozinkovaných materiálů, kdy trubička vrstvu zinku lépe "prorazí" a materiál svaří.

Pro úplnost dodáváme, že trubičkový drát s vlastní ochranou vytváří na povrchu svaru strusku - podobně jako běžné obalené elektrody. Struska slouží jako ochrana při chladnutí svarového kovu a je snadno odstranitelná.

Číselné značení svařovacích metod