Zváranie je oblúkový proces, pri ktorom sa roztavením, zliatím a ochladením spájajú dva taviteľné kusy materiálu do jedného.
Co idete zvárať a akou metódou nato?
Obaľovaná elektróda (Manual Metal Arc)
je základná a najbežnejšia metóda zvárania ručného zvarania pomocou elektrického oblúka, kde sa vacsinou obalovana elektroda pripaja ku kladnemu polu stroja. Zemniaca svorka napopak sa pripoji ku zapornemu polu. V prípade rutilovych (kyslých ) elektród sa voli opacna teda nepriama polarita.
Zvaracim zdrojom je bud AC striedavé (transformátorová technológia) alebo DC jednosmerne (invertorová technológia)
MIG/MAG (Metal Inert Gas alebo Metal Activ Gas )
pri tejto metóde sa prídavný materiál pridáva (podáva) plynulo do miesta zvaru, ktorý sa taví pomocou elektrického oblúka a vytvorený tavný kúpeľ sa chráni ochranným plynom pred atmosférickou oxidáciou. Preto aj zváranie v ochrannej atmosfére.
TIG (Tungsten Inert Gas)
resp. WIG (Wolfram Inert Gas). Netaviaca sa volfrámová elektroda umiestnená vo zváracom horáku zapojená na mínus pol (nepriama polarita) ktorá prenáša potrebný prúd. Elektródu a samotný zvárací kúpeľ je chránený ochranným inertným plynom pred pôsobením oxidácie (zvyčajne Argón 99,5% resp. iné zmesi inertných plynom).
TIG sa rozdeľuje podľa druhu zváraných materiálov na :
TIG DC (zváranie jednosmerným prúdom) metóda vhodná na zváranie uhlíkových a nerezových ocelí
TIG AC (zváranie striedavým prúdom) metóda vhodná na zváranie Hliníka, bronzu, mosadze a ich zliatin. Zmenou polarity zváracieho prúdu sa narúša povrchová vrstva oxidov (tzv. ionické pieskovanie). Počas tohto procesu sa odstraňuje oxid z povrchu, čím sa vytvára zvarový kúpeľ.
Pri metóde TIG AC je niekoľko parametrov ktoré sme schopný upravovať, jeden z nich je aj posúvanie krivky striedavej zložky, teda percentuálne podiel narušenia oxidácie k celkovému času.
FLUX cord (zváranie trubičkovým drôtom): metóda podobná metóde MIG/MAG kde drôt je vyplnený rutilovou, bázickou náplňou resp. kovovým práškom. Metoda umožňuje nepoužiť ochranný plyn.
Definícia
Zvárací invertor funguje na princípe priameho usmernenia bežného sieťového napätia, toto usmernené napätie potom elektronický obvod premení na striedavé napätie vysokej frekvencie. Následne vysokofrekvenčné napätie sa transformuje a usmerní na jednosmerné napätie, použiteľné pre zváranie, DC napätie. Výhoda invertorovej technológie je nízka hmotnosť a možnosť plynule upravovať priebeh výstupného napätia atď.
Prešli sme si základne metódy zvárania a teraz si priblížime ku vlastnostiam procesov.
Transformátor (Trafo)
Dôležitý aspekt pri transformátoroch je zaťažovateľ, ktorý sa ráta v 10 minútovom čase a pomere percentuálneho zaťaženia a prúdovej hodnoty. Ďalej je to hmotnosť a skoková regulácia napätia.
Invertorové
Disponujú vyspelejšou elektronikou, ktorá zabezpečuje množstvo funkcii a doplnkových nastavení, majú nižšiu hmotnosť čo umožňuje jednoduchšiu manipuláciu. Ideálna voľba pre začiatočníkov.
Technológia/metódy zvárania
Podľa typu zariadenia samozrejme rozlišujeme aj technológiu, respektíve metódu zvárania. Každá je vhodnejšia do iných podmienok, každá má inú najvhodnejšiu kombináciu materiálov.
