SUDURA

IMPORTANTA SUDARII CA MIJLOC MODERN DE ASAMBLARE

Sudarea este o metoda de imbinare nedemontabila a doua corpuri solide, prin stabilirea,in anumite condi\ii de temperatura si presiune, a unor forte de legatura intre atomii marginali,apartinand celor doua corpuri de imbinat.

Dezvoltarea in timp a sudarii a fost determinata, in primul rand , de cerintele industriei , in special a celei constructoare de masini, in vederea aplicarii si perfectionarii unor procedee demare productivitate.

Factorii care au condus la folosirea pe scara tot mai larga a sudarii sunt :• obtinerea de imbinari sudate cu aceleasi caracteristici ecanice ca si ale metalului de baza• economia de metal• volumul de munca mai redus• obtinerea de piese si ansambluri cu rezistenta superioara• etanseitatea totala a imbinarilor sud ate in cazul instalatiilor, recipientilor si conductelor sau aparatelor pentru flu ide• productivitatea marita, insotita de micsorarea costului constructiei respective

• conditii le imbunatatite de munca, prin suprimarea zgomotului de la nituire si a conditiilor grele de munca din turnatorii, etc• asigura realizarea de constructii metal ice suple si usoare• astazi sudarea este un procedeu in plina maturitate, capabil sa satisfaca exigentele inalte ale proceselor actuale de productiePe plan mondial, peste 50% din productia de otel este destinata realizarii de structurisudate in diferite domenii, cum ar fi :• constru ctii civile si industriale• utilaje de transport (rutier, feroviar, naval , aerian)• utilaj tehnologic• masini unelte• transportul si distributia de gaze, combustibili, apa, energie termica, etc• utilaj energetic (turbine, centrale hidraulice, centrale term ice, cazane de abur si apa calda)

In prezent, intreprinderile din tara realizeaza numeroase produse sud ate de cea mai inalta tehnicitate, dintre care multe pentru export : nave, vagoane,automobile, autocamioane.

Cerintele de calitate devin din ce in ce mai severe, nivelul calitativ al sudurii fiind un element important al competitiei intre producatorii de structuri sud ate.

In construirea, montarea si repararea instalatiilor mecanice sub presiune si a instalatiilor de ridicat, calitatea sudurii are un rol determinant pentru calitatea si siguranta in exploatare aproduselor.

Calitatea lucrarilor de sud are este conditionata in mod direct de indemnarea si cunostiintele profesionale ale sudorilor. Este de subliniat faptul ca meseria de sudor necesita cunostinte aprofundate de metalurgie (metale si aliajele acestora), de termotehnica (transmiterea caldurii, dilatrarii , contractii), de mecanica si rezistenta materialelor, de chimia materialelor de baza si de adaos, a materia lei or de protectie la sudare si , in special la sudarea cu arcul electric si la sudarea oxiacetilenica, cunostinte de electrotehnica.

Necesitatea asigurarii calitatii produselor sudate a impus pe plan international elaborarea unor reguli unitare de scolarizare si calificare a sudorilor. Pe plan european a aparut astfel seria de standarde EN 287 ( traduse in Romania prin seria SR EN 287), care reprezinta 0 baza de recunoastere reciproca a cornpetentei profesionale a sudorilor pentru diferite domenii de aplicare.

Prescriptiile tehnice CR 9/1-2003 pentru autorizarea sudorilor care executa lucrari de sudare in construirea, montarea si repararea instalatiilor mecanice sub presiune si a instalatiilor de ridicat (colectia ISCIR) au fost armonizate cu standardele privind calificarea sudorilor dinseria SR EN 287 .

Calificarea (autorizarea) sudorilor reprezinta procesul de demonstrare a cunostintelor profesionale ale acestora, cerute pentru a indeplini corespunzator atributiile profesionale indiferite aplicatii , si este influentata de urmatorii factori :• procedeul de sudare• tipul semifabricatului (table, tevi)• tipul imbinarii (cap la cap, in colt)• materialul de baza• materialele pentru sudare (de adaos, de protectie)• dimensiunile probelor sudate (grosime, diametru)• pozitia de sud are• modul de executie al sudarii (regimul de sudare)

Autorizarea sudorilor se face pe baza unui examen care consta in sustinerea unei probe teoretice si a unei probe practice, in fata unei comisii de examinare, iar cei admisi la exam en vor primi autorizatia de executare a lucrarilor de sudare valabila pentru domeniile in care se incadreaza proba practica sustinuta (procedeu de sudare, material de baza, tipulsemifabricatului, etc).

DEFINIREA S1 CLASIFICAREA MATERIALELOR

a. Definirea materialelor

In calitate de consumatori, fiecare a vazut si a folosit 0 gama foarle variata de materiale,existente in natura sau fabricate pe cale arlificiala de oameni, fara a incerca sa Ie caracterizeze ca atare.

Ca viito ri specialisti, este timpul sa va intrebati :• Ce sunt aceste materiale, cum pot fi definite ele ?Haideti sa incercam sa elaboram un raspuns, pe cat se poate accesibil tuturor !Definitie : Materialele sunt substante simple sau compuse, cu forme diverse si concrete de existenta a materialb. Clasificarea materialelorObservand multimea si complexitatea materialelor existente in mediul inconjurator se simte nevoia de a face putina ordine printre ele, asezandu-Ie pe fiecare la locul potrivit !Se naste atunci intrebarea :• De cate feluri sunt materialele ?S-ar putea raspunde :• De "n" feluri !Clasificarea materialelor, in functie de principalele criterii de clasificare, este urmatoarea.I. Dupa gradul de prelucrare la care sunt supuse in momentul utilizarii :• Brute - se folosesc sub forma in care se gasesc in natura ( lemnul brut, carbunele,titeiul, minereurile brute, cauciucul natural , etc)• Prelucrate - ( benzina, carbunele de lemn, fonta, otelul, masele plastice, sticia, cimentu l, etc) se obtin prin transformarea materiilor naturale brute prin diferite procedee mai complexe ( distilarea, calcinizarea, gazeificarea, etc)II. Dupa compozitia chimica de baza :• Materiale organice - au ca elemente chimice de baza carbonul si hidrogenul si pot fi naturale (piei, lana, uleiuri vegetale, etc) sau artificiale sintetic, matase artificiala , rasini

sintetice, etc)• Materia/e anorganice - provin din mediul mineral ( var, ciment, metale, saruri, acizi ,baze, sticia, etc)

III. Dupa domeniul de utilizare• Materia/e pentru constructii de masini ( oteluri, fonte, alame, aluminiu, mase plastice,materia Ie abrazive, etc)• Materiale electrotehnice (cupru, aluminiu, cositor, siliciu , mase plastice izolante, etc)• Materia/e pentru constructii ( var, ciment, caramida, etc)• Materia/e pentru domeniul textile-pie/arie (bumbac, matase naturala, fire si fibre sintetice si naturale, etc)

IV. Dupa criteriul fizico-chimic• Materiale metalice ( metale si aliajele lor)• Materiale nemetalice ( materiale plastice, lubrifianti , abrazive, etc)

PROPRIETATILE SI INCERCARILE METALELOR SI ALlAJELOR

COMPETENTE SPECIFICE

In acest capitol veti face cunostinta cu :• Notiuni generale despre metale si aliaje• Identificarea materialelor in functie de proprietatile fizice, chimice, mecanice si tehnologice ale metalelor si aliajelor in scopul de a Ie utiliza in mod adecvat

PROPRIETATILE GENERALE ALE METALELORFiecare dintre voi a vazut cum arata un metal, precum: fierul,arama (Gu), cositorul (Sn),plumbul, zincul, etc. Stiati ca metalele sunt cele mai insemnate materiale care se folosesc inindustrie.Se cunosc 106 elemente chimice, 82 sunt metale si 24 sunt nemetale.

Principa/e/e proprietati ale meta/e/or :

Metalele au insusiri specifice comune care Ie deosebesc de celelalte elemente chimice:• Luciu metalic• Ductibilitatea - capacitatea metalelor de a fi trase in fire• Maleabilitatea• Conductibilitatea electrica

Cu exceptia catorva metale pretioase ( aurul , platina) care se gasesc in scoarta pamantului in stare nativa, restul metalelor se gasesc in natura sub forma de combinatii chimice: oxizi, sulfuri, carbonati, etc., care se numesc minereuri.

Dupa extragerea metalelor din minereuri, acestea se folosesc ca atare sau sunt combinate sub forma de aliaje.

Aliajele metal ice sunt substante care se obtin prin amestecarea a doua sau mai multe metale topite din care unul fiind in proportie mai mare, se numeste metal de baza.Exemple :Aliaje de cupru ( alame, bronzuri), aliajele fierului ( fonte, oteluri), etc.Metalele se mai deosebesc intre ele si prin alte proprietati, cum sunt :• Temperatura la care se top esc• Rezistenta la rupere• Duritatea• Densitatea, etc

PROPRIETATILE METALELOR 5E IMPART IN:

PROPRIETATILE FIZICE ALE METALELOR SI ALlAJELOR

a) CuloareaMajoritatea metalelor si aliajelor au pe suprafata proaspat taiata culori putin diferentiate,care variaza de la cenusiu-inchis la alb stralucitor. Fac exceptie unele metale si aliaje care au o culoare galbena sau roscata ( aurul, cuprul si aliajele lor).

Metalele pot fi deosebite, unele de altele, dupa culoare.Astfel, fierul are culoarea cenusiu deschis, arama este rosiatica, plumbul este cenusiuinchis,zincul este cenusiu-albastru , etc.

b) Luciu metalicAcesta se observa, de asemenea, pe suprafetele proaspat taiate ale metalelor si aliajelor,ca urmare a opacitatii lor si a reflectarii razelor luminoase. Luciul metalic se accentueaza prinlustruire mecanica dar dispare cu timpul, ca urmare a reactiilor cu atmosfera inconjuratoare ( fac exceptie metalele nobile si unele aliaje inoxidabile si anticorosive).

DensitateaDensitatea unui material este masa unitatii sale de volum. Ea se exprima in g/cm3 sau Kg /dm3 .

FuzibilitateaEste proprietatea metalelor de a trece din starea solida in starea lichida la 0 temperaturadata, numita temperatura de topire.In functie de temperatura de topire, metalele se grupeaza in :• Usor fuzibile (sodiul, care se topeste la 98°C)• Greu fuzibile (cuprul , care se topeste la 1083°C)• Foarte greu fuzibile (niobiul, cu punctul de topire la 2502°C)• Refractare (reniul, care se topeste la 3240°C)

Metalul cu fuzibilitatea cea mai scazuta este mercurul,in stare lichida, la temperatura ambianta (38°C), iar cel cu refractaritatea cea mai ridicata este wolframul, care se topeste la 3377°C.

Proprietatile magnetice - ale unor materiale se pot determina prin introducerea acestora , intr-un camp magnetic si observand modul de comportare al acestora, in acest context, ele se diferentiaza in trei moduri, astfel ;• Diamagnetice, in care materialul este slab respins de campul magnetic• Paramagnetice, materia lui este slab atras de campul magnetic• Feromagnetice, materialul este puternic atras de campul magnetic

Trebuie sa retineti faptul ca metalele feromagnetice, prin ncalzire peste anumite temperaturi, isi pierd proprietatile feromagnetice,devenind paramagnetice.Temperaturile la care metalele isi pierd proprietatile feromagnetice se numesc puncteCurie. Punctele Curie sunt specifice fiecarui tip de metal ( nichelul - peste 360°C, fierul – peste 768°C), etc.Exista un minereu din care se extrage fierul , numit magnetita (Fe304) care are proprietati magnetice naturale.

PROPRIETATILE MECANICE ALE METALELOR SI ALlAJELOR

De cate ori nu ati vazut automobilisti ramasi in pana si tractati cu ajutorul unui cablu sau a unei bare metal ice La intreberile : de ce nu se rupe cablul sau bara metalica, de ce nu se sparge metalul sub loviturile ciocanului etc., incercam sa raspundem in continuare. Toate acestea se datoreaza altorproprietati ale metalelor si ale aliajelor acestora. Specialistii Ie-au incadrat in randul proprietatilor mecanice.

Principalele proprietati mecanice ale metalelor si aliajelor.

a) Rezistenta la rupereDefinitie : Proprietatea pe care 0 au metalele de a se opune actiunii fortelor externe se numeste rezistenta la rupere

Elasticitatea si plasticitateaUnele metale se rup sub actiunea unor forte mai mari, iaraltele sub actiunea unor forte mai mici.Daca luam doua sarme(fig2.2), una din hotel si una dinaluminiu, cu lungimea de 1 m si sectiunea de 1 mm2 fiecare, siatarnam de ele greutati din ce in ce mai mari , vom observa ca sarma de otel se rupe sub greutatea de 42 kg, iar sarma de aluminiu se rupe sub greutatea de 25 kg .Sarma de otel are rezistenta la rupere mai mare decat a aluminiului, adica otelul este mai rezistent decat aluminiul la tractiune (rupere).

