Strumień elektronów może służyć nie tylko jako jako nośnik informacji, ale także jako źródło ciepła w procesie łączenia metali. Tak to jest w trakcie spawania. By połączyć dwa metale, należy je po prostu roztopić i „zlać” ze sobą. Źródłem temperatury w większości metod spawania jest łuk elektryczny. Temperatury osiągane w łuku wynoszą od 4000°C do 6000°C, w zależności od metody i nastaw. Nie trudno się domyślić, że w takiej temperaturze topi się większość metali występujących w naszym otoczeniu.

Wiele osób chcąc majsterkować zastanawia się nad wyborem jak zacząć spawać. Wybór powinien zacząć się nad pochyleniem się nad metodami spawania. Generalnie są trzy:

• MMA – metoda polega na spawaniu elektrodą topliwą, otuloną. Elektroda pokryta jest specjalnym materiałem, który podczas spawania formuje osłonę gazową nad ciekłym metalem oraz oczyszcza łączone metale (topnik). Jest to metoda najtańsza (biorąc pod uwagę materiały spawalnicze jak i urządzenia). Tą metodą trudno spawa cię cienkie materiały.
• MIG/MAG  (Metal Insert Gas / Metal Active Gas) – metoda polega na spawaniu cienkim, topliwym drutem (zwykle cienkim od 0,6mm do 1,2mm, typowo 0,8mm). Drut w łuk podawany ciągle jest za pomocą automatycznego podajnika. Drut nie jest otulony, dlatego w tej metodzie potrzebny jest gaz osłonowy (zwykle dwutlenek węgla lub argon – a zwykle są to mieszanki tych gazów). Metoda szybkiego spawania, można nią spawać cienkie materiały, także aluminium.
• TIG (Tungsten Insert Gas) – metoda polega na użyciu elektrody nietopliwej (wolfram domieszkowany) do kontrolowania łuku. Materiał podawany jest ręcznie w postaci drutu o różnych średnicach. Podobnie jak w metodzie MIG potrzebny jest gaz osłonowy. Ze względu na precyzyjną kontrolę łuku, jest to najbardziej precyzyjna metoda spawania. Można spawać zarówno cienką stal, jak i cienkie aluminium, a także miedź.

Zatem co wybrać? Nie wiem. Wszystko zależy od tego co i jak będziemy spawać. Gdy wiadomo, ze będziemy spawać tylko stal, stosunkowo grubą (grubszą niż 2mm), to teoretycznie spawanie metodą MMA powinno nam wystarczyć. Metodą MMA nie będziemy w stanie spawać innych materiałów. Teoretycznie są elektrody do spawania aluminium, ale wymagają one od spawacza dużego doświadczenia, gdyż są po prostu trudne w użyciu. Jeżeli chcemy spawać także materiały cienkie to kierujmy się w kierunku metody MIG, a w przypadku aluminium lub konstrukcji precyzyjnych bierzemy TIG. Może też się okazać, że będziemy potrzebować wszystkich trzech metod. Polecam lekturę wideo z youtube (profil weld.com, weldingtipsandtricks) i przejrzenia jak poprawnie łączyć określone konstrukcje oraz jak to wygląda w przypadku użycia różnych metod. Przykład. Odnoszę wrażenie, że panuje przeświadczenie (wśród amatorów), że TIG jest do wszystkiego. Otóż nie. Przykład. Rura, łączenie typu V, ciasno spasowane. Używając TIG’a nie da się poprawnie przetopić grani spawu (terminologia angielska: root, root pass). Do tego należy użyć metody MMA i agresywnej elektrody 6010, a potem wypełnić (fill pass, cap pass) spaw metodą TIG – jak kto woli.

Jaki sprzęt kupić? Na jakie marki zwrócić uwagę. Esab, Lincoln Electric, Everlast, Kemppi – to znane marki z półki profesjonalnej. Bardzo ciekawe marki, na jakie należy zwrócić uwagę: Shermann, Magnum, Ideal, Welder Fantasy – to jest już dobry sprzęt w zasięgu amatora. Poza tym cała gama mniej lub bardziej znanych marek. Tutaj pojawia się temat nieznanej chińszczyzny – jak z resztą pozostałych dziedzinach techniki. Super tani, chiński sprzęt jest niebezpieczny. Może nie spełniać dodatkowych parametrów. Jeżeli znajdziecie jakąś markę, o której w zasadzie nic nie znajdziecie w sieci (opinie, fora) a ceną odbiega znacznie (w dół) od porównywalnej parametrami marki znanej (choćby i chińskiej), to nie kupujcie. Może się okazać, że ustawicie w spawarce prąd 200A, a w elektrodę poleci zaledwie 150A… Poniższy film z YT to pokazuje. Zatem… Nie kupujemy na Ali sortując po najniższej cenie.

