Jak spawać elektrodą MMA? Jak zacząć i jakich błędów nie popełniać?

Spawanie elektrodą otuloną, zbudowaną z metalowego rdzenia pokrytego sprasowaną otuliną, inaczej spawanie metodą MMA, jest najbardziej uniwersalną, najczęściej stosowaną i jedną z najstarszych metod spawania. Proces ten polega na stopieniu ciepłem łuku elektrycznego topliwej elektrody otulonej i materiału spawanego, przesuwając ręcznie elektrodę, pod odpowiednim kątem wzdłuż spawanego materiału. Spoina w tym procesie powstaje ze stopionego rdzenia elektrody, składników metalicznych elektrody oraz nadtopionego materiału spawanego. Podczas procesu, wytwarzają się gazy i żużel, których zadaniem jest ochrona jeziorka spawalniczego przed dostępem powietrza atmosferycznego. Odległość między granicą żużla a jeziorkiem spawalniczy można regulować prądem spawania oraz kątem nachylenia elektrody. Do ważnych funkcji otuliny można również zaliczyć: stabilizacje łuku spawalniczego, wprowadzenie do obszaru spawania pierwiastków odtleniających. Skład otuliny uzależniony jest od materiału spawanego. Elektrody do spawania są zwykle produkowane o średnicy rdzenia 1,6 – 6,0 mm. Średnicę elektrody otulonej dobiera się w zależności od grubości i rodzaju spawanego materiału. Na prędkość spawania elektrodą otuloną mają wpływ nie tylko umiejętności spawacza, ale przede wszystkim średnica elektrody oraz natężenie prądu.

Rodzaje elektrod otulonych:

Elektrody zasadowe (B) – charakteryzują się wysoką plastycznością, wysoką odpornością na pękanie zimne i gorące. Elektrody zasadowe należy suszyć przed spawaniem w temperaturze 300-350 °C przez ok. 1 – 3 h oraz przechowywać je w specjalnych termosach. Spawanie elektrodą zasadową może odbywać się we wszystkich pozycjach, oprócz pozycji spawania z góry na dół. Zaleca się przy tym rodzaju elektrod spawania prądem stałym o biegunowości dodatniej na elektrodzie. Należy pamiętać, iż biegunowość ma wpływ na prędkość stapiania elektrody, a także na głębokość wtopienia. Elektrody zasadowe są najczęściej wykorzystywane w przypadku spawania grubych przekrojów.

Elektrody kwaśne (A) –  spawanie elektrodą o otulinie kwaśnej w porównaniu do innych, charakteryzują się większą tendencją do powstawania pęknięć krystalicznych. Spawanie może odbywać się w pozycji spawania podolnej, nabocznej i w ograniczonym zakresie w pozycjach przymusowych. Najczęściej przy tej elektrodzie używamy spawania prądem przemiennym lub też wykorzystujemy prąd stały z biegunowością ujemną.

Elektrody celulozowe (C) – stosowane do prac montażowych na powietrzu ze względu na małą wrażliwość na panujące warunki atmosferyczne. Pozwalają na spawanie we wszystkich pozycjach, szczególnie w pozycji pionowej z góry na dół, dają możliwość wykonania ściegów przetopowych elektrodami o średnicy 4 mm i większej. Nie poddaje się ich suszeniu a spawanie odbywa się najczęściej prądem przemiennym lub prądem stałym z biegunowością dodatnią na elektrodzie.

Elektrody rutylowe (R) – najbardziej uniwersalne elektrody, zapewniają dobrą stabilność łuku, a same elektrody nie wymagają suszenia. Są bardzo dobrym wyborem podczas spawania cienkich elementów, sama spoina otrzymuje gładką powierzchnię a żużel jest łatwy do usunięcia. Spawanie odbywa się prądem przemiennym lub prądem stałym z biegunowością ujemną na elektrodzie.

Elektrody specjalne – są to otuliny RA (rutylowo-kwaśna), RB (rutylowo-zasadowa), RC (rutylowo-celulozowa), RR (otulina elektrody rutylowej o dużej grubości).

Niezwykle ważnym jest odpowiedni dobór elektrody do grubości blachy. Jeśli chcesz wiedzieć, jakie elektrody do spawarki inwertorowej należy dobrać, przejdź do naszego artykułu.

Zobacz też: Jaka grubość elektrody do spawania? Spawarka inwertorowa jak podłączyć przewody?

Podczas procesu spawania bardzo ważną role będzie odgrywać rodzaj prądu i biegunowość, które będą dobierane zgodnie z zaleceniami producenta elektrod. Średnica elektrody otulonej również musi być zawsze odpowiednia. Spawanie prądem stałym z biegunowością dodatnią na elektrodzie, powoduje szybsze stapianie się elektrody, ponieważ więcej ciepła jest na niej generowane. Spawanie z biegunowością ujemną na elektrodzie powoduje dostarczenie większej ilości ciepła do materiału spawanego elementu, co powoduje większe wtopienie. Biegunowość dodatnia stosowana jest przy użyciu elektrod zasadowych i spawaniu metali nieżelaznych takich jak np. aluminium i jego stopów, brązów, niklu. Zastosowanie prądu przemiennego pozwala na równomierne obciążenie sieci elektrycznej oraz minimalne ugięcie łuku, można spawać z większym natężeniem prądu i elektrodami o większej średnicy. Minusem zastosowania tego prądu będzie mniejsza stabilność jarzenia się łuku i problem ze stapianiem niektórych gatunków elektrod.

