Pri tomto spôsobe zvárania elektróda, oblasť oblúka a zvarový kúpeľ sú chránené prúdom ochranného plynu. Plyn prechádza cez zvárací horák a hubicu (z keramiky alebo medi), v strede ktorej sa podáva elektróda. Medená hubica je chladená vodou a izolovaná od iných častí horáka a prívodu prúdu. Ochranné plyny majú spravidla dobré izolačné schopnosti, preto zabezpečujú stabilné horenie oblúka, a to aj pri nízkych zváracích prúdoch. Ako ochranné plyny sa používajú inertné plyny (Ar a He) a aktívne plyny (CO2, N2, H2 a i.), niekedy zmesi dvoch alebo viacerých plynov. U nás je najrozšírenejší argón a oxid uhličitý.
Argón je bezfarebný plyn, 1,38-krát ťažší ako vzduch. S väčšinou prvkov netvorí chemické zlúčeniny a nie je rozpustný v tekutých ani tuhých kovoch. Argón sa získava zo vzduchu podchladeného na veľmi nízke teploty selektívnym vyparovaním pri teplotách nad –185,5 °C. Technický argón má čistotu 99,99 % s nepatrnými nečistotami dusíka, vodíka, kyslíka atď. Argón sa dodáva a skladuje v plynnom stave stlačený v oceľových nádobách pod tlakom 15 Mpa. Fľaše majú pravý závit a sú označené modrozelenou farbou.
Oxid uhličitý (CO2) je bezfarebný plyn so slabým zápachom, 1,52-krát ťažší ako vzduch a nerozpustný v tekutých kovoch. CO2 pôsobí oxidačne na roztavené kovy, najmä po tepelnej disociácii na CO a O. Získava sa z vypúšťaných plynov chemických výrobní v skvapalnenom alebo tuhom stave (suchý ľad). Nie je jedovatý, ale bráni dýchaniu. Pri 4 % obsahu CO2 vo vzduchu zhasína horiaca sviečka. Pri obsahu 15 % CO2 vo vzduchu sa človek zadusí. Pozor na hromadenie CO2! Podľa STN vyrába sa aj pre potreby zvárania. Musí vyhovieť technickým podmienkam: obsah CO2 min. 99,5 % obj. a obsah vody zodpovedajúci rosnému bodu –25 °C, t.j. ani pri tejto teplote sa nesmie vytekajúcim plynom orosiť zváraný povrch. Jeden liter kvapalného CO2 pri atmosférickom tlaku a teplote 0 °C dá 413 l plynu. Oxid uhličitý sa plní do oceľových fliaš (vodný obsah obyčajne 40 l). Kvapalným CO2 sa plnia fľaše len do 3/4, t.j. 0,75 kg kvapalného CO2 na 1 liter objemu fľaše pri teplote 15 °C. Do 40 l fľaše sa teda naplní 25 až 30 kg CO2 a odparením tohto množstva sa vytvorí asi 12 až 15 m3 plynu.
1.1 Zváranie v ochrannej atmosfére argónu
Týmto spôsobom možno zvárať netaviacou a taviacou elektródou. Zváranie s netaviacou elektródou sa používa spravidla pri spájaní kovu hrúbky 0,1 až 6 mm, s taviacou elektródou od hrúbky 2 mm a vyššie. Rozdelenie podľa hrúbky je podmienečné. Často, keď produktivita nie je hlavným ukazovateľom zváracieho procesu, aj kov veľkej hrúbky sa zvára netaviacou elektródou mnohovrstvovým zvarom. V atmosfére argónu netaviacou wolfrámovou elektródou možno zvárať len s natavením základného materiálu (hrúbky do 3 mm) a pri nevyhnutnosti zosilnenia zvaru alebo vyplnenia zvarového úkosu hrán (hrúbky vyše 3 mm) aj s prídavným materiálom (tyčkou alebo drôtom). Pri zváraní s prídavným drôtom sa zvára ručne (obr. 1.1a) alebo s mechanickým podávaním (obr. 1.1b) zo strany oblúka.