Definitie : Proprietatea materialelor de a se deforma sub actiunea unor forte exterioare, de valori relativ mici si de a reveni la forma initiala, de indata ce fortele inceteaza, senumeste elasticitate, iar proprietatea de a se deforma si de a ramane deformate dupa incetarea fortei se numeste plasticitate.Rezilienta: este proprietatea pe care 0 au unele metale de a rezista la solicitari aplicate brusc (socuri) in functie de aceasta rezistenta metalele pot fi fragile, cand se rup la socuri mici, sitenace, cand rezista la socuri puternice.

Rezistenta la soc sau rezilienta: mai poate fi definita ca 0 capacitate a unui material de a absorbi 0 anumita cantitate de energie, inainte de a se rupe, atunci cand este lovit brusc cuun corp sol id .Rezilienta se determina la un aparat, numit pendul de rezilienta sau ciocan Charpy, pe epruvete prismatice cu sectiunea un patrat cu latura de 1 cm si lungimea de 55 mm, prevazute cu 0 crestatura cu fund rotunjit.Metalele cu tenacitate mai mare sunt : cositorul, cuprul, aluminiu , plumbul, argintul, etc,respectiv toate metalele maleabile. Cand lovim aceste metale cu ciocanul, ele nu se spargoSunt si aliaje ca : fonta , otelul cal it, etc care, prin lovirea cu ciocanul, se spargo Aceste aliaje nu sunt ten ace. Acestea sunt fragile.

DuritateaDefinitie : Proprietatea metalelor de a se opune patrunderii in masa lor a unor corpuri straine pe care tind sa Ie deformeze suprafata.Determinarea duritatii materialelor se poate face prin mai multe metode :• Metoda Brinell• Metoda Vickers• Metoda Rockwel

Rezistenta la oboseala

Definitie : Proprietatea unui material de a rezista timp indelungat la actiuni repetate ale unei forte exterioare se numeste rezistenta la oboseala.Incercarea la oboseala se determina cu ajutorul unei masini speciale de incercare si consta in reproducerea ciclului de solicitare si repetarea lui de foarte multe ori ( poate ajungechiar la milioane de ori) sub actiunea unor tensiuni variabile date. Numarul de cicluri la care este supusa epruveta de incercare si la care are loc ruperea este in raport invers porportional cu tensiunile aplicate ( cu cat tensiunile sunt mai mari, cu atat numarul de cicluri este mai mic).

PROPRIETATILE TEHNOLOGICE ALE METALELOR Si ALlAJELOR

TurnabilitateaDefinitie :Proprietatea metalelor de a se turna usor si a umple bine forma.Aceasta proprietate este importanta, din punct de vedere tehnic si economic, deoarece turnarea este procesul tehnologic cel mai simplu si cel mai economic pentru obtinerea pieselor,oricat de complicate ar fi acestea.

ForjabilitateaDefinitie:Proprietatea metalelor de a se deforma plastic prin forjare, trefilare, laminare etc.Aceasta proprietate este, de asemenea importanta, intrucat sta la baza fabricariiproduselor metalurgice forjate, laminate, trefilate, matritate, stantate.

c) AschiabilitateaDefinitie : Proprietatea metalelor de a putea fi prelucrate usor la masinile unelte.lucrabil uzura masinilor-unelte e mai redusa si consumul de ore-om sau de ore-masina e mai mic.

d) Sudabilitatea

Definitie: Proprietatea metalelor de a se suda usor.Aceasta proprietate are 0 mare insemnatate tehnico-economica, intrucat sudarea este cel mai simplu si economic mijloc de imbinare nedemontabila a elementelor constructiilor metalice,a diverselor agregate, masini, precum si de reconditionarea pieselor uzate.

e) DuctilitateaDefinitie : Proprietatea unui material metalic de a fi tras in fire subtiri la rece, fara sa se rupa, iar ma/eabilitatea este proprietatea de a fi ciocanit in foite subtiri( de asemenea larece si fara sa se rupa). Metalele cu cea mai buna maleabilitate sunt aurul, cuprul, plumbul si staniul. Foarte ductile sunt fierul si cuprul.

PROCEDEE DE SUDARE

TERMINOLIGIE SI NOTIUNI

Definitie : Procedeul de sudare este ansamblul operatiilor tehnice prin care se realizeaza sudura intre componente in mod industrial.

Metalul sau aliajul supus operatiei de imbinare pri sud are se numeste metal de baza.

Sudarea este operatia de executie a imbinarilor nedemontabile la piese metal ice prin folosirea incalzirii locale, a presiunii sau a ambelor procedee,cu sau fara metal de adaos similar cu metalul de baza. Metalul de adaos sub forma de sirma sau granule, dupa topire prin procesul de sudare, in amestec cu metalul de baza topit, formeaza sudura. In general, la procedeele de sud are prin presiune sudura este formata numai din materialul de baza.

In prezent notiunea de sudare se extinde si la imbinari de materiale nemetalice sau la imbinari de materiale metal ice cu nemetalice. Sudura realizata de mai numeste cusatura saucordon de sudura. In jurul sudurii partea de material de baza care nu a ajuns in stare de topire,dar care a suferit transformari structurale din cauza incalzirii putemice, formeaza zona

influentata termic. Portiunea compusa din sudura cu zonele influentate termic si marginile invecinate acestora formeaza imbinarea sudata a pieselor sudate.

Sud area pieselor sau ansamblurilor se executa prin diferite procedee. Tinand seama de dezvoltarea luata in ultimul timp de tehnica sudarii, numarul procedeelor de sudare a devenit foarte mare, deoarece numeroase surse de energie capabile de a topi sau de a deforma materialele de sudat in vederea imbinarii pot fi folosite la sudare. In cadrul unui procedeu de sudare, cu aceleasi operatii tehnologice, in multe cazuri este necesara folosirea diferitelor metode de sudare, in special la schimbarea grosimii pieselor de sud at. Aplicarea celei mai corecte metode la sudarea unei piese are 0 influenta hotaratoare nu numai asupra calitatii sudurii , cat si asupra productivitatii si pretului de cost, asa cum se va arata la tratarea diferitelor procedee.

. PROCEDEE DE SUDARE. CLASIFICARE

Procedeele de sudare pot fi ciasificate dupa mai multe criterii :• Dupa starea in care este adus materialul de sud at• Dupa felul incalzirii• Dupa sursa de incalzirea) Dupa starea in care este adus materialul de sudatSe deosebesc :• sudarea prin topire - la care marginile pieselor de imbinat sunt aduse in stare de topire• sudarea prin presiune- la care marginile de imbinat cu sau fara incalzire, sunt presate una contra celeilate pana la obtinerea imbinarii clasificate astfel :• prin topire - cu gaz- cu arc electric- electrica in baie de zgura- cu tenmit- cu fascicul de electroni- cu fascicul de lumina

• prin presiune - la focul de forja- cu gaz- cu termit- electrica prin rezistenta- prin inductie- cu energie inmagazinata- pri n freca re- prin explozieDintre procedeele enumerate, sudarea cu arc electric de la grupa de procedee prin topire si sudarea electrica prin rezistenta de la grupa de procedee prin presiune sunt procedeele cele mai folosite in industrie.

Dupa felul incalzirii marginilor pieselor de imbinatSe deosebesc :• Sudarea chimica - este sudarea care se executa fara exercitarea vreunei solicitari din exterior, metalul fiind incalzit si topit local prin caldura dezvoltata de 0 reactie exotermasau cu un metal turnat. In aceasta grupa intra procedeele de topire, cu gaz sau aluminotermice.• Sudarea electrica- este sudarea la care imbinarea se realizeaza prin efectul caloric al arcului electric, fara exercitarea vreunei solicitari mecanice din exterior. In aceasta grupaintra to ate procedeele de sudare cu arc electric vizibil si cu arc acoperit• Sudarea e/ectrochimica- este sudarea la care topirea metalului se realizeaza cu arc electric intr-un mediu gazos (inert sau reducator) cu actiunea chimica de pastrare acalitatilor initiale ale materialelor sau avand la sudare un efect reducator (H2, CO2, etc).• Sudarea chemomecanica- este sudarea la care metalul de sud at, incalzit printr-o recatie chimica, se imbina in urma unei solicitari mecanice din exterior (Iovire, presare, laminare ).Din aceasta grupa fac parte procedeele cu gaz si aluminotermice realizate prin presiun e, precum si sudarea prin forjare.

• Sudarea electromecanica - cuprinde grupele de procedee la care incalzirea metalului se realizeaza electric, iar imbinarea se obtine ca urmare a unei solicitari mecanice dinexterior• Sudarea mecanica prin presiune la rece sau frecare - este sudarea la care imbinarea se obtine numai in unna actiunii unei forte exterioare de presare, frecare sau soc.

Diferitele grupe de procedee de sudare, din punctul de vedere al felului de incalzire, pot fi deci clasificate astfel :

• Chimica: - cu gaz prin topire- aluminotermica prin topire- prin turnare• Electrica - cu arc electric descoperit- cu arc electric acoperit• Electrochimica - in mediu de gaz inert- in mediu de gaz activ• Chemomecanica - cu gaz prin presiune- aluminotermica prin presiune- prin forjare• Electromecanica - prin rezistenta• Mecanica - prin presiune la rece- prin frecare- prin ultrasunete

c) Dupa sursa de energie folosita la sudareClasificarea adoptata de Institutul International de Sudura este urmatoarea :• Energie termochimica

- cu gaz prin topire si prin presiune- aluminotermica prin topire si prin presiune- prin explozie• Energie electrotermica - cu arc electric- prin rezistenta electrica- prin inductie- in baie de zgura- prin bombardament electronic in vid• Energie mecanica - prin presiune la rece- cu ultrasunete- prin frecare• Energie prin radiatii - sudarea LASER sau MASER• Energie termica nespecifica - prin forjare- cu aer cald -cu element incalzite- prin lip ire

Din grupele enumerate, cele mai folosite procedee industriale de sudare sunt :• Cu gaz , la care procedeul de sudare respectiv primeste denumirea dupa felul gazuluifolosit : oxiacetilenic, oxihidric, etc• Cu arc electric,care formeaza grupa de procedee cea mai extinsa : cu electrod -vergea,cu sarma electrod, cu electrod nefuzibil, sub flux, in mediu de gaz protector, etc ;• Prin rezistenta electrica, care cuprinde procedeele: cap la cap, prin refulare sau prin topire intermediara, prin puncte, in lin ie, etc.Operatia de sudare prezinta 0 serie de particularitati fizico-chimice si tehnologice, cum sunt:- gradiente inalte de temperaturi, datorita faptului ca sunt folosite temperaturi inalte de incalzire cu realizarea de bai de sudura cu volum cat mai redus, pentru ca incalzirea sa fie

locala si cat mai rapida.Ca urmare a acestui fapt, metalul topit sau incalzit va fi inconjurat de mase meta lice reci ,astfel incat gradientul de temperatura de la baie spre metalul rece va fi foarte mare, ceea ce atrage dupa sine aparitia de tensiuni inteme mari, ca deformatii si formarea de fisuri.reactii chimice produse in afara starii de echilibru, deoarece vitezele mari de incalzire siracore nu permit ca reactiile din baia de sudare sa se produca in timp suficient desfasurarii unei reactii normale. Fata de aceasta situatie este necesar ca materia Ie Ie folosite si locurile de sudat sa fie intr-o perfecta curatenie ; de asemenea sa fie materia Ie care pentru calitatea sudurii nu necesita reactii in timp prelungit ;schimbarea compozitiei chimice si a structurii metalului depus care are loc datorita faptului ca procesul de sud are se produce in conditii specifice, ca : temperatura inalta,mediu ionizant, prezenta campurilor magnetice si electrice, viteza mare de topire, etc.metalul depus are 0 structura de turnare, fata de structura in general laminata a metaluluide baza. Se produc arderi intense, urrnate de puternice nitrurari si oxidari, iar viteza mare de racire provoaca structuri de topire tipice sudurilor ceea ce conduce la micsorarea caracteristicilor mecanice si fizice ale rnetalului sudurii, daca nu se iau masuri speciale de protectie ;schimbarea structurii metalului de baza.