Kolejnym parametrem, o którym decyduje rodzaj materiału, średnica elektrody i pozycja spawania jest natężenie prądu. Powinno ono być zawsze dostosowane do średnicy używanej elektrody. Zależnie od tego, jakim prądem spawania spawamy, wpływa to na głębokość wtopienia oraz prędkość spawania. Gdy natężenie jest za duże elektroda otulona stapia się bardzo szybko i zwiększa objętość jeziorka spawalniczego, gdy natężenie prądu jest za małe, spoina ma nieregularny kształt i nie uzyskamy przetopu. Możemy przyjąć według ogólnej zasady, że na 1 mm średnicy elektrody potrzebujemy 30-40 A. Jeśli widzimy, że przy spawaniu elektrodą otuloną nasza elektroda stapia się za szybko należy zmieniać natężenia prądu aż do uzyskania satysfakcjonującego wyniku.

Wynikowym parametrem podczas spawania łukowego jest napięcie łuku które jest zależne od długości łuku, rodzaju otuliny i natężenia prądu. Parametr ten wpływa na przenoszenie metalu w łuku i głębokość wtopienia, odbija się także na prędkości spawania. Zwiększając długość łuku, staje się on mniej stabilny i zwiększa się ilość rozprysków. Przy zbyt krótkim łuku, nie wytwarza się odpowiednia ilość ciepła potrzebna do przetopienia materiału.

Jak zacząć spawanie i jakich błędów nie popełniać?

Zaczynając spawanie elektrodą otuloną musimy odpowiednio dobrać ów elektrodę do grubości spawanego materiału oraz określić natężenie prądu, aby wydajność spawania była jak najlepsza. Należy również zaznaczyć, iż aby proces spawania przebiegał jak najwydajniej, jakość takich akcesoriów jak sam uchwyt elektrody czy przewód spawalniczy mogą mieć duże znaczenie dla komfortu naszej pracy i prędkości spawania, jeśli chodzi o kładzenie spoiny.

Jeśli mamy do czynienia z nowym materiałem, warto będzie na danym materiale przygotować sobie próbkę materiału, na której będziemy mogli przetestować kilka ustawień. Pamiętajmy, że elementy spawane powinny być dobrze oczyszczone z rdzy przy pomocy np. szlifierki kątowej lub szczotki drucianej.

W ten sposób uporamy się z pierwszym błędem, który możemy popełnić, a mianowicie nieoczyszczonym materiałem, który powoduje brak prawidłowego przetopu. Następnym problemem jest zbyt mały lub zbyt duży amperaż. Zbyt małe natężenie prądu spawania powoduje niestabilność łuku, brak wtopienia w materiał podstawowy, zauważymy również, że nasza elektroda będzie często przyklejać się do spawanego materiału. Wizualnie zobaczymy, że nasza spoina jest nieregularna. Jeśli jednak mamy pewność, że prąd spawania łukowego oraz napięcie łuku jest odpowiednio dobrane do naszego materiału, warto zadbać o to aby nasza spawarka MMA posiadała dodatkowe funkcje, a mianowicie chodzi o funkcje Anti-Stick, która ułatwi nam oddzielenie elektrody w momencie jej przyklejenia do materiału. Z kolei funkcja Arc-Force sprawi, że będziemy mieli większą stabilność spawania łukowego na krótkim łuku, zaś funkcja Hot-Start, która pomaga w zajarzeniu elektrody wraz z rozpoczęciem spawania, jest to bardzo ważna funkcja nie tylko podczas spawania na małym prądzie ale również podczas korzystania z elektrod które mają gorszy zapłon.

W sytuacji odwrotnej, gdy mamy za duży prąd spawania od razu zauważymy zdecydowanie większą ilość odprysków. Gdy spawamy cienki materiał, nie unikniemy przepalenia tego materiału i powstania w nim dziur. Zbyt duże natężenie prądu spawania spowoduje, iż materiał spawany ulegnie również sporym odkształceniom, co niekorzystnie będzie wpływać na wytrzymałość naszej konstrukcji i w konsekwencji może skutkować uszkodzeniem spawanego elementu.

