Spawy sczepne mogą wydawać się nieistotne i przejściowe, ale są one o wiele ważniejsze niż to, co większość ludzi myśli. Przeczytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o celu, jakiemu służą i problemach, które mogą wyniknąć z niewłaściwego wykonania spoiny sczepnej.
Co to jest spoina sczepna? Spoiny sczepne są małymi, tymczasowymi spoinami, które utrzymują części razem przed ostatecznym spawaniem. W przypadku spoin sczepnych nie ma potrzeby stosowania uchwytów do sztywnego mocowania elementów. Spoiny sczepne zapewniają dobrą jakość spawania poprzez utrzymanie właściwego ustawienia i odstępu pomiędzy spawanymi elementami.
W tym artykule wyjaśnione zostaną podstawy spawania sczepnego oraz sposoby zapewnienia wysokiej jakości spoin sczepnych.
Dlaczego potrzebne są spoiny sczepne?
Aby rozpocząć spawanie części, należy je przymocować do odpowiednich uchwytów. Jest to konieczny krok, ponieważ nawet najmniejszy ruch może zmienić szczelinę, która musi zostać zespawana. Może również dojść do zaburzenia osiowania. Może to mieć negatywny wpływ na jakość spoiny.
Aby zapobiec tym niepożądanym ruchom, można zastosować spoiny sczepne, aby tymczasowo przytrzymać elementy we właściwym ułożeniu i miejscu, tak aby końcowe spawanie można było przeprowadzić bez problemów.
Spoiny sczepne są użyteczne, ponieważ eliminują potrzebę stosowania uchwytów. Jest to szczególnie przydatne przy jednorazowych pracach i produkcji niskonakładowej, gdzie koszt uchwytów nie jest uzasadniony.
Jak można się spodziewać, spoiny sczepne są zazwyczaj małe. Ogólna zasada jest taka, że małe spoiny sczepne są stosowane w pewnej odległości od siebie, aby krawędzie mogły być sztywno trzymane.
Kolejną zaletą zgrzewania sczepnego jest to, że nawet jeżeli okaże się, że elementy nie są prawidłowo wyrównane, można łatwo usunąć spoiny sczepne i wykonać je ponownie bez większych problemów.
W większości przypadków, spawanie sczepne jest wykonywane przy użyciu tego samego procesu, który jest stosowany do końcowego spawania. Na przykład, części ze stopu aluminium, które mają być połączone przy użyciu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem, mogą być również zgrzewane sczepnie przy użyciu tego samego procesu, który wykorzystuje narzędzie o odpowiednim rozmiarze.
Podobnie, spoiny sczepne wiązką elektronów mogą być tworzone przy ustawieniu zmniejszonej mocy, a następnie końcowe spawanie wiązką elektronów może być wykonane przy wyższej mocy.
Ponieważ spoiny sczepne są tymczasowe, można pomyśleć, że ich jakość nie jest zbyt ważna lub że najlepsze praktyki spawalnicze nie są wymagane. Nie jest to prawdą.
Spawanie sczepne wymaga takiego samego poziomu staranności, jak końcowa procedura spawania. Jeżeli nie jest wykonane prawidłowo, spoiny sczepne mogą nie spełnić swojej funkcji.
Oto różne funkcje, które muszą spełniać spoiny sczepne:
- Spoiny sczepne utrzymują elementy w odpowiednim położeniu i utrzymują je sztywno we właściwym miejscu
- Mogą wyeliminować potrzebę stosowania elementów mocujących
- Mogą wzmocnić funkcję elementów mocujących.
- Zmniejsza zniekształcenia, które mogą powstać podczas spawania
- Utrzymuje szczelinę złącza na właściwej wartości
- Może utrzymać zespół we właściwej orientacji, nawet jeśli zostanie przewrócony, manipulowany, przenoszony lub podnoszony
Zagrożenia związane z wadliwym spawaniem sczepnym
Jeśli spoiny sczepne są wadliwe, mogą nie być wystarczająco mocne, aby spełnić swoje funkcje. Jeśli takie spoiny sczepne są obecne w zespole, to te tymczasowe połączenia mogą się rozerwać, jeśli zespół jest przesuwany lub obracany w jakikolwiek sposób. Części zespołu mogą spaść lub przewrócić się. Może to być potencjalnie szkodliwe dla ludzi i mienia.