MMA
MMA, alebo Manual Metal Arc. Jedná sa o najbežnejšiu metódu ručného zvárania pomocou obaľovanej elektródy — elektrickým oblúkom. Najčastejšie sa s ňou môžete stretnúť v rámci zváracích invertorov (jednosmerné napätie DC*) a je výborná na spájanie oceľových prvkov. Zdrojom pre zváranie však môže byť aj striedavé napätie AC* (trafozváračky). Skoro všetky obaľované elektródy sa pripájajú na ku kladnému pólu (+) zdroja. Zemniaca svorka sa potom pripojí k zápornému (-) pólu zdroja. Len vo výnimočných prípadoch pri použití kyslých elektród sa vykoná prepólovanie.Vďaka nízkej hmotnosti takejto zváračky sa s ňou ľahko narába, nepotrebujete na prácu plynovú bombu, na to máte elektródu. Zase na druhú stranu, zvar nie je úplne čistý, trosku musíte rýchlo očistiť a výsledok aj tak nie je práve najestetickejší.
*DC je jednosmerné výstupné napätie zváracieho zdroja, AC je striedavé výstupné napätie zváracieho stroja
- Princíp
Dotykom elektródy s materiálom dochádza k elektrickému skratu. Ten pri vhodných podmienkach zabezpečí vznik elektrického oblúka. Ten následne umožňuje ďalšie odtavovanie jadra elektródy. Stabilitu horenia oblúka vytvára obal jadra elektródy, ktorý tiež zabezpečuje ochranu zvaru pred pôsobením atmosféry (kyslík, vodík, vlhkosť a podobne). Tiež môže ovplyvniť mechanické a chemické vlastnosti zvaru (pridávaním špeciálnych prvkov do zvarového kúpeľa).
MIG-MAG
MIG-MAG, alebo Metal Inert Gas — Metal Active Gas. Pod touto komplikovanejšou skratkou sa skrýva metóda zvárania, pri ktorej sa využíva ochranný plyn, ktorý zamedzuje pokrytie zvareného spoja troskou.
Takže je to technológia zvárania v ochrannej atmosfére, vďaka ktorej sa dá pracovať tam, kde potrebujeme čo najčistejší spoj. Tiež je výborná aj pri práci s tenkými plechmi.
Keďže chýba elektróda, musíte použiť plynovú bombu. Práca s takouto zváračkou sa neoplatí v exteriéroch, pretože ochranný plyn dokáže silnejší vietor rozfúkať a vy tak musíte rátať aj s miernym nánosom trosky.
- Princíp
Dotykom elektródy s materiálom vznikne elektrický skrat. Ten pri vhodných podmienkach zabezpečí vznik elektrického oblúka, ktorý následne umožňuje ďalšie odtavovanie jadra elektródy. Podmienky pre zabezpečenie stability horenia elektrického oblúka vytvára ochranný plyn, ktorý buď ovplyvňuje (metóda MAG — plyn CO2) alebo neovplyvňuje vlastnosti zvaru (metóda MIG — plyn Ar).
Ochranný plyn tiež zabezpečuje ochranu zvaru pred pôsobením atmosféry a jej plynov. Mechanické a chemické vlastnosti zvaru sú v tomto prípade ovplyvňované materiálovým zložením plnej elektródy, teda zváracím alebo trubičkovým drôtom.
FLUX
Akousi nadstavbou MIG-MAG metódy je takzvaný FLUX, kedy namiesto plynu z bomby je k dispozícii plyn odparený z náplne dutej elektródy. Čiže odpadá potreba zásobníka plynu. Obe tieto metódy môžete podľa potreby kombinovať.
TIG
Asi najpokročilejšou technológiou je TIG, alebo Tungsten Inert Gass, či z nemčiny známa ako WIG (Wolfram Inert Gass). Tá využíva na prácu neroztaviteľné elektródy z volfrámu (wolfrámu), pričom ide o teplo uvoľňované zo zapáleného elektrického oblúka udržiavané medzi spomínanou elektródou a zváraným materiálom.
Sú obalené ochrannou atmosférou (obvykle Argón, Ar 99,5%) prúdiacej z keramickej hubice, ktorá zabraňuje vzniku trosky. Takže TIG zváračkou možno zvárať aj citlivejšie materiály ako hliník, nikel či titán, bez toho aby ste sa museli báť rýchlej oxidácie.