Langa baia de sudura, metalul de baza ajunge latemperatura de topire, iar zonele invecinate acestuia sunt incalzite ; datorita racirii rapidese produc structuri caracteristice zonei influentate terrnic ;

Prin aplicarea oricarui procedeu de sudare, sudura realizata are compozitia chimica sistructura diferite de cele ale rnetalului de baza,iar zonele influentate terrnic au structuri diferite de cele ale metalului de baza . Realizarea unei omogenizari este posibila intr-o masura oarecare nurnai prin aplicarea tratamente termice

Sudarea cu arc electric

Se face in felul urmator (fig5.2.1 )arcul electric AE,alimentat de la 0 sursa de energie electrica SE, arde intre electrod EL si componentele ce se sudeaza CS. Arcul electricproduce 0 caldura concentrata si are 0 temperatura suficientde mare pentru a topi atat marginile componentelor cat sielectrodul. Se realizeaza astfel o baie metalica BM in care seamesteca metalul topit al componentelor si metalul topital electrodului. Prin solidificareabaii metal ice rezulta partea delegatura intre componente,numita cusatura cu. Pe masura ce electrodul se topeste el trebuie sa inainteze spre spatiularcului electric cu 0 viteza Ve astfel ca lungimea arcului sa ramana mereu aceeasi. Simultan cu miscarea de inaintare a electrodului, arcul electric trebuie sa se deplaseze in lungul spatiului dintre componentele ce se sudeaza. Viteza de deplasare a arcului electric se numeste viteza de sud are Vs.Procedeele de sudare cu arc electric se clasifica dupa urmatoarele criterii :a) Modul cum se realizeaza miscarea eleclrodului cu viteza Ve si miscarea arcului electric cuviteza Vs :- ambele miscari manual- miscarea electrodului mechanic simiscarea arcului electric manual- ambele miscari mecanice= sudare manuala cu arc electric m= sudare semiautomata cu arcul electric= sudare automata cu arcul electric ab) Participarea electrodului la formarea baii metal ice :- electrodul este fuzibil si prin topirea sa participa la formarea baii = sud are cu arcul electric si electros fuzibil M- electrodul nu este fuzibil si deci nu participa la formarea baii = sudare cu arcul electric si electrod nefuzibil Wc) Natura curentului electric ce trece prin arcul electric:- curent alternativ- curent continuu= sudarea cu arcul electric in curent alternativ AC= sudarea cu arcul electric in curent continuu DC

In cazul folosirii curentului continuu, daca electrodul este legat la polul negativ al sursei de alimentare se spune ca sudarea se face cu polaritate "DC". In caz contrar se spune ca sudarea se face "cu polaritate inversa" DC'.d) Modul in care se asigura protectia contra aerului a baii metalice si a spatiului arcului electric :- prin topire si gazeificarea unor materiale solide = sudarea cu arcul electric si electrozi- prin insuflarea de gaze in jurul arcului electricsi baii metalice inveliti E sau sudarea cu arcul electric sub flux F= sudare cu arcul electric in mediu de gaze GIn cazul sudarii cu arcul electric in mediu de gaz, acestea pot fi inerte I sau active A.e) Largimea domeniului de aplicatie a procedeelor:- procedee cu domeniu larg de aplicatie L- procedee cu domeniu restrans de aplicatie RSe observa ca daca intr-un anum it caz se poate suda atat cu un procedeu L cat si cu un procedeu R, atunci procedeul Rare 0 eficienta semnificativ mai mare decat procedeul L. Deexemplu : doua bare scurte si cu sectiune rotunda se pot sud a cap la cap electric prin presiune (procedeu L) dar si prin frecare (procedeu R). procedeul R este mai eficienta fiindca consumulde energie pe unitate de sectiune este de circa 3 ... 5 ori mai mic decat la procedeul L.

Referandu-ne la procedeele L, ele sunt urmatoarele :• Sudarea cu electrozi inveliti - se executa in cele mai multe cazuri manual si foarte rar automat; electrozii folositi sunt fuzibili, se sudeaza atat in curent alternativ cat si in curentcontinuu, protectia fiind asigurata de invelis.Folosind notatiile adoptate la ciasificari, sudarea cu electrozi inveliti SE se descrie simbolic astfel :SE = m(a)-M-AC sau DC-E• Sudarea sub flux- se executa in cele mai multe cazuri si mai rar semiatomat ; electrozii folositi sunt fuzibili ; se sudeaza atat la curent altemativ cat si in curet continuu ; protectia este asigurata de flux. Folosind notatiile adoptate la clasificari, sudarea sub flux SF se descrie simbolic astfel :

SF = a(s)-M-AC sau DC-F• Sudarea in mediu de gaze SG - se executa mai ales semiautomat si mai rar automat ;electrozii folositi sunt mai des fuzibili si mai rar nefuzibili ; se sudeaza mai males lacurentul continuu si mai rar in curent alternativ, folosind insa curent alternativ special ca frecventa si forma de unda ; protectia este asigurata de gazul insuflat. Folosind notatiile adoptate la ciasificari, sudarea in mediu de gaze se descrie simbolic astfel :SG = s(a)-M-(W)- DC(AC)-GPe plan international, procedeele de sudare in mediu de gaze au primit notatii dupa participarea electrodului la formarea baii metalice si dupa natura gazului folosit astfel :MIG = sudare cu electrod fuzibil in mediu de gaze inerteWIG = sudarea cu electrod nefuzibil in mediu de gaze inerte

Din cauza cu structura si compozitia chimica a cusaturii sunt diferite de cele ale metalului de baza MB, daca se pregateste 0 sectiune a sudurii pentru metalografie si se ataca in mod corespunzator, atunci cusatura se evidentiaza net in raport cu celelalte parti ale imbinarii .

Participarile PMA si PMB au un rol si la estimarea eficientei procedeului de sudare.Observam ca sudarea se poate aplica in doua scopuri distincte :• Sudarea de imbinare - in vederea realizarii unei piese din doua sau mai multe componente, In acest caz este rational sa se foloseasca in cusatura cat mai putin metal de adaos si cat mai mult metal de baza. Cu alte cuvinte, este eficient ca raportul PMA / PMB sa fie cat mai mic• Sudarea de incarcare - in vederea repararii unei piese uzate sau acoperii unei piese cu un metal sau aliaj rezistent la anumite solicitari. In acest caz este rational ca in cusaturasa se foloseasca mult metal de adaos si putin metal de baza. Cu alte cuvinte, este eficient ca raportul PMA / PMB sa fie cat mai mare.

b) Zona influentata termic ZIT apartine metalului de baza. In ZIT au loc transformari structurale din cauza ciclurilor termice determinate de caldura din baia metalica.Compozitia chimica a ZIT este identica cu cea a metalului de baza MS. ZIT are la otelurile tratabile termic, urmatoarele regiuni :langa cusatura este regiunea supraincalzita cu graunti cristalini mari, graunti ce aucrescut datorita incalzirii regiunii la temperaturi inalte in campul austenitic;pe masura ce distanta de la cusatura creste, grauntii cristalini devin tot mai mici si seajunge la regiunea normalizata cu graunti fini. Aici temperaturile s-au plasat tot in campulaustenitic dar aproape de linia A3;la distanta mai mare de cusatura este regiunea transformarilor partiale, regiunea fiindincalzita la temperaturi intre A 1 si A3.;Regiunile incalzite la temperaturi sub linia A 1 nu sufera transformari structurale. In acesteaau loc numai fenomene metalurgice caracteristice incalzirilor la temperaturi mai mici decat celede transformare : detensionari, reveniri si eventuale recristalizari daca metalul a fost deformat larece.La otelurile netratabile termic cum sunt cele feritice sau austenitice, in ZIT nu se productransformari structurale ci doar schimbari in marimea grauntilor cristalini, corespunzatoaretemperaturilor la care s-au produs incalzirile.ZIT-ul se poate pune in evidenta la fel ca si cusatura fiindca, avand loc modificari destructura si de marime ale grauntilor, la atacarea pe probe metalografice, se coloreaza diferit inraport cu metalul de baza MB si cu cusatura.c) Metalul de baza MB neafectat de caldura de la baia metalica urmeaza dupa ZIT. Inimediata apropiere a ZIT-ului adica la temperaturi sub linia A1 au loc, asa cum am aratat,detensionari, reveniri si recristalizari. La distante mai mari de ZIT, MB este tot mai putin afectat si se ajunge la regiunile in care se afla in starea in care a fost livrat.Sudura realizata cu arcul electric are deci 0 cusatura, 0 zona influentata termic ZIT si metalul de baza MB. Din cauza fenomenelor diferite din aceste zone si caracteristicile fizice si

mecanice difera de la un loc la altul, ceea ce face ca sudura sa fie un element eterogen chimic, structural si comportamental.In sudura sunt si tensiuni reziduale TR si deformatii DE provocate de dilatarile si comprimarile mai mult sau mai putin impiedicate asociate cu ciclurile de incalzire diferite de la unpunct la altul.

La otelurile nealiate cu putin carbon si slab aliate suprafata de separatie, vizibila prin atac metalografic, dintre ZIT si MB este izoterma ce corespunde temperaturii de circa 750°C.Suprafata de separatie intre cusatura cu ZIT, la toate metalele si aliajele metalice este izoterma ce corespunde temperaturii de topire a respectivului metal sau aliaj metalic.o analiza mai adinca a zonei de separatie intre cusatura si ZIT arata ca ea nu este 0 suprafata geometrica ( fara grosime).Zona aceasta, numita de trecere ZT, are 0 grosime finita . Inspre cusatura, ZT prezinta 0 structura de turnare si are compozitia chimica apropiata de MB. Ea rezulta ca urmare a solidificarii unei pelicule de mB topit, dar care nu s-a amestecat cu metalul de adaos topit. Inspre ZIT, zona de trecere ZT prezinta urmele unor difuzii cauzate de migrarea unor elemente de aliere din baia metalica in metalul de baza MB.

Sudurile realizate cu arcul electric se clasifica dupa urmatoarele criterii :• Pozitia pieselor in imbinareSuduri cap la capSuduri de colt

• Pozitia spatiala in care se executa sudura

sud uri orizontalesud uri in jgheabsud uri verticale executate urcator si coboritorsud uri in cornisesuduri pe plafon, numite si "peste cap""• Numarul cailor de racire (se intelege prin cale de racire drumul metalic pe care caldura de la baia metalica se scurge prin conductiesud uri bitermicesuduri multitermice

• Accesibilitatea la sudaresuduri dintr-o partesud uri din ambele parti• Numarul de treceri ( se intelege prin trecere metalul depus ce rezulta cand se deplaseaza arcul electric in lungul marginilor componentelor ce se sudeaza sud uri cu 0 trecere suduri cu mai multe treceri• Geometria componentelor ce se sudeazasud uri intre componente cu grosimi egalesud uri intre componente cu grosimi diferite• Metalul de baza al componentelorsuduri omogene cand componentele ce se sudeaza sint din acelasi metal sau aliajmetalic suduri eterogene cand componentele ce se sudeaza sunt din metale sau aliaje etalicediferite

In clasificarile aratate, ordinea de asezare a diferitelor suduri s-a facut de la mai usor spre mai greu din punct de vedere al executiei. Ingloband toate criteriile sudura de preferat din punct de vedere al realizarii ei, adica sudura cea mai usoara, este urmatoarea, sudura cap la cap,executata in pozitie orizontala, bitermica, dintr-o parte si cu 0 singura trecere, intre componente de grosimi egale si din acelasi metal sau aliaj metalic. Aceasta este deci sudura pe care toti sudorii 0 prefera.

PREGATIREA COMPONENTELOR PENTRU SUDARECU ARCUL ELECTRIC

Sudurile realizare cu arcul electric se bazeaza pe formarea corespunzatoare a cusaturii intrecomponente. Legatura intre componentele sudate se face bine daca se topeste suficient

metal de baza si daca se cuprinde de cusatura intreaga lor grosime. Se vede deci ca geometria cusaturii, pe langa structura si compozitia ei chimica, joaca un rol important in asigurarea unei sud uri de calitate.Elementele geometrice ale cusaturii si ale sudurii sunt :A = sectiunea cusaturiip = patrunderea cusaturii in metalul de bazab = latimea cusaturiih = suprainaltarea cusaturiiP = patrunderea zonei influentate termic in metalul de bazaB = latimea zonei influentate termic

Asa cum s-a aratat, cusatura si zona influentata termic ZIT se pot pune in evidenta pe probe metalografice corespunzator atacate. Pe asemenea probe se determina elementelegeometrice ale sudurii, care cuprind pe cele ale cusaturii si ale ZIT-ului.

Obtinerea unor suduri de calitate necesita 0 pregatire corespunzatoare a componentelor.Etapele de pregatire a componentelor sunt : curatirea, crearea rostului intre marginilecomponentelor, prinderea provizorie in vederea sudarii si pozitionarea.

Curatirea componentelor ce urmeaza sa se sudeze este 0 etapa fundamentala, fiindca oxizii, rugina, petele de ulei si alte asemenea elemente pot compromite sudura provocand pori,fisuri si incluziuni. Este necesar ca cel putin in zona imbinarii componentele sa fie curatite la luciu metalic. Latimea zonei curatate trebuie sa fie cel putin egala cu de doua ori grosimea i5 a componentelor, dar nu mai mica de 20 mm. Zona curatata va exista pe fiecare componenta si latimea ei se va masura de la marginea ce participa la imbinare.