Metoda MMA.

Kiedyś spawarki MMA to były pokaźne wagą i gabarytem transformatory sieciowe, regulowane. Te odeszły do lamusa już dawno temu. Obecnie na rynku są w zasadzie tylko spawarki inwerterowe. Są to przetwornice (źródła prądowe) wysokiej częstotliwości, bazujące na tranzystorach IGBT. Wciąż podstawą jest transformator, ale ten transformator dzięki wysokiej częstotliwości jest wielokrotnie mniejszy, a sterowanie elektroniczne otwiera nowe możliwości (opcje wspomagające spawanie). Większość spawarek MMA to spawarki tylko prądu stałego i są stosunkowo tanie, zwykle tańsze niż 1000 PLN. Są nawet spawarki, które można już kupić za 200 PLN. Jaką spawarkę kupić? Według mnie w zasadzie najtańszą.

W metodzie MMA nie ma nic odkrywczego. Większość tanich spawarek ma opcję hot start (zwiększony prąd podczas zajarzenia łuku, żeby łatwo „rozpalić” elektrodę) oraz arc force (zwiększenie prądu w przypadku skracania łuku, zapobiega przyklejaniu się elektrody). Nad opcją hot start zwykle kontroli nie mamy, arc force możemy kontrolować i to wszystko czego potrzebujemy. Taką spawarkę możemy nabyć już poniżej 500 PLN. I tyle według mnie wystarczy. Fora straszą przed chińszczyzną, która nie daje takiego prądu jaki deklarują parametry. Może tak być. Ale jak spawarka ma 300A deklarowane, to z pewnością wyda te 120-150A pozwalające swobodnie spawać elektrodą średnicy 3.2mm. W domu nikt okrętów nie spawa, żeby mieć potrzebę używania większych średnic.

Warto też zerknąć na tzw. sprawność. Nie jest to sprawność w sensie przetwarzania mocy (elektronicznie), ale chodzi o czas ciągłego spawania, żeby nie przegrzać spawarki. Czas ten podaje się zwykle w % w stosunku do 10 minut dla maksymalnego prądu spawania. Przykład nasza spawarka ma maksymalny prąd 300A, sprawność 30%, a sprawność 100% dla 120A. Oznacza to, że w ciągu 10 minut możemy prądem 300A spawać maksymalnie przez 3 minuty, a przez pozostałe 7 minut spawarka musi odpoczywać. Natomiast sprawność 100% dla 120A oznacza, że takim prądem możemy spawać ciągle bez odpoczynku.

Należy też zwrócić uwagę jakie zabezpieczenie rekomenduje producent. Większość spawarek jest na 230V, a potrafi pobrać z sieci parę ładnych kW. Przy pełnej mocy spawarki zwykle producent wymaga zabezpieczenia 20-25A typu C. Ja posiadam 16A typ C. Elektroda 2mm idzie bez problemu. Podejrzewam, że 3.2mm też przejdzie z niskimi prądami. Jeżeli mamy dostęp do przyłącza 400V, to można też taką spawarkę nabyć. Zaletą jej jest to, że wymaga ona zwykle wyraźnie mniejszego zabezpieczenia. Przykład. Spawarka zasilana z 3x400V o prądzie spawania 300A wymaga zabezpieczenia 16A (typ C), czyli w zasadzie typowego zabezpieczenia jakie znajdziemy na „sile”. Minusem tych spawarek jest to, że są droższe i to wyraźnie droższe.

Według mnie: kupujemy spawarkę poniżej 500 PLN, z prądem 250A-300A dowolnej marki. Nie ma sensu celować w markowy sprzęt. Mówimy o zastosowaniu amatorskim czyli spawaniu okazyjnym a nie codziennej pracy. Osobiście posiadam PowerMat PM-MMA-300S. Jestem zadowolony. Miałem raz ciekawy przypadek. Spawarka się „zawiesiła”. Brak łuku, brak żadnego błędu. Restart i wszystko działa.

Metoda MIG.

