Capitolul 3_Imbinarile sudate

SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR

TANAVIOSOFT 2011

1 Autor : profesor Tănase Viorel

C3

Capitolul 3

ÎMBINĂRI SUDATE

3.1.TIPURI DE IMBINARI SUDATE

Îmbinarea sudată a unui ansamblu este partea formată din sudură şi zonele învecinate acesteia. Indiferent de procedeul de sudare aplicat la execuţia îmbinării sudate, sudura trebuie să asigure rezistenţa necesară construcţiei respective, pre-cum şi continuitatea de material. La procedeele de sudare prin topire, sudura de îmbinare se formează în general din metalul de adaos, depus în rostul cusăturii, adică în spaţiul delimitat de marginile pieselor de sudat. La procedeele de sudare prin presiune, sudura rezultă în urma întrepătrunderii materialelor celor două piese aduse în stare plastică sau de topire superficială.

Formele şi dimensiunile rosturilor sînt foarte importante pentru realizarea îmbinărilor sudate de calitate; de aceea, pentru cele mai folosite procedee indus-triale rosturile sînt standardizate. La stabilirea formei rostului se ţine seama de grosimea şi calitatea materialului tablelor, precum şi de energia calorică de sudare introdusă în unitatea de timp la aplicarea procedeului de sudare respectiv. La procedeele mecanizate sau automate, sudura este formată în cea mai mare parte din metalul de bază, iar în multe cazuri la tablele subţiri sau de grosime mijlocie nu este folosit metal de adaos. In acest fel, pe lîngă că se obţine o sudură mai omogenă în raport cu materialul de bază, mai rezultă şi alte avantaje: volum de prelucrare mai redus la piesele de sudat, consum mai redus de material de adaos sau nu este necesar material de adaos, cost mai redus al îmbinării etc. Formele ros-turilor sunt în funcţie de grosimea pieselor de sudat sau de poziţia lor după alătu-rarea acestora. In general, este economic ca rosturile să nu fie prelucrate, adică marginile pieselor să fie plane. Tablele subţiri se sudează cu rostul în I, ceea ce se obţine prin simpla alăturare a materialelor neprelucrate.

La stabilirea formei rostului se tine seama de grosimea si calitatea materialu-lui tablelor precum si energia calorica de sudare introdusa in unitatea de timp la aplicarea procedeului de sudare respective .


TANAVIOSOFT 2011


C3

La procedeele mecanizate sau automate , sudura este formata in cea mai ma-re parte din metalul de baza , iar in multe cazuri la tablele subtiri sau de grosime mijlocie nu este folosit metal de adaos .

In acest fel, pe langa ca se obtine o sudura mai omogena in raport cu materia-lul de baza , mai rezulta si alte avantaje :columul de prelucrare mai redus la piese-le de sudat , consum mai redus de material de adaos , cost mai redus al imbinarii etc.Formele rosturilor sunt in functie de grosimea pieselor de sudat sau de pozitia lor dupa alaturarea acestora .

In general , este economic ca rosturile san u fie prelucrate , adica marginile pieselor sa fie plane.

Tablele subtiri se sudeaza cu rostul in I ,ceea ce se obtine prin simpla alaturare a materialelor neprelucrate .

O imbinare des intalnita in constructiile sudate este imbinarea de colt(D), care rezulta dupa sudare, prin alaturarea pieselor neprelucrate cu laturile marginilor perpendiculare intre ele.

Pentru tablele si piesele de grosimi mari, in functie de procedeul de sudare aplicat, marginile se prelucreaza prin tesirea muchiilor in diferite forme.

3.2.TIPURI DE ROSTURI DE SUDARE

Fig.3.2.1.Rost Y Fig.3.2.2.Rost U Fig.3.2.3.Rost 1/2Y Fig.3.2.4.Rost 1/2U

Fig.3.2.5.Rost V Fig.3.2.6.Rost 1/2V Fig.3.2.7.Rost 1/2U Fig.3.2.8.Rost U


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.2.9.Rost K Fig.3.2.10.Rost X Fig.3.2.11.Rost 1/2H Fig.3.2.12.Rost H

Dupa tesire si prin alaturarea capetelor, se obtin diferite rosturi sau combinatii de rosturi:

-rosturi in V, Y, X, U, K, ½V etc;

-combinatii de rosturi in V/I, U/V, 2Y etc.

Diferite rosturi sau combinatii se executa in functie de grosimea pieselor de sudat, de pozitia in spatiu, de clasa de executie a imbinarii etc.