Curatirea se face mecanic sau chimic pan a la luciu metalic. Curatirea mecanica se poate efectua cu perie de sarma, pietre abrazive sau prin sablare, avand grija ca sarmele sa fie din material similar cu cel al componentelor. Daca sarmele periilor sunt din material diferit de metalul de baza MB, curatirea poate produce impurificarea suprafetei componentelor si prinaceasta, sudura este compromisa. In cazul in care

suprafetele componentelor sunt murdare in adancime, curatirea se va face prin aschiere luand un strat sufieicitn de adanc entru a seindeparta toate impuritatile.

Daca piesele sunt pregatite pentru sudare prin taiere cu oxigen, suprafetele rezultate se polizeaza pana la luciul metalic sau pana la completa eliminare a eventualelor striuri rezultatedin taiere. Curatarea trebuie efectuata inainte de asamblare. Daca curatarea se face dupa asamblare, impuritatile cad in rost si pericolul aparitiei defectelor devine mai mare.

Rosturile in U sunt mai apropiate de simetrie decat cele in V insa sunt mai greu de prelucrat si deci mai costisitoareRosturile nesimetrice de tipul jumatatilor (1/2V, % U, 1/2X, Y, N) se folosesc mai ales la cercetare si mai putin la realizarea unor suduri industriale

La sudarea tablelor foarte subtiri 15 :s 3 mm) se pot pregati componentele in vederea sudarii lor prin indoirea marginilor (fig ... ). Asemenea mod de pregatire se recomanda mai ales la sud area cu arcul electric in mediu de gaze protectoare (MIG, WIG, MAG). Cota h se ia, in mod normal, egala cu grosimea 15.

In vederea sudarii, componentele trebuie fixate una fata de alta astfel incat rostul dintre ele sa fie uniform pe toata lungimea sudurii si, in timpul sudarii sa nu-si schimbe dimensiunile.Aceasta operatie, premergatoare sudarii, se numeste prindere provizorie. Ea se realizeaza in doua feluri :-se fac suduri scurte din loc in loc in lungul rostului-componentele se fixeaza mecanic intr-un dispozitiv de sudare, care realizeaza simultan -punerea lor in pozitia in care se vor suda.

Reguli pentru efectuarea operatiei de prindere

Operatia de sudare pentru prindere are urmatoarele reguli generale, indiferent de calitatea otelului sau de timpul imbinarii:amorsarea arcului electric se face totdeauna intr-un punct care urmeaza sa fie acoperit cu sudura (fig5.4.1.); este interzisa amorsarea arcului in afara imbinarii, pe materialul debaza (fig5.4.2.) crateru l de incheiere va fi in mod obligatoriu umplut prin intoarcerea arcului si mentinerea lui pe loc timp de cateva secunde, astfel incat sa ajunga acolo 0 cantitate suficienta de metal;piesele groase si rig ide se prind cu suduri in mai multe straturi (de obicei doua) alcatuite in trepte;straturile succesive se pun in sensuri opuse pentru a nu concentra craterele de inchidere la un singur capat (fig5.4.3 ) sudura se executa in trepte pentru a nu concentra in acelasi plan mai

multe inceputuri si sfarsituri de sudura; atunci cand sudura propriuzisa se executa prin procedee care asigura 0 patrundere adinca si care conduce latopirea sudurii de prindere, ea se poate executa numai dintr-un singur strat;diametrul electrodului utilizat pentru prindere, la fel ca si pentru sudarea primului strattrebuie sa permita 0 apropiere suficienta de partea inferioara a rostului in asa fel incat sase obtina 0 patrundere completa la radacina;atunci cand sudura propriu-zisa se executa cu preincalzire, pentru sudura de prindere,preincalzirea locala a metalului de baza se face cu circa 50°C mai mare decat pentru sud area manual a a otelului respectiv;nu se permite prinderea cu sudura a unor imbinari realizate printr-o centrare fortata sau corectarea asamblarii dupa prinderea cu sudura; in ambele cazuri existand pericolul de fisurare .

Lungimea unei suduri de prindere trebuie sa fie de 2-2.5 grosimea materialului care se sudeaza , dar nu mai mare de 70 mm.Grosimea sudurii pentru piese pana la 10 mm trebuie sa fie de 0,6-0 ,7 grosimea materialului dar nu mai mare de 3 mm, iar pentru piese mai groase de 10 mm grosimea suduriitrebuie sa fie 5-6 mm ( se realizeaza din doua straturi).Distantele dintre sudurile de prindere trebuie sa fie aproximativ egale 300-400mm.Pentru piesele subtiri pan a la 10 mm distanta dintre sudurile de prindere trebuie sa fie mai mica si anume 50-150 mm.

Pentru otelurile austenitice, la care in timpul prinderii se produc deformatii mai mari decat la otelurile carbon , sudurile de prindere se executa mai des (tabel 1.).

Defecte care pot aparea la fixarea prin sudura a dispozitivelor

o influenta negativa asupra proprietatilor metalului de baza il au sudurile utilizate pentruprinderea dispozitivelor de asamblare. Datorita faptului ca sudura de prindere este foarte scurta,metalul de baza este supus unei incalziri concentrate, de scurta durata, datorita caruia la sudare, intr-un volum mic al metalului de baza apar deformatii plastice de compresiune, iar la racire deformatii plastice de intindere. Acestea conduc la 0 ecruisare si la 0 scadere a plasticitatii metalului de baza , imediat sub sudura de prindere. Pentru cresterea calitatii constructiilor sudate si pentru simplificarea executiei trebuie luate masuri ca sa se prinda cat mai putine dispozitive care ulterior se indeparteaza.

Sudurile de prindere a dispozitivelor de montaj se executa din minimum doua straturi. Incazul otelurilor sensibile la fisurare, prinderea se face cu preincalzire. Lungimea minima a unei suduri de prindere a dispozitivelor este de 150 mm. Se recomanda ca piesele de montaj sa se execute din OL 37, iar pentru sudare sa se foloseasca electrozi care depun un metal cu rezistenta mai mica la rupere. Atunci cand se pun probleme de coroziune, se recomanda ca piesele auxiliare de montaj sa fie din acelasi material cu piesa care se asambleaza.

Indepartarea pieselor auxiliare de montaj sau a altor pise de legatura sudate, trebuie facuta pe cat posibil prin polizare, dara fara a incalzi putemic locul polizat.Se interzice ruperea

acestor piese prin lovire. Dupa indepartarea dispozitivelor locul respectiv se polizeaza pana la suprafata tablei, dupa care se face un control cu pulbere magnetica , sau cu lichide penetrante pentru a certifica lipsa defectelor (fisuri, rupturi de material , etc).

Remedierea defectelor existente pe suprafata tablelor

Aceleasi probleme apar si la executarea unor suduri pentru acoperirea unor defecte existente pe suprafata tablelor. Defectul se indeparteaza prin polizare. In cazul unor adincituri pesuprafata tabl ei se indeparteaza rugina prin polizare.

Suprafetele polizate se controleaza cu pulberi magnetice, sau cu lichide penetrante.Incarcarea cavitatii cu sudura se face numai cu preincalzire la 150°-180°C. Pentru otelurilealiate, temperatura de preincalzire trebuie sa fie cu circa SO°C mai mare decat temperatura prevazuta pentru sudarea propriu-zisa. Preincalzirea se face pe 0 zona cu raza de circa 150mm. Dupa sudare, locul respectiv se polizeaza pana la indepartarea plusului de metal. Locul respectiv se controleaza cu lichide penetrante. Cand adancimea cavitatii nu este mai mare decatdiferitele adausuri prevazute, este de preferat ca marginile cavitatii sa se polizeze pierdut, cu 0 panta lina ( fig.S.4 .7.) fara incarcarea ulterioara prin sudare.

NOTIUNI ASUPRA CRAITUIRII CU ELECTROD DE CARBUNE

a) Taierea arc-aerGenera/itati. Taierea cu arc electric si aer comprimat, cunoscuta sub denumirile "arc-aer "sau " electro-pneumatic", se bazeaza pe topirea metalului de un arc electric intretinut intre capatul unui electrod si piesa,urmata de evacuarea metalului topit prin actiunea mecanica a unui jet de aer comprimat, dirijat paralel cu electrodul

Procedeul poate fi utilizat pentru debitarea metalelor, pentru pregatirea tablelor subtiri in vederea sudarii (fig .1.86),

pentru craituirea radacinii cordonului de baza, in scopul eliminarii defectelor caracteristice primului strat de sudura, pentru craituirea defectelor de turnare si pentru craituirea suprainaltarii cordoanelor de sudura.E/ectrozi: Se folosesc electrozi cu diametre de 6,8, 10 si 12 mm, sau cu profil prismatic.Ultimii se utilizeaza pentru craituirea suprafetelor plane.Dimensiunile electrozilor sunt standardizate prin STAS 7988-67.Electrozii se executa din carbune grafitat, cuprati in exterior pentru 0 mai buna conductibilitate electrica.Tehnica craituirii: Craituirea se realizeaza prin deplasarea uniforma a electrodului ,inclinat inainte la un unghi de 30-4So. In cazul electrozilor cu sectiunea rotunda se obtine uncanal cu forma de U.

Lungimea electrodului de la varful lui pana la locul de prindere in portelectrod este de100-120 mrn .

Regimul utilizat pentru craituire. La craituirea fara pendulare, latimea canalului serealizeaza cu 2-4 mm mai mare decat diametrul electrodului.

Pe suprafetele taieturii se produce 0 carburare si 0 oxidare partiala a unor elemente dealiere.Intensitatea carburarii depinde de valoarea curentului si de siguranta cu care muncitorulexecuta operatia de craituire. Cresterea curentului contribuie la cresterea gradului de carburare.

Desele scurtcircuitari ale electrodului de grafit cu piesa duce de asemenea la cresterea gradului de carburare.

Viteza de taiere se alege in functie de adancimea canalului. Adancimea canalului creste pe masura ce scade viteza de taiere. La viteze prea mari , produsele arderii nu se elimina complet si se depun partial pe fundul canalului, sub forma de pelicula de culoarea grafitului.Aceasta pelicula indica 0 carburare foarte puternica, lucru deosebit de periculos in special in cazul otelurilor aliate. La un regim ales corect, suprafata canalului este neteda, cu 0 culoare stralucitoare. Metalul expulzat se indeparteaza us~r.Craituirea arc-aer se face la curent continuu cu polaritatea inversa. Datorita faptului ca tensiunea arcului este mai mare

decat la sudare (40-55V), valoarea reala a intensitatii curentului de lucru este mult mai mica decat valoarea indicata pe scaragradata a convertizorului. Aceasta scadere ajunge pana la 40%. Din aceasta cauza, se impune utilizarea unor surse mai puternice, iar masurarea reala a intensitatii se poate realiza numai cu ampermetrul .Aerul comprimat trebuie sa aiba presiunea de 4-6 at. La presiuni mai mici se produce 0 carburare mai puternica a suprafetelor taieturii si se ingreuneaza indepartarea metalului topit.

Consumul de aer comprimat este de cca 20 m3/h.In cazul otelurilor cu continut ridicat de carbon si a otelurilor aliate, metalul se preincalzeste in vederea operatiei de craituire, la temperatura prescrisa pentru operatia de sudare.In tabelul de mai jos se indica regimul care trebuie utilizat la operatia de craituire

Influenta craituirii arc-aer asupra suprafetelor care au venit in contact cu electrodul de grafit. Deoarece metalul topit este indepartat rapid de jetul de aer, zona incalzita este foarteingusta.Zona carburata pe de suprafata canalului are 0 adancime de cca 0,2 mm. In cazul otelurilor carbon , aceasta zona nu are 0 influenta negativa asupra viitorului cordon de sudura

Este suficienta 0 polizare usoara pana la luciul metalic. In cazul otelurilor cu continut ridicat decarbon si a otelurilor aliate se recomanda verificarea canalului cu lichide penetrante pentru a verifica daca nu au aparut fisuri.In cazul otelurilor inoxidabile, pe langa carburare se mai produce si 0 ardere a unorelemente de aliere. In tabelul de mai jos se arata modificarea compozitiei chimice a metalului in urma operatiei de craituire.

Cresterea continutului de carbon impreuna cu scaderea continutului de titan pot conduce la precipitarea carburilor de crom si la aparitia coroziunii intercristaline. Favorizeaza deasemenea aparitia coroziunii intercristaline si incalzirea repetata a zonei de influenta termica(craituire si sudare).

