Sudarea prin Presiune

Embed Size (px)

Citation preview

1

ARGUMENT

Am ales aceasta tema de proiect, sudarea prin presiune, cu scopul de a cunoate mai bine acest procedeu de asamblare des ntlnit n fabrici, ateliere. Sudarea este un procedeu tehnologic de mbinare nedemontabil a doua sau mai multe piese metalice in stare solida, realizata prin aciunea forelor de coeziune ce pot aprea intre atomii marginali aparinnd pieselor de mbinat. Pentru obinerea forelor de coeziune care sa permit sudarea pieselor, este necesar un aport de energie din exterior prin nclzire sau presare obinut cu ajutorul instalaiilor de sudare. mbinarea pieselor prin sudare se poate executa cu sau fr material de adaos. Sudarea se aplica unei game largi de materiale, cum sunt: oteluri carbon, oteluri aliate, fonte, metale si aliaje neferoase, materiale plastice, materiale metaloceramice etc.

2

CAPITOLUL I. SUDAREA PRIN PRESIUNE

Sudarea prin presiune este procedeul de mbinare, destinat obinerii de piese sau subansambluri, realizat prin amplificarea unor fore exterioare. Efectul forelor exterioare depinde de temperatura zonelor adiacente ale pieselor de sudat si de anumite particulariti ale procedeului utilizat. Rolul forelor exterioare consta in principal in urmtoarele: aducerea pieselor de sudat Intr-un Contact strns prin deformarea lor plastic; obinerea unei suduri in care metalul s3 fie compact, vopsit de goluri i cu tensiuni interne reduse; si sa asigure nchiderea spaiului n care are loc topirea evitnd-se astfel interaciunea metalului topit cu mediul nconjurtor precum i expulzarea metalului topit din zona sudrii care conine oxizi i alte impuriti. Dup temperatura maxima care se atinge in locul de sudare, procedeele de sudare prin, presiune se mpart n: suduri fa rece, care nu depesc temperatura de recristalizare, i suduri la cald, la care se produce recristalizri in custura. Sudarea la rece se poate execut numai prin presare sau prin presare i vibrare. Sudarea la cald se executa n stare solid sau prin topire. nclzirea pieselor se poate realiza cu surse de nclzire indirecte, prin reacii chimice exoterme in mediul nconjurtor sau surse directe i anume efectul termic al curentului electric si frecarea uscata. I.1. Procedee de sudare a. Sudarea prin presiune cu nclzire cu flacr. Procedeul se aplica la sudarea n capete in stare solida, flacra nclzind simultan ntreaga zona a mbinrii (fig.1). Capetele de sudat, pregtite prin prelucrare, sunt amplasate n interiorul unui arztor inelar care produce nclzirea metalului pn la starea plastic (1200 1250C, n cazul otelului). Aplicnd p presiune de 20004000 N/cra2 se realizeaz, prin refulare, sudarea celor doua capete. Pentru a se evita supranclzirea straturilor de suprafaa, arztorul executa micri axiale oscilatorii n jurul seciunii de contact. O variant a procedeului const n nclzirea inelului cu flacra, apoi topirea poriunii de sudat cu arztorul fixat n dreptul seciunii de contact, dup care se aplica presiuni intermitente. In acest fel, se expulzeaz materialul topit si impuritile dintre suprafeele do

3

sudat. La piesele cu grosimi mari, pentru a se evita o nclzire neuniforma, se folosete un arztor special care permite numai nclzirea frontala a

Fig. 1 Sudarea prin presiune i nclzire cu flacr: 1-componente de mbinat; 2- arztor inelar; 3-flcri multiple; 4- circuit de rcire; 5- amestec de gaz si de oxigen; 6- sudarea realizat prin refulare.

Fig.2. Schema de principiu a sudrii electrice

pieselor de sudat. Arztorul se ndeprteaz nainte de a se ncepe presarea. b. Sudarea prin presiune cu nclzire electrica de contact. Procedeul este cunoscut sub denumirea de sudare electrice prin rezistenta, iar mbinrile pot fi executate n capete, in puncte sau in linie.