TIG DC
tento druh zvárania je vhodný pre čisté zvary uhlíkovej ocele s rôzne vysokým obsahom zliatin a ocele s obsahom medi, niklu a titánu a ich zliatin, elektróda pripojená na (-) pól je obvykle s 2 % céru (šedý pruh)
TIG AC
je vhodný na zváranie iných kovov ako hliník, mosadz, bronz či ostatné zliatiny, ktoré vytvárajú pri zváraní na tavenine ochranný izolačný oxid, takouto zmenou polarity je možné túto ochranu rozbiť (mechanizmus sa nazýva ionické pieskovanie), napätie na elektróde je potom striedavo kladné a záporné (dá sa regulovať v rozmedzí 20-200 x za sekundu), ide o zeleno označenú elektródu s 99,8 % volfrámu
- Princíp
Dotykom elektródy so základným materiálom, prípadne vplyvom veľmi vysokého vysokofrekvenčného napätia vznikne pri vhodných podmienkach elektrický oblúk. Ten je opačne orientovaný ako v prípade MMA a MIG-MAG, takže nespôsobuje odtavovanie elektródy, ale naopak ohrieva základný materiál.
Podmienky pre zabezpečenie stability horenia elektrického oblúka vytvára ochranný plyn, ktorý neovplyvňuje vlastnosti zvaru (plyn Ar). A samozrejme, ochranný plyn zabezpečuje aj ochranu zvaru pred pôsobením atmosféry. Mechanické a chemické vlastnosti zvaru sú v tomto prípade ovplyvňované prídavným materiálom, ktorý sa pridáva do zvarového kúpeľa.
Druh zváraného materiálu
Zváračku vyberajte aj podľa materiálu, s ktorým chcete pracovať. Každý je totiž determinovaný inou citlivosťou a stupňom opracovateľnosti. Dôležitým parametrom je aj hrúbka spracovávaného materiálu, čím je tenší, tým nižší prúd vyžaduje a uplatnia sa aj užšie elektródy (lepšie sa s nimi manipuluje mimochodom). Pre bežné domáce použitie postačuje výkon plus mínus 130 A, materiál do hrúbky 2 mm bez ťažkostí spracuje zváračka so 60 A a 2,5 mm elektródou. Nezabudnite však, že vychladený kov vyžaduje vyšší prúd potrebný na nahriatie.
Pre lepší prehľad:
- na oceľ bežných rozmerov – zváračky typu MMA, MIG-MAG, TIG
- na hliník a/alebo zliatiny – zváračky s funkciami TIG / AC/DC, LIFT / HF, Balance, Duty Cycle
- problematická hrúbka ocele s dôrazom na čistotu zvaru – PULSE, PoP, Slope Down, Short Arc, Spray Arc, Bi-Level
- zváranie viac druhov materiálov jedným zariadením – SYNERGY, PoP, Pulse, 2T-4T, Pulse, AC/DC, Slope Down
Príkon
Zváračka na domáce použitie si pohodlne vystačí s príkonom 2 000 až 5 000 W. Profesionálne modely prekračujú aj hranicu 10 000 W, tomu však zodpovedá aj cena a takéto zváračky sú vhodné skôr pre priemyselné využitie ako pre domácich kutilov. Pri zváračkách totiž nezáleží celkom na tom či má zváračka čo najviac Wattov. Tento ukazovateľ slúži akurát na to, aby ste zistili ako rýchlo dokáže pracovať. Na jej kvalitu však nemá významný vplyv (oproti iným ukazovateľom).
Zvárací prúd a jeho využiteľnosť
Na kvalitu zvaru významne vplýva takzvaný zvárací prúd. To znamená — koľko ampérov je potrebných k vytvoreniu adekvátneho spoja. Ak plánujete zvárať občas doma, tak by vám mal postačovať model so 100 A. Samozrejme, vždy je lepšie vybrať prístroj aj s rezervou, aby práca naozaj prebiehala bez väčších zádrhelov. Ešte viac však oceníte to, že zvárací prúd sa podľa potreby dá nastaviť. To sa odvíja najmä od hrúbky zváraného materiálu, veľkosti, vzdialenosti klieští s plusom a mínusom, použitej elektródy a jej priemeru.
Veľkosť a hmotnosť zváračky
Rozmery a hmotnosť zariadenia sa spájajú hlavne s ergonómiou prace a teda v závislosti a intenzity používania a manipulácie stroja.
Funkcionalita
Jednotlivé značky prezentujú rôzne funkcionality a nazývajú ich vlastnou terminológiou aj kde vacsinou ide o rovnaké funkcie.
Dole uvádzame základne, najviac používane doplnkové funkcie.