Pentru craituirea tablelor groase, atunci cand operatia se face numai la radacina imbinarii fara a atinge muchiile tesiturii, acest procedeu de craituire poate fi utilizat fara alte masurispeciale. Aceasta, deoarece metalul devine sensibilia coroziune intercristalina numai pe centrul imbinarii, in timp ce suprafata tablei care vine in contact cu mediul coroziv nu-si pierde rezistenta initiala (fig.1.87). Atunci cand este posibil, se recomanda ca craituirea sa se faca pe partea care nu vine in contact cu mediul corosiv.

La tablele subtiri, prelucrate prin procedeul arc-aer se observa aparitia coroziunii intercristaline la limita dintre metalul depus si cel de baza, adica pe suprafata care a venit incontact cu electrodul de grafit. Pentru aceste table trebuie indepartat un strat de cca 3 mm de pe suprafata care a venit in contact cu electrodul de grafit.

ELECTROZII FOLOSITI PENTRUSUDAREA CU ARC ELECTRIC

1.1lnvelisul electrodului. Rol.Tip. Functii.

In interiorul arcului de sudare ( la transferul picaturilor de metal din electrod) ca si in baia de sudura se produc intense oxidari. Daca acestea sunt in proportie mare, compusii formatipatrund in sudura si provoaca defecte precum si fragilizarea metalului. In acest caz este absolut necesar sa se asigure 0 protectie corespunzatoare. Daca in timpul procesului de sudarehidrogenul se degaja este indicat sa fie indepartat. Hidrogenul poate proveni din umiditatea invelisului electrozilor, sau de pe metalul de baza, din grasimi sau din rugina. 0 curatire atenta arostului sudurii de orice impuritate calcineaza electrozii cu invelis higroscopic si inlatura degajarea hidrogenului.

Fenomenele de oxidare se previn prin folosirea invelisurilor de protectie. La transferulpicaturilor de metal din electrod se produce si transferul si picaturi spre baia de sudura, careformeaza deasupra baii de metal topit baia de zgura rotectoare. Baia de zgura, datorita compusilor ce ii contine, rafineaza pe de 0 parte metalul topit, iar pe de alta parte constituie protectia baii metal ice contra patrunderii oxigenului si azotului din aer, care

la temperatura inalta a arcului electric au 0 actiune foarte energica.

Invelisul electrozilor indeplineste urmatoarele roluri:• de ionizare, in vederea unei amorsari si mentinerea stabila a arcului, format intre electrod si piesa;• protectia baii de sudura lichida fata de patrunderea oxigenului si azotului din aer;• rafinare a baii de sudura lichida in cazul in care in picaturile de metal transferate s-ar produce oxidari sau nitrurari;• aliere a baii lichide in cazul in care in invelis sunt introduse feroaliaje sau oxid de metal pentru alierea sudurii;• topire a compusilor mai greu fuzibili formati in procesul de sudare, pentru aceasta se introduce in invelis zgurifianti, fluidifianti, fondanti;• protectie contra racirii prea rapide a baii de sudura, deoarece zgurile sunt rele conducatoare de caldura;• producere a unui aspect frumos la suprafata sudurii solidificate, sub forma de solzi marunti, uniform repartizati;• marire a masei de metal depus prin introducerea in invelis a pulberei de metal de fier;

Rolul invelisului electrozilor este realizat prin compozitia lui. Invelisul electrozilor esteconstituit dintr-un numar mare de componenti care macinati fin si bine amestecati formeaza unamestec omogen. In tabelul de mai jos sunt indicate cele mai folosite materia Ie si rolul pe care il au in invelis.

Electrozi inveliti folositi pentru sudare

Caracteristici. Dimensiuni. Tipuri.

Electrodul invelit este format dintr-o vergea metalica pe care este aplicata prin presare sauimersie 0 masa formata din pulberi si adezivi sub forma de pasta numita invelis.La una din extremitati, electrodul este dezvelit pe 0 distanta de 25 mm pentru a permite prinderea in clestele portelectrod. In anumite situatii, la electrozi cu diametrul pana la 3,25mm seobisnuite ca portiunea dezvelita pentru prindere sa fie mplasata la mijloc. Pentru asigurareaamorsarii rapide a arcului , suprafata frontala a electrodului, la extremitatea opusa celei deprindere,

Grosimea invelisului influenteaza forma geometrica a sudurii, marimea curentului de sudare si transferul de metal topit de la electrod la piesa.

Dimensiunile electrozilor pentru sud area cu arc electric

Invelisul indeplineste trei functii principale:• Functia e/ectricafavorizeaza amorsarea arcului electricmareste stabilitatea arcului electric. Fiecare tip de invelis are un anumit potential de

ionizare, care influenteaza amorsarea si stabilitatea arcului electric. Tensiunea deamorsare trebuie sa fie mai mica decat tensiunea de mers in gol a sursei (Uo), in functiede natura curentului de sudare tensiunea de mers in gol a sursei trebuie sa fie:Uo = 70 - 90V - pentru sudare in curent alternativUo = 50 - 70V - pentru sudare in curent continuu

• Functia metalurgicaprin ardere, invelisul formeaza 0 atmosfera de gaze care protejeaza metalul topit atat intimpul transferului de la electrod la piesa, cat si baia de sudura, impotriva patrunderiioxigenului , hidrogenului si azotului din atmosfera in metalul topitpermite alierea cusaturii cu elemente introduse intentionat, cum ar fi: Ni, Cr, Mo, Si, Mn,etc, care imbunatatesc proprietatile metalului depuszgura formata , mai usoara decat metalul topit, asigura 0 racire mai lenta, curatirea sidegazarea baii de metal topit, precum si forma rea mai mult sau mai putin continua asuprafetei cordonului de sudura

• Functia mecanica si tehnologicain timpul sudarii, la capatul electrodului se formeaza un crater spre arcul electric carecontribuie la dirijarea picaturilor de metal topit spre baia de suduracraterul format reduce tendinta de lipire a vergelei metal ice a electrodului de materialul debazamrginile craterului constituie un suport pentru dirijarea baii de sudura , in cazul sudarii lapozitieIn afara de compozitia si caracteristicile invelisului, electrozii sunt caracterizati de catevaelemente din care mai importante sunt :• caracteristicile mecanice ale metalului depus, respectiv rezistenta la rupere, limita decurgere, alungirea, rezilienta, duritatea• compozitia chimica a metalului depus• timpul de topire care reprezinta timpul in care se topeste electrodul , folosind 0 intensita!eamedie a curentului (proprie fiecarui electrod)

• coeficientul de depunere,care reprezinta cantitatea de metal ce se depune dintr-un anumitelectrod, raportata la 0 intensitate de curent 1A in unitatea de timp (1 ora sau minut);coeficientul de depunere se masoara in g/A x h sau g/A x min

Clasificare dupa standard SR EN 499

• Simbolul pentru produslprocedeuSimbolul pentru electrodul invelit utilizat la sud area manuala cu arc electric trebuie sacuprinda litera E, plasata la inceputul notarii.• Simbolul pentru caracteristicile la incovoiere prin soc ale metalului depusSimbolul din tabelul de mai jos indica temperatura la care se obtine 0 energie medie derupere la incovoiere prin soc de 47J. Trebuie incercate trei epruvete; a sigura valoare poate fimai mica de 47J, dar nu mai mica de 32J. In cazul in care un metal depus a fast clasificat pentrua anumita temperatura, acesta acopera automat orice temperatura superioara din tabel.

• Simbolul pentru randamentul metalului depus si tipul de curent

Simbolul din tabelul de mai sus indica randamentul metalului depus, determinat conform EN 22401 cu tipul de curent indicat in tabel

• Simbolul pozitiei de sudare

Simbolul de mai jos pentru pozitia de sudare indica pozitiile in care electrodul este incercat in conformitate cu EN 1597-3.1) toate pozitiile2) toate pozitiile, cu exceptia pozitiei vertical descendente3) pozitia orizontala cu sudura cap la cap, pozitia orizontala cu sudura in colt, pozitia orizontala cu perete vertical cu sudura in colt4) pozitia orizontala cu sudura cap la cap, pozitia orizontala cu sudura in colt5) pozitia vertical descendenta

• Regimuri de sudareIn vederea realizarii unor imbinari de calitate este foarte

importanta alegerea unui regim corespunzator, astfel incat sa fie obtinuta in afara calitatii si 0 productivitate ridicata. Prinaceasta se intelege alegerea curentului optim si 0 viteza de sudare corespunzatoare pentru realizarea patrunderii necesare.

Curentul de sudare I = kd [A] k = coeficient cuprins intre 25-50 o = diametrul electrodului, in mm Pentru electrozi cu diametrul de 1,6 si 2 mm se ia valoarea minima, adica 25; pentru diametre de 2,5 si 3,25 mm se ia valoarea 30; pentru diametre de 4si 5 mm se ia valoarea 50;

Pentru fiecare dimensiune de electrod curentul de sudare este indicat de fabri cile producatoare pe ambalajul electrozilor unde se dau limitele inferioare si superioare; intre acestelimite pe ambalajul electrozilor unde se dau limite inferioare si superioare; intre aceste limite curentul de sudare se foloseste in functie de grosimea tab lei de sud at, iar in functie de felul cum

trebuie obtinut randul de sudura, mai lat sau mai patruns, se va da 0 inclinare a piesei respectiv a electrodului.

• Coeficienti de depunere si randamentul electrozilor

Eficienta depunerii de material la sudarea cu eleclrozi inveliti se apreciaza in mod uzual prinurmatoarele rnarimi :randament nominal, RnRn = masa de metal depus x 100 %

• Folosirea si pastrarea e/ectrozi/or

Pastrarea si depozitarea electrozilor are 0 importanta deosebita in calitatea cusaturilor desudura obtinute. In general, electrozii trebuie pastrati in cutiile in care sunt fumizati din fabricatie ,sortati pe marci, loturi de fabricatie si dimensiuni.

Pentru evitarea necunoasterii marcii electrozilor in timpul utilizarii lor, capatul neinvelit este vopsit intr-o culoare distincta, sau pe invelisul fiecarui electrod este inscriptionata denumirea comerciala a acestuia.

Pastrarea electrozilor cu invelis acid, oxidant sau titanic se face in magazii uscate.Electrozii cu invelis, bazic datorita higroscopicitatii acestuia trebuie pastrati in invelisul original.In cazul executarii unor lucrari importante, acestia trebuie calcinati la temperatura de 250-300°C.

• A/egerea e/ectrozi/or inveliti pentru sudarea ote/uri/or din grupe/e W01 si W03 f%site in construirea, montarea si repararea insta/atiilor mecanice sub presiune si insta/atiilor deridicat

Alegerea electrozilor inveliti pentru rezolvarea unei aplicatii se face dupa urmatoarele criterii:1. Compozitia chimica si caracteristicile mecanice ale MBIn general se urmareste ca metalul depus sa prezinte 0 compozitie chimica si caracteristici mecanice cat mai apropiate de cele ale MB (ex. la sudarea fontei , a otelurilor cu calibilitate ridicata, etc);2. Tipul si destinatia produsului, conditiile de exploatare ale constructiei sud ate(temperatura de exploatare, agresivitatea mediului, presiunea de lucru, etc)

Daca produsele sudate vor fi supuse in exploatare la solicitari mari sau vor fi exploatate la temperaturi scazute, atunci elementele determinante in alegerea electrozilor suntcaracteristicile mecanice ale metalului depus

Daca produsele sudate vor fi supuse actiunii agresive a unor agenti chimici, coroziune sau temperaturi ridicate, atunci elementele decisive la alegerea electrozilor inveliti vor ficompozitia chimica, rezistenta la coroziune sau la temperaturi ridicate a metalului depus.3. Locul si conditiile de executie a sudarii gin atelier, pe santier, la temperaturi normale sau scazute, etc)4. Tipul imbinarii si pozitia de sudare. In general, la sudarea in mai multe straturi , stratul de radacina se sudeaza cu electrozi cu diametru mai mic (2,5-3,25 mm) pentru a asigura accesul arcului electric in zona respectiva, iar straturile de umplere se depun cu electrozi cu de mare (4-5-6mm).

La sudurile de pozitie (verticala, peste cap, etc) pentru a impiedica scurgerea materialului topit se recomanda utilizarea unor electrozi cu de mic(2,5-3,25 mm).