4

b.1. Sudarea in capete. Procedeul de sudare in capete consta n nclzirea prin rezisten de contact a parilor frontale ale pieselor de sudat, dup care se execute opera(ia de presare cu o anumita for(a. Sudarea in capete se poate realiza n stare solida i n stare topita. b.1.1.Sudarea in capete in stare solida. Principiul procedeului este redat in figura 2. Piesele de sudat 1, 2 sunt fixate la o distanta de 2 ntre dispozitivele de strngere 3 i 4, prin. intermediu crora este condus curentul electric de ,1a secundarul transform a transformatorului 5 i exercita presarea cu o fora F. Dispozitivele sunt fixate de batiul mainii. nclzirea metalului, in cazul sudarii in stare solid, se, realizeaz prin efectul Joule, in urma parcurgerii de ctre curentul de sudare a pieselor de sudat. Cldura totala Q,, degajata in piesele supuse sudarii, atunci cnd ele sunt parcurse de ctre curentul Is. Operaia de sudare se realizeaz in doua etape: nclzirea pieselor aplicarea presiunii de refulare. b.1.2. nclzirea pieselor. Piesele pregtite pe partea frontal, printr-o prelucrare ngrijite i curite chimic, se aduc in contact si se supun unei presiuni mici de 11,5 bar. Prin conectarea curentului electric produce nclzirea pieselor de sudat pn la temperatura de deformare plastica care depinde de natura materialului metilic supus sudrii i termica a metalului de sudat si cu micarea seciunii transversale a materialului de sudat (datorita pierderilor mai mari de cldura ctre medul ambiant). Densitile de curent pot fi ntre 10 - 100 A/mm2 in cazul oelului moale (uzual 20 60 A/mm2), 150200 A/mm2 la aluminiu si 250300 A/mm2 la cupru, Durata de ntreinere sub curent si densitate de curent se recondiioneaz reciproc; de obicei, aceasta durata este de 0,5 pn la 15s timpii de sudare sunt mici nu sunt favorabili ntruct se produce o nclzire neuniforma in seciune si o absorbire mai mare a puterii electrice. Energia si necesara pentru realizarea unei anumite suduri create cu mrirea duratei de finalitate, in schimb scade puterea absorbita de la reea. b.1.3. Aplicarea presiunii de refulare. Dup atingerea temperaturii de deformare plastic se aplica fora de presare pentru realizarea refulrii. Aceasta presiune este de ,1.53 bar in cazul oteluri: moale, de 3,55 bar la oteluri aliate, iar la. aliaje neferoase de 11,5 bar. Refularea se realizeaz prin deplasarea unuia

5

din dispozitivele de prindere, celalalt meninndu-se fix. Dup atingerea unei anumite deformri plastice, se ntrerupe. curentul electric, piesele se rcesc i rmn mbinate in capete, avnd lungime mai mic dect cea iniial datorit refulrii. Procedeul de sudare in capete se aplica la piesele cu diametrul1520 mm, cum sunt fier-beton, elemente de construcii benzi de roti flane, axe cardanice. etc. Procedeul de sudare n capete n stare solida prezint avantajul malitii, execute rapide i posibiliti de automatizare. In acelai timp, procedeul prezint i dezavantaje deoarece oxizii format n timpul nclzirii i impuritile de pe prile frontale rmn n custura, provocnd diminuarea caracteristicilor mecanice ale pieselor sudate i sudarea in capete cu topire. In cazul acestui procedeu, nclzirea conduce astfel nct pe suprafeele frontale ale pieselor de sudat si pe pelicula de metal lichid ce se elimin, mpreun cu oxizii s impuritile In timpul presrii cu vitez mare. Procedeul se realizeaz de asemenea, in doua etape: topirea si refularea metalului. Topirea se poate realiza direct sau cu prenclzire. La topirea directa, capetele de sudat sunt apropiate cu viteza mic si cu presiune nensemnat fapt ce determina formarea unor jonciuni pariale si nclzirea rapid pn la topire. In cazul metodei de sudare prin topire cu prenclzire pentru realizarea prenclzirii se stabilesc contacte intermitente intre suprafeele frontale ale pieselor de sudat, prin apropierea lor cu. viteze mari. Refularea se obine prin deplasarea rapida a dispozitivului de fixare mobil. La procedeul de topire direct presiunea de refulare este de 814 bar, iar la procedeul cu prenclzire de 46 bar. La procedeul de sudare cu topire are loc o scurtare a materialului care depinde de varianta de sudare adoptata, de forma geometrica a pieselor de sudat si de natura materialului. La table de oel moale cu grosimea, scurtarea S se determin cu relaia S =(36) s [mm]. In cazul barelor rotunde cu diametrul d, pentru determinarea scurtrii la topire se aplic relaia: S =(0,50,6) s [mm].

6

Scurtarea materialului sudat se produce si la refulare. Pentru a se asigura o buna nchidere a spaiului dintre capetele pieselor de sudat, eliminarea oxizilor i a impuritilor precum si realizarea unei deformri plastice corespunztoare este necesar ca scurtarea la refulare s fie suficient de mare. Valorile orientative ale scurtrii la refulare se calculeaz cu relaia: Ar = 0,7 d + 0,07 d [mm]. Compresiunea specific la refulare va fi cu att mai mare cu ct rezistena la cald a materialului de sudat este mare Viteza de refulare creste la materialele de sudat care conin mai multe elemente cu afinitate dinamic ridicata fat de oxigen. c) Sudarea in puncte. mbinarea prin sudare in puncte se realizeaz n principiu prin trecerea. unui curent electric printr-un contact si nclzirea contactului respectiv la temperaturi ridicate, urmata de presarea si rcirea sub presiune. Se pot suda simultan unul sau mai multe puncte. Dup modul de realizare a circuitului: electric sudarea in puncte poate fi din doua pari si dintr-o singur parte. Sudarea n puncte din dou pri (fig. 3) se executa prin presarea tablelor de sudat 1 si 2 cu o fora P intre doi electrozi 3 si 4, care acioneaz pe ambele pari, fiind conectai la secundarul unui transformator de sudare 5, prevzut cu comutatorul i prize 6. Transformatorul este racordat la reeaua de alimentare prin intermediul unui contactor mecanic comandat de sistemul de comanda 8 cave asigura programarea curentului prin elementul 7 si a forei prin elementul 9. Procedeul consta n realizarea presiunii dup care se conecteaz transformatorul de sudura. Ca urmare, ia natere un curent de 'densitate maxima care se stabilete Intre cei doi electrozi si care trece si prin rezistenta de contact intre cele doua piese. Cldura care se dezvolta prin. efectul Joule determina o cretere a temperaturii in zona de contact. Pe msura nclzirii metalului, rezistenta de contact se micoreaz, iar rezistivitatea creste astfel, ca surea termic se extinde in jurul rezistenei de contact, formnd un nucleu de metal topit, cu participarea ambelor piese (fig.4). Nucleul de metal topit este nconjurat in planul de contact de un inel de gruni cristalini comuni, format prin sudarea n stare pstoas datorita forei de presare P.

