Jak uniknąć błędów w procesie spawania

Błędy spawalnicze, choć pojedynczo wydają się niewielkie, łącznie mogą prowadzić do zmniejszenia efektywności produkcji oraz zwiększenia przestojów, a w efekcie generować dodatkowe koszty w zakładach rzędu wielu tysięcy złotych rocznie. W jaki więc sposób należy im zapobiegać?

Na rynku wciąż rośnie konkurencja pomiędzy producentami, co sprawia, że w coraz większym stopniu skupiają się oni na zagadnieniach związanych z produktywnością i wydajnością. A w tym obszarze na niuansach, dotychczas często pomijanych w zakładowych strategiach zarządzania jakością i efektywnością produkcji. Jednym z nich jest ograniczanie czasu spędzanego na wykonywaniu czynności niesłużących wytworzeniu wartości dodanej, takich jak czas pracy spawaczy poświęcony czynnościom innym niż samo poprawne spawanie.

Oto typowe błędy popełniane w procesie spawania oraz sposoby zapobiegania im.

1. Nieprawidłowe połączenia lub przewody

Obluzowane połączenia i uszkodzone przewody elektryczne wpływają na jakość łuku spawalniczego. Uszkodzone przewody mogą powodować spadki napięć i znacznie obniżać temperaturę spawania, a w efekcie tworzyć niespójną jakość spoiny. Złej jakości połączenia lub kiepski stan techniczny przewodów mogą również przyczyniać się do powstawania odprysków podczas spawania, zwiększając czas i wydatki poświęcone na oczyszczanie spoiny.

Problemy z przewodami mogą być następstwem takich czynników, jak:

 nieprawidłowo skręcone połączenia elektryczne,

 połączenia, które poluzowały się z czasem,

 uszkodzenia powstałe na skutek ciągnięcia za przewód oparty o ostrą krawędź lub przejeżdżanie maszyną po przewodzie.

Nieprawidłowe połączenia lub nawet niewielkie uszkodzenie przewodu może mieć wpływ na jakość spawu. Regularnie należy więc sprawdzać połączenia przewodów oraz ich stan techniczny. W zależności od potrzeby trzeba wymieniać uszkodzone lub zużyte przewody.

2. Niewłaściwe ciśnienie gazu i natężenie przepływu

Gdy gaz osłonowy wypływa zbyt szybko lub gdy przewody transportujące gaz są zbyt długie, może to powodować niewłaściwe ciśnienie gazu lub zaburzać jego przepływ. Czynniki te wpływają na jakość spoiny i mogą powodować dodatkowe przestoje lub wymuszać wykonywanie poprawek spawów.

Przewód gazowy, znajdujący się zwykle pomiędzy źródłem gazu a rękojeścią automatu spawalniczego, powinien być tak krótki, jak tylko pozwala na to dane zastosowanie. Jeśli bowiem przewód z gazem jest zbyt długi, ciśnienie w przewodzie może wzrastać, a to skutkuje puchnięciem przewodu w chwili spoczynku urządzenia. Wraz z pociągnięciem za spust przez operatora podwyższone ciśnienie zostaje uwolnione, co powoduje niestabilność łuku, odpryski i porowatość w początkowej fazie spawania.

Reduktor mający za zadanie utrzymanie odpowiedniego ciśnienia gazu powinien także być ulokowany tak blisko uchwytu spawalniczego, jak to tylko możliwe. Gdy reduktor znajduje się zbyt daleko, skutkiem mogą być zmienne warunki przepływu gazu.

Niewłaściwe nastawy ciśnienia również powodują problemy. Stosowanie nieprawidłowych ustawień wartości ciśnienia gazu ma często miejsce w przypadku warsztatów niewyposażonych w klimatyzację, gdzie pracownicy stosują wentylatory w celu schłodzenia miejsca pracy. Ponieważ wentylator zdmuchuje gaz osłonowy, niektórzy pracownicy zwiększają ciśnienie gazu, kompensując ubytek.

Zbyt wysokie ciśnienie gazu może skutkować niestabilnym łukiem spawalniczym, większą ilością odprysków spoiny i niekompletnym przetopem. I odwrotnie – niskie ciśnienie gazu może prowadzić do defektów spoiny, ponieważ jeziorko spawalnicze jest niedostatecznie chronione.

Problemy z nieprawidłowym natężeniem przepływu gazu lub jego ciśnieniem zwiększają koszty operacji spawalniczych z kilku powodów, takich jak:

 marnotrawienie gazu – w wypadku czynności spawalniczych, w których koszt wykorzystywanego gazu osłonowego wynosi np. 200 tys. zł rocznie, jego zużycie większe o 30% oznacza 60 tys. zł dodatkowych kosztów;

 powstawanie defektów spoiny – w efekcie pojawiają się dodatkowe przestoje w celu przeprowadzenia napraw;

 zwiększona ilość odprysków przy spawaniu – z tego powodu niezbędne jest poświęcenie dodatkowego czasu na oczyszczenie spoiny.

W przypadku większych przedsięwzięć spawalniczych warto kontrolować czas i pieniądze poświęcane na te czynności, jednak z uwagi na koszty nie wszystkie działania mogą być kontrolowane. Ważne jest jednak, aby monitorować te czynniki, ponieważ nawet niewielkie zmiany oraz przestrzeganie dobrych praktyk spawalniczych mogą pomóc zaoszczędzić zarówno czas, jak i pieniądze.

 

Regularny serwis urządzeń spawalniczych, a także materiałów eksploatacyjnych oraz systemu podającego drut pomoże w osiągnięciu optymalnych parametrów pracy. Źródło: Miller Electric Mfg.

 

3. Nieprawidłowe spasowanie materiałów spawanych

Gdy materiały nie są odpowiednio spasowane, pojawiają się problemy związane z rozmiarem szczeliny, co powoduje defekty spawu. Nieprawidłowe spasowanie może skutkować powstawaniem odprysków, złym wyglądem spoiny i niewystarczającą penetracją materiału. Wówczas operator musi poświęcić więcej czasu na wypełnienie szczeliny. Ponadto zbyt wielka szczelina może być trudna do zaspawania, a uzyskanie przy tym dobrej jakości spoiny również niełatwe.

4. Zbyt duża ilość preparatu antyodpryskowego

Wykorzystywanie zbyt dużej ilości preparatów antyodpryskowych lub stosowanie ich w niewłaściwym miejscu albo w sposób nieprawidłowy może powodować problemy w czasie spawania.

Celem stosowania preparatów antyodpryskowych jest zapobieganie przywieraniu do detalu i części uchwytu spawalniczego odprysków z łuku spawalniczego. Jednakże użycie zbyt dużej ilości środka antyodpryskowego na detalu spowoduje dostanie się preparatu do spoiny, co obniży jej jakość, powodując większy odprysk, a nawet problemy z penetracją materiału.

Podobnie jest w przypadku zanurzania uchwytu w preparacie antyodpryskowym. Może to prowadzić do przedwczesnej degradacji dyszy. Ten defekt skutkuje zwiększonymi kosztami zużycia materiałów eksploatacyjnych, przerwami w pracy wymuszonymi przez zmiany narzędzia i potencjalnymi problemami z jakością spawu.

Przed zastosowaniem preparatu antyodpryskowego należy sprawdzić, czy ustawione parametry spawania są odpowiednie. Zbyt duży odprysk może być korygowany również za pomocą właściwych nastaw, co wyeliminuje potrzebę stosowania preparatów. Niewłaściwe nastawy gazu również mogą być przyczyną odprysków i należy korygować ich wartości.

Odpowiednie ustawienie parametrów oraz ograniczenie stosowania preparatu antyodpryskowego może pomóc zaoszczędzić czas poświęcany na naprawy oraz oczyszczanie spoin, a także pieniądze dzięki ograniczeniu zużycia środka antyodpryskowego. Mniejsze zużycie preparatu antyodpryskowego skraca również czas niezbędny do posprzątania stanowiska spawalniczego, ponieważ preparat ten pokrywa powierzchnie stanowiska i podłogę (stwarzając również zagrożenie dla pracowników).

5. Niedopatrzenia w programie konserwacji zapobiegawczej

Regularna kontrola i serwis urządzeń spawalniczych, a także materiałów eksploatacyjnych oraz systemu podającego drut pomoże w osiągnięciu optymalnych parametrów pracy i produktywności. Czynności konserwacyjne mogą się odbywać podczas przerw w spawaniu.

Istotne jest:

 częste sprawdzanie uchwytu spawalniczego i materiałów eksploatacyjnych, by mieć pewność, że uzyskiwana jest poprawna jakość spawu i wydajność systemu;

 zwracanie uwagi na poluzowane połączenia, które mogą wystąpić podczas spawania. Należy je dokręcić, jeśli zachodzi taka potrzeba;

 zwracanie uwagi na zużycie materiałów eksploatacyjnych i wymienianie dysz, dyfuzorów gazu oraz innych części uchwytu spawalniczego, jeśli to niezbędne;

 czyszczenie co jakiś czas przewodu prowadzącego drut przy użyciu sprężonego powietrza, a także notowanie, na jak długo wystarcza. Trzeba go wymienić, zanim się zużyje.

Należy zwracać uwagę na rodzaj stosowanych materiałów eksploatacyjnych. Może to być elementem programu konserwacji zapobiegawczej. Stosowanie najtańszych materiałów eksploatacyjnych może powodować przedwczesne ich zużycie, co prowadzi do przestojów spowodowanych zmianami narzędzi i skutkuje problemami ze spawaniem.

 

Dzięki zapewnieniu właściwego spasowania spawanych materiałów można uniknąć kosztownych i pracochłonnych problemów, które zwiększają czas wykonywania procesu. Właściwe spasowanie materiałów pomoże również w uzyskaniu dobrej jakości spoiny. Źródło: Miller Electric Mfg.

 

6. Niewłaściwe ustawienia maszyny

Niewłaściwe ustawienia maszyny mogą być przyczyną niepoprawnych parametrów pracy spawarki.

W przypadku dużych przedsięwzięć istnieją często procedury spawalnicze określające wartość napięcia i prędkość podawania drutu. Jednakże w wypadku średnich i małych przedsięwzięć spawalniczych takie procedury mogą nie istnieć. Gdy parametry spawania są ustawione niepoprawnie, może to powodować zwiększone odpryski lub nieprawidłowy przetop, co będzie wymagało dodatkowego czasu i pieniędzy na czynności czyszczące lub naprawcze.

Sprzedawcy sprzętu spawalniczego mogą służyć radą odnośnie ustawień konkretnej maszyny i procedur w zależności od zastosowania.

Ponadto warto zainwestować w nowe technologie spawalnicze, które oferują częściowo ustawione maszyny. Nowoczesny sprzęt pozwala zwiększyć margines błędu, co sprawia, że osiągnięcie wysokiej jakości spoiny jest łatwiejsze.

Podsumowanie

Nawet z pozoru niewielkie błędy mogą kosztować czas i pieniądze. Przestrzeganie dobrych praktyk przy wykonywaniu operacji spawalniczych pozwoli uniknąć kosztownych pomyłek oraz oszczędzić pieniądze.


John Leisner – Segment Manager w firmie Miller Electric Mfg.