Blog branży spawalniczej, strefa wiedzy, nowości z branży

Na czym polega spawanie i jakie są jego metody?

Spawanie jest to proces polegający na połączeniu dwóch elementów, które mogą być wykonane z tego samego materiału, ale nie jest to elementem koniecznym. Na te dwa elementy należy zadziałać odpowiednią energią, aby spowodować stopienie łączonych brzegów. Czasami to wystarczy i nie trzeba nic dodawać, aby te elementy się połączyły, jednak w większości przypadków należy dodać tzw. spoiwo, które pomoże w scaleniu łączonych elementów.

Metody spawania:

Spawanie ręczne elektrodą otuloną MMA.
Spawanie metodą MIG/MAG.
Spawanie metodą TIG.
Spawanie łukiem krytym.
Spawanie gazowe.

Co to jest spawanie metodą MIG/MAG?

W metodzie MIG/MAG łuk elektryczny jarzy się między metalową elektrodą, mającą postać ciągłego drutu, a spawanym materiałem. Łuk i jeziorko ciekłego metalu są chronione strumieniem gazu obojętnego lub aktywnego. Metoda nadaje się do spawania większości materiałów. Są oferowane druty elektrodowe odpowiednie dla różnych metali. Metoda MIG/MAG jest z samej swojej natury o wiele bardziej wydajna niż metoda spawania ręcznego elektrodami otulonymi, w której występują przerwy w procesie, gdy jest wymieniana zużyta elektroda. Dodatkowo występują także straty materiałowe, gdyż ogarki elektrod są wyrzucane. Z każdego kilograma elektrod otulonych, około 65% staje się częścią złącza (reszta jest odrzucana). Wskutek wprowadzenia drutów pełnych i drutów rdzeniowych, współczynnik ten został zwiększony do 80-95%. Metoda MIG/MAG jest metodą uniwersalną pozwalającą uzyskiwać stopiwo z bardzo dużą szybkością i we wszystkich pozycjach. Jest szeroko stosowana do spawania cienkich i średnich elementów stalowych oraz do spawania stopów aluminium, zwłaszcza gdy jest wymagana duża wydajność spawania ręcznego. Wprowadzane druty rdzeniowe coraz częściej są wykorzystywane do spawania dużych konstrukcji stalowych.

Co to jest spawanie metodą TIG?

W metodzie TIG (zwanej też GTAW - Gas Tungsten Arc Welding) jest stosowana nietopliwa elektroda wolframowa. Elektroda, łuk i obszar przyległy do jeziorka ciekłego metalu są chronione przed atmosferą przez obojętny gaz osłonowy. Jeżeli jest wymagane użycie spoiwa, to materiał dodatkowy wprowadza się przy czołowej krawędzi jeziorka ciekłego metalu. Za pomocą metody TIG uzyskuje się niezwykle czyste, wysokiej jakości złącza. Ponieważ w procesie nie powstaje żużel, jest wyeliminowane ryzyko zanieczyszczenia spoiny jego wtrąceniami, a i gotowa spoina praktycznie nie wymaga żadnego czyszczenia. Metoda ta nadaje się do spawania niemal wszystkich metali, przy czym proces może być prowadzony ręcznie lub w sposób zautomatyzowany. Metoda TIG jest najczęściej stosowana do spawania stopów aluminium oraz do spawania stali nierdzewnych, gdzie jednorodność złącza ma krytyczne znaczenie. Jest szeroko wykorzystywana w przemyśle nuklearnym, chemicznym, lotniczym i spożywczym.

Co to jest spawanie metodą MMA?