Fig.3.2.13.Rost de sudura 1/2V Fig.3.2.14.Rost de sudura V

Fig.3.2.15.Rost de sudura 1/2U Fig.3.2.16.Rost de sudura U

Fig.3.2.17.Rost de sudura K Fig.3.2.18.Rost de sudura X

Fig.3.2.19.Rost de sudura 1/2H Fig.3.2.20.Rost de sudura H


TANAVIOSOFT 2011


C3

Imbinarea tablelor suprapuse prin procedeele de sudare prin topire se realizeaza prin suduri de colt sau suduri in gauri, in functie de destinatia ansam-blului sudat.

Fig.3.2.21.Sudura in gaura rotunda

Formele dimensiunile rosturilor diferitelor imbinari se considera cele care re-zulta dupa executarea sudurilor de prindere in vederea ansamblarii sau dupa pozitionarea si fixarea pieselor de sudat in dispozitivele de manipulare sau de asamblare inaintea operatiei de sudare.

Imbinarile in V pot fi executate sip e support de otel de aceeasi calitate ca a materialului de baza, in cazul grosimilor de table de s>6 mm; pentru aceste imbinari, unghiul de tesire al rostului pentru o tabla se ia de 16-24, iar rostul b se mareste intre 4 si 8 mm, in functie de grosimea tablelor.

Sudura in K pentru grosimi de table s de 12- 40 mm poate fi executata pen-tru grosimi de table s 4-20 mm in ½ V, adica numai cu o muchie tesita, in care caz grosimea netesita c este de 0-3mm; la aceste imbinari se recomanda si completarea la radacina, pe partea opusa, in care caz se obtine continuitatea necesara de mate-rial.

Spre deosebire de rosturile date la sudarea manuala cu arc electric, la suda-rea sub flux pot fi folosite, datorita petrunderii mari care se obtine, rosturi in I pa-na la grosimi de 10 mm, daca se sudeaza dintr-o singura parte, si pana la 50 mm grosime, daca se sudeaza in ambele parti(bilateral); in acest din urma caz, rostul este denumit “ in 2I”.

Atat sudurile in I, cat si sudurile in V pot fi executate sip e suport de otel din acelasi material, cu grosimea de 3-6 mm si cu latimea intre 15 si 30 mm pentru su-durile in I, si de 25- 30 mm, pentru sudurile in V.

Rostul b trebuie sa fie intre 0 si 5 mm pentru primul caz (in I) si intre 1 si 10 mm pentru cel de-al doilea caz (in V).

Sudura in K ce se aplica grosimilor de table s de 10-60 mm, poate fi executata, la fel ca si la sudarea manuala, pentru grosimi de table s de 5-24 mm, cu rostul in


TANAVIOSOFT 2011


C3

1/2V, adica numai cu o muchie tesita, in care caz grosimea netesita c este de 0-4 mm; grosimile de table s de 10-24 mm la rostul in 1/2Vse sudeaza cu completare la radacina pe partea opusa .

Sudarile excutate in mediul de gaz protector pentru oteluri carbon si slab alia-te cu rosturi asemanatoare celor descries mai inainte , adica in I , 2I , V/ I , X etc.

Tinand seama de patrunderea mai mare care se obtine la sudarea prin proce-deele cu sarma- electrod , rosturile pot fi executate cu deschideri mai mici , adica se apropie de cele executate pentru sudarea sub flux .

Pentru sudarea in mediu de gaz protector inert cu electrod nefuzibil (de Wolfram ) , procedeun folosit , in special la sudarea otelurilor inalt aliate sau la diferite aliaje , rosturile sunt asemanatoare celor de la sudarea manuala cu arc electric sau celor de la sudarea cu gaz .

Forma rostului pentru imbinarea sudata este mult influentata de procedeul de su-dare aplicat . De exemplu , pentru sudarea in baie de zgura , toate rosturile imbinarilor cap la cap sau in unghi , indiferent de gosimea materialului de baza , se executa cu marginile drepte . Pentru sudarea cu jet de plasma , imbinarile cap la cap se executa cu rosturi in I , fara nici un interstitiu , de la grosimile cele mai mici de 0,1 mm pana la grosimi de 10 mm si fara sa fie folosit metal de adaos ; gro-simile mai mari se sudeaza cu o foarte mica prelucrare .

La sudarea cu fascicul de electroni , grosimile de material foarte mici , pana la 50 mm , se sudeaza cu rostul in I fara interstitiu . pentru oteluri inalt aliate sau pentru aliaje neferoase , formele si dimensiunile rosturilor sunt inluentate de con-ductivitatea termica a materialului de baza , temperature de topire , de afinitatea acestuia pentru faze , de fluiditate etc.

