W warsztatach mechanicznych, także samochodowych, spawanie i zgrzewanie umożliwiają wykonanie wielu napraw w obrębie nadwozia, podwozia, układu wydechowego, a nawet silnika (np. spawanie bloku). Spawać można różne materiały. Najczęściej tą metodą łączy się stale o różnej zawartości węgla, a tym samym także różnej podatności na spawanie. Można jednak spawać także mosiądz, aluminium i inne stopy metali.
Dostępność niedrogich, prostych w obsłudze aparatów spawalniczych może stwarzać złudzenie, że spawanie jest łatwe, jednak tak nie jest. Czynność ta wymaga sporej specjalistycznej wiedzy, konkretnych predyspozycji, zdolności manualnych, a przede wszystkim doświadczenia. Zapewne większość mechaników może nauczyć się spawać na tyle, aby uzyskiwać przyzwoite wyniki w najczęściej spotykanych sytuacjach, trzeba jednak poświęcić sporo czasu na naukę i próby. Najlepiej uczyć się tego pod okiem doświadczonego spawacza, bo wtedy można uniknąć wielu błędów oraz nabywania szkodliwych nawyków.
Metody spawania
Najstarszą i przez długi czas najbardziej dostępną metodą spawania elektrycznego była metoda MMA, czyli spawanie elektrodami otulonymi. Aby zacząć spawać tą metodą, wystarczy kupić prostą inwertorową spawarkę i niezbędne środki ochrony oraz kilka rozmiarów elektrod w różnych otulinach.
Metodę MMA uważa się za powolną i kłopotliwą w przypadku spawania materiałów o znacznej grubości, a także kosztowną ze względu na ceny elektrod. W warsztacie samochodowym żadna z tych cech nie ma krytycznego znaczenia, gdyż nie spawa się aż tak dużo i często. Dlatego metodę MMA można rozważyć, o ile chcemy się jej solidnie nauczyć i mamy na to czas. W przeciwnym wypadku można spróbować pójść na skróty i zainwestować w urządzenia do spawania metodą MIG/MAG albo TIG. Obie te metody wykorzystują elektrody topliwe podawane w postaci drutu i w obu spawanie odbywa się w osłonie gazu zapobiegającego utlenianiu materiału rozgrzanego do wysokiej temperatury.
Gazy osłonowe
Metoda MIG została opracowana z myślą o spawaniu metali, które łatwo się utleniają, między innymi miedzi, aluminium, cyrkonu, magnezu, tytanu. Gazami osłonowymi są najczęściej argon lub hel.
W metodzie MAG, wykorzystywanej do spawania metali nieulegających szybkiemu utlenianiu, najczęściej stosowanym gazem osłonowym jest dwutlenek węgla (CO2). Jest on tani i bezpieczny, dlatego bywa nadużywany. W praktyce powinno się go stosować w metodzie MAG w postaci czystej albo w mieszaninach spawalniczych z argonem, tlenem i innymi gazami. Nie jest on jednak najlepszym możliwym rozwiązaniem, ponieważ daje stosunkowo duży rozprysk i nadlew. Dobre wyniki daje wodór albo mieszanka wodoru z azotem, szczególnie przy spawaniu stali austenitycznych.
TIG to kolejna metoda spawania elektrycznego. W odróżnieniu od wyżej wymienionych metod wykorzystuje ona elektrodę nietopliwą, ale także wymaga podawania gazu osłonowego. Metoda ta daje bardzo duże możliwości i jest łatwiejsza do opanowania, a dodatkowo można w niej wybierać wiele parametrów prądu elektrycznego, zaczynając od tego, czy jest to prąd przemienny (ang. alternating current, AC) czy stały (ang. direct current, DC). Dobre aparaty do spawania TIG umożliwiają dodatkowo ustawienie czasu narastania i opadania impulsu oraz współczynnika wypełnienia, a niektóre także zajarzanie łuku bez potrzeby dotykania spawanych elementów (za pomocą prądu wysokiej częstotliwości). Zalecanym gazem jest argon o możliwie jak najlepszej czystości.
Metodą TIG można spawać bardzo wymagające materiały, m.in. stale nierdzewne, tytanowe, kwasoodporne. Ustawiając odpowiednie parametry pracy aparatu, udaje się tą metodą spawać nawet cienkie blachy i rury. Wadą tego sposobu spawania są stosunkowo drogie urządzenia i gaz.
Spawanie gazowe
Spawanie gazem przy użyciu mieszanki tlenu z acetylenem było kiedyś popularnym sposobem naprawy delikatnych, cienkościennych elementów, przede wszystkim podzespołów układu wydechowego: tłumików, rur, blach i wsporników.
Odkąd popularność zdobyły metody spawania w otulinie gazów obojętnych (MIG oraz TIG), spawanie gazem straciło na popularności. Stało się tak prawdopodobnie dlatego, że wymaga ono specjalnej zręczności i wiedzy, a butle i gaz są drogie, kłopotliwe i nieporęczne. Nie przekreśla to jednak sensu zakupu zestawu palników i mniejszych butli z gazem, niekoniecznie z acetylenem. Niezłe efekty można uzyskać, używając mieszanki tlenu i technicznego gazu propan-butan lub innych gazów przygotowanych specjalnie do spawania. Trzeba jednak pamiętać, że palnik musi być przystosowany do konkretnego rodzaju gazu.
Palnik spawalniczy z wymiennymi dyszami może się przydać także podczas innych prac wymagających podgrzania, np. przy ściąganiu ciasno osadzonych, zapieczonych łożysk (do podgrzania bieżni wewnętrznej zniszczonego łożyska).