Metoda MMA (Manual Arc Welding) oznacza spawanie łukowe elektrodą otuloną. Jest to najbardziej uniwersalna metoda spawania łukowego, pozwalająca na spawanie w ciężkich warunkach lub trudno dostępnych miejscach. W metodzie tej wykorzystywana jest elektroda otulona składająca się z metalowego rdzenia pokrytego sprasowaną otuliną. W wyniku spawania tą metodą, pomiędzy końcem elektrody a spawanym materiałem wytwarzany jest łuk elektryczny, który może być zasilany prądem przemiennym lub prądem stałym (z biegunowością ujemną lub dodatnią). Charakterystyczne dla tej metody jest ręczne przesuwanie elektrody podczas jej stapiania. Krople stopionego metalu elektrody przenoszone są poprzez łuk do płynnego jeziorka spawanego metalu, tworząc po ostygnięciu spoinę. Topiąca się otulina elektrody wydziela gazy, które chronią płynny metal przed wpływem atmosfery. W miejscu łączenia wytwarza się warstwa żużlu, który zostaje usunięty. Po odsunięciu elektrody od spawanego przedmiotu, łuk elektryczny ustaje i proces spawania zostaje przerwany. Metoda MMA różni się od metod TIG i MIG/MAG przede wszystkim tym, że w metodzie MMA elektroda ulega skróceniu, natomiast w metodzie TIG oraz MIG/MAG długość elektrody pozostaje przez cały czas niezmieniona i odległość pomiędzy uchwytem a elementem spawanym jest przez cały czas stała.

Od czego zależy moc elektryczna spawarki i w jakich jednostkach się ją mierzy?

Należy przede wszystkim pamiętać, że im większa moc urządzenia spawalniczego, tym większa jest jego zdolność do spawania grubych elementów. Dlatego jednym z najważniejszych parametrów wymagających zdefiniowania jest moc spawarki, inaczej określana jako wartość prądu spawania. Od ilość pobieranej mocy zależy to, jakie będą koszty eksploatacji urządzenia. Im jest ona niższa, tym niższe są koszty związane z poborem energii elektrycznej potrzebnej do zasilania spawarki. Moc elektryczna spawarki zależy od iloczynu napięcia i natężenia [P=U*I]. Moc mierzymy w Watach [W].

Jakie są rodzaje połączeń spawanych?

Możemy wyróżnić spoiny:

Czołowe – służące do łączenia stykowego blach, prętów, rur itp. Przy spawaniu czołowym jest wymagana odpowiednio przygotowana krawędź elementów.
Pachwinowe – stosuje się je do zakładkowego i niezakładkowego łączenia blach, łączenia części ustawionych pod kątem, itp.
Brzeżne – służące do łączenia cienkich blach. Powstają przez stopienie odwiniętych krawędzi blach bez użycia dodatkowego metalu.
Otworowe - polegają na wypełnieniu spoiwem otworu okrągłego lub podłużnego, wykonanego w jednej z blach złącza. Wykonuje się je przeważnie w celu wzmocnienia spoin pachwinowych przy łączeniu szerokich elementów.
Punktowe - powstają poprzez przetopienie jednej z blach i wtopieniem się w blachę znajdującą się pod nią. Wykonuje się je przeważnie w celu wzmocnienia spoin pachwinowych przy łączeniu szerokich elementów.

Jakie zagrożenia wiążą się z wykonywaniem zawodu spawacza?

Zgodnie z informacjami zawartymi w międzynarodowej karcie charakterystyki zagrożeń zawodowych, w zawodzie spawacza identyfikuje się następujące zagrożenia (źródło – Centralny Instytut Ochrony Pracy):

Spawacze łukiem elektrycznym narażeni są na poparzenia odpryskującymi, gorącymi kawałkami metalu.
Podczas spawania/cięcia łukiem elektrycznym emitowane jest promieniowanie ultrafioletowe, które może mieć niekorzystny wpływ na pracownika.
Spawanie gazowe niesie za sobą ryzyko pożaru i wybuchu gazów spawalniczych.
Narażenie spawacza na dymy spawalnicze podczas wykonywania prac powoduje skutki zdrowotne.
Praca spawacza/przecinacza odbywa się często w wymuszonej pozycji ciała (spawanie w podwójnych zbiornikach itp.), co może powodować bóle pleców, ramion, rąk i nóg.
Praca spawacza/przecinacza często wymaga przenoszenia ciężkich narzędzi i elementów, co może być przyczyną urazów kręgosłupa.