Migomat to stosunkowo proste urządzenie. Podajnik drutu, regulator napięcia – koniec. Prąd spawania zależny jest od prędkości podawania drutu. Podobnie jak w MMA nie ma tutaj żadnej filozofii. Tanie migomaty powinny działać. Jednak trzeba trochę nabyć doświadczenia, aby właściwie dobierać właściwe napięcie łuku i prędkość podawania drutu (hasło: mig transfer modes) w zależności od grubości materiału. Można sobie pomóc kupując migomat z tzw synergią, czyli automatyzacją doboru parametrów. Wybieramy jedynie prędkość podawania drutu (grubość materiału po przeliczeniu przez automat) i profil spoiny (wklęsła czy wypukła) a migomat sam dobierze napięcie i indukcyjność (parametr, który określa prędkość narastania prądu). Niby „bzdet”, ale przydatne jeżeli nie ma się dużego doświadczenia. Migomaty z synergią są zwykle wyraźnie droższe niż podstawowe urządzenia.

Na rynku mamy migomaty:

– Podstawowe, czyli najprostsze konstrukcje, takie którym możemy kontrolować napięcie i prędkość podawania drutu. Czasami w niektórych modelach można znaleźć pokrętło kontroli indukcyjności. Cena takich urządzeń waha się od kilkuset do 2000 PLN.

– Półka półprofesjonalna, czyli 2000-5000 PLN. W takich urządzeniach znajdziemy już zwykle pełną synergię oraz ręczną kontrolę nad wszystkimi parametrami procesu spawania. Dodatkowo pojawiają się opcje dodatkowe jak np ustalanie prędkości dojazdowej drutu, czas wypływu gazu po zakończeniu spawania, czy długość „upalania” drutu po zakończeniu spawania.

– Półka profesjonalna, czyli urządzenia heavy duty przeznaczone do codziennej pracy w małych i dużych zakładach produkcyjnych. I tu można się zdziwić, bo nie wszystkie drogie urządzenia posiadają „wypasione” opcje. Urządzenia profesjonalne przede wszystkim mają pracować ciągle, być solidnie wykonane i niezawodne. A to wiadomo – kosztuje. W cenie może być także ukryta obsługa serwisowa w trakcie i po gwarancji. W tej półce też spotyka się urządzenia dużej mocy, czyli prąd spawania powyżej 200A, nie spotykany w zastosowaniach amatorskich.

W przypadku migomatów i spawania aluminium jest pewna mała gwiazdka. Potrzebujemy palnik szpulowy (ang. spool gun). Droga sprawa i nasza maszyna musi mieć do niego wsparcie. Po co nam to? Wyobrażacie sobie przepychanie cienkiego aluminiowego drutu przez 5-metrowy przewód spawalniczy? Pojawiają się problemy. Dlatego podczas spawania aluminium stosuje się specjalne palniki z małą szpulą drutu na nich lub palniki, które mają wewnątrz dodatkowe rolki wyciągające drut.

W zasadzie większość migomatów posiada też opcję MMA. Należy jednak zwrócić uwagę, że zwykle są to prądy mniejsze niż 200A. Wiele migomatów posiada także opcję TIG (metoda tig lift). Oznacza to, że można mieć 3 spawarki w jednej? Teoretycznie tak. Jednak ta opcja TIG to według mnie lep na muchy. Niestety metoda TIG wymaga manipulacji wieloma parametrami, by uzyskać tą osławioną precyzję. A jak coś jest w opcji, to zwykle jest okrojone i nie należy oczekiwać wiele.

Jest jeszcze jedna mała gwiazdka. W znanej sieci dyskontów są dostępne migomaty „bezgazowe” (ale nie tylko w dyskontach). I to jest właśnie ich problem. Drut samoosłonowy jest mniej więcej 5-krotnie droższy niż zwykły, więc sumarycznie spawanie jest znacznie droższe niż gaz plus zwykły drut. Dla kogo taka maszynka? Dla osób które spawają naprawdę okazjonalnie.

Pracowałem chwilę z migomatem Magnum MIG 208 ALU. Synergia to bardzo fajna opcja, biorąc pod uwagę, że to było moje pierwsze spotkanie z migomatem. Spawałem na 50m przewodzie i zabezpieczniu 16A typ C. Migomat ciągnął 22V przy 120A, materiał 3mm – bez problemu. Z tego co czytam forum marka Magnum to najlepsza opcja przy niskich kosztach. Dodatkowo mało awaryjna (przynajmniej według niektórych sprzedawców). Uważam, że taki przyrząd to wszystko, co jest potrzebne amatorowi i nie ma sensu kupować droższego sprzętu (typu Kemppi czy Esab). Dla amatora migomat za około 1500 PLN powinien być wystarczający.

