Svařování plechů

Technologie svařování plechů

Technologie svařování plechů poznamená vzhled svaru a riziko poškození plechu. Svařování slabých plechů tj. zhruba do 3 mm (válcovaný za studena) až  4 mm (válcovaný za tepla), patří mezi velmi časté, ale také náročné zpracování plechů. Jak se tloušťka zmenšuje se totiž zvyšuje riziko deformace plechu.

Bodové svařování je jednou z nejpoužívanějších technologií ve strojírenské výrobě. Využívá se zejména pro svařování plechů, podobně jako odporové svařování. Konkurencí jsou mu nýtované a lepené spoje, ale přesto svařování plechů neztrácí na objemu. Hlavní problémy jako nízká produktivita práce, vysoké náklady a nároky na ochranu zdraví a bezpečnost při práci vyřešily moderní svařovací automaty.

Obecně neztrácí svařování svou popularitu ani mezi amatéry. Napomáhá tomu fakt, že svařovací technologie jsou stále lacinější a snadnější na ovládání i údržbu.

Počátky moderního svařování plechů můžeme s trochou nadsázky vysledovat do 16. století, kdy se začalo ke spojování kovů využívat vodíkovzduchový plamen. V době průmyslové revoluce se na přelomu 19. a 20. století objevuje průmyslová výroba karbidu vápníku, což svařování plechu posunulo mílovými kroky kupředu.

Na plamenné svařování, které se sice využívá v mnoha oblastech průmyslu dodnes, ale z pozic spíše ustupuje, navazují technologie jako obloukové svařování, odporové svařování, navařování svorníků, bodové svařování a svařování v ochranné atmosféře. Z doplňkových technologií nezapomeňme na elektrostruskové svařování a svařování paprskem elektronů.

Druhy svařování dle ČSN:

• 311 plamen
• 111 elektrický oblouk – obalená elektroda
• 114 elektrický oblouk – plněná elektroda bez ochranného plynu
• 131 Obloukové svařování tavící se elektrodou v inertním plynu (MIG)
• 135 Obloukové svařování tavící se elektrodou v aktivním plynu (MAG)
• 136 Obloukové svařování plněnou elektrodou v aktivním plynu
• 137 Obloukové svařování plněnou elektrodou v inertním plynu
• 141 Obloukové svařování netavící se elektroda v inertním plynu (TIG, WIG)
• 12 pod tavidlem
• 15 plazmové svařování a dělení materiálu

Základní rozdělení svařování z hlediska technologie je tavné svařování a tlakové svařování. My se zabýváme především svařováním plechů, a proto z obou oblastí vybereme ty technologie, které se pro svařování plechů používají nejvíce.

Bodové odporové svařování

Každému, kdo se kolem svařování plechů někdy mihl, jistě utkvěly v hlavě minimálně dva pojmy: bodové a odporové svařování. Oba tyto pojmy se v podstatě prostupují, neboť bodové svařování je nejrozšířenější metodou odporového svařování. V opozici k němu je tu ještě švové odporové svařování plechů.

Odporové svařování se používá pro svar dvou materiálů položených na sobě. To je velmi časté pro výrobky z plechu nebo třeba ocelové sítě. Tyto kovy jsou svařeny měděnými elektrodami, jelikož mezi nimi vzniká velký odpor (přechodový odpor v místě styku svařovaných materiálů) a tedy výrazné zahřátí, které zapříčiní svaření plechů. Při současném působení tlaku tak dojde k lokálnímu svaření.

Aby tyto svary byly kvalitní a odolně, je nutná velká přítlačná síla na oba plechy (až 10 000 N). Pro vytvoření dostatečné teploty může hodnota proudu dosáhnout až 100 kA.

Bodového odporového svařování spočívá v lokálním svaření v blízkosti stabilních elektrod. Proti tomu při švovém odporovém svařování se plechy spojí dlouhým svarem, neboť elektrody se pohybují.
Spíše okrajové odporové svařování je výstupkové odporové svařování a stykové odporové .

Elektrody pro bodové odporové svařování plechů jsou většinou z mědi. Využívají se ale také slitiny kobaltu a kadmia či mědi a stříbra aj.

Asi největší výhoda odporového svařování je možnost využití pro automatizovanou sériovou výrobu i ruční úpravy a opravy, třeba v autodílnách.

Svařování v ochranné atmosféře

Jinou metodou svařování plechů je svařování v ochranné atmosféře tavící se elektrodou. Jde o tavné svařování a pro výrobky z plechu se tolik nevyužívá v porovnání s odporovým svařováním. Nadřazenou skupinou je obloukové svařování.

V principu jde o natavování svařovacího drátu (nebo kovu, který je přiváděn trubičkou) v ochranné atmosféře (plyn dodávaný ze zásobníku) pomocí svařovacího hořáku, který je napájen výkonným svařovacím zdrojem. Roztavením kovu vzniká tzv. svarová lázeň.

Svařovací plyny mají za úkol zamezení vzniku chemických reakcích v místě svaru, které by znamenali snížení kvality svarů. Další funkcí je ochrana samotného zařízení.

V Evropě se rozlišují způsoby svařování MIG a MAG. MIG svařování plechů využívá ochranné atmosféry s inertními plyny (argon a helium) a MAG pak s aktivními plyny, které se podílející na metalurgii (oxid uhličitý).

Příbuznou metodou je tzv. MOG svařování, které ale nevyužívá ochranné atmosféry.

Své uplatnění MIG/MAG svařování v ochranné atmosféře nachází zejména u ocelových konstrukcí a větších mechanických celků ve strojírenství. Dříve šlo o čistě manuální a dost nákladnou činnost, dnes je ale s úspěchem využíváno i svařovaní robotické.

Abychom se vrátili zpět ke svařování plechu, připomeneme si ještě jednu podobnou metodu a sice svařování metodou TIG/WIG. Jde rovněž o svařování v ochranné atmosféře, ale v tomto případě pouze inertních plynů, za použití netavící elektrody.

Jako ochranné plyny nejčastěji slouží helium a argon. Někdy se používají směsi s vodíkem nebo dusíkem.

Využívá se zejména při ručním svařování odlišných materiálů a klade velké nároky na svářeče. Kombinuje manipulaci s hořákem a svařovacím materiálem. Efektivita je proti MIG/MAG mnohem nižší. Proti tomu je ale výhodou nižší cena (zejména vybavení) a možnost svařování široké škály materiálů.