Mocowanie i osprzęt
Jednym z kryteriów oceny jakości spawania jest uzyskanie założonych pozycji łączonych elementów. Jeśli zespawamy coś krzywo, poprawka może być kosztowna albo niemożliwa, dlatego ważną rolę odgrywa staranne przygotowanie powierzchni spawanych elementów oraz ustawienie i unieruchomienie ich w odpowiednim położeniu.
W idealnym przypadku będziemy mieli do dyspozycji wypoziomowany stół spawalniczy z kompletnym osprzętem pozwalającym uzyskać niemal dowolną geometrię. W rzeczywistości, w przypadku prac często spotykanych w warsztatach samochodowych, będziemy musieli uzyskać wystarczająco dobre połączenie przy użyciu prostych zacisków do blach i rur. Każdy, nawet improwizowany sposób unieruchomienia jest lepszy niż spawanie elementów przytrzymywanych jedną ręką.
W warsztacie, gdzie prace spawalnicze wykonuje się zazwyczaj na ograniczonej przestrzeni i w pobliżu innych stanowisk, należałoby zadbać o bezpieczeństwo, używając parawanów chroniących przed odpryskami i światłem łuku elektrycznego. Warto mieć pod ręką koc spawalniczy, którym można okryć okolicę, chroniąc ją przed uszkodzeniem. Dobrej jakości wyposażenie nie jest tanie i może się wydawać zbędne, jeśli spawamy sporadycznie, ale weźmy pod uwagę możliwe ryzyko uszkodzenia pojazdów klientów, utratę wyposażenia czy nawet zagrożenie pożarem. Zmiana perspektywy zmienia także ocenę wartości i sensu inwestycji.
Zagrożenia
Proces spawania wymaga podgrzania łączonych elementów i elektrody do temperatury topnienia, dlatego pierwszym zagrożeniem, o którym trzeba wspomnieć, jest ryzyko oparzenia – zarówno podczas spawania, jak i przez pewien czas po nim, zanim łączone elementy ostygną. Zdrowy rozsądek nakazuje zakładanie do spawania rękawic ochronnych, najlepiej wysokich, sięgających znacznie ponad nadgarstek, ale wystarczająco elastycznych, żeby zachować zdolność precyzyjnego prowadzenia elektrody. Żaden ze spawanych elementów nie powinien być przytrzymywany dłonią. Należy je wcześniej ustawić we właściwym położeniu i unieruchomić zaciskami albo w inny sposób.
Drugie zagrożenie to iskry, a właściwie krople roztopionego metalu rozrzucane wokół spawu, które, zanim ostygną, mogą spowodować oparzenia ciała, zapalić łatwopalne ciecze lub gazy, uszkodzić ubranie, tapicerkę w samochodzie, obudowy i elementy wykonane z tworzyw sztucznych, tkanin itp. Zabezpieczenie przed nimi polega na uprzątnięciu miejsca pracy przed spawaniem i założeniu odzieży szczelnie okrywającej ciało (najlepiej fartucha spawalniczego).
Trzeci czynnik to bardzo jasne światło łuku elektrycznego albo płomienia gazowego i promieniowanie UV towarzyszące łukowi. Sprawę rozwiązuje tarcza albo przyłbica spawalnicza. Znacznym ułatwieniem są tarcze wyposażone w wizjer przepuszczający światło, przyciemniany dopiero po zapaleniu łuku.
Warto wspomnieć także o promieniowaniu jonizującym (przede wszystkim rentgenowskim) emitowanym przez łuk elektryczny. To narażenie ma większe znaczenie w przypadku zawodowych spawaczy pracujących codziennie przez kilka godzin. Osoby, które spawają sporadycznie, nie odczują jego wpływu, choć powinny zdawać sobie sprawę z faktu narażenia na promieniowanie.
Jeśli chodzi o spawanie gazowe, należy wspomnieć o niebezpieczeństwie towarzyszącym ulatnianiu się gazu (zwłaszcza acetylenu albo mieszaniny gazu propan-butan). Wyciek tlenu może podsycić ogień albo spowodować zapłon substancji łatwopalnych: paliw, smarów, oleju itp. Z tego powodu wszystkie elementy armatury spawalniczej (tj. zawory, reduktory, palniki, węże) powinno się oczyszczać dokładnie z wszelkich zabrudzeń. Na wężach spawalniczych należy także zamontować bezpieczniki zapobiegające zasysaniu płomienia.
Spawanie elektryczne, zwłaszcza w ciasnych, trudno dostępnych miejscach, wiąże się także z ryzykiem porażenia prądem elektrycznym w przypadku uszkodzenia izolacji przewodów zasilających spawarkę.
Nie bez znaczenia jest zapewnienie wydajnej wentylacji. Spawanie w ciasnym, źle przewietrzanym pomieszczeniu jest wyjątkowo złym pomysłem. Gazy uwalniające się podczas spawania mogą spowodować podtrucie i nieprzyjemne objawy, np. ból i zawroty głowy. Sprawdzonym rozwiązaniem są wyciągi spawalnicze wyposażone w regulowany okap i elastyczny przewód połączeniowy. Można je zamocować nad stołem spawalniczym, a mniejsze wersje ustawiać w miejscu, w którym akurat pracujemy.
Podsumowując: warto wyposażyć warsztat w urządzenia spawalnicze, ale to nie wystarczy. Trzeba także zadbać o przeszkolenie mechaników. Nie chodzi o to, aby każdy osiągnął poziom kompetencji zawodowego spawacza, ale raczej o to, aby wszyscy zainteresowani potrafili położyć czysty, równy spaw, pracując w bezpiecznych, sprzyjających warunkach. Pracownicy zazwyczaj są chętni do nauki, ale trzeba im ją umożliwić, zapewniając na jakiś czas wsparcie doświadczonego spawacza i dostęp do sprzętu i materiałów.
Piotr Kołaczek