7

ntreruperea curentului dup formarea nucleului topit provoac solidificarea metalului si obinerea unui punct sudat rezistent. Mai multe puncte aezare dup o traiectorie formeaz o custur n puncte.

Fig.3. Schema de principiu a sudrii electrice prin rezisten n puncte.

Fig.4. Sudarea n puncte: d - diametrul tablei; 1- puncte de metal topit t-grosimea tablei; a punct de metal topit.

n figura 5 sunt prezentate diagramele caracteristice care indica variaia curentului I2 i a forei P n timpul sudrii, n cazul folosirii curentului alternativ. Variaia a se aplica la sudarea tablelor cu grosimi 4-6 mm din oteluri cu clibilitate redusa. Dup ace fora P atinge o anumita valoare constant ape toata durata procesului, se stabilete si un curent I2 constant pentru o durata t1. Pentru intervalul t2 se anuleaz curentul. In acest timp se menine presiunea asupra nucleului topit pentru a mpiedic afinarea metalului in timpul solidificrii.

8

In unele cazuri, dup ntreruperea curentului de sudare se mrete fora de presare 9varianta b0. Aceast variant se aplic n cazul tablelor.

Fig.5. Diagrame caracteristice ale sudrii n puncte care indic variaia curentului I2 i a forei F

Fig.6. Schema sudrii n puncte dintr-o singur parte

9

cu grosimi peste 6 mm din oel moale sau la table din aliaje uoare a cror grosime nu depete 1-1,5 mm. La piese de grosime mare (peste 5 mm) Hi cu suprafaa mai put:n neteda se aplica o nclzire treptata a suprafeelor de contact i a metalului din zona cuprinsa ntre electrozii de contact. Acest mod de nclzire se poate realiza prin conectarea intermitenta a curentului de sudare (varianta c). n acest fel se evita o nclzire excesiva a electrozilor. La sudarea unor piese importante din aliaje de aluminiu cu grosimi de 2-5 mm este necesar o variaie continu a curentului i a forei de presare (varianta d). Avantajul mririi continue a curentului consta in aceea ca se mpiedica formarea unor puncte discrete de sudare intre electrozii de contact si piesele de sudat cnd acestea sunt din metale neferoase ,sau table placate. Prin reducerea continua a curentului la sudarea aluminiului, magneziului si a unor oteluri aliaje este posibil eliminarea porilor si a fisurilor. Sudarea in puncte dintr-o singura parte (fig.6). n cazul acestui procedeu piesele de sudat 1 i 2 se preseaz pe suportul 2 cu ajutorul electrozilor 3. Piesele 1 i 2 nu se afl n contact electric direct, de aceea curentul secundar strbate contactele stabilite ntre V si 2 si 21". Procedeul se aplica tablelor din o(el cu grosimi de pn la 2,5 mm. Regimul de sudare. La sudarea din puncte regimul de sudare cu-prinde urmtorii parametri principali intensitatea curentului de sudare, diametrul electrodului, fora de apsare si timpul de sudare. In practica industriala se aplica dou regimuri de sudare; - regimuri moi, caracterizate prin: durata mare (1,53 s); apsare mica (< 5 bar) i densitatea de curent mica (70160 A/mm2); - regimuri tari, caracterizate prin: durata mica (0,021,5 s), apsare mare (>5 bar) si densitatea de curent mare (160400 A/mm2). Regimul moale se aplic la sudarea pieselor din oteluri moale sau in cazul otelurilor clibile cu grosimea peste 1 mm. Regimul tare se folosete la sudarea tablelor din o\e\ inoxidabil, aluminiul si aliajele sale, alte metale si aliaje neferoase cum si la piese din otel carbon moale cu grosime foarte mica.

10

Sudarea in puncte se aplica In industria autoturismelor, autobuze-lor, avioanelor, vagoanelor etc. De asemenea, se folosete la executarea plaselor din srma, carcaselor pentru armarea betonului si in domeniul construciilor metalice. d) Sudarea in linie. Procedeul de sudare in linie are la baza aceleai principii si utilaje ca si sudarea in puncte, cu deosebirea ca electrozii au forma unor role de contact (fig.7). Rolele se executa de obicei din cupru, rcite cu a pa, avnd menirea de a produce presare a tablelor. Prin frecare, rolele antreneaz tablele Intr-o micare de avans cu viteza de sudare vs

Fig.7. Schema de principiu a sudrii electrice prin rezistena n linie: 1- role de contact(electrozi); 2,3- tablele de sudat ; 4- secundarul transformatorului.

