Základní rozdíly mezi svářením hliníku, oceli a litiny

Svařování hliníku, oceli a litiny představuje v praxi odlišné výzvy a vyžaduje specifické přístupy, vybavení a technologie. Každý z těchto materiálů má jedinečné vlastnosti, které ovlivňují výběr vhodné metody svařování, stejně jako výhody a nevýhody jednotlivých postupů.

Vlastnosti materiálů

Hliník

Hliník je lehký kov s nízkou hustotou (přibližně 2,7 g/cm³) a bodem tání kolem 660 °C. Vyznačuje se vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí, což ovlivňuje proces svařování. Na jeho povrchu se přirozeně vytváří tenká vrstva oxidu hlinitého (Al₂O₃) s bodem tání přes 2000 °C, která chrání materiál před korozí, ale může komplikovat svařování, pokud není předem odstraněna.

Ocel

Ocel je slitina železa s uhlíkem (obvykle do 2,1 %), která má vyšší hustotu (přibližně 7,85 g/cm³) a bod tání kolem 1500 °C. Je známá svou pevností, houževnatostí a relativně snadnou svařitelností. Oceli lze rozdělit na různé typy, jako jsou uhlíkové, legované nebo nerezové, přičemž každý typ má specifické vlastnosti ovlivňující výběr svařovací metody.

Litina

Litina je slitina železa s uhlíkem (obvykle nad 2,1 %), která obsahuje také křemík, mangan a další prvky. Má nižší bod tání než ocel, ale je křehčí a méně tažná. Vyznačuje se dobrou odolností proti opotřebení a vynikajícími odlévacími vlastnostmi, což však komplikuje její svařování kvůli tendenci k praskání a tvorbě defektů při tepelném namáhání.

Metody svařování

Svařování hliníku

Pro svařování hliníku se nejčastěji používají metody TIG (Tungsten Inert Gas) a MIG (Metal Inert Gas).

• TIG svařování: Tato metoda využívá netavící se wolframovou elektrodu a je vhodná pro tenčí materiály, kde je kladen důraz na kvalitu a estetiku svaru. Vyžaduje použití inertního plynu, nejčastěji argonu, k ochraně svarové lázně před oxidací.

• MIG svařování: Využívá tavící se drát jako elektrodu a je vhodná pro silnější materiály a aplikace vyžadující vyšší produktivitu. Také zde je nutné použití inertního plynu k ochraně svaru.

Svařování oceli

Ocel lze svařovat různými metodami v závislosti na typu oceli a tloušťce materiálu.

• MMA (Manual Metal Arc) svařování: Tradiční metoda využívající obalenou elektrodu, vhodná pro svařování uhlíkových a nízkolegovaných ocelí.

• MIG/MAG svařování: Poloautomatická metoda využívající tavící se drát a ochranný plyn (inertní pro MIG, aktivní pro MAG), vhodná pro různé typy ocelí a tloušťky materiálů.

• TIG svařování: Používá se pro tenčí materiály a tam, kde je kladen důraz na kvalitu svaru, například u nerezových ocelí.

Svařování litiny

Svařování litiny je náročné kvůli její křehkosti a tendenci k praskání. Existují tři hlavní metody svařování litiny:

• Svařování za tepla: Díly jsou před svařováním předehřáty na teplotu 600–650 °C, což snižuje riziko praskání, ale vyžaduje kontrolované chlazení po svařování.

• Svařování za poloohřevu: Díly jsou předehřáty na teplotu 300–350 °C, což je kompromis mezi svařováním za tepla a za studena.

• Svařování za studena: Díly nejsou předehřívány, což minimalizuje deformace, ale vyžaduje pečlivou kontrolu tepelného vstupu a použití speciálních elektrod.

Výhody a nevýhody jednotlivých přístupů

Hliník

• Výhody: Lehkost materiálu, dobrá odolnost proti korozi, vysoká tepelná a elektrická vodivost.

• Nevýhody: Nízký bod tání vyžaduje přesné nastavení svařovacích parametrů; přítomnost oxidační vrstvy komplikuje svařování; vysoká tepelná vodivost může vést k rychlému odvádění tepla ze svarové zóny.

Svařování hliníku, oceli a litiny představuje odlišné technologické výzvy, které vyžadují specifické přístupy, vhodné metody a správné vybavení. Hliník se nejčastěji svařuje metodami TIG a MIG, přičemž je nutné odstranit jeho oxidační vrstvu a zohlednit vysokou tepelnou vodivost. Ocel patří mezi nejjednodušší materiály na svařování a nabízí širokou škálu metod včetně MMA, MIG/MAG a TIG, v závislosti na požadavcích na pevnost a kvalitu svaru. Litina je nejnáročnější na svařování kvůli své křehkosti a sklonu k praskání, proto vyžaduje speciální přístupy jako předehřívání či použití speciálních elektrod.

Při výběru správné metody svařování je zásadní zohlednit vlastnosti materiálu, požadavky na pevnost svaru, pracovní podmínky a dostupnou technologii. Důležitou roli hraje také správná příprava materiálu a volba vhodného ochranného plynu či přídavných materiálů. Dodržování správných postupů a využití odpovídajících technik může výrazně zvýšit kvalitu svarů, jejich pevnost a životnost, což je klíčové pro bezpečnost a dlouhodobou funkčnost svařovaných konstrukcí.