Metoda TIG.

Metodę TIG można porównać do lutownicy. Elektroda jest nietopliwa (grot lutownicy), a spoiwo podawane jest w łuk ręcznie (cyna). Konstrukcja urządzenia jest prosta. Cała magia TIG’a polega na mnogości parametrów procesu, które możemy regulować. Sposoby są następujące:

• TIG DC – spawanie prądem stałym
• TIG DC PULSE – spawanie prądem stałym impulsowe
• TIG AC – spawanie prądem zmiennym ciągłym
• TIG AC PULSE – spawanie prądem zmiennym impulsowe
• TIG PUNKT – spawanie punktowe

Zatem do regulacji jest na oko jakieś 10-12 różnych parametrów do ustawienia. Jeżeli decydujemy się na TIG’a, powinniśmy zdecydować się na maszynę, która pozwoli nam na szerokie spektrum procesów. Tak. Jest to koszt, ale według mnie półśrodki to po prostu marnowanie pieniędzy, bo po pewnym czasie i tak dojdziemy do wniosku, że to nie to, lub czegoś nam brakuje. Urządzenie TIG można kupić już od około 2500 PLN.

Klucz do wyboru powinien być następujący: kupujemy TIG’a ze wszystkimi procesami i kupujemy najdroższą maszynę na jaką nas stać. Taką maszynę powinniśmy dostać w budżecie od 2500 PLN do 3500 PLN. Dodatkowo w przypadku maszyn z opcją AC, dostajemy też metodę MMA z prądem AC, a to może się przydać przy przeciwdziałaniu zjawisku „arc blow”. Wtedy ma to sens. Ale można przecież kupić TIG’a taniej. Teoretycznie tak, ale według mnie to będzie marnotrawstwo pieniędzy gdyż:

1. Można teoretycznie zaadoptować spawarkę MMA do TIG’a. Należy kupić palnik z zaworkiem ręcznym i gaz. I to wszystko. Mamy TIG’a! Nic bardziej mylnego. Jest to metoda scratch TIG (ja nazywam to TIG’iem Janusza). Zapłon łuku następuje przez potarcie. Oznacza to przede wszystkim ryzyko przyklejania się elektrody do materiału, jej szybkie zużycie i przede wszystkim pozostawianie drobin elektrody w spawie. W procesie TIG elektroda nie powinna dotykać spawanego materiału. Dodatkowo mamy problem z zakończeniem spawu. Wyłączenie łuku jest możliwe tylko przez zabranie palnika znad jeziorka. Tracimy przez to osłonę gazu w momencie, gdy jeziorko jest płynne i narażone na czynniki atmosferyczne. Kontrolujemy wyłącznie prąd spawania i nic poza tym. Można tak spawać, ale to tylko namiastka TIG’a, nie warta tych dodatkowych kilku stówek.
2. Jest wiele tanich maszyn MMA/MIG z opcją TIG-lift. Zapłon łuku następuje przez dotknięcie materiału elektrodą, załączenie włącznika. Maszyna puści pełny prąd dopiero wtedy, gdy uniesiemy elektrodę. Jest to lepsze niż TIG Janusza, ale nie należy oczekiwać, że będziemy mogli mieć pełną kontrolę nad procesem. Podobnie jak w metodzie Janusza, kontrolujemy tylko prąd.
3. Jest wiele maszyn na rynku, które oferują proces DC i DC PULS. Jeżeli ktoś będzie spawał tylko stal, to ok. Procesem DC można teoretycznie spawać aluminium, ale wymaga to użycia ultra czystego helu, jako gazu osłonowego. Butla 8L z argonem kosztuje 250 PLN, ta sama butla helu o standardowej czystości to 350 PLN. Ile kosztuje ultra czysty hel? Nie mam pojęcia. Butla 8L starcza na 4h pracy. Jeżeli przyjdzie nam nagle spawać sporo aluminium, to na sam gaz wydamy tyle, co różnica w cenie pomiędzy maszyną naszą a maszyną z procesem AC.

Podsumowując:

• Spawarkę MMA kupujemy najtańszą z popularnych marek na rynku.
• Migomat kupujemy za kwotę w mniej więcej środku amatorskiej półki (podstawowej).
• TIG kupujemy ze wszystkimi procesami (DC/AC), więc nie oszczędzamy.