Regimul de sudare in linie se aplica in doua variante, si anume: - Regimul caracterizat prin valori constante pentru curent si fora de apsare {fig. 288, a). Aceasta varianta prezint dezavantajul supranclzirii suprafeei de font act, de aceea este mai puin folosita. Supranclzirea se datorete propagrii cldurii cu o viteza mai mare dect viteza de sudare. - Regimul caracterizat prin ntrerupere si conectare ritmica a curentului in timp ce rolele de contact au o turaie constant (fig.8, b). In funcie de ritmul ntreruperilor si de viteza de deplasare a rolelor se obin puncte distincte sau

11

suprapuse. n ultimul caz mbinarea sudata devine etana. Aceasta varianta a sudrii in linie permite realizarea unor viteze mari de sudare si o calitate superioara a mbinrii. Principalii parametri ai procesiuni de sudare sunt: curentul de sudare, forja de apsare a rolelor, pasul dintre doua puncte succesive, condiiile de intermitenta a curentului, viteza de sudare si dimensiunile rolelor de contact. In general, la sudarea in linie, curentul este de ,1,52 ori mai mare dect la sudarea in puncte, la acelai material si la aceeai grosime

Fig. 8 Diagrame caracteristice ale sudrii in linie: a - valori constante pentru curent; b - conectarea si ntreruperea ritmica a curentului; t1- durata impulsului de curent; t2- durata ciclului; s - cursa rolelor.

Fig.9.Sudarea cap n cap cu role nclzire prin inducie

Fig.10. Schema de principiu a sudrii prin presiune cu

12

Fora de apsare a rolelor de contact se stabilete cu 10 - 30% mare dect cea corespunztoare sudrii in puncte. n privina intermitentei curentului se recomanda ca valoarea raportului t1/t3 = 0,4...0,6 la oeluri moi, 0,30,5 la oteluri austenitice i 0,30,45 la aliaje uoare. Viteza de sudare scade cu creterea grosimii tablelor de sudat, fiind cuprinsa intre 0,5 si 3 m/min. Limea activa a rolelor de contact se adopta 2s + 2 mm, iar raza de rotunjire a suprafeei de contact fiind de 5075 mm. Sudarea in linie are aceeai aplicabilitate ca i ea in puncte, insa permite obinerea unor mbinri etane. Se sudeaz materialele metalice de orice natura cu grosimi sub 4 mm. Sudarea cap in cap cu role. (fig.9) este o varianta a Sudri in linie care se aplica la sudarea evilor dup generatoare. Banda de oel ndoita sub forma unui tub 1 este presata ntre rolele 2, care, datorita frecrii, determina si avansarea evilor. Perpendicular pe direcia de presare sunt amplasate rolele de contact 3 si rola de sprijin 4. Prin acest procedeu se sudeaz evi din oel carbon cu diametrul intre 10 i 400 mm si grosimea peretelui de 0,514 mm. e) Sudarea prin presiune cu nclzire prin inducie. nclzirea prin inducie se realizeaz cu o sursa de curent alternativ de frecventa corespunztoare i cu in inductor potrivit formei, dimensiunilor i proprietilor piesei de sudat. Schema de principiu a unei instalaii de sudare prin presiune cu nclzire prin inducie este reprezentat in figura 10. Echipamentul de nalt frecventa 1 alimenteaz, printr-un circuit de ncrcare, primarul unui transformator 2, iar secundarul transformatorului alimenteaz inductorul 3. In interiorul cruia se deplaseaz piesa sudat 4. nclzirea prin inducie se realizeaz datorita efectului pelicular si anume, cu ct frecventa curentului este mai mare, cu att curentul are tendina de a creste spre straturile superficiale ale pieselor. Datorita densitii mari de curent, piesele se nclzesc la temperaturi ridicate. Adncimea de ptrundere a curentului electric depinde de rezistivitatea si permeabilitatea magnetica a metalului si de frecventa curentului.

13

Sudarea cu inducie se aplica la sudarea tablelor cap n cap pentru fabricarea evilor sudate pe generatoare. Procedeul este asemntor cu cel de sudare in linie, cu deosebirea ca in locul rolelor de contact se plaseaz inductorul. Sudarea se realizeaz la o frecventa de alimentare de 2500 kHz funcie de adncimea necesara ptrundere. Datorita costului ridicat, procedeul de sudare prin inducie se aplica la evi din aluminiu, din oel austenitic etc.

f)Sudarea prin frecare. La procedeul ,de sudare prin frecare, nclzirea suprafeelor de mbinat se realizeaz pe seama forelor de frecare dezvoltate intre doua suprafee aflate in micare relative. Cldura degajata datorita frecrii depinde de fora P care preseaz reciproc piesele de coeficientul de frecare si de viteza relativa de deplasare. Astfel, in figura 11, a, micarea relativa se obine prin rotirea uneia din piese concomitent cu aplicarea forei de presare, b rotirea se face in sens contrar a ambelor piese concomitent cu aciunea forei de presare, In figura 11, c rotirea se aplica unei piese intermediare, iar fora de presare acioneaz asupra celor dou piese extreme i n figura.11, d micarea relativ se obine iese concomitent cu aciunea presiunii. Pe msura ce capetele de sudat se nclzesc r plastica sub aciunea forei de presare