Jakie są czynniki środowiska pracy związane z wykonywanym zawodem spawacza, mogące powodować wypadki?

Śliskie, nierówne nawierzchnie, drabiny, podesty – możliwość urazów w wyniku poślizgnięcia, potknięcia i upadku, w tym upadku z wysokości.
Prąd elektryczny – możliwość porażenia w przypadku wadliwie działającego sprzętu elektrycznego (napięcie na obudowie spawarki elektrycznej, elementach spawanych).
Bardzo wysoka temperatura iskier w kontakcie z palnymi materiałami (np. benzyną, olejem, farbą, drewnem, acetylenem, wodorem), roztopione krople metali, gorące elementy spawane – możliwość poparzeń rąk, twarzy, szyi i nóg.
Opiłki metalu, iskry, krople kwasów - możliwość urazów mechanicznych oczu i twarzy i ciała.
Urazy kończyn dolnych, spowodowane głównie niewłaściwie mocowanymi elementami ciętymi lub spawanymi.
Urazy kończyn górnych, spowodowane pośpiechem, nieuwagą podczas pacy z ostrymi i szorstkimi elementami.
Zapalenie się ubrania roboczego, wywołane nieodpowiednim lub zabrudzonym, głównie substancjami łatwopalnymi.

Jakie są czynniki fizyczne środowiska pracy związane z wykonywanym zawodem spawacza, mogące powodować negatywne skutki dla zdrowia?

Niedostateczne oświetlenie miejsca pracy zwłaszcza podczas prac w nietypowych miejscach (ciasnych korytarzach, zbiornikach itp.) - możliwość zmęczenia wzroku.
Promieniowanie ultrafioletowe (uv), podczerwone (ir) - możliwość uszkodzeń oczu (zaćma), i skóry (poparzenia słoneczne), a po wielu latach ekspozycji także rozwoju nowotworów skóry.
Nadmierny hałas – możliwość uszkodzenia słuchu.
Wybuch, pożar, spowodowane nieszczelnością instalacji lub buti gazowej (acetylenowej), uszkodzenie palnika lub cofnięcie płomienia, może to spowodować poważne oparzenia lub śmierć.

Jakie są czynniki chemiczne i pyły w środowisku pracy związanym z wykonywanym zawodem spawacza, mogące powodować negatywne skutki dla zdrowia?

Pyły i dymy nieorganiczne – możliwość przewlekłego zapalenia oskrzeli i zwłóknienia płuc (pylica spawaczy elektrycznych). Zapylenie, może powodować bóle głowy, duszności lub schorzenia dróg oddechowych.
Beryl - możliwość rozwoju zmian nowotworowych.
Dymy metali (w szczególności cynku) - możliwość występowania tzw. gorączki odlewniczej (stan podwyższonej temperatury ciała podobny w przebiegu do grypy).
Mangan, kadm, związki chemiczne wchodzące w skład ekranów ochronnych (argon, hel, dwutlenek węgla) a także chrom, nikiel, stal i inne metale - możliwość zatrucia.

Jakie są czynniki ergonomiczne, psychospołeczne i związane z organizacją pracy w zawodzie spawacza, mogące powodować negatywne skutki dla zdrowia?

Średnio-ciężka i ciężka praca fizyczna, wykonywana w wymuszonej pozycji ciała (stojącej, pochylonej, kucznej), często w małych przestrzeniach (podwójne dna statków, zbiorników) - możliwość dolegliwości bólowych wynikających z przeciążenia układu mięśniowo-szkieletowego.
Ręczny transport ciężkich przedmiotów (narzędzia, butle i inne) - możliwość urazów kręgosłupa.