Netaviacou elektródou sa zvára jedmosmerným prúdom pri priamej polarite. V takomto prípade sa oblúk ľahko zapaľuje a horí stabilne pri napätí 10 až 15 V. Možno používať pomerne vysoké prúdové hustoty bez veľkého ohriatia a opotrebenia elektródy. Oblúk zostáva stabilný aj pri celkom malých prúdoch (asi 1 A), čo podmieňuje možnosť zvárať aj veľmi tenký materiál (0,1 mm).
Obr. 1.1 Rôzne spôsoby zvárania v ochranných plynoch
1 – prídavný drôt alebo tyčka, 2 – hubica, 3 – prívod prúdu, 4 – teleso horáka, 5 – V elektróda, 6 – rukoväť horáka, 7 – atmosféra ochranného plynu, 8 – zvárací oblúk, 9 – tekutý kovový kúpeľ, 10 – zásobník drôtu, 11 – podávací mechanizmus, 12 – taviaci sa prídavný zvárací drôt
Pri obrátenej polarite vzrastá napätie oblúka, znižuje sa stabilita jeho horenia a zvyšuje sa ohrev a spotreba elektródy. Tieto vzláštnosti oblúka na obrátenej polarite ho robia nevhodným na bezprostredné použitie vo zváracom procese. Ale oblúk na obrátenej polarite má jednu dôležitú technologickú vzláštnosť: pri ňom s z povrchu zváraného materiálu odstraňujú oxidy. Jedným z vysvetlení tohoto úkazu je to, že povrch kovu sa bombarduje ťažkými kladnými iónmi Ar, ktoré mechanicky rozrušujú oxidické vrstvičky. Uvedené vlastnosti oblúka s obrátenou polaritou sa využívajú pri takých silne oxidujúcich kovoch, ako je hliník, horčík a ich zliatiny, používajúc na napájanie oblúka striedavý prúd.
Pri zváraní netaviacou elektródou na striedavom prúde v určitej miere sa sčitujú výhody oblúka na priamej a obrátenej polarite. Ale asymetria elektrických vlastností oblúka, podmienená jeho menšou elektrickou vodivosťou pri obrátenej polarite v porovnaní s priamou, vedie k viacerým neželateľným sprievodným úkazom. V dôsledku usmerňujúcej schopnosti oblúka sa objavuje konštantná zložka prúdu priamej polarity. Za týchto podmienok oblúk horí nestabilne, zhoršuje sa čistiaci účinok na povrchu zvarového kúpeľa od vysokotavných oxidov a narušuje sa proces formovania zvaru. Preto na napájanie oblúka v argóne striedavým prúdom sa používajú špeciálne zdroje prúdu. Do obvodu sa zapája stabilizátor horena oblúka – zariadenie dávajúce impulz doplnkovým napätím na oblúku v polperióde jeho horenia na obrátenej polarite. Takto sa zabezpečuje stabilita oblúka, stálosť prúdu a procesu formovania zvaru pri obidvoch polaritách prúdu.
Schéma zvárania v argóne taviacou elektródou je na obr. 1.1c,d. Normálny priebeh procesu zvárania a dobrá kvalita zvaru sa zabezpečuje pri vysokej hustote prúdu (100 A.mm-2 a viac). Pri nevysokých prúdových hustotách je hrubokvapkový prenos roztaveného kovu z elektródy do zvarového kúpeľa, pri ktorom sa vyskytuje pórovitosť zvaru, malé prevarenie základného materiálu a silný rozstrek. Pri vysokých prúdových hustotách prenos roztaveného kovu z elektródy sa stáva jemnozrnný alebo prúdový. V podmienkach pôsobenia veľkých elektromagnetických síl sa rýchlo pohybujúce drobné kvapky zlievajú do spojitého prúdu tekutého kovu. Takýto prenos kovu. Takýto prenos kovu z elektródy zapríčiňuje hlboký prievar základného materiálu, hutný zvar s rovným a čistým povrchom a rozstrek je v prípustnom rozmedzí.