Fig. Variantele nclzirii pieselor n vederea sudrii prin frecare

14

Principalii parametri ai procesului de sudare prin frecare sunt: viteza relativ, compresiunea specifica in timpul sudarii, scurtarea la refulare, durata procesului de sudare i starea suprafeelor. Viteza relativa periferica vp poate varia n limita foarte largi, fr o influena nsemnat asupra rezistenei mbinrilor sudate. In condiii normale de lucru vp = 2 ... 3 m/s. Compresiunea specific. K, se stabilete in raport cu productivitatea necesara, caracteristicile metalului si puterea disponibila. In stadiul final al presrii, compresiunea specific, este data de expresia:Ks=

(0,2 . .. 0,4) or[N/mm2], Scurtarea da refulare S, se produce datorita aciunii forjei axiale i determini

unde r, este rezistenta la rupere a metalelor la temperatura obinuita. expulzarea oxizilor i a impuritilor de pe suprafeele de mbinat Valoarea scurtrii k refulare se determina cu relaia : S, - (0,25 ... 0,35)d[mm], unde d este diametrul barelor sudate. Durata procesului este legat de atingerea temperaturii necesar realizrii mbinrii sudate, 1200C in cazul oelului carbon moale, i de extindere a zonei de nclzire pn in central piesei. Suprafeele de mbinat trebuie sa fie curate de oxizi, sa fie perpendiculare pe axa barelor si sa fie prelucrate ngrijit prin achiere. Procedeul de sudare prin frecare se aplica la oteluri carbon, oeluri aliate si la metale si aliaje neferoase. De asemenea, se pot suda si materiale diferite, de exemplu: oel-bronz, cuprualuminiu etc. Sudarea prin frecare se folosete la mbinarea pieselor cu seciuni circulare si cu diametre egale sau diferite, ca de exemplu: sudarea prelungitoarelor burghielor, tijelor de la corpul pistonului, la uruburi, capul hexagonal de corpul cilindric etc. n comparaie cu sudarea electrica In capete, sudarea prin frecare prezint urmtoarele avantaje: consum redus de energie, putere mica de racord a instalaiei, exploatarea simpla a utilajului si uurina mecanizrii i automatizrii procedeului. Sudarea prin presiune la rece cu ultrasunete. In cazul acestui procedeu presiunea este exercitata asupra uneia din piesele de sudat prin intermediul unei scule care in acelai timp are i rolul de sonotrod. Pentru vibrarea sonotrodului la o frecveni de 1530 kHz i la o amplitudine de

15

0,0010,003 mm se folosete un transductor magnetostrictiv prevzut cu un concentrator ultrasonic (fig. 12). Prin suprapunerea vibraiilor ultrasonice peste presiunea statica se obine energia de activare necesara realizrii sudarii care se produce la presiuni mai mici dect n cazul procedeului convenional de sudare Procedeul de sudare cu ultrasunete se aplic la sudarea metalelor feroase si neferoase cu grosimi de pn la 4 mm cu corpuri metalice sau nemetalice cum ar fi materiale ceramice. mbinrile realizate se caracterizeaz printr-o buna calitate si o rezistenta comparabil cu cea

Fig. 12. Schema do principiu a sudrii prin presiune la rece cu ultrasunete: 1-Transductor magnetostrictiv; 2, 3 -concentrator 4 sonotrod; 5, 6 piesele de sudat; 7placa de baz (reazm fix); 8- curba amplificrii vibraiei. a metalelor de baza. Procedeul este foarte impuritile de pe suprafeele metalelor de sudat.

g) Sudarea prin explozie. Sudarea prin rea tablelor sau pieselor mari, la obinere metalice, la sudarea prin suprapunere sau fabricaia materialelor ntrite cu fibre. Procedeul se folosete cnd metodele convenional de mbinare nu pot fi realizate tehnic sau sunt neeconomice. Astfel, sudarea prin explozie se aplica in cazurile in care nu se pot suda sub presiune metalele cu proprieti plastice diferite sau cnd nu fee pot suda prin topire1 metale diferite, cum ar fi tantalul sau titanul cu otelul.

