Spawanie stali

Spawanie stali konstrukcyjnych, które mają w swoim składzie do 0,25% C, z reguły odbywa się bez żadnych trudności. Wyjątek stanowią duże elementy, których grubość przekracza 30 mm, ewentualnie podzespoły, które winny wykazywać się ponadprzeciętnie dużą sztywnością, wówczas wykorzystuje się zabiegi specjalne, polegające na wygrzewaniu przed spawaniem, czy też wyżarzaniu po spawaniu. Natomiast części cienkie, o grubości nie przekraczającej 2 mm, zazwyczaj łączy się (spawa) metodą gazową, z uwagi na fakt iż, spawanie cienkimi elektrodami jest niełatwe. Elementy o grubości większej niż 7 mm, w większości przypadków, spawane są elektrycznie – łukowo. Zaś stale węglowe, w których poziom węgla jest wyższy, jak również stale stopowe, wykazują mniejszą kurczliwość i pozostają bardziej podatne na działanie temperatury. Z tego powodu, w czasie ich spawania, powinno się zagwarantować optymalne warunki cieplne, w których nie wystąpi hartowanie się metalu w strefie przejściowej, ale również nie dojdzie do powstania kruchych oraz twardych składników (martenzyt), stanowiących zarodki pękania.

Stale o strukturze martenzytycznej

Najwięcej problemu w procesie spawania sprawiają stale, których budowa posiada strukturę martenzytyczną. Za to stale austenityczne, jak też perlityczne charakteryzujące się niską ilością węgla, spawają się bez problemu. Warto jednak mieć na uwadze fakt, iż na pojawianie się martenzytu w strefie przejściowej ma niebagatelny wpływ tempo studzenia. Ciepło, które pojawia się w trakcie spawania odprowadzane jest w głównej mierze w efekcie przewodzenia przez metal części łączonych. W sytuacji, gdy spawane są elementy grube rozpoczyna się szybkie ochładzanie materiału spoiny, co prowadzić może do tworzenia się niepożądanej struktury martenzytycznej. Szybkie tempo stygnięcia komponentów grubych wytworzonych ze stali stopowych minimalizuje się poprzez podgrzewanie złącza zanim rozpocznie się spawanie, jak również podczas samego procesu. W niektórych przypadkach konieczne jest także wyżarzanie po spawaniu.

Stale wysokowęglowe i stopowe

Stale wysokowęglowe, jak również stale stopowe spawa się prawie zawsze łukiem elektrycznym. W celu ograniczenia wypalania się składników stopowych, zwykle wykorzystuje się specjalistyczne topniki oraz otuliny elektrod. Natomiast spawanie metodą gazową przynosi mniej znaczące rezultaty, albowiem zazwyczaj przyczynia się do przyrostu zawartości węgla w spoiwie, a więc stanowi przyczynę spadku odporności złącza na utlenianie się. Stale wysokostopowe – chromowo-niklowe – powinno się spawać elektrodami specjalnymi. Bardzo dobre efekty uzyskać można stosując spawanie atomowe, jak również elektrodę topliwą, gołą w osłonie gazów szlachetnych.

Grzegorz Kaczorkiewicz
30.11.2021