Echipamente pentru sudarea manuala cu arc electric cu electrozi inveliti. Notiuni deintretinere

• Surse cu curent

Pentru mentinerea arcului electric sunt necesare surse de curent astfel incat la cresterea curentului, tensiunea sa scada, dar nu sub valoarea necesara mentinerii arcului, iar la variatialungimii arcului, curentul si tensiunea sa varieze cat mai putin, pentru ca arcul sa se mentina stabil.Pentru sudarea cu arc si electrod invelit, sursele de curent trebuie sa indeplinesca inprincipal urmatoarele condilii:

• Sa produca la mers in gol 0 tensiune ( tensiunea de mers in gol) care sa fie egala sau mairidicata decat tensiunea de amorsare a arcului (45-1 OOV)

• Sa permita un reglaj a intensitatii curentului de sudare• Sa permita un reglaj a tensiunii de amorsare• Sa aiba 0 constructie robusta si usor de intretinut• Sa asigure automat si cat mai rapid posibil, trecerea de la

tensiunea de amorsare la tensiunea de regim, dupa amorsarea arcului• Sa realizeze conditiile de alimentare a arcului, care permit functionarea stabila a arcului

Pentru functionarea stabila a arcului este necesar ca trecerea de la tensiunea de amorsare la tensiunea de regim sa

se faca cat mai repede.In timpul procesului de sudare, pe masura topirii electrodului, capatul acestuia trebuie apropiat de baia de sudura, cu 0 viteza cat mai apropiata de viteza de topire, pentru ca lungimea arcului sa ramana cat mai constanta.

Avand in vedere ca aceasta apropiere se realizeazamanual , lungimea arcului se pastreaza constanta in limite mai largi sau mai inguste, functie deindemanarea sudorului.Lungimra arcului este direct proportionala cu tensiunea sa, iar pentru obtinerea unui cordon de sudura cat mai uniform, este necesar ca intensitatea curentului de sudare sa fie cat maiuniforma. Din aceste motive, unei surse de curent pentru sudare manuala i se impune ca la variatii ale tensiunii arcului, sa corespunda variatii cat mai mici ale curentului de sudare.Daca intr-o reprezentare grafica se inscrie pe orizontala intensitatea curentului , iar pe verticala, valorile tensiunii, se obtine 0 curba denumita curba caracteristica. Pentru a suda incondilii determinate, se pot indica doua puncte caracteristice si anume, punctul B care reprezinta tensiunea nin mers in gol a sursei (egala sau superioara tensiunii de amorsare) candintensitatea este zero, si punctul C, care reprezinta valoare I a intensitatii curentului pentru sudarea in conditiile date, cand tensiunea este tensiunea de regim. Dupa amorsare, tensiuneascade, iar intensitatea creste. Pentru functionarea linistita a arcului , aceasta schimbare a valorilor trebuie sa se faca cu 0 viteza cat mai mare, dupa curba BCA, denumita curbacaracteristica coboratoare. Presupunand ca tensiunea arcului a crescut ajungand in punctul C 1 (prin lungire arcului, de exemplu), automat se produce 0 reducere a intensitatii curentului.

Pentru 0 aceeasi variatie de tensiune, variatia intensitatii este cu atat mai mica cu cat curba caracteristica este mai coboratoare, respectiv 0 sursa de curent pentru sudare manuala cu electrod invelit este cu atat mai apta pentru sudare, cu cat are 0 curba caracteristica mai coboratoare.

Sursele cu caracteristici brusc coboratoare sunt corespunzatoare sudarii cu electrozi inveliti, insa procedeele de sudare sub flux sau in mediu de gaz protector rezultate bune se

obtin cu alte caracteristici : curbe aplatisate, urcatoare.Din punct de vedere al tehnicii securitatii muncii, tensiunea

de mers in gol este limitata la 100 V pentru sursele de curent continuu, si la 80V pentru sursele de curent alternativ.Pentru ca sudarea sa se poata efectua cu mai multe dimensiuni de electrozi, este necesar ca sursele de energie sa aiba un domeniu de reglare a curentului cat mai larg, adica dela 30-40 A, cat este necesar pentru topirea electrozilor subtiri, de 1,5 si 2 mm diametru , pana la 300 A pentru sudarea cu electrozi de 5 sau 6 mm sau de diametru mai mare.

• Generatoare de sudare

Generatoarele de curent continuu pentru sudare sunt masinl electrice rotative care transforma energia mecanica in energia electrica, in prima faza , de curent alternativ, pe care iltransforma in curent continuu cu ajutorul unui element numit colector.

Generatoarele de sudare de curent continuu montate pe axul unui electromotor,cunoscute sub numele de convertizoare de sudare si cele cuplate cu un motor cu ardere interna ,denumite grupuri term ice pentru sudare (utilizate in special pe santier, unde nu exista retea electrica sau nu exista posibilitatea conectarii la reteaua electrical. se clasifica dupa modul de alimentare a bobinajului de excitatie in :generatoare cu excitatie proprie;generatoare cu excitatie separata;

La cele cu excitatie proprie curentul de excitatie este prod us de 0 sursa cuplata la generator.

Legarea infasurarii de excitatie se poate face in serie cu rotorul ( generator cu excitatie in serie); in paralel la periile generatorului, cand alimentarea se face chiar de la tensiuneageneratorului ( generator cu excitatie in derivatie) sau mixt, cu 0 bobina legata in serie si una legata in derivatie (generatoare cu excitatie mixta). In circuitul de excitatie se intercaleaza unreo stat numit de excitatie, cu ajutorul caruia se po ate varia curentul de excitatie, deci tensiune la borne, care trebuie mentinuta cat mai constanta in timpul sudarii.

La generatoarele de sudare cu excitatie separata curentul de excitatie se obtine de la 0 sursa separata de generator ( rete a de curent continuu, redresor sau baterie de acumulator).Generatoarele rotative de curent continuu de sudare functioneaza cu caracteristica externa cazatoare, care se obtine prin trecerea unei parti a curentului de sudare prin infasurareastatorului, cand odata cu cresterea curentului de sudare se micsoreaza campul magnetic creat si in consecinta tensiunea de sudare scade.

Generatoarele rotative de curent continuu de sudare, datorita inertiei rotorului , furnizeaza energie la parametrii costanti, fara a fi influentati de variatiile tensiunii din reteaua de alimentare.

Reglarea curentului de sudare se poate face in trepte, iar in cadrul fiecarei trepte se piate face reglaj continuu prin modificarea curentului de excitatie al generatorului.

• Redresoare de sudare

Redresoarele pentru sudare sunt masini statice care asigura transformarea curentului alternativ in curent continuu, echipate cu diode de putere cu siliciu, cu sau fara amplificatoaremagnetice, care permit un reglaj continuu in tot domeniul de functionare, reglaj, care se poate efectua fie de pe panoul de comanda al masinii, fie de catre sud~r, la distanta.

Redresoarele au la baza principiul ca un semiconductor fixat etans cu 0 suprafata metalica permite ca curentul electric sa treaca numai intr-un sens, fiind blocat in sens invers. Peo placa purtatoare (otel sau aluminiu) se aseaza un strat de semiconductor iar pe suprafata opusa semiconductorului 0 placa contraelectrod (aliaj de diferite metale).

La introducerea unui curent alternativ, semiconductorul actioneaza ca un ventil electric,astfel incat numai 0 semiunda va trece in sens direct, in sens invers, practic semiconductorul nu lasa sa treaca curent. Ca semiconductori se folosesc seleniul, siliciul, germaniul care au un randament mare si nu permit 0 incarcare buna au pierderi mici, astfel incat necesita spatii mai red use.

Redresoarele pentru sud are se construiesc pentru caracteristici brusc coboratoare sau rigide precum si universale cu ambele caracteristici; pot fi pentru unul sau mai multe posturi de sudare.

Redresoarele pentru sud are asigura 0 amorsare usoara si 0 buna stabilitate a arcului .

• Transformafoare de sudare

Transformatoarele pentru sudare sunt destinate sudarii prin top ire cu arcul electric a metalelor, in curent alternativ.Transformatorul pentru sudare este 0 masina electrica statica care transforma 0 energie electrica alternativa primara, cu parametrii U1 ( tensiune primara cu valoare ridicata: 230/380 V)si I, ( curent primar cu valoare redusa) intr-o energie electrica alternativa secundara, cu parametrii U2 ( tensiune secundara de valoare redusa: 70-85V) si 12 ( curent secundar cu valoareridicata), necesara pentru sudarea metalelor.

Transformatorul pentru sudare este completat cu un istem de reglare a intensitatii curentului de sudare, care poate fi:

-o bobina de reactanta reglabila in exteriorul transformatorului, in circuitul de sudare

-un amplificator magnetic-un sunt magnetic

Dupa modul de realizare al reglajului, transformatoarele pot fi:-cu reglaj discontinuu (in trepte)-cu reglaj continuu-cu reglaj combinat, la care, in cadrul treptelor de reglare

se realizeaza si un reglaj continuu (fin)Transformatoarele au 0 constructie simpla si robusta, randamentul destul de ridicat (r] =0,86) insa incarca destul de prost reteaua, avand un factor de putere scazut (cos(j> = 0,30-0 ,55).

Deformatii si tensiuni in timpul sudarii si metode de combatere a lor

Tensiunile remanente sunt eforturi unitare formate la sudare si care apar in piesa sudata,independent de fortele exterioare care solicita constructia sudata.

Cauzele aparitiei tensiunilor remanente si a deformatiilor la sudare sunt:

• Incalzirea neuniforma a pieselor de sudat;• Particularitatile sursei termice;• Modul de transmitere a caldurii;• Caracteristicile termofizice ale metalului de baza• Corectitudinea proiectarii si executiei tehnologiei de sudare stabilita

Pot exista urmatoarele tipuri de tensiuni remanente:• Tensiuni remanente structurale create de modificarile de structura metalografica care apar inotel datorita ciclului termic la sudare; fenomenul are loc in cazul sudarii otelurilor sensibile lacal ire ,in care, in perioada de racire a sudurii se fonmeaza martensita, avand loc 0 cresterede volum ; datorita imposibilitatii de dilatare libera in imbinarea sudata apar tensiuniremanente care pot provoca fisurarea sudurii in perioada de racire a sudurii;• Tensiuni remanente orientate, care produc la sudare datorita repartizarii neuniforme a caldurii, in piese, in timpul sudarii lor, precum si a imposibilitatii producerii dilatarilor si contractiilor libere a materialului; la sudare, incalzirea locala si racirea se succed continuu pe linia de sudare iar dilatarile si contractiile sunt franate de peretii mai reci ai piesei; ca urmare,in piesa apar tensiuni de comprimare la incalzire si tensiuni de intindere, la racire.

In cazul in care valoarea tensiunilor remanente depaseste limita de curgere a materialului de baza, are loc deformarea plastica a piesei, iar cand depaseste valoarea rezistentei de rupere apar fisuri si crapaturi in imbinare.

Distributia si marimea tensiunilor remanente sunt influentate de factorii constructivi si tehnologici , cum sun!: rigiditatea pieselor fata de dilatari si contractii, calitatea materialului de baza, grosimea pieselor de sudat, procedeul de sudare aplicat, tipul de imbinare, regimul de sudare etc.; tensiunile remanente se maresc cand creste cantitatea de caldura transmisapieselor la sudare.

• Influenta tensiunilor remanente asupra comportarii structurii sudate

Tensiunile remanente sunt considerate daunatoare din urmatoarele motive:-produc in imbinare varfuri de solicitare care, daca materialul nu este tenace sau si-a pierdut tenacitatea, duc la aparitia unor fisuri ce pot amorsa 0 rupere fragila;-dau nastere in elementele sudate la eforturi remenente de intindere, care favorizeaza propagarea unei ruperi fragile ;-produc in imbinarea sudata stari de solicitare bi si triaxiale de intindere, care fac otelul casant;

• Influenta tensiunilor remanente si a deformatiilor asupra rezistentei stl1.lcturii sudateRezistenta sudurii. Tensiunile remanente nu influenteaza rezistenta sudurii in cazul materialelor cu plasticitate ridicata. In cazul otelurilor sensibile la cal ire sau care sunt fragile latemperaturi scazute si in cazul solicitarilor dinamice, tensiunile remanente favorizeaza producerea ruperii fragile a imbinarii sudate. Rezistenta constructiei sudate. Este sensibil afectata in functie de distaributia si marimea tensiunilor remanente si de marimea, distributia si modul de actionare a solicitarilor exterioare.

Rezistenta constructiei sudate scade mai ales atunci cand tensiunile remenente se insumeaza cu eforturile exterioare, in care caz se mareste gradul de incarcare a constructiei sudate si ca urmare se reduce siguranta in exploatare a acesteia.

Deformatiile plastice provocate de sudura pot avea 0 influenta negativa importanta asupra rezistentei constructiei sudate, in cazul cand, prin modificarea formei geometrice apieselor se modifica si modul de actionare a solicitarilor exterioare. Astfel, 0 imbinare sudata, in loc sa fie solicitata numai axial la intindere sau compresiune, in urma deformarii poate ajunge sa fie solicitata suplimentar si la incovoiere, ceea ce conduce la reducerea rezistentei constructiei sudate

Metode de combatere

Tensiunile remanente si deformatiile produse la sudare se pot reduce prin masuriconstructive si prin masuri tehnologice.• Masuri constructive

Inca din stadiul de proiectare, trebuie luate masuri pentru adoptarea unor solutiiconstructive care sa aiba in vederea aparitiei unor tensiuni remanente cat mai mici dupaoperatia de sudare.In primul rand , trebuie luate masuri pentru evitarea formelor constructive care conduc laconcentrarea tensiunilor.In zonele intreruperii elementelor sudate cu cusaturi in colt, trebuie utilizata metoda tesirii elementului, in asa fel incat sa se elimine punctele care ar pulea constitui concentratori detensiune.