16

Sudarea prin explozie este deosebit de avantajoasa n cazul fabricaiei metalelor compuse din mai multe structuri. n acest caz mbinrile ntre metale se obine dac sunt ndeplinite doua condiii de bazar curarea bun de oxizi si de impuriti a suprafeelor de mbinat apropierea intima a suprafeelor de mbinat, astfel nct forele atomice de interaciune se determine o adeziune, adic sa stabile n echilibru ntre distanele dintre atomi i potenialul energiei. Aceste condiii sunt ndeplinite cnd stratul depus lovete cu viteza mare sub un anumit unghi metalul de baz. Viteza de impact este de 2001 000 m/s. In cele mai multe cazuri, suprafeele care se placheaz prin sudare sunt foarte mari, astfel nct cele dou placi se aeaz paralel sau la un unghi de pn la una fa de cealalt. Procedeul se folosete pe scara larg n construcia de utilaje, necesitile nu justific o fabricaie prin laminare. h. Sudarea cu termit (aluminotermic). Termitul este un amestec, sub form de pulbere, constituit din oxizi de fier 77% i aluminiu 23%. Prin aprinderea acestui amestec cu arc electric sau pe alta cale are loc o reacie puternic datorit afinitii mari a aluminiului pentru oxigen. Se produce astfel reducerea oxizilor de fier cu formare a oxidului de aluminiu, iar cldura generala este suficienta pentru a ridica temperatura la 3 595C. Datorita pierderilor de cldura, n zona custurii se atinge o temperatur de 2480C. Reacia de ardere a termitului este de forma: OFe3O4+Al=9Fe+4Al2O3+Q aparate destinate industriei chimice si la obinerea in condiii avantajoase a unor materiale compuse pentru care

17

Fig.13. Sudarea cu termit; a - prin topire b - prin presiune

Sudarea cu termit se poate executa att prin topire ct i prin presiune, dup cum metalul topit particip la topirea metalului de baza sau numai la nclzirea acestuia pentru a fi sudat. In cazul sudrii cu termit prin topire (fig. 813, a), metalul topit 1 din oala de turnare se toan prin orificiul 2, Intr-o forma 3 care nconjoar rostul pieselor de sudat. Oxidul de aluminiu (A12O3), avnd greutatea specific mai mica, se menine la suprafaa metalului topit astfel ca nu vine n contact cu piesele sudate. La sudarea prin presiune (fig. 8.13, b), metalul topit se toarn prin partea superioara a oalei cu termit, permind ptrunderea n forma mai nti i zgurii (A12O3) i dup aceea a metalului lichid. In acest fel piesele de sudat nu vin n contact direct cu metalul topit, ci cu zgura. In felul acesta, metalul topit cedeaz cldura pentru nclzirea capetelor pieselor de sudat pn la starea plastica, dup care are loc sudarea prin presiune. Sudarea cu termit se aplica la evi, bare, sine de cale ferata, cilindri de laminoare etc. Avantajul principal al procedeului de sudare cu termit consta in viteza de rcire lent a ntregii mase a custurii din piese, fapt ce determina tensiuni reziduale minime.

18

CAPITOLUL II. Tehnologia sudarii prin presiune a diferitelor metale i aliaje metalice

Sudarea prin presiune poate fi aplicata, cu rare excepii, tuturor metalelor i aliajelor. Comportarea la sudare prin presiune a diferitelor metale depinde de structura, compoziia chimica, modul de nclzire si de rcire a pieselor, de dilatare i contractare. In majoritatea cazurilor obinerea unei suduri prin presiune necesit obinerea unei concentrri mari de cldura n anumite locuri. Realizarea acestei cerine este condiionata de conductibilitatea tehnic i electrica a materialelor metalice sudate. In cazul procedeelor care se bazeaz pe cldura degajata prin efectul Joule, un rol important 1 joac conductibilitatea electrica a metalelor. ntruct cldura degajata n unitatea de volum este invers proporional cu conductibilitatea electrica, rezulta sudarea metalelor cu conductibilitatea electrica mare sunt necesare densiti mari de curent electric. Concentrarea de cldura favorizat i de faptul c i creterea temperaturii duce la micorarea conductibiliti electric. Calitatea sudurii depinde n mare msura i de realizarea unei anumite deformri plastice a metalului, dependent de mrimea intervalului de temperaturi n care metalul devine plastic. Aceasta nseamn ca la metale cu interval plastic ngust trebuie sa se respecte riguros parametrii optimi de lucru. Coeficientul mare de dilatare a metalelor creeaz dificulti la sudare datorit deformaiilor mari care apar la nclziri i la rciri. Din aceasta cauza, pe lng formele constructive cele mai adecvate, se vor folosi regimuri dure de sudare. a. Sudarea oelurilor. Otelurile cu coninut sczut de carbon se sudeaz uor prin presiune la cald ntruct au un interval larg de temperaturi in domeniul plastic, sunt sensibile fa de vitezele mari de nclzire sau de rcire, nu conin elemente care dau oxizi greu fuzibili i au o rezistenta electrica specific relativ ridicata, fapt ce favorizeaz nclzirea prin efectul Joule. Odat cu creterea coninutului de carbon i cu introducerea unor elemente de aliere are loc creterea rezistentei la deformare plastica deci sunt necesare compresiuni Specifice mai mari pentru realizarea unei anumite deformaii plastice. Totodat, se reduce viteza de nclzire i de rcire, astfel ca se impune folosirea unor regimuri mai puim dure. Pe de alta parte, coninutul mare de carbon favorizeaz condiiile de formare a unui strat de metal lichid, cu efecte pozitive asupra calitii mbinrilor sudate. De asemenea, coninutul ridicat de carbon, la procedeele de