Kolejną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę jest prędkość spawania. Ten element w największej mierze będzie zależał od umiejętności spawacza. Doświadczenie i wprawa w prowadzeniu łuku elektrycznego pozwoli nam na uzyskanie najlepszej jakościowo spoiny. Przy spawaniu elektrodą otuloną, w momencie, gdy prędkość spawania jest zbyt mała możemy przepalić i odkształcić nasz materiał podstawowy tak samo jak w przypadku zbyt dużego prądu spawania. Spawając zbyt szybko, metal, który przenosimy łukiem elektrycznym nie ma wystarczająco czasu, aby wtopić się w nasz materiał podstawowy, od razu zauważymy, że na złączu spawanym nasza spoina będzie wąska i nieregularna.

Prawidłowe trzymanie uchwytu elektrody podczas spawania da nam odpowiednie wtopienie się w materiał. Pochylenie elektrody zgodne z kierunkiem spawania pozwoli uzyskać większą głębokość wtopienia przy zachowaniu mniejszej szerokości i wysokości lica. Pochylenie elektrody w kierunku przeciwnym do kierunku spawania daje mniejsze wtopienie, szersze i większe lico. Najbardziej optymalnym kątem trzymania elektrody na początek będzie kąt 70 stopni.

Warto zwrócić również nie tylko na samo dobranie średnicy elektrody, ale także na właściwe przechowywanie elektrod – jest to również kluczowy czynnik w przypadku spawania metodą MMA.. Nie możemy doprowadzić do ich zawilgocenia, najlepiej przechowywać je w suchym pomieszczeniu o temperaturze około 20°C i wilgotności poniżej 50%. Jeśli jednak elektrody ulegną zawilgoceniu powinniśmy je wygrzać przez około 1-3h w temperaturze około 300÷350°C. Wpływ na jakość spawania oprócz elektrody ma też samo urządzenie spawalnicze.

Chcąc kupić dobrej jakości spawarkę inwertorową należy zwrócić uwagę na jej parametry. Bardzo ważnym parametrem, oprócz mocy spawarki, która decyduje o średnicy stosowanych elektrod i grubości materiału jaki możemy spawać, jest cykl pracy. Jest on liczony procentowo w 10 minutowym cyklu, oznacza to że spawarka która posiada 40% cykl pracy będzie pracować na nominalnym natężeniu prądu przez 4 minuty, po tym czasie będzie potrzebne chłodzenie urządzenia przez 6 minut. Producenci oprócz cyklu pracy podawanego dla maksymalnego natężenia prądu, podają również cykl 100%. Przykładowo urządzenie o mocy 200A i 40% cyklu pracy, osiąga 100% cyklu przy 126A, co pozwala na ciągłe spawania elektrodami otulonymi o średnicy do 3,2 mm. Jeśli nasze urządzenie będzie często wykorzystywane, i zakładamy spawanie grubszych elementów, istotne będzie dla nas to, aby ten cykl był jak największy. Warto zwrócić uwagę również na napięcie prądu podczas zajarzenia łuku, jest to parametr który ustawiony na odpowiednio wysokiej wartości, ułatwi nam rozpoczęcie spawania elektrodami otulonymi nawet z tymi, które mają problem z zapłonem. Bardzo ważną funkcją jest również ochrona przed spadkami napięcia, która pozwala nam na prawidłową prace urządzenia, nawet w zakresach napięcia 170V – 260V.

Umiejętne ręczne spawanie elektryczne zależy nie tylko od zdolności samego spawacza, ale także możliwości spawarki – jak zostało wcześniej zaznaczone, kluczowa będzie wartość natężenia prądu czy stabilne napięcie łuku. Należy również pamiętać, iż mała prędkość spawania zależeć będzie także od pozycji spawania – pozycje spawania przymusowe, gdzie spawacz ma dużo mniejsze pole manewru, w procesach spawania metodą MMA zawsze będą wolniejsze niż np. metoda spawania MIG MAG, do której służą migomaty.

Dokonując wyboru warto postawić na europejskich producentów, którzy wykorzystują najlepszej jakości podzespoły, dając swoim klientom pewność prawidłowego działania urządzeń, których okres gwarancyjny może wynosić nawet 5 lat! Urządzenia spawalnicze PATON przeznaczone do ręcznego spawania łukowego posiadają przejrzyste sterowanie, aby dobór prądu spawania elektrodą otuloną zawsze był możliwie najprostszy.

Więcej o błędach przy spawaniu elektrodą MMA możecie Państwo znaleźć w filmie blogera Pirana. 

Zobacz też inne artykuły:

Zobacz inne ciekawe artykuły z naszego bloga spawalniczego:

– Spawanie ocynku – wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania ocynku

– Spawanie mosiądzu – wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

– Spawanie aluminium – wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego stopu

– Spawarki inwertorowe – Wszystko o spawarkach inwertorowych

– Cykl pracy spawarki – wszystko o cyklu pracy spawarek inwertorowych

– Spawanie nierdzewki migomatem – wszystko o spawaniu kwasówki

– Rodzaje spawarek – wszystko o podziale spawarek

– Spawanie migomatem – wszystko o spawaniu MIG/MAG

– Rodzaje elektrod – wszystko o podziale elektrod