Co może być przyczyną powstania pożaru przy spawaniu?

Iskra spawalnicza.
Pozostawienie niezabezpieczonych materiałów palnych w strefie rozprysku iskier.
Brak asekuracji w sąsiednich pomieszczeniach, przez które przebiegają spawane instalacje rurowe.
Używanie niesprawnych elektrycznych urządzeń przewodów spawalniczych.
Brak pojemników z wodą na odpadki elektrod.

Przyczyną powstawania pożaru podczas spawania łukowego jest rozpryskiwanie się drobin metalu, które w zetknięciu się z palnym podłożem wywołują zarzewia ognia. Największe zagrożenie występuje w warsztatach, w których podłogi zabrudzone są palnymi olejami, gdzie znajdują się brudne, nasycone rozpuszczalnikami i olejami szmaty.

Jaki sprzęt gaśniczy powinien się znajdować w spawalni?

Należy pamiętać, że w miejscu wykonywania czynności spawalniczych obowiązkowo powinien znajdować się sprzęt gaśniczy:

Gaśnice proszkowe lub pianowe.
Niepalne brezenty – maty.

Jakie są najczęściej występujące choroby zawodowe spawaczy?

Choroby zawodowe spawaczy obejmują układ oddechowy i mięśniowo-szkieletowy, a także wzrok i słuch. Najczęściej występującymi chorobami zawodowymi są:

Gorączka metaliczna (zwana także gorączką cynkową lub gorączką odlewników) - jest najczęstszą chorobą dotyczącą układu oddechowego, związaną z narażeniem zawodowym u spawaczy. Przyczyną gorączki metalicznej jest ekspozycja na dymy zawierające tlenki metali, np. cynku, miedzi, magnezu, żelaza, manganu, rtęci itp. Choroba ta często pojawia się epizodycznie. Objawy (podrażnienia błon śluzowych, kaszel, ból klatki piersiowej, ból głowy, gorączka) ustępują zazwyczaj samoistnie po kilku dniach i nie powodują niebezpiecznych dla zdrowia konsekwencji.
Pylica płuc (pylica spawaczy elektrycznych) - najczęściej wywoływana przez tlenek żelaza, cyny lub baru. Choroba ta zazwyczaj przebiega bezobjawowo i najczęściej wykrywana jest przypadkowo.
Astma oskrzelowa - zazwyczaj pojawia się wtedy, gdy spawacz korzysta z różnych metod spawania. Najczęstszą przyczyną występowania alergicznej astmy zawodowej u spawaczy, jest ekspozycja na metale.
Przewlekła obturacyjna choroba płuc - to przewlekłe schorzenie cechujące się niecałkowicie odwracalnym ograniczeniem przepływu powietrza przez drogi oddechowe, które często prowadzi do trwałego zmniejszenia wydolności układu oddechowego. Udowodniono, że przewlekła ekspozycja na takie składniki dymów spawalniczych, jak kobalt, glin, mangan, tytan, beryl i kadm powoduje szybszy rozwój przewlekłej obturacyjnej choroby płuc i rozedmy.
Przewlekła choroba berylowa - to choroba układu oddechowego, wywołana wdychaniem pyłów stopów zawierających domieszkę berylu. Rozwój choroby następuje po wielu latach.
Choroba płuc wywołana przez metale twarde (kobaltoza) - jest spowodowana wziewnym narażeniem na kobalt. Prowadzi do wystąpienia zmian w płucach pod postacią przewlekłego zapalenia ze śródmiąższowym naciekiem tzw. komórek olbrzymich
Nowotwory złośliwe płuc - niektóre czynniki, które mogą być obecne w środowisku pracy spawaczy (azbest, beryl, chrom, kadm, nikiel) zostały zaliczone do rakotwórczych dla ludzi. Spawacze są uważani za szczególną grupę ryzyka wystąpienia międzybłoniaka opłucnej — złośliwego nowotworu spowodowanego narażeniem na azbest.

