Spawanie gazowe

Spawaniem nazywamy łączenie ze sobą kawałków metalu za pomocą obróbki cieplnej. Powierzchnie metali rozgrzewa się tak, że ulegają nadtopieniu, po czym łączy się je ze sobą. Po usunięciu źródła ciepła metale stygną i zestalają się, trwale połączone.

Przygotowanie materiału do spawania uzależnia się od rodzaju i grubości materiału. Przy spawaniu blach o grubości do 2 mm (rys. a) należy zagiąć krawędzie blachy na wysokość trzech grubości blachy, do takiego spawu nie jest wymagana spoina. Podczas spawania elementów, których grubość waha się pomiędzy 2-4 mm (rys. b) odsuwa się je od siebie na odległość równą pół grubości materiału. Spawanie metali grubszych, między 4-12 mm (rys. c), krawędzi tych elementów ukosuje się jednostronnie w kształcie litery „V”. Przy spawaniu elementów grubych, powyżej 12 mm (rys. d), krawędzi materiałów ukosuje się obustronnie, w kształcie litery „X”.

Podczas spawania możemy również nakładać dodatkową warstwę metalu zwaną „spoiwem”. Zwykle stosowane są trzy rodzaje spoin:
1) spoiny czołowe;
2) spoiny pachwinowe;
3) spoiny otworowe;


Już cywilizacje starożytne wykorzystywały techniki spawania zarówno do wykonania metalowych ozdób, jak i praktycznych narzędzi. Wśród wczesnych przedmiotów wykonanych w ten sposób wymienić należy ozdobną miedzianą wykonaną w Mezopotamii pod koniec IV wieku p.n.e. oraz egipski zagłówek z około 1350 roku p.n.e.

Niektóre techniki spawania wykorzystywane po dziś dzień żywo przypominają techniki antyczne. Dziś proces taki jest znacznie łatwiejszy do przeprowadzania.

W technologii spawania gazowego do rozgrzania łączonych elementów wykorzystuje się ciepło płomienia powstałego w skutek spalania mieszanki acetylenu lub propanu z tlenem (rys 1). Gaz spawalniczy i tlen są podawane do palnika z osobnych butli ciśnieniowych. W butli tlenowej tlen przechowywany jest pod ciśnieniem 15MPa, czyli 150 atmosfer. W butli z acetylenowej acetylen przechowuje się pod znacznie mniejszym ciśnieniem w stosunku do ciśnienia przechowywania tlenu i wynosi 1, 5MPa, czyli 15 atmosfer. Taki wynik sprężania acetylenu osiąga się dzięki temu, że wewnętrzne ścianki butli wyłożona jest masą porowatą nasączoną acetonem. Temperatura płomienia spalanej mieszanki przekracza 3000^oC, co zupełnie wystarcza, aby stopić stal i wiele innych materiałów. Obie butle posiadają zawór, na który nakręca się reduktor.

Reduktor służy do obniżenia ciśnienia panującego w butli do ciśnienia roboczego i utrzymania tego ciśnienia na jednym poziomie. Z reduktorów obu butli oba gazy płyną osobnymi przewodami dostarczane są do komory mieszania w palniku, a następnie już wymieszane gazy przez dyszel. Rozróżnia się dwa typy palników: palnik wysokiego ciśnienia (rys. a) oraz palnik niskiego ciśnienia (rys. b).

Palniki wysokiego ciśnienia stosowane są tylko, gdy ciśnienie obu gazów doprowadzanych do palnika jest jednakowe. Gdy ciśnienia doprowadzanych gazów różnią się stosowane są palniki niskiego ciśnienia jest on palnikiem uniwersalnym. Może on pracować przy jednakowym ciśnieniu jak również, gdy ciśnienie tlenu jest większe od ciśnienia acetylenu. Wtedy wypływający z dyszy tlen zasysa acetylen doprowadzany pod mniejszym ciśnieniem.

Niekiedy zespawane elementy są przycinane na żądany wymiar natychmiast po złączeniu. Palniki acetylenowe używane do spawania mogą być również z powodzeniem wykorzystywane do cięcia metali, szczególnie stali i żeliwa. Podczas cięcia tych materiałów zachodzi proces topnienia metalu, lecz jednocześnie pewna jego część ulega spaleniu, to znaczy reaguje w podwyższonej temperaturze z tlenem z powietrza, tworząc tlenek metalu. Gaz wylatujący z palnika pod wysokim ciśnieniem wydmuchuje z miejsca cięcia roztopiony metal i powstający tlenek, dzięki czemu pozostaje ono stosunkowo czyste.