La descrierea diferitelor procedee de sudare , in tehnologia de executie a dife-ritelor suduri se vor arata si formele de rosturi cele mai corespunzatoare .

Asa , de exemplu , pentru cuplu fata de oteluri sunt necesare unghiuri de tesire mai mari (pentru o aceeasi grosime de metal de baza) sau in anumit rost se aplica pentru sudarea mai reduse.

Alegerea clasei de executie a imbinarilor sudate este foarte improtanta pen-tru constructiile sudate cu anumite conditii de rezistenta.Din punct de vedere al


TANAVIOSOFT 2011


C3

clasei de executie ,STAS 9398-83 stabileste patru clase pentru imbinarile sudate prin topire al otelurilor : I ,II ,III,IV.

In cazul cand imbinarile sudate prin topire al otelurilor trebuie e fectuate pe clase de executie ,la notarea sudurilor si in continuare a simbolului sudurii se in-dica si cifra corespunzatoare clasei de executie , de exemplu :

K XK D aX 1-IV

3.3.CLASIFICAREA IMBINARILOR SUDATE

Imbinarile sudate pot fiu clasificate dupa mai multe criterii.

Dupa grupa procedeului de sudare ,imbinarile sudate pot fi:

imbinari obtinute prin topire ;

imbinari obtinute prin presiune.

Dupa sectiunea transeversala ,imbinarile sudate realizate prin procedee de topire pot fi :

cap la cap ,obtinute prin alaturarea tabelelor sau a profilelor de sudat;

de colt (in unghi),obtinute prin asezarea tabelelor perpendiculare sau putin inclinate ,si ele pot fi:de colt , pe una sau pe ambele parti, pe muchie,table suprapuse etc.;

in gauri ,care pot fi :rotunde sau alungite ,cu gauri tesite sau netesite etc.

Fig.3.3.1./Fig.3.3.2./Fig.3.3.3.Imbinare cap la cap pe o parte

Fig.3.3.4./Fig.3.3.5./Fig.3.3.6.Imbinare cap la cap pe ambele parti


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.3.7.Sudura in colt Fig.3.3.8.Sudura in colt Fig.3.3.9.Sudura in colt

Fig.3.3.10.Sudura de colt Fig.3.3.11.Sudura pe muchie Fig.3.3.12.Sudura pe muchie

Fig.3.3.13.Sudura in colt Fig.3.3.14.Sudura in colt Fig.3.3.15.Sudura in colt

Fig.3.3.16.Sudura in colt Fig.3.3.17.Sudura in colt


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.3.18.Sudura pe muchie Fig.3.3.19.Sudura in colt Fig.3.3.20.Sudura in colt

La sudurile executatea prin procedeele prin presiune ,imbinarile din punctul de vedre al sectiunii transversale ,pot fi :

cap la cap ,care la randul lor ,in functie de procedeul de sudare aplicat sau de forma capetelor ,pot fi clasificate in imbinari :prin topire intermediara in stare solida,prin stivire etc.;

cu margini suprapuse care pot fi :in linie continua sau intrerupta ,prin punc-te pe un rand sau doua ,prin puncte in relief etc.

Fig.3.3.21./Fig.3.3.22./Fig.3.3.23.Imbinare cu margini suprapuse

Fig.3.3.24./Fig.3.3.25./Fig.3.3.26.Imbinare cap la cap


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.3.27./Fig.3.3.28./Fig.3.3.29.Imbinare cu margini suprapuse

Fig.3.3.30./Fig.3.3.31. Imbinare cu margini suprapuse

Fig.3.3.32.Imbinare cap la cap Fig.3.3.33. Imbinare cu margini suprapuse

Dupa forma suprafetei exterioara ,imbinarile sudate realizate prin topire pot fi :

plane,cu suprafata exterioara plana ,care este forma cea mai obisnuita a su-durilor de colt ;

convexe ,cu suprafata exterioara ingrosata ,care este forma cea mai obisnuita a sudurilor cap la cap;

concava ,cu suprafata exterioara scobita ,folosita la suduri de colt cand constructia respective este supusa sarcinilor de oboseala ;aceasta forma se prescrie in caietele de sarcini.


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.3.34.Sudura convexa Fig.3.3.35.Sudura concava Fig.3.3.36.Sudura plana

Dupa pozitiile principale ale cusaturilor .Se dau notarile pozitiilir principale ale sudurilor A ,B,C,D,E,V.