La imbinarile cap la cap ale elementelor cu grosimi diferite, in scopul unei incalziri mai uniforme si pentru 0 repartitie mai convenabila a liniilor de forta, se recomanda redu cereagrosimii elementului mai mare pana la grosimea elementului mai subtire.

In general , trebuie evitate unghiurile ascutite sau schimbarile bruste de directie.Cand se utilizeaza profile indoite nu trebuie sa se efectueze suduri in zona de racordare,deoarece plasticitatea metalului se reduce in aceste zone datorita ecruisarii lui in timpul indoirii.

• Masuri tehnologice

Masuri pentru reducerea deformatii/or

In vederea reducerii marimii deformaliilor se recomanda urmatoarele masuri tehnologice;

-incalzirea cat mai redusa a materialului prin utilizarea unor procedeee de sudarecu energie concentrata, sudarea cu viteza mare, realizarea unor suduri cu dimensiuni cat mai mici;

-executarea sudurilor in dispozitive rigide ; pentru a elimina deformatiie, ansamblul ,impreuna cu dispozitivul, se supun unui tratament termic de detensionare; metoda sudarii in dispozitive provoaca insa cresterea tensiunilor remanente , putand

conduce la formarea fisurilor, din care cauza se aplica numai in cazul sudarii otelurilor care nu sunt sensibile la fisurare;

-utilizarea unor rosturi simetrice;-segmentarea structurii in subansamble sudate care apoi

se sudeaza intre ele;-preancalzirea pieselor;

SUDAREA PRIN TOPIRE CU ARC ELECTRIC

ARCUL ELECTRIC

Arcul electric de sud are este una din sursele term ice cele mai folosite pentru imbinareametalelor cu care se realizeaza topirea piesei de sudat(meterialul de baza) si a metalului deadaos(electrodul de sudare).Arcul se mentine intre un electrod de metal saude carbune si piesa de sud at, legate la 0 sursa de curent de sudare.dupa amorsare, arcul formeaza 0 descarcareelectrica puternica de durata si se mentine numai daca intervalul dintre electrod si piesa format din gaze si va pori supraincalziti este ionizat, adica devine conductor cu sarcini electrice libere(electroni si ioni). Pentru aceasta este necesar ca intre electrod si piesa de sudat sa existe o cadere de tensiune U (masurata in volti, V lsi sa circule un curent electric I ( masurat in amperi, A), adica sa fie dezvoltata 0 putere de ionizare UI(masurata in wati, W) suficienta ca atomii sa se disocieze in ioni si in electroni, astfel incat acestia sa curga

continuu in intervalul dintre electrod si piesa.daca electrodul este legat la polul negativ, adica este catod, electroniiformati sunt respinsi spre anod (piesa) si aceasta se produce cu atat mai intens cu cat temperatura catodului este mai mare. Aceasta legatura se numeste directa. Se formeaza peelectrod 0 pata catodica care emite electroni si pe piesa 0 pata anodica bombardata continuu de electroni , cu temperatura mai inalta decat a petei catodului. In cazul cand electrodul este anod si piesa catod, mentinerea arcului este mai dificila, deoarece pata catodica formata de piesa fiind in miscare (Ia deplasarea electrodului), emisia de electroni este mai greoaie; in acest caz, pata catodica formata nu are timp suficient sa ajunga la temperatura inalta pentru ca emisia deelectroni sa fie cat mai mare.Aceasta legatura se numeste inversa. Pentru unii electrozi insa aceasta legatura inversa este favorabila , in special atunci cand topirea acestora este maigreoaie ( electrozi mai greu fuzibili din sarma aliata sau electrozi gros inveliti).Temperatura anodului este insa intotdeauna mai mare decat la catod, cu cateva sute de grade, din cauza bombardamentului electronilor, care intotdeauna trec de la catod la anod.

SUDAREA IN MEDIU DE GAZPROTECTOR

Sudarea cu arcul electric in mediu de gaze active MAG.

Sudarea MAG este un procedeu cu domeniu larg de aplicare, a carui descriere simbolica este:

MAG = s - M - DC - GASi arata ca el este semiautomat, cu electrod fuzibil, se foloseste curent continuu si protectia este gazoasa, insuflandu-se un gaz actic in spatiul arcului electric.

Deoarece in marea majoritate a cazurilor gazul activ este bioxidul de carbon, sudarea MAG se cunoaste sub denumirea de sudare cu arcul electric in mediu de bioxid de carbon.

Desfasurarea sudarii cu procedeul MAG este prezentata schematic

Sudarea cu procedeul MAG se aplica in toate cazurile atat ca pozitii de sudare, cat si ca forme si dimensiuni de cusatura. Nu se poate aplica la sudarea otelurilor aliate, la fonte si lametale si aliaje neferoase din cauza actiunii oxidante a ioxidului de carbon. Altfel spus,procedeul MAG poate inlocui procedeul SE in toate cazurile, cu exceptia otelurilor si aliajelor mentionate anterior.

Avantajele procedeului MAG fata de procedeul SE stau in productivitaea mai ridicata ,eliminarea operatiilor de curatire a zgurii de pe cusatura dupa sudare si in reducerea consumurilor de metal si energie. In cazurile in care se efectueaza suduri lungi si drepte,respectiv circulare, pistoletul se monteaza pe un carucior si sud area MAG se desfasoara automat.

Materialelel de sudare necesare sudarii MAG sun!: sarma de sudura si gazele de protectie.

La sudarea cu procedeul MAG gazul de protectie curent folosit este bioxidul de carbon CO2. EI trebuie sa respecte unmatoarele conditii:

- Puritatea CO2 ~99,9%- Umiditatea <300mg/1000 I de CO2, optimal fiind insa sub

70mg/1 000 1.9Umiditatea peste limite este cea mai periculoasa, fiindca in

cusatura apar pori si in cursul sudarii se produc improscari .-Sa fie incalzit inainte de a ajunge in arcul electric, fiindca

gazul rece reduce stabilitatea arcului si mareste improscarile de metal.In mod obisnuit, uscatorul si incalzitorul de gaz formeaza un singur corp cu reductorul de gaz si cu aparatul de nasura si control al debitului.

La sudarea MAG se mai folosesc si urmatoarele amestecuri de gaze:

• CO2 + Ar la sudarea unor oteluri slab aliate cu caracteristici mecanice inalte. Prinintroducerea argonului se imbunatateste arderea arcului electric, tensiunea Uascade cu 1 ... 3 V, improscarile se reduc, aspectul cusaturii si plasticitatea ei se imbunatatesc, ca urmare a reducerii oxigenului din spatiul arcului electric.

• C02 + N2 la sudarea unor oteluri de tip austenitic. Prin introducerea azotului, care este un element austenitizat, se stabilizeaza austenita in respectivele oteluri. In acelasitimp se reduce cantitatea de oxigen din arc, ca si in cazul amestecului de bioxid de carbon cu argon si oxidarile sunt mai putin intense. Aceasta face sa seimbunatateasca plasticitatea cusaturii.

• CO2 + O2 la sudarea otelurilor nealiate cu putin carbon si slab aliate

Sarmele de sudura pentru procedeul MAG se fabrica in urmatoarea gama de diametre:0,6-0 ,8-1 ,0-1 ,2-1,6-2,4 mm. Suprafata lor trebuie sa fie curata si cuprata, iar livrarea sa se faca in bobine. Sarmele fiind subtiri livrarea in colaci pune probleme la infasurarea lor pe bobineleechipamentelor sudate. Se consuma timp si munca necalificata.

Compoziitia chimica a sarmelor de sudare MAG este determinata de metalul de baza ce se sudeaza cu ele, dar si de reactiile din arcul electric. Bioxidul de carbon se disociaza in arcul electric dupa relatia:2C02= 2CO + O2si se creaza 0 atmosfera oxidanta. Pentru a proteja fierul otelurilor fata de oxidare, in sarmele de sudura se introduc dezoxidanti. Sant folositi curent ca dezoxidanti siliciul si manganul si uneori titanul , aluminiul si zirconiul. Compozitia chimica a sarmelor pentru sudarea MAG se situeaza intre urmatoarele limite:0,07 ... 0,12 C0,9 .. .. . 1 ,2 Si1,2 .. .. .2,5 MnP ~ 0,02%S ~ 0,02%Recent au inceput sa se foloseasca si sarme cutitan. Se introduce in sarma circa 0,2% Ti,ceea ce face ca in cusatura sa ajunga numai 0,03 % Ti din cauza oxidarii la trecerea picaturilorprin arcul electric. Adaosul de titan din sarma de sudura are urmatoarele efecte:

Limita de curgere creste de 1,20 ori;Rezistenta la rupere creste de 1,15 ori;Rezilienta pe epruvete cu crestatura in V creste de 2,14ori;Alungirea si contractia raman aceleasi;Stropirile se reduc cu 50%;Cantitatea de oxigen din cusatura scade la jumatate;Stabilitatea arcului ramane aceeasi daca tensiunea Ua se

reduce cu 3 V;

Caracteristicile mecanice aratate se refera la cusatura sudurii efectuata in mediu de bioxid de carbon cu sarme fara titan si cu sarme cu titan.

La sudarea cu procedeul MAG elaborarea regimului de sudare se face in doua etape:

Prima consta din alegerea modului in care picaturile de metal topit din sarma trec prin arcul electric catre componentele de sudatsi a doua consta din selectarea parametrilor tehnologici,selectare ce depinde de decizia luata in prima etapa.

Sudarea cu arcul electric folosind electrod nefuzibil in mediu de gaze inerte WIG

Sudarea WIG este un procedeu cu domeniu larg de aplicatie, a carui descriere simbolica este:WIG = m - W - DC (AC) - GIsi arata ca el este manual, cu electrod nefuzibil , se foloseste curent continuu si mai rar curentalternativ, insuflandu-se un gaz inert in spatiul arcului electric. Desfasurarea sudarii cu procedeulWIG este prezentata schematic in figura ...

Sudarea se incepe tinand pistoletul vertical pe componenteun timp suficient de lung pentru a se forma baie topita (a); seinclina apoi pistolul si se aduce vergeaua de metal de adaos inarcul electric (b), topindu-se 0 picatura. Dupa aceea vergeauase retrage(c), pistoletul avanseaza cu un pas si procesul continua aducand din nou vergeaua in arc. Sudarea cu procedeul WIG se face la componente foarte subtiri si farametal de adaos. In acest caz,marginile componentelor santtopite astfel ca sa se formeze 0 baie metalica comuna , apoi pistoletul avanseaza cu un pas si operatia se repeta.

Sudarea cu procedeul WIG se poate aplica in toate cazurile, atat ca pozitii de sudare,forme si dimensiuni de cusatura, cat si ca tip uri de metal de baza MB. Universalitatea

procedeului WIG, este in comparatie cu procedeul SE, mai mare fiindca practic orice metal saualiaj metalic se po ate suda cu acest procedeu. Cu procedeul WIG se realizeaza cusaturile cu cel mai inalt grad de puritate.

Sudarea WIG se executa manual si deci productivitatea este la acelasi nivel ca si la procedeul SE. Din acest motiv, sudarea WIG nu este eficienta la grosimi mai mari si cusaturilungi drepte sau circulare. Domeniul preferat al sudarii WIG este cel al tablelor subtiri: la grosimi 5s3 mm se sudeaza fara metal de adaos si la 5>3 mm se sudeaza cu metal de adaos. In cazul in care componentele de sudat au grosimi mai mari decat 10 .. . 15 mm, sudarea WIG se inlocuieste cu sudarea MIG. Din cauza pretului relativ ridicat al gazelor inerte,in toate cazurile incare se poate suda SE sau MAG, aceste procedee vor fi preferate procedeului WIG.

Materialele de sudare necesare procedeului WIG sunt: electrozii nefuzibili, vergelele

La sudarea cu procedeul WIG orice gaz inert poate fi folosit. In practica insa se foloseste argonul si , in tarile ce dispun de heliu ieftin, se utilizeaza si acest gaz. In afara de gaze inerte pure, amestecuri de gaze isi gasesc aplicatii la sudarea WIG. Este foarte importanta puritatea gazelor. Astfel la 0 puritate 2:99,9% se poate suda cu viteze pana la 4cm/s. La 0 puritate de 99,3% viteza de sudare Vs este limitata la 2,5 cm/s, fiindca peste aceasta valoare se formeaza pori in cusatura. In consecinta, pentru a evita poriin cusaturi si a putea suda cu Vs mare, este necesar capuritatea gazelor de protectie sa fie peste 99,9%. Pe masura ce puritatea gazelor de protectie scade, scade si viteza maxima la care se poate suda fara ca sa apara pori in cusatura.