Spawanie doczołowe powinno być wykonywane w taki sposób, aby nie pogorszyć ostatecznego połączenia spawanego lub zakłócać ostateczny proces spawania. Nie powinno powodować powstawania wad spawalniczych, takich jak kratery, łuki, twarde miejsca, pęknięcia i resztki żużla.
Wiele rodzajów stali używanych do produkcji zbiorników i rur może mieć wady w wyniku szybkiego hartowania i chłodzenia. Czynnik ten musi być brany pod uwagę podczas tworzenia spoin sczepnych, ponieważ spoiny te wprowadzają ciepło do metalu podstawowego. Chociaż ilość ciepła wprowadzonego do spoin sczepnych jest mniejsza niż w przypadku spawania końcowego, jest ona jednak znacząca.
Właściwy poziom ciepła jest konieczny w takich przypadkach, aby zminimalizować możliwość rozwoju kruchych i twardych mikrostruktur.
W przypadku szybkiego hartowania, w strefie wpływu ciepła mogą rozwinąć się wrażliwe na pęknięcia, twarde i kruche mikrostruktury. Jest to potencjalnie niebezpieczne, ponieważ nawet jeśli spoina sczepna zostanie usunięta przez szlifowanie, region przylegający do spoin sczepnych będzie nadal posiadał te wady.
Ten wadliwy obszar może ulec pęknięciom podczas krzepnięcia spoiny lub w przypadku wystąpienia naprężeń w zespole. Ponieważ pęknięcia te mogą znajdować się pod spoiną, nie można ich zauważyć nawet przy dokładnej kontroli. Niektóre z tych pęknięć mogą być nawet zbyt małe, aby je dostrzec. Są one niebezpieczne, ponieważ z czasem mogą się powiększyć do znacznie większych pęknięć, które w końcu mogą pęknąć.
Jak zapewnić wysoką jakość spoiny sczepnej
Aby kontrolować jakość spoin sczepnych, przepisy dotyczące spawania stanowią, że spawanie sczepne musi być wykonywane tylko przez certyfikowanych spawaczy, którzy znają odpowiednie techniki spawania. Wymóg ten odnosi się do wszystkich rodzajów procesów spawania. Jest to wymagane przez ASME Boiler and Pressure Vessel Code, wśród innych norm.
Procedury kontroli odkształceń
W przypadku wszystkich zadań związanych ze spawaniem fuzyjnym, kierunek i kolejność wykonywania spoin sczepnych są kluczowe dla kontroli odkształceń. Spoiny sczepne powinny być nie tylko wystarczająco mocne, aby utrzymać właściwą szczelinę złącza, ale muszą być również odporne na skurcz poprzeczny, aby zapewnić odpowiednią penetrację spawania.
Wiele kroków można podjąć w celu wyeliminowania powstawania pęknięć w wyniku wykonywania spoin sczepnych. Środki zapobiegawcze obejmują obróbkę cieplną po spawaniu, procesy o wysokim dopływie ciepła i podgrzewanie wstępne.
Niestety, spoiny sczepne nie otrzymują zazwyczaj takiego samego poziomu staranności i uwagi jak końcowa procedura spawania.
Do końcowego procesu spawania, może być wybrana metoda o wysokim dopływie ciepła. Jednakże, spoiny sczepne mogą być tworzone na przykład za pomocą spawania łukowego w osłonie metalu. W wyniku tego w korzeniach tych spoin sczepnych mogą powstać obszary wrażliwe na pęknięcia i kruche. Pęknięcia te mogą pozostać nawet po usunięciu spoin sczepnych. Pęknięcia te mogą nie zostać wyeliminowane nawet przy wielokrotnym przejściu z zastosowaniem procedur o wysokim dopływie ciepła. Pęknięcia te mogą wejść głębiej w metal podstawowy w wyniku końcowej procedury spawania.