MMA technológia
- Ani Stick – zamedzenie prilepenia elektródy k materiálu
- Hot Start– jednoduchšie zapálenie oblúka pri štarte. Nastavením sa percentuálne zvýši nastavený výkon počas zadaného času na začiatku zvarania.
- VRD – (Voltage Reduce Device) ponúka zvýšenú bezpečnosť pri práci a manipulácii so zapnutým strojom. VRD automaticky znižuje napätie na prázdno na bezpečnú hodnotu (napätie na prázdno na svorkách je menej ako 20V).
- Arc Force – schopnosť zváracieho zdroja automaticky meniť podľa potreby v priebehu zvárania intenzitu a charakteristiku zváracieho prúdu. V praxi to znamená, že je napríklad takmer nemožné „prilepiť“ počas zvárania elektródu k materiálu. Zdroj neustále kontroluje hodnotu prúdu a pri zhasínajúcom oblúku okamžite zvýši prietok zváracieho prúdu. Týmto spôsobom je zaručené stabilné horenie oblúka. Napríklad pri vykonávaní zvarov vo zvislej polohe alebo nad hlavou aj u menej skúseného zvárača.
TIG technológia
- HF – vysokofrekvenčne zapaľovanie elektrického oblúka
- Lift – zapálenie elektrického oblúka oddialením volfrámovej elektródy od zváraného materiálu
MIG-MAG technológia
- Short ARC (krátky oblúk) – ide o menší prenos tepla do zváraných materiálov – vhodné pre citlivé materiály ako hliník, nerez, uhlíková oceľ…
- Spray ARC (rozstrekovaný oblúk) – tavenie drôtu pri vyššom prúde a napätí, hrot drôtu neprejde do styku s tavným kúpeľom (vhodné pre citlivý materiál)
- Pulse ARC (pulzný oblúk)- zvýšenie rýchlosti tavenia a obmedzenie vystreknutia materiálu, obmedzenie ohrevu zváraného materiálu
Všeobecné doplnkové funkcie
- Slope Down – postupný pokles nastaveného prúdu
- Post Gas – nastaviteľná doba dofuku inertného plynu pri dokončení zvárania pre obmedzenie trosky (strusky)
- Burn Back – nastaviteľná doba dohorenia zváracieho drôtu od vypnutia spínača horáku pre takzvané vyplnenie kráteru zvaru
- SYNERGY (súčinnosť) – možnosť súbežne využívať niekoľko funkcií prístroja naraz
- režim 2T/4T – dvojtakt, kedy stlačením tlačidla sa prístroj uvedie do chodu a pustením zastaví, pri štvortakte zostáva po pustení tlačidla zariadenie v chode, je nutné opäť stlačiť a uvoľniť tlačidlo
- Bio-Level – možnosť prepínať hodnotu zváracieho prúdu v dvoch úrovniach
- Pilot ARC – riadené zapálenie oblúka
Doplnky v cene
- mikrospínač v rukoväti – bezpečnostný prvok, ktorý po odložení zváračky stroj prepne do “standby” režimu, prípadne ho úplne vypne
- displej – z neho možno vyčítať dôležité informácie o zváraní, najčastejšie je to čas práce a zvárací program
Príslušenstvo nad rámec ceny zváračky
- prídavný chladič – v priestoroch, kde hrozí prehriatie prístroja, je možné pripojiť prídavný chladič, ten býva kompatibilný s viacerými druhmi zváračiek, takže ho v dielni môžete používať podľa potreby, funguje na princípe chladiacej kvapaliny, ktorá dokáže znížiť teplotu o 10 až 18 °C (záleží na výkone zváračky), nevýhodou je relatívne vyššia cena (400 € a viac)
- predlžovacie káble ku zváračke – tie musia spĺňať prísne podmienky: kábel samotný musí mať priemer najmenej 2,5 mm, dĺžka nesmie presiahnuť 50 metrov (inak by nemusela zváračka fungovať správne), nezabudnite tiež, že dlhší predlžovací kábel nesmie byť v žiadnom prípade navinutý na bubne
- zváracie káble – prenášajú výkon zváračky na miesto zvárania, priemer jadra kábla (medený drôt) by mal byť adekvátny k používanému prúdu, pri domácom používaní by vám mali stačiť káble s priemerom jadra približne 50 mm2 – zvládnu prúd až 225 A a môžu byť dlhé až 23 metrov, samozrejme platí, že s rastúcim prúdom budete potrebovať aj silnejší kábel
