Spojení svařovaných dílů vzniká ohřátím těsně pod teplotu tání, následným stlačením v místě svaru a vychlazením. Svařování probíhá bez přídavného materiálu a svařovaný materiál lze ohřát elektrickým proudem, třením, indukčně nebo ultrazvukem.
Odporové tlakové svařování je metoda, při které se na styčných plochách svařovaných dílů generuje teplo průchodem elektrického proudu (vlivem elektrického odporu materiálu) a zároveň je na tyto díly pomocí elektrod vyvíjen mechanický tlak, který zajistí vytvoření trvalého spoje.
Druhy odporového svařování (dle postupu svařování):
Bodové svařování
Výstupkové svařování
Švové svařování
Při odporovém svařování se nastavuje dle druhu a tloušťky materiálu:
tlak elektrod,
velikost elektrod,
čas trvání proudových impulzů.
Princip
Při bodovém svařování se spojují materiály (např. plech) přiložené plochami k sobě v jednotlivých bodech (malých ploškách).
Materiály jsou při bodovém svařování k sobě tlačeny vodou chlazenými měděnými elektrodami.
Při krátkodobém průchodu velkého el. proudu se vyvíjí v místě největšího odporu, tj. v místě dotyku materiálu teplo, které materiál nataví a po vychladnutí se vytvoří čočkovitý svar.
Video ukázka – bodové svařování
Video ukázka – bodové svařování 2
Princip
Při švovém svařování se spojují materiály (např. plechy) přiložené plochami k sobě postupně vytvářeným švem, tj. švovým svarem tvaru proužku.
Materiály jsou k sobě za pohybu přitlačovány otáčejícími se kladkami.
Procházející impulzní svařovací proud vytváří bodové svary s takovou hustotou, že se překrývají a tvoří švový svar.
Princip
Při výstupkovém svařování jsou k sobě plochými měděnými elektrodami přitlačovány materiály (např. plechy) v místech vylisovaných výstupků, tzv. bradavek. Výstupky jsou pouze na jednom ze svařovaných materiálů.
Při tomto způsobu svařování vznikají na rozdíl od předchozích způsobů spoje stykové.
Svařování stykové - pěchovací
Upínací čelisti z mědi svírají svařovaný materiály, tlačí je k sobě a přivádějí proud do svařovaného místa.
Po dosažení svařovací teploty je proud vypnut a zvýšením tlaku se materiály svaří.
Část materiálu se z místa svaru vytlačí a vytvoří se tzv. výronek.
Svařování stykové - odtavením
Upínací čelisti z mědi svírají svařovaný materiály, ale bez vzájemného kontaktu.
Elektrický obvod není uzavřený, proto je nutné přiblížení a okamžité odtržení, tím dojde v některém místě styku k přehřátí až na teplotu tavení (tento pohyb se opakuje a natavovaná plocha se postupně zvětšuje až na celý průřez).
Po ukončení odtavování a následuje stlačení, při kterém dojde k vypnutí elektrického proudu, tavenina se spojí a vznikne svarový spoj.
Při třecím svařování vzniká teplo potřebné ke svařování třením svařovaných dílů v místě svaru.
Princip
K pevně upnutému dílu se přitlačuje druhý rotující díl.
Při dosažení svařovací teploty se zastaví otáčení a zvětší přítlačná síla.
Po vychladnutí svaru se odstraní výronek.
Použití
Svařování hlavy šroubu a dříku.
Svařují ocelových rour (až do ø 900 mm, s tloušťkou stěny 6 mm).
Video ukázka – třecí svařování (rotační)
Princip
Svařovaný materiál není v přímém kontatku s elektrickým vodičem (induktorem).
Zakroužený pás svařovaného materiálu unášejí tlakové válce.
Materiál prochází induktorem chlazený vodou.
Indukovaný proud ohřívá stykové plochy na svářecí teplotu.
Svar vzniká rychle tlakem rotujících válců.
Použití
Vhodné pro svařování materiálu se sníženou svařitelností (slitiny Al, Mg, Cu, Ni).
Dále se používá pro podélné svařování tlustostěnných trub.
1. induktor
2. svařovaná trubka
3. svar
4. přítlačné rotující klady
5. magnetické jádro
Princip
Při svařování ultrazvukem jde o modifikaci třecího svařování. Ultrazvuk využívá mechanického kmitání o vysoké frekvenci.
Dva materiály jsou přitlačeny k sobě, jeden z nich je pevně fixován a druhý je rozkmitán frekvencí ultrazvukového měniče.
Ultrazvukový měnič je s materiálem propojen vlnovodem, který zajišťuje přenos kmitů do materiálu. Vlnovod kromě přenosu upravuje (zvětšuje) amplitudu kmitů.
Rozkmitáním spojovaných materiálů dochází ke tření a tím nárůstu teploty.
Dochází k plastické deformaci a přítlakem k následnému promísení materiálu a tím vzniku svarového spoje.
Použití
Ultrazvukem lze svařovat nejen kovy, ale i plasty.
Jde o historicky nejstarší metodu spojování kovů, kterou lze dodnes využít pro nízkouhlíkové oceli.
Princip
Konce spojovaných dílů se ohřejí v kovářské výhni / peci na svařovací teplotu (1300 až 1400 °C).
Při této teplotě je materiál v těstovitém stavu, což umožňuje jeho spojení bez úplného roztavení.
Samotný spoj vzniká pomocí rázů kladiva / mechanického beranu, které materiál „skovou“ dohromady.
Při tomto procesu se používají tavidla (křemenný písek, borax), která rozpouštějí nečistoty a chrání povrch před oxidací, čímž zajišťují čistý a pevný spoj.
Použití
Dnes se využívá převážně v uměleckém kovářství a při kusové zakázkové výrobě
Jaké dvě fyzikální veličiny musí působit současně při svařování teplem a tlakem?
Popište princip svařování elektrickým odporem.
Uveďte alespoň 3 druhy odporového svařování.
Jaké jsou dvě hlavní úlohy elektrod při odporovém svařování?
Z jakého materiálu jsou vyrobeny elektrody a jak je zajištěno, aby nedošlo k jejich přehřátí?
Jaký je rozdíl mezi bodovým a švovým svařováním z hlediska těsnosti spoje?
Která metoda odporového svařování je vhodná pro výrobu nádrží a proč?
Popište princip výstupkového svařování.
Popište, jak vzniká svar u třecího svařování.
Na jakém principu se ohřívá materiál u indukčního svařování?
Popište princip ultrazvukového svařování.
Vysvětlete princip kovářského svařování a uveďte jeden důvod, proč se v moderním průmyslu téměř nepoužívá.
Jaký význam mají tavidla (např. křemenný písek nebo borax) při kovářském svařování?