Spawanie to proces łączenia materiału (metalu lub tworzywa sztucznego) polegający na miejscowym stopieniu i zestaleniu brzegów. Jako źródło ciepła najczęściej wykorzystuje się energię  spalanego gazu (spawanie gazowe) lub energię łuku elektrycznego (spawanie elektryczne). Rodzaj spoiny zależy między innymi od ułożenia materiału – można łączyć czołowo, pachwinowo, brzeżnie, otworowo oraz punktowo. Na jakość spoiny wpływa szereg czynników – umiejętności spawacza, rodzaj spoiwa, ilość dostarczonej energii czy sama metoda. Przy kontroli wytrzymałości używa się zarówno metod niszczących (np. próby zginania) jak i nieniszczących (np. badanie ultradźwiękami). W przemyślę najczęstszymi metodami spawania są te w osłonie gazów – MIG, MAG czy TIG. Poniższy rysunek poglądowo przedstawia proces tworzenia połączenia spawanego.

Spawanie MIG/MAG

Metody spawania MIG/MAG to jedne z najpopularniejszych sposobów spawania wykorzystywanych w produkcji elementów stalowych. Polegają na użyciu elektrody topliwej w osłonie gazów aktywnych (MAG – oznaczenie 135) lub obojętnych (MIG – oznaczenie 131). Jako gazy aktywne stosuje się głównie dwutlenek węgla lub jego mieszaninę z argonem, natomiast w przypadku gazów obojętnych wybiera się hel lub argon. Sam proces łączenia polega na stapianiu metalu i materiału elektrody topliwej (drutu) ciepłem wytworzonym przez łuk spawalniczy (jarzący się w danej osłonie gazów). Roztopiony materiał drutu tworzy tzw. jeziorko spawalnicze, które krzepnie w miarę przemieszczania się łuku elektrycznego. Tak powstaje spoina w miejscu łączenia brzegów. Spawać można różne materiały – stale stopowe i niestopowe, miedź, aluminium czy tytan. MIG/MAG umożliwia łączenie półautomatyczne ręczne, a także nadaje się do w pełni zautomatyzowanych stanowisk, wspieranych przez roboty. Podstawowym parametrami tych metod są:

• Biegunowość i rodzaj prądu – najczęściej jest to prąd stały o biegunowości dodatniej. Wyjątkiem jest drut samo-osłonowy, w którym odwraca się biegunowość na ujemną.

• Rodzaj i średnica drutu – dobierana w zależności od materiału. Średnice zazwyczaj oscylują w zakresie 0,6 – 1,6 mm. Zaleca się stosowanie możliwie jak najmniejszych.

• Natężenie prądu – wpływa na kształt i wydajność drutu. Wysokie natężenie powoduje częściowe wgłębienie przetopu.

• Prędkość posuwu drutu – odpowiedni dobór pozwala położyć równą spoinę. Za duża prędkość powoduje odpychanie uchwytu.

• Natężenie przepływu gazu – zależnie od średnicy drutu i rodzaju gazu. Zły dobór powoduje rozpryski (za mały przepływ) lub rozdmuchiwanie łuku (za duży przepływ).

• Pochylenie drutu i prędkość spawania – wpływa na jakość spoiny i głębokość wtopienia. Trzeba uważać by nie pojawiły się podtopienia lub za szerokie lico.

Metody MIG/MAG zdobyły popularność bowiem posiadają szereg zalet. Za główne wymienia się wydajność i stosunkowo dobrą jakość spoiny. Spawanie jest też szybkie i użyteczne przy wielu gatunkach materiału, nie powodując znaczących odkształceń. Za wady uważa się konieczność przystosowanie brzegów elementów, niewielki zasięg urządzenia oraz dużą zależność od umiejętności manualnych spawacza. 

Spawanie TIG

Metoda spawania TIG również znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle. Proces ten polega na wytworzeniu łuku elektrycznego za pomocą nietopliwej elektrody wolframowej w osłonie gazu obojętnego (oznaczenie 141). Elektroda wolframowa stanowi najczęściej ujemny biegun spawania, drugi biegun podłączany jest do elementów spajanych. Wolfram jest szeroko używany ze względu na bardzo dobrą przewodność cieplną i elektryczną oraz wysoką temperaturę topnienia. Czasem materiał uszlachetniany jest tlenkami (toru czy cyrkonu). W metodzie 141 tak samo występuje szereg charakterystycznych parametrów: rodzaj prądu, napięcie łuku, prędkość spawania czy typ spoiwa. Dobór mocno zależy od łączonego materiału. TIG znalazł zastosowanie w wielu zakładach, bowiem posiada szereg zalet, wystarczy wymienić:

• bardzo wysoką jakość połączeń – proces jest bardzo czysty, nie powstają rozpryski, a potrzeba dodatkowej obróbki jest znikoma

• uniwersalność – sprawdza się w wielu gatunkach materiału (stale nierdzewne czy aluminium), o różnych grubościach. Nie ma też ograniczeń co do pozycji

• możliwość automatyzacji procesów i wykorzystania robotów

• stosunkową łatwość w manualnym operowaniu przez spawacza.

Za wady podaje się małą prędkość spawania (szczególnie w przypadku grubych blach), co przekłada się na niską wydajność. Należy też dokładnie oczyszczać elementy przed rozpoczęciem spajania. TIG to jednak bardzo popularna metoda, gdyż wady rekompensuje wysoka jakość spoin.