La sud area cu procedeul WIG meta lui de adaos se prezinta sub forma de vergele.

Sudarea cu arcul electric folosind electrod fuzibil in mediu de gaze inerte MIG

Sudarea MIG este procedeul cu cel mai larg domeniu de aplicatie, a carui descriere simbolica este:MIG=s (a) - M - DC -GISi arata ca el este semiautomat si automat, cu electrod fuzibil, se foloseste curent continuu,insuflandu-se un gaz inert in spatiul arcului electric. Desfasurarea procesului de sudare MIGeste asemanatoare cu cea de la MAG. Procedeul MIG se poate aplica la sudarea oricarui metalsau aliaj metalic, in orice grosime si pozitie si la orice tip de cusatura. Daca nu ar fi factoruleconomic, determinat de pretul ridicat al gazelor de protectie, sudarea MIG ar inlocui toatecelelalte procedee, datorita urmatoarelor avantaje;

-Intregul spatiu al arcului electric este protejat de un gaz inert, deci nu au loc fenomenede oxidare si compozitia chimica a metalului topit se pastreaza la nivelul initial.

-Arcul electric este vizibil si deci conducerea procesului se poate face cu exactitate

-Neexistand invelisuri sau f1uxuri , dupa sudare nu exista zgura ce trbuie indepartata;cusatura ramane curata si daca se sudeaza in mai multe treceri, trecerea urmatoare

se realizeaza imediat.-Procedeul este semiautomat si automat si deci prezinta

avantajele respective si productivitatile mari ale acestor procedee.

-Echipamentul de sudare necesar procedeului este relativ simplu si poate fi folosit si Lasudarea MAG, deci nu prezinta 0 investitie prea mare.

Materialele de sudare necesare procedeului MIG sun!: sarmele de sudura si gazele deprotectie.La sudarea cu procedeul MIG se folosesc aceleasi gaze de protectie ca si la procedeul WIG. In consecinta tot ceea ce s-a aratat la procedeul WIG in legatura cu gazele de protectieeste valabil si la procedeul MIG. Pe langa acele informatii se mai adauga urmatoarele:

Argonul produce autoascutirea sarmei in cursul sudarii, ceea ce mareste stabilitatea siconcentratia arcului electric; heliunu produce acest fenomen.

In amestecurile de Ar+ He, autoascutirea in cepe de la un continut in Ar ~ 20%. Tot inasemenea amestecuri, icroosablarea incepe de la Ar ~ 25%.

La sudarea otelurilor se recomanda amestecarea Ar cu oxigen O2 ; la otelurile nealiate cu putin carbon si slab aliate, cantitatea de O2 in Ar poate varia intre 2 si 25%, iar laotelurile aliate intre 1 si 2 %. Prin aceasta cusatura are un aspect regulat si muscaturile marginale sunt considerabil reduse.

Forma cusaturii obtinuta cu procedeul MIG, in functie de gazele de protectie folosite este aratata in figura.

Sarmele de sudura pentru sudarea MIG se fabrica la aceleasi diametre de ca si la sudarea MAG .Din punct de

vedere al compozitiei chimice, ele au aceeasi compozitie ca si metalul de baza MB care se sudeaza. Identitatea compozitiei chimice intre sarmele de sudura siMB este posibila datorita protectiei cu gaze inerte a spatiului arcului electric.

-La elaborarea tehnologiei de sudare procedeul mig, se vor avea invedere urmatoarele:

-Trecerea metalului de adaos prin arcul electric poate sa se realizeze, ca si la sudareaMAG, cu arc scurt Sh sau Spray Sp.

-Curentul de sudare minim pentru a realiza 0 trecere Sp,notat cu Isp, curentul de sud are maxim la care inca se realizeaza 0 trecere Sh, notat cu Ish, in functie de diametrul de al sarmelor de sudura sunt dati in tabela 27. Corelatia intre curentul de sudarels si diametrul sarmei de sudura de este influentata si de alti factori, asa cum se va vedeamai tarziu.

Pentru toate procedeele de sudare cu arcul electric in mediu de gaze SG, adica pentruMAG, WIG, si MIG sunt valabile indicatiile ce urmeaza si care descriu gazele si amestecurileutilizate.

Argon. Se ionizeaza relativ usor si arcul este stabil. Fata de alte gaze patrunderea cusaturii este mai red usa. Nu se dizolva in nici un metal sau aliaj metalic topit si deci nu producepori, asigura 0 protectie completa a metalului fata de aer si nu provoaca marirea continutului de carbon a cusaturii cand se sudeaza aliaje ce contin carbon.La sud area WIG protejeaza electrodul nefuzibil si se foloseste la sudarea in curent altemativ AC a aluminiului, magneziului si aliajelor lor. Tot cu procedeul WIG, dar in curent continuu DC- se foloseste argon la sudarea cuprului, aliajelor de cupru si la otelurile inoxidabile.La sud area MIG cu polaritate inversa DC+, argonul este recomandat pentru aluminiu, titan sialiajele 10r,la otelurile inoxidabile si criogene. Argonul se mai foloseste la protejarea radacinii cusaturilor, atunci cand se sudeaza cu arcul electric cu diferite procedee. Protectia radacinii cu argon se practica mai ales la otelurile aliate si la metalele si aliajele neferoase.

Heliu. Se ionizeaza greu si produce un arc cald, ceea ce ajuta la marirea patrunderii cusaturii si este bun la sudarea MIG si WIG a componentelor groase, respectiv a metalelor sialiajelor greu fuzibile sau cu conductibilitate termica mare. Arcul electric nu este ata de stabil ca si cel in argon. Nu se dizolva in metale si aliaje metal ice topite si asigura 0 protectie completa aspatiului arcului electric. Aluminiul si aliajele sale se sudeaza WIG cu protecie de heliu si astfel se realizeaza viteze duble de sudare decat la argon. Aceeasi situatie este si la sudarea cu procedeul MIG. Pretul foarte ridicat al heliului in raport cu cel al altor gaze si consumul dublu de heliu fata de argon, sunt principalele dezavantaje ale sale.

Azot. In stare pura se foloseste numai la sudarea MIG a cuprului dezoxidat. In amestecuri cu alte gaze, azotul se foloseste la sudarea unor oteluri inoxidabile austenitice. Cusaturile au insa 0 duritate destul de ridicata si anume pan a la 200HB. Nu se poate utiliza nici in amestec lasud area otelurilor nealiate cu putin carbon si la otelurile slab aliate, fiindca se dizolva in metalul topit si formeaza pori la racire.

Ar+1 ... 2% O2. Adaosurile mici de oxigen fac sa creasca patrunderea cusaturii. Amestecul este folosit la sudarea MIG a otelurilor inoxidabile, la care el scade continutul in carbon al cusaturii in raport cu continutul in carbon al sarmei de sudura. Cu acest amestec se sudeaza totdeauna DC+.

Ar+5%02. Amestecul este folosit la sudarea WIG a otelurilor feritice, utilizandu-se DC-.

Ar+15 ... 20% CO2. Aceste amestecuri se utilizeaza la sudarea MIG cu DC+ a otelurilor cu carbon, a otelurilor slab aliate si a unor oteluri inoxidabile.

Ar+25%C02. Este un amestec specific pentru sud area MIG in DC+ a otelurilor slab aliate cu rezistenta mare in regimuri intensive. Produce un arc stabil si reduce la minimimproscarile.

75%He+25%Ar. Se foloseste in mai multe cazuri:- la sudarea WIG a cuprului

- la sudarea MIG cu DC+ a cuprului cu aluminiul , permitand realizarea unor cusaturi bunela componente cu grosimea pan a la 20 mm fara pregatirea rostului (rost in I).- la sudarea WIG in AC a aluminiului si aliajelor sale.Se remarca faptul ca amestecul da cusaturi cu aspect frumos si cu 0 racordare buna componentelor sudate.

90%He+10%Ar. Amestecul este folosit la sudarea cu DC+ a otelurilor criogene cu 3,5 si cu 9,0%;sudarea se face cu arc scurt.

70%He+20%Ar+10%C02. Este un amestec temar specific pentru sudarea MIG cu DC+ si cu arc scurt a tablelor subtiri din oteluri inoxidabile austenitice.

80%Ar+15%C02+5%02' Amestecul ternar este detinat sudarii MIG cu DC+ a otelurilor nealiate cu carbon; acelasi amestec se foloseste cu trecere in arc scurt Sh la sudarea otelurilor austenitice fara molibden.

55%Ar+40%C02+5%02' Este un amestec ternar elaborat pentru sudarea MIG cu DC+ si in arc scurt Sh a otelurilor criogene cu 2,4%Ni.

74%Ar+25%C02+1 %02. Este un amestec ternar pentru sudarea MIG folosind sarme tubulare a otelurilor slab aliate cu molibden, respectiv cu crom si cu molibden si a otelurilor slabaliate avand limita de curgere inalta.

80%C02+20%N2. Este un amestec pentru sudarea otelurilor inoxidabile austenitice cu procedeul MAG folosind sarma tubulara.

92%N2+8%H2. Amestecul se foloseste la protectia radacinii cusaturii, atunci cand sesudeaza cu orice procedeu oteluri inoxidabile feritice si oteluri slab aliate.

90%Ar+10%H2. Este un amestec destinat protectiei radacinii cusaturii la sudarea automata a otelurilor inoxidabile.

DEFECTELE SUDURILOR SI AVARIIIN STRUCTURILE SUDATE

Defectul este 0 abatere de la prescriptiile de calitate. Existenta unor defecte intr-o sudura constituie cauza potentiala a unor efecte nedorite pentru structura sudata. Distrugerea partiala sau totala a unei structuri sudate este 0 avarie. Nu exista 0 corelatie certa intre defectele sudurilor si avariile structurilor sudate. Corelatia este probabilista, adica prezenta defectelor in suduri mareste probabilitatea ca in exploatare structura sudata sa se avarieze. Din acest motiv, problema adimisibilitatii defectelor sudurilor este importanta si actuala, fiindca :

• Arata in ce situatii defectele trebuie reparate• Ce defecte si in ce cantitati sunt admise intr-o structura

sudata fara ca ele sa periclitezesiguranta in exploatare a acesteia

• Repararea unor defecte este 0 chestiune costisitoare si delicata.Dificultatea reparatiilordefectelor sudurilor rezida in faptul ca respectiva operatie introduce tensiuni reziduale sideformatii greu de controlat, care pot fi noi surse potentiale de avarii.

Cauzele aparitiei defectelor. Tipuri de defecte.

• Stabilirea incorecta a tehnologiei de sudare

• Alegerea si aplicarea unor procedee si regimuri de sudare necorespunzatoare

• Stabilirea gresita a metalului de adaos• Slaba calificare a sudorului

• Din punctu/ de a/ cauze/or aparitiei, defecte/e imbinari/or sudate prin topire pot fi :

-defecte care apar datorita fenomenelor chimice, metalurgice, termice, hid rodin am ice,prezente in procesul incalzirii si racirii baii de metal lichid ce formeaza imbinarea sudata .Din aceasta categorie fac parte: fisurile la cald si la rece, incluziunile nemetalice,abaterile de la marimea grauntilor, etc.defecte de formare a imbinarii sudate, cum ar fi : nepatrunderi, neuniformitatea metalului depus, abateri dimensionale, etc

• Defecte de pregatire si asamblare-unghiul necorespunzator al rostului, respectiv prelucrarea

marginilor pieselor care se sudeaza cu un unghi diferit decat cel prescris sau unghiul nu este uniform de-a lungul marginilor

-deschiderea necorespunzatoare a rostului, aceasta fiind mai mare sau mai mica decat cea prescrisa

- radacina necorespunzatoare a rostului, respectiv aceasta este diferita de cea prescrisa sau nu este uniforma

- lipsa de aliniere a marginilor pieselor de sudat impuritati pe marginile de sudat ale pieselor (ulei, grasimi, vopsea, zgura, pelicule de oxizi)

• Principa/e/e defecte ale imbinarilor sudate prin topiredefecte de formadefecte de suprafatadefecte interne volumetricedefecte interne plane

• Defectele de forma si suprafata- sunt de diferite feluri , si anume :

Retasura - este 0 cavitate prod usa la interiorul sau la suprafata cusaturii in urma contrcatiei metalului la solid ificare. Cauzele principale care provoaca retasura sunt :

inclinarea gresita a electroduluiregim de sudare necorespunzator, care provoaca refