Jakie materiały można zgrzewać?

Zgrzewanie kojarzy się najczęściej z fontanną iskier i potężnymi stalowymi konstrukcjami. Jednak współczesny świat technologii spajania materiałów jest znacznie bogatszy i bardziej zaskakujący. Od ultralekkich stopów w przemyśle lotniczym, przez biokompatybilny tytan w medycynie, aż po tworzywa sztuczne w przedmiotach codziennego użytku – zgrzewanie to uniwersalna technika, która łączy ze sobą pozornie odległe światy. Odkryjmy razem, jakie materiały można poddać temu fascynującemu procesowi.

Metale – tradycyjne królestwo zgrzewania

Metale i ich stopy to najliczniejsza i najbardziej zróżnicowana grupa materiałów spawalnych. Jednak każdy z nich ma swoją specyfikę, która wymaga odpowiedniej wiedzy i techniki, aby uzyskać trwałe i bezpieczne połączenie.

Stal – wszechstronny fundament

To absolutna podstawa w świecie spawalnictwa. Stal węglowa, zwana potocznie "czarną stalą", jest najłatwiejsza w obróbce i najczęściej spotykana. Można ją spawać praktycznie każdą popularną metodą, jak MIG/MAG, TIG czy MMA. Inaczej sprawa wygląda ze stalą nierdzewną. Choć również jest spawalna, wymaga większej precyzji, zastosowania odpowiednich gazów osłonowych (np. czystego argonu) i kontroli temperatury, aby nie utracić jej właściwości antykorozyjnych.

Aluminium – lekkość pełna wyzwań

Zgrzewanie aluminium to prawdziwy test umiejętności spawacza. Materiał ten jest niezwykle lekki i wytrzymały, ale sprawia trudności z dwóch głównych powodów: po pierwsze, błyskawicznie pokrywa się warstwą tlenku o bardzo wysokiej temperaturze topnienia, a po drugie, doskonale przewodzi ciepło, co utrudnia skupienie energii w jednym punkcie. Do jego spawania używa się głównie metod TIG AC (prądem przemiennym) oraz MIG z zastosowaniem specjalnych podajników drutu.

Miedź i tytan – materiały do zadań specjalnych

Miedź oraz jej stopy, takie jak mosiądz czy brąz, są spawalne, ale podobnie jak aluminium, charakteryzują się wysoką przewodnością cieplną. Często wymagają wstępnego podgrzania materiału przed rozpoczęciem spawania. Z kolei tytan to materiał z najwyższej półki, stosowany w medycynie (implanty) i lotnictwie. Jego spawanie wymaga niemal sterylnych warunków, idealnej czystości łączonych krawędzi i perfekcyjnej osłony gazowej, ponieważ w wysokiej temperaturze jest bardzo reaktywny.

Zaskakujący świat tworzyw sztucznych

Choć może to być zaskoczeniem, zgrzewanie to również popularna metoda łączenia tworzyw sztucznych. Kluczowy jest tu jednak podział na dwie grupy: termoplasty i duroplasty. Zgrzewać można wyłącznie te pierwsze, ponieważ pod wpływem temperatury miękną i stają się plastyczne, a po ostygnięciu ponownie twardnieją, tworząc jednolite połączenie.

Najpopularniejsze zgrzewalne plastiki

Wśród tworzyw, które najczęściej poddaje się zgrzewaniu, znajdziemy:

• Polipropylen (PP) – używany m.in. do produkcji zderzaków samochodowych, rur czy pojemników.
• Polietylen (PE) – popularny w instalacjach wodnych i gazowych (rury PE), a także w produkcji folii i zbiorników.
• Polichlorek winylu (PVC) – znany przede wszystkim z ram okiennych, rynien i wykładzin podłogowych.

Do ich łączenia wykorzystuje się specjalne zgrzewarki na gorące powietrze, zgrzewanie ultradźwiękowe czy tarciowe.

Ciekawostka – zgrzewanie bez ciepła?

Istnieje technika zwana zgrzewaniem na zimno (lub przez docisk), która pozwala łączyć niektóre metale, jak miedź czy aluminium, bez użycia zewnętrznego źródła ciepła. Polega ona na dociśnięciu do siebie łączonych elementów z tak dużą siłą, że dochodzi do dyfuzji i przemieszania się atomów na granicy styku, co tworzy trwałe, monolityczne połączenie.

Czy wszystko da się pospawać?

Niestety, nie każdy materiał nadaje się do spawania. Największe problemy sprawiają materiały o niejednorodnej strukturze lub takie, które pod wpływem temperatury tracą swoje właściwości. Przykładem jest żeliwo, które ze względu na wysoką zawartość węgla jest bardzo kruche i trudne do spawania, choć istnieją specjalistyczne metody pozwalające na jego naprawę. Do materiałów niespawalnych w tradycyjnym rozumieniu należą również m.in. drewno, szkło, ceramika czy wspomniane wcześniej tworzywa duroplastyczne.

Podsumowując, znajomość właściwości materiału jest absolutnym kluczem do sukcesu w spawalnictwie. Dobór odpowiedniej metody i parametrów do konkretnego metalu czy tworzywa decyduje o tym, czy spoina będzie mocna, estetyczna i trwała, czy też stanie się najsłabszym ogniwem całej konstrukcji.