Fig.3.3.36.Sudura verticala in plan vertical Fig.3.3.37.Sudura pe plafon

Fig.3.3.38.Sudura in colt Fig.3.3.39.Sudura in jgheab

Fig.3.3.40.Sudura in colt in plan vertical Fig.3.3.41.Sudura in cornisa


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.3.42.Sudura orizontala Fig.3.3.43.Sudura orizontala in plan vertical

Fig.3.3.44./ Fig.3.3.45./ Fig.3.3.46.Sudura circulara

Fig.3.3.47.Imbinare orizontala/verticala in plan vertical Fig.3.3.48.Imbinare de plafon

Fig.3.3.49.Imbinare orizontala cu suport Fig.3.3.50.Imbinare orizontala


TANAVIOSOFT 2011


C3

Dupa continuitate imbinarile sudate pot fi :

continue ;

discontinue.

Sudurile discontinue in cazul can dele formeaza aceeasi imbinare (in T) ,pot fi dispuse diferit ; fata in fata sau in zigzag.

Dupa pozitia sudurilor fata de directia fortei de solicitare care actioneaza asupra pieselor sudate, imbinarile sudate pot fi:

frontale;

laterale;

inclinate;

combinate.

Directia de actiune a fortei fata de cusatura este foarte importanta pentru cal-culul de rezistenta al sudurilor.

Dupa clasa de executie. Tinandu-se seama ca nu toate constructiile sudate sunt supuse la eforturi deosebite, unele norme prevad clasificarea sudurilor si din punctual de vedere al clasei de executie ce defineste solicitarea la care sunt supuse diferitele suduri, precum si modul cum trebuie efectuata receptia acestora la pre-darea constructiei sudate.

La imbinarile sudate , pentru cele 4 clase de executie mentionate defectele ca-re pot fi admise sunt:

La clasa de executie I, nici un fel de defect.

La clasa de executie II, se admit crestaturi marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusaturii si cu adancimea maxima de:

0,3mm pentru grosimi de piese pana la 10 mm;

0,4 mm pentru grosimi de piese intre 11 si 17 mm;

0,5 mm pentru grosimi de piese peste 17 mm.


TANAVIOSOFT 2011


C3

Pentru crestaturile marginale dispuse fata in fata sau de o parte si de alta a cusaturii, prescriptiile se refera la suma adancimilor crestaturilor.

La clasa de executie III, se admit crestaturi marginale pe o lungime tot de 10% din lungimea cusaturii si cu adancimea maxima de:

0,3 mm pentru grosimea piesei pana la 5 mm;

5% din grosimea piesei pentru grosimi intre 6 si20 mm;

1,0 mm pentru grosimi de piese peste 20 mm.

Pentru crestaturile marginale dispuse fata in fata sau de o parte si de alta a cusaturii, prescriptiile se refera la suma adancimilor crestaturilor. La aceasta clasa de executie se admit si cratere insa de adancimi mici si cu treceri line.

La clasa de executie IV se admit crestaturi marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusaturii, cu adancimea maxima de:

0,3 mm pentru grosimea piesei pana la 5 mm;

7% din grosimea piesei pentru piese cu grosimea intre 6 si 20 mm;

1,5 mm pentru piese cu grosimea peste 20 mm.

Pentru crestaturi marginale dispuse fata in fata sau de o parte si de alta a cusaturii se dau aceleasi conditii ca la clasele de executie II si III; si la aceasta clasa de executie se admit cratere cu adancime mica.

Pentru toate clasele de executie, sudurile se vor executa numai de sudori autorizati; volumul controlat al aspectului exterior trebuie sa fie de 100%.

Pentru toate clasele de executie nu sunt admise defecte, ca: fisuri in cusatura sau in zona influentata termic, arderi, suprafete spongioase sau pori deschisi, cur-geri de metal topit. Pentru clasele de executie I si II nu se admit crestaturi margi-nale, cratere si defecte de racordare.

3.4.REPREZENTAREA SI NOTAREA SUDURILOR


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudurile in desene pot fi reprezentate detaliat, in care caz se deseneaza forma rostului si se indica toate cotele, sau schematic, prin simboluri si notary conventionale.Cea mai folosita reprezentare este cea schematica. Simbolul funda-mental al sudurii indica forma rostului, iar diferitele notatii in jurul simbolului indica dimensiunile dupa cum urmeaza:

s -este grosimea de calcul a materialului de baza, in mm (se inscrie dupa simbol );

l - lungimea cusaturii, in mm (urmeaza dupa s );

α - unghiul rostului, in grade ( se inscrie in deschiderea simbolului rostu-lui);

b - interstitial rostului la radacina, in mm (se inscrie in deschiderea simbo-lului rostului);

h - grosimea tesita la imbinarile in Y, ½Y, X, U etc., in mm ( se inscrie inaintea simbolului);

a - grosimea sudurii la colt, in mm ( se inscrie dupa simbol);

k si k sunt cotele sudurii de colt, iar k in cazul cand sunt egale, in mm ( se inscrie inaintea simbolului);

d -este diametrul sudurii in gaura, in mm ( se inscrie dupa simbol)

Simbolul cu notatiile indica, cu ajutorul unei sageti, locul sudurii.

Forma suprafetei exterioare care, dupa cum s-a aratat la clasificarea sudurilor , poate fi plana , convexa sau concave , se poate reprezenta marcandu-se uneori deasupra simbolurilor fundamentale ale sudorilor simbolurile suplimentare cap la cap .

Fig.3.4.1.Imbinare sudata


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.4.2.Sudura in colt pe doua parti Fig.3.4.3.Sudura in colt

Fig.3.4.4.Sudura in colt Fig.3.4.5.Sudura in colt in 3 parti

Fig.3.4.6.Sudura in V Fig.3.4.7.Sudura plana in V

Fig.3.4.8.Sudura in U Fig.3.4.9.Sudura in U cu completare


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.4.10.Sudura ½ V Fig.3.4.11.Sudura ½ V pe ambele parti

Fig.3.4.12.Sudura ½ V Fig.3.4.13.Sudura ½ U

Fig.3.4.14.Sudura cu margini rasfrante Fig.3.4.15.Sudura cu o margine rasfranta

Fig.3.4.16. Sudura cu margini rasfrante Fig.3.4.17. Sudura cu o margine rasfranta


TANAVIOSOFT 2011


C3

Fig.3.4.18.Sudura in V cu suport Fig.3.4.19.Sudura in U cu suport

Fig.3.4.20.Sudura in V plana Fig.3.4.21.Sudura in U cu completare

Fig.3.4.22.Sudura ½ V Fig.3.4.23.Sudura ½ V in doua parti

Fig.3.4.24.Sudura ½ V Fig.3.4.25.Sudura ½ U


TANAVIOSOFT 2011


C3

3.5.FORMELE SI DIMENSIUNILE ROSTURILOR

DE SUDARE LA SUDAREA OTELURILOR

Sudarea cu flacara de gaze(tabel 3.5.1)


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea manuala cu arc electric cu electrozi inveliti(tabel 3.5.2)


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea manuala cu arc electric cu electrozi inveliti(tabel 3.5.2)


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea automata si semiautomata sub strat de flux(tabel 3.5.3)


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea in mediu protector de gaz-CO2(tabel 3.5.4)


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea in mediu protector de gaz-WIG(tabel 3.5.5)


TANAVIOSOFT 2011


C3

3.6.FORMELE SI DIMENSIUNILE ROSTURILOR DE SUDARE

LA SUDAREA CUPRULUI SI A ALIAJELOR SALE

Sudarea in mediu protector de gaz-procedeul WIG(tabel 3.5.6)

Sudarea cu flacara de gaze

Fig.3.6.1.Imbinare cap la cap Fig.3.6.2.Imbinare cap la cap


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea in mediu protector de gaz-procedeul MIG(tabel 3.5.7)

Fig.3.6.3.Imbinare in colt Fig.3.6.4.Imbinare in colt Fig.3.6.5.Imbinare in colt

Fig.3.6.6.Imbinare cu margini suprapuse Fig.3.6.7.Imbinare in colt


TANAVIOSOFT 2011


C3

Sudarea in mediu protector de gaz-procedeul MIG(tabel 3.5.8)

Fig.3.6.8.Imbinare verticala Fig.3.6.9.Imbinare pe muchie Fig.3.6.10.Imbinare in colt

Fig.3.6.11.Imbinare cu margini suprapuse Fig.3.6.10.Imbinare in colt Fig.3.6.10.Imbinare in colt

Tanaviosoft 2008

An de completare calificarea: SUDOR

Modulul

Documentaţia tehnică Planşe de desen tehnic Unitatea de învăţare:

Reprezentarea îmbinărilor sudate

Nivelul 2

profesor

Tănase Viorel 2008

Documents

Capitolul 3_Imbinarile sudate