Jakie działania profilaktyczne należy podjąć w celu wyeliminowania zagrożeń związanych z pracą w zawodzie spawacza?

Stosować specjalne okulary, przyłbice i tarcze chroniące oczy przed promieniowaniem, pyłami, opiłkami metali, iskrami oraz środki ochrony układu oddechowego, ochronniki słuchu, odzież ochronną oraz rękawice ochronne.
Zainstalować skuteczną wentylację wywiewną i klimatyzację w celu zapobiegania zanieczyszczeniu powietrza i stresowi cieplnemu.
Stosować bezpieczne metody podnoszenia i przenoszenia ciężkich lub nieporęcznych ładunków oraz stosować urządzenia mechaniczne ułatwiające podnoszenie i przenoszenie.
Stosować obuwie ochronne zapewniające komfort w czasie długich okresów pracy w pozycji stojącej. Należy stosować maty podłogowe dla zmniejszenia zmęczenia nóg.
Stosować przerwy w pracy na odpoczynek i ćwiczenia dla zapobieżenia urazom wynikającym z przeciążenia układu mięśniowo–szkieletowego.
Sprawdzić drabinę przed wejściem na nią. Nigdy nie należy wchodzić na niestabilnie ustawioną drabinę lub drabinę o śliskich szczeblach.
Stosować ochronniki słuchu.
Sprawdzić stan techniczny urządzeń elektrycznych przed pracą oraz zlecać uprawnionemu pracownikowi naprawę ewentualnych uszkodzeń i okresowy przegląd urządzeń.
Poddawać systematycznym kontrolom butle gazowe oraz ich osprzęt, zwracając szczególną uwagę na stan przewodów gumowych, zaworów i butli.

PPREZENTACJA ROZWIĄZAŃ TECHNOLOGICZNYCH WYKORZYSTYWANYCH DO EDUKACJI (OPARTYCH NA ROBOTACH PRZEMYSŁOWYCH) NA OGÓLNOPOLSKIEJ KONFERENCJI "KSZTAŁCENIE ORAZ EGZAMINY ZAWODOWE W ZAWODZIE TECHNIK ROBOTYK" (MIELEC, WRZESIEŃ 2023)

PREZENTACJA ROBOTÓW WSPÓŁPRACUJĄCYCH NA WARSZTATACH "PROSTA DROGA DO ROBOTYZACJI SPAWANIA" (WARSZAWA, WRZESIEŃ 2023)

PREZENTACJA ROBOTÓW WSPÓŁPRACUJĄCYCH, URZĄDZEŃ SPAWALNICZYCH ORAZ SYMULATORA SPAWANIA SOLDAMATIC NA XIII MIELECKIM FESTIWALU NAUKI I TECHNIKI (MIELEC, MAJ 2023)

PREZENTACJA ROBOTÓW WSPÓŁPRACUJĄCYCH NA VI PODKARPACKIM SEMINARIUM SPAWALNICZYM (RZESZÓW, MAJ 2023)

PREZENTACJA ROBOTÓW WSPÓŁPRACUJĄCYCH NA TARGACH W RAMACH PRZEMYSŁOWEJ WIOSNY (KIELCE, MARZEC 2023)

PREZENTACJA ROBOTÓW WSPÓŁPRACUJĄCYCH NA MIKOŁAJKOWEJ KONFERENCJI TECHNICZNO - SPAWALNICZEJ (ŚWILCZA, GRUDZIEŃ 2022)

WARSZTATY Z COBOTAMI UNIVERSAL ROBOTS (MIELEC, LISTOPAD 2022)

AKTYWNIE WSPIERAMY WSZELKIE INICJATYWY SPORTOWE!

CZYM JEST ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ?

17 CELÓW ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU ONZ