19

sudare prin presiune, la care aerul ptrunde in zona nclzit, micoreaz pericolul de formarea oxizilor care se elimin greu. La sudarea prin presiune a oelurilor austenitice crom-nichel se va tine seama de urmtorii factori: rezistena sporita la deformare plastica, deci compresiuni specifice la refulri mai mari; rezistenta electrica specifica mare si conductibilitatea termica redusa favorizeaz o nclzire rapida; posibilitatea apariiei oxizilor greu fuzibili, fapt ce impune realizarea unei topiri cit mai stabile si cu viteza mare i refularea se executa tot cu o viteza mare. In cazul otelurilor aliate cu crom, folosite la confecionare a evilor se va utiliza un regim cu scurtare la topire i cu scurtare la refulare la valori maxime sau chiar mrite. Aceste oeluri au o conductibilitate termica redusa fapt ce uureaz sudarea lor in puncte. In acelai timp otelurile aliate cu crom au tendina spre clire si sensibilitate mare fa de crestturi cnd se prezint cu gruni mari. Oelurile nichel se sudeaz bine sub presiune al cald, ns la sudarea n capete necesit folosirea unei compresiuni speciale la refulare mai mare dect la oelurile mari de carbon. Timpul de sudare trebuie s fie ct mai mic posibil. Sudarea aluminiului si aliajelor sale. Aluminiul avnd o conductibilitate electrica determina folosirea unor densiti mari de curent, iar conductibilitatea termica ridicata impune folosirea unor regimuri dure, caracterizate prin cureni mari si timpi redui de sudare. Coeficientul de dilatare termic ridicat la aluminiu i la aliajele sale constituie o premiz pentru apariia unor deformrii nsemnate datorit sudarii, astfel nct s se micoreze pe ct este posibil cldura introdus n plesele de sudat mecanic ridicata prezint o tendin spre fisurare la cald. Acest lucru impune comprimarea puternica a zonei influenate termic astfel nct s se evite formarea fisurilor. La sudarea prin puncte a aluminiului i a aliajelor sale se folosesc densitile de curent mari de1000-1500A\mm2 i timpi de sudare cuprini ntre 0,15 si 0,4 s In ceea ce privete compresiunea specifica, aceasta trebuie s fie de 1522 bar in cazul tablelor sub 1,5 mm grosime. La table mai groase de 1,5 mm se folosete o etapa ulterioara de presare n cursul creia fora de apsare pe electrozi se mrete de 24 ori fat de cea aplicat n timpul sudrii. Calitatea buna si uniforma a punctelor sudate se obine daca operaia de pregtire este efectuata corespunztor i care cuprinde: ndeprtarea grsimilor, uleiurilor, murdriei cu

20

ajutorul unor solvent (acetona, benzina etc.) i nlturarea stratului de oxizi prin mijloace mecanice (perii metalice, benzi abrazive fine). Sudarea aluminiului n linie se realizeaz n aceleai condiii ca i sudarea n puncte, cu deosebirea c forele de presare ale rolelor electrozi i curenii sunt mai mari pentru aceeai grosime de tabl. Rezultate bune se obin n cazul n care micarea rolelor este intermitenta, iar curentul este executat n momentele n care rolele nu se deplaseaz. Se folosete role cu diametrul de 150 pn la .250 mm, cu raza de rotunjire de 25 pn la 250 mm, iar limea rolei in zona de contact de 1025 mm. Rolele necesita o rcire intensa i o curare dup 35 rotaii. Viteza de sudare este mai mica dect n cazul oelului moale. Sudarea aliajelor se executa cu topire intermediara. In perioada de contact densitatea de curent este de 150 A/mm2. Pentru a se evita o oxidare excesiva, se face o topire intensa i stabil. c. Sudarea cuprului i aliajelor sale. Cuprul este un metal care se sudeaz greu cu procedee electrice prin presiune datorita conductibilitii termice si electrice ridicate. In cazul sudarii n puncte sau n linie, o custura de calitate se poate obine numai la aliajele care au o conductibilitate electrica mai mica cu circa 25% fata de conductibilitatea cuprului pur. Cuprul se sudeaz cu densiti de curent mai mari dect in cazul otelului moale i ntrun timp scurt pentru a se folosi efectul favorabil al rezistentei de contact. Presiunea pe electrozi trebuie sa fie mai mica dect la otelul moale. Rezultate bune se obin la sudarea cu topire intermediara, prin alegerea potrivita a parametrilor de lucru. Topirea de scurta durata si refularea pronunata i cu viteze mari este favorabila unei suduri de calitate si micorrii pierderilor de elemente de aliere uor fuzibile (Zn, Pb). Cuprul se sudeaz bine cu otelul, ns scurtarea la topire a piesei din oel este mult mai mare dect la piesa din cupru. De aceea, este necesar ca lungimea libera pentru otel s fie de circa 3,5 ori diametrul piesei, iar la cupru de circa 15 ori diametrul piesei. Alamele cu un coninut de Zn mai mare de 40% au proprieti mecanice ale sudurii identice cu cele ale materialului de baza. La alama +, viteza mare de rcire determina creterea duritii grunilor, de aceea ele se supun unei recoaceri la 600650C.

