Mit hegesztés egybeköt, csak a sarokcsiszoló választja el

A hegesztés, mint oldhatatlan kötés, több száz éve ismert, igazi fejlődése azonban csak a 19. század végén kezdődött. A hegesztés helyén az alkatrészek anyagát vékony sávban megolvasztják, és így kötik össze őket, vagy pedig az alapanyaghoz hasonló összetételű anyag (szaknyelven: hozaganyag) beolvasztásával kapcsolják össze. Fontos, ha az alapanyag nem olvad meg az eljárás közben, csak a hozaganyag, akkor forrasztásról beszélünk.

Ipari környezetben igen változatos hegesztési módok vannak, most viszont a lakossági megoldásokat vesszük végig röviden, ezeknek pedig az a lényegük, hogy a két összehegesztendő részt megolvasztják, illetve abba még esetleg egy harmadik anyagot is kevernek - a hegesztőpálcának vagy az elektródának egy részét -, az így keletkezett közös rész lesz maga a varrat. 

Régi és lassan feledésbe merülő módszer a lánghegesztés. Lánghegesztéskor valamilyen éghető gázt, jellemzően acetilént és oxigént alkalmaznak. A két gázt a hegesztőégőbe azaz a hegesztő pisztolyba elkeverve olyan lángképet kell kapjunk, ami koncentrált és kezelhető. A bejuttatott gáz mennyiségét adagoló csapokkal szabályozzák. Ezzel megolvasztják az összehegesztendő anyagot. Ezt a hegesztési típust ma már nagyrészt kiszorította az elektromos ívhegesztés valamilyen formája. Vannak még példák az alkalmazására, például az egyedi rezonátoros kipufogókat készítő mesterek között máig tartja magát a mondás, hogy az így készült rezó fog jól üzemelni, ugyanis így nyeri el a megmunkált fém a megfelelő anyagtulajdonságokat.

A ma elterjedt eljárások fizikai háttere a fent említettel azonos, de a szükséges hő előállítása már elektromos ívkisüléssel történik a munkadarab és elektróda között, nem holmi gáz elégetésével. A lakossági szintre leszivárgó félvezető technológia előtt az ívhegesztés egyet jelentett egy hatalmas hegesztő transzformátor elkerülhetetlen használatával. Ezek a bejövő hálózati feszültséget egy transzformátor segítségével alakítják át úgy, hogy a hegesztéshez szükséges áramerősség biztosítva legyen. Bizonyos típusoknál az így keletkező áramot egyen irányítják, majd így vezetik a hegesztendő darabhoz és az elektródafogóhoz. Az anyagminőséghez és vastagsághoz tartozó áramerősséget a fokozatkapcsoló segítségével kapcsolt primer tekercsekkel, vagy a vasmagban lévő járom mozgatásával lehet szabályozni.

A tekercsek és a vasmag árulkodhat róla, hogy ezek a készülékek bizony a tömeg a megbízhatóság jele alapelv szerint készültek, mert más mód nem volt. Azonban az utóbbi években az inverteres gépek térnyerése elhozta a mobilitást a méretek és a funkciók tekintetében is. Felépítésük jelentősen bonyolultabb, mint egy hagyományos gépnek, de a kisméretű alkatrészeknek köszönhetően harmadára-negyedére csökkent átlagosan a gépek mérete. A korábban kerekeken guruló rettenetes dömpereket leváltotta a vállon hordozható, aggregátoról is üzemelő, ipari felhasználást is bíró szerszámosdoboz méretű gépek hatalmas választéka, mindezt elérhető áron. A beépített okos elektronikának hála pedig a kezdők, újrakezdők és profik egyaránt találnak hasznos funkciókat, amik könnyebbé teszik a munkát ezekkel a gépekkel.

A legelérhetőbb eljárás a villamos ívhegesztés elektródával. Konyhai analógiával élve ez a hegesztő gépek és eljárások machetéje. Olyan, mint a trópusi kókuszdió koktél készítés, kicsit faragott a végeredmény még értő kezekben is, de működik. Kül- és beltéren egyaránt végezhető, mert nem igényel védőgázt, amit a szél elfújhat. Persze fröcsköl, így tűzvédelmi szempontból mindenképpen elővigyázatosságra int. Alkalmazható szénacél és rozsdamentes anyagok hegesztésére, egyen- és váltóárammal, elektróda függvényében, sőt akár víz alatti hegesztésekhez. Szinte minden esetben erősen ajánlott a hegesztendő darabok körültekintő megtisztítása és zsírtalanítása, de ez a módszer az egyik legengedékenyebb a szennyeződésekkel szemben. A hátránya, hogy igazán vékony, tehát 1 mm környéki anyagoknál már elvérzik.

A nehézséget a tanulásában az okozza, hogy egyszerre két mozgást kell végezzünk precízen. A szép varrat eléréséhez nagyjából egy elektróda vastagságnyi ívhosszt kell tudnunk tartani, miközben haladó mozgást végzünk a varrat irányába, úgy, hogy az elektróda hossza folyamatosan rövidül. Számszerű adatokkal arról van szó, hogy a hegesztés kezdetén az elektróda hossza 350 mm és a vastagsága 1,6 mm, ezt egy rugós befogóba rögzítve kell stabilan egyensúlyoznunk egyenletesen, egyenes vonalban vagy ív mentén. Az elektróda maga tartalmazza az adalékanyagot, ami a varratot védi, amíg a megolvasztott fém megszilárdul. A varrat készítés után a salak egyszerűen lekalapálható, és ha jól dolgoztunk egy kis drótkefézéssel szalonképessé tehető.