Standard Amerykańskiego Towarzystwa Spawalniczego dotyczący spawania sczepnego
Standard terminów i definicji AWS A3.0 wyjaśnia spoiny sczepne jako spoiny, które utrzymują części w prawidłowym ułożeniu do czasu wykonania końcowego spawania. Definicja ta nie sugeruje, że spoiny sczepne mają charakter tymczasowy. Nie oznacza to również, że muszą być one usunięte po spełnieniu swojego zadania.
Niezależnie od czasu ich trwania, muszą być wykonane prawidłowo, aby zapobiec powstawaniu pęknięć, jak opisano powyżej. Te pozornie nieistotne spoiny mogą stać się najsłabszym punktem konstrukcji i prowadzić do awarii w zastosowaniach, które wiążą się z obciążeniem cyklicznym.
Po utworzeniu spoin sczepnych w złączu spawanym, można wykonać przejścia nad nimi podczas spawania końcowego. Można również wykonać spoiny sczepne poza spoiną. Spoiny utworzone wewnątrz spoiny mogą być przetopione podczas końcowego spawania, tak aby stały się częścią gotowej spoiny. Nawet jeśli część spoin sczepnych pozostanie w spoinie, mogą one pozostać częścią gotowej spoiny. Spoiny sczepne wykonane poza spoiną mogą być albo usunięte, albo pozostawione na miejscu.
Spoina sczepna powinna być wystarczająco mocna, aby wytrzymać siły, na które może być narażona. Spoiny sczepne powinny być odpowiednio zwymiarowane, tak aby mogły wytrzymać ciężar elementów, które utrzymują. Spoiny sczepne są często wykonywane, gdy zespół jest wstępnie podgrzewany jako przygotowanie do ostatecznego procesu spawania.
W przeciwieństwie do powszechnego błędnego przekonania, ciągła spoina sczepna może być zastosowana na całej długości złącza spawanego. Jest to zwykle wykonywane tam, gdzie nie wystarczą spoiny sczepne przerywane.
W przypadku stali o wysokiej wytrzymałości i cięższych profili stalowych, konieczne jest wstępne podgrzewanie. W większości przypadków należy wstępnie podgrzać tego typu elementy przed wykonaniem spoin sczepnych, jeżeli spoina sczepna ma być przetopiona, to należy zachować taką geometrię spoiny sczepnej, aby ułatwić przetopienie. Przetapianie jest łatwiejsze, gdy spoina sczepna jest mała.
Pytania powiązane
Jak wykonać spoinę sczepną za pomocą spawarki drutowej? Pozostaw urządzenie ustawione na dokładnie taką temperaturę, jakiej normalnie używasz do spawania. Zrób małą kałużę, tylko tyle, aby utrzymać elementy w miejscu. Jeśli okaże się, że te nie są wystarczająco duże, aby utrzymać, zrób większe, ale będziesz potrzebował packi wystarczająco duże, aby utrzymać, ale na tyle małe, że nadal możesz zmienić materiał, aby ciągnąć lub pchać go prosto z powrotem do miejsca, w którym potrzebujesz, jeśli to konieczne. Chodzi o to, aby macki były na tyle małe, abyś mógł je po prostu spalić po wykonaniu spoiny.
Jak mocna jest spoina sczepna? Celem spoiny sczepnej jest utrzymanie części połączenia w odpowiednim ułożeniu przez krótki czas, aż do wykonania ostatnich spoin. Pomimo, że wymiary spoin sczepnych nie są określone, są one zazwyczaj pomiędzy 1/2″ a 3/4″ długości, ale nie przekraczają 1″ długości.
Czy można spawać sczepnie aluminium? Możesz spawać aluminium, ale zawsze powinieneś używać metalu wypełniającego. Spawanie sczepne aluminium może być trudne, ponieważ aluminium ma raczej niską temperaturę topnienia i nie reaguje dobrze na wiele procedur spawalniczych.
Podobne posty:
- Jak używać magnesów spawalniczych
- Co to jest zgrzewanie punktowe (i czy jest ważne)?
- Co to jest zgrzewanie pachwinowe?