21

CAPITOLUL IV. PROTECIA MUNCII Dispoziii generale: Art. I: 1. Protecia muncii constituie un ansamblu de activiti instituionalizate avnd ca scop asigurarea celor mai bune condiii n desfurarea procesului de munc: aprarea vieii, integritii corporale i sntii salariailor i altor persoane participante la procesul de munc. 2. Normele de protecie a muncii stabilite prin prezena legii reprezint un sistem unitar de msuri i aplicabilitate tuturor participanilor la procesul de munc. 3. Activitatea de protecie a muncii asigur aplicarea criteriilor economice pentru mbuntirea condiiilor de munc i pentru reducerea efortului fizic precum i mrimi adecvate pentru munca femeilor i a tinerilor.

Art.II: 1. Prevederile prezenei legii se aplic tuturor persoanelor juridice i fizice la care activitatea se desfoar cu personal angajat pe baz de contract individual de munc sau n alte condiii prevzute de lege. 2. n sensul prezenei legii, prin persoane juridice i fizice se nelege: agenii economici din sectorul public.

Art.III: 1. Normele de protecie a muncii se aplic salariailor, persoanelor angajate cu convenii civile, ucenicilor, elevilor, studenilor.

Art. IV: 1. Ministerul Muncii Sociale i Ministerul Sntii, prin organele lor de specialitate organizeaz, controleaz i coordoneaz activitatea de protecie a muncii. 2. Cercetarea, nregistrarea i evidena accidentelor de munc i a bolilor profesionale, precum i autorizarea din punct de vedere al proteciei muncii a unitii din subordonarea ministerului i serviciilor menionate se efectueaz de ctre organele proprii.

22

Art. V: 1. M.M.P.S. emite norme generale normative i alte reglementri de interes naional, privind securitatea muncii i alte domenii ale proteciei muncii potrivit legii pentru toate unitile, coordoneaz programarea de elaborare a normelor specfice. 2. Normele generale de protecia muncii cuprind reguli i msuri aplicabile n ntreaga economie naional. 3. Domeniile pentru care se elaboreaz normele generale de protecie a muncii sunt cuprinse n anexa 1 la prezena legii. 4. Comisia Naional pentru Controlul Activitilor Nucleare, elaboreaz norme specifice A. Nucleare i exercit controlul cu privire la respectarea acestora. 5. Activitatea din economia naional pentru care se elaboreaz norme specifice de protecie a muncii sunt cuprinse n anexa numrul 2 la prezena legii. 6. Persoanele fizice i juridice sunt obligate s elaboreze instruciuni proprii de aplicare a normelor de protecie a muncii n funcie de particularitile procesului de munc.

Art.VI: 1. M.S. emite norme obligatorii privind igiena muncii i avizeaz standarde i acte normativ elaborate, alte organe care care privesc sntatea la locul de munc. 2. Domeniile pentru care se elaboreaz normele de igien a muncii sunt cuprinse n anexa 1 la prezena legii.

Art. VII: 1. Contractele colective de munc ce se ncheie la nivelul activitilor grupului de uniti, ramurilor de activiti precum i la nivelul naional vor cuprinde obligatoriu clauza referitoare la protecia muncii n conformitate cu prevederile prezenei legii a cror aplicare e s asigure prevenirea accidentelor de munc i a bolilor profesionale. 2. n contractele individuale de munc n convenii civile cu excepia celor care au drept obiect activiti cosmice precum i contractele de colarizare vor fi stipulate clauze privind protecia muncii stabilindu-se i rspunderea muncii.

23

3. Conveniile internaionale i contractele bilaterale ncheiate de persoane juridice romne cu parteneri strini n vederea efecturii de lucrri, persoanele romne pe teritoriul altor ri vor cuprinde clauze privind protecia muncii.

Art. VIII: 1. n reglementele privind organizarea i funcionarea persoanelor juridice vor fi stabilite obligaii i rspunderi n domeniul proteciei muncii n conformitate cu prevederile prezenei muncii. 2. n funcie de natura, complexitatea i riscurile specifice activitii desfurate, precum i de limb salariailor, persoanele juridice vor stabili personalul cu atribuii n domeniul proteciei muncii sau dup caz vor organiza compartimente de protecie a muncii.

Art. IX: 1. Desfurare activitii de producie sau a prestaiilor de servicii este condiionat de obinerea autorizaiei de funcionare din punct de vedere al p.m. emis de ctre inspectoratele de stat teritoriale pentru protecia muncii din subordinea organelor i a serviciilor prevzute n articolul IV aliniatul 2.

24

BIBLIOGRAFIE

1.

Gheorghe Zgura s.a., Utilajul si tehnologia lucrrilor mecanice Editura Didactica si Pedagogica Bucureti 1979

2. Ion Gheorghe, Mecanisme si utilaje industriale Editura Didactica si Pedagogica Bucureti 1979

3. D. Petrosel s.a., Desen Tehnic Editura Sigma 2000 4. M. Anastasiu s.a., Tehnologia prelucrrii metalelor Editura Didactica si Pedagogica 1978

25

CUPRINS

ARGUMENT...1

SUDAREA PRIN PRESIUNE....2

TEHNOLOGIA SUDARII PRIN PRESIUNE A DIFERITELOR METALE SI ALIAJE METALICE.16 PROTECTIA MUNCII19 BIBLIOGRAFIE..23

26