A következő, ami elterjedését a rendkívül egyszerű tanulhatóságának és termelékenységének köszönheti, a védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés. Vagy ahogy mindenki hívja, a CÉÓ. Az elnevezés csak részben helyes, mert létezik Argon és szén-dioxid védőgázas eljárás, vagy a kettő keveréke, az úgy nevezett Corgon. Az eljárás során a hegesztőív a folyamatosan előrehaladó hegesztőhuzal és a munkadarab között ég. A hegesztőhuzalt két vagy négy görgő tolja előre, amelyeket a huzalelőtoló hajtószerkezete mozgat. A védőgáz bevezetés is ide történik egy gázterelőn keresztül, hogy az eljárás közben az olvadékot a levegő oxigénjétől megvédje. Védőgáz típustól függően beszélünk AFI (argon) vagy CFI (szén-dioxid) hegesztésről. Illetve előfordulhat a két gáz keveréke is, ekkor keverék védőgázas fogyóelektródás ívhegesztésként nevezik. Jellemzően szénacél és gyengén ötvözött alapanyag hegesztésénél szén-dioxidot alkalmaznak, rozsdamentes anyagokra pedig kevert gázt. A használat módjából adódóan termelékenyebb, mint a villamos ívhegesztés elektródával.

Nem kell ugyanis elektródát cserélni, csak mikor elfogy a tekercs, és a salakolással sem kell időt tölteni. Porbeles elektródával pedig ipari alkalmazási szintre lehet növelni a hegesztési sebességet, így a robotok is elképesztő sebességgel varrhatják a fémet. A meredek tanulási görbéje annak tudható be, hogy csak egy főmozgásra van szükség a kezelőtől, a mellékmozgást, vagyis az elektróda adagolását maga a gép végzi. Ennek a sebességét rendszerint állíthatjuk a gépen az áramerősséggel együtt, és 2-3 próbálkozásból a kevésbé gyakorlottak is beletalálnak a megfelelő beállításba. Innentől pedig már csak az ütemet kell tartani a szép és mechanikailag is megfelelő varrat eléréséhez. Az igazán profik fülre is megmondják, mit hova kell tekerni, mert nagyon jellegzetes hangja van ennek a munkavégzésnek. Hátránya, hogy ez is fröcsköl, és a kültéri munkavégzéshez magunkkal kell cipeljünk a gépen kívül egy palackot is, de mindennek ellenére elég univerzális.

Az igazi sebészi szike viszont az AWI, vagyis az argon védőgázas volfrámelektródás ívhegesztés. Egy AC/DC AWI géppel kis túlzással minden-mindennel is hegeszthető, mindez szemet gyönyörködtető minőségben. Gyakorlott kéz a borotvapengéket élüknél is összehegeszti vele, miközben, ha arra van szükség, ujjnyi vastag szénacél csövek sem okoznak gondot. A volfrám elektródák az alkalmazás céljától függően eltérő ötvözéssel. Ezeket az anyagminőségtől, vastagságtól, beolvadási mélység és hőhatási zóna méretétől függően „kihegyezik”, hogy a hegesztő ív precíz és kontrollálható legyen. Nagyon sok gyakorlást igényel, mert jobbkezes használatot feltételezve, jobb kézben tartjuk a pisztolyt, balban a hozaganyagot, és az igazán mindenre kiterjedő kontroll eléréséhez erre alkalmas gép esetén egyik lábbal, pedállal szabályozhatjuk az áramerősséget. Az elektróda a lehető legközelebb kell legyen, de nem érhet az olvadékhoz, és a hozaganyagot ütemesen adagolva „mártogatva” az olvadék peremére, a hegesztés eredménye olyan lesz, mintha picike érméket fektettünk volna egymásra. A varrat elszíneződése árulkodik annak minőségéről és a hőbevitelről. Bizonyos iparágakban, mint például a repülés, az elszíneződés nem megengedett. A védőgáz használata elengedhetetlen, ugyanis azzal is kontrolláljuk a varrat hőmérsékletet, illetve a reaktív fémeket óvjuk, míg semleges hőmérsékletre szilárdulnak.

A tökéletes varrathoz elengedhetetlen, hogy minden alapanyag tisztára legyen fertőtlenítve, ez a módszer nem toleráns a szennyeződésekkel. Az igazi kézműves termékek, mint például az egyedi kipufogórendszerek is, szinte minden esetben AWI-val készülnek, mert bár a védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés 10-szer gyorsabb lehetne, de mint tudjuk, a szem eszik először, és esztétikai kivitelezésben az AWI verhetetlen.

Bármivel is próbálkozzunk először a fent felsoroltak közül, kitartó és rendszeres gyakorlással lesz csak igazán szép a végeredmény. A leggyorsabban az segít, ha már egy gyakorlott oktató is pajzson át nézi, ahogy először bontogatjuk az elektródáinkat, így már az elején nagyon hasznos tanácsokkal láthat el, és szórakoztató hobbivá válhat, ami a valóságban egy igazán professzionális szakma. A legfontosabb azonban, hogy minden esetben viseljünk a hegesztéshez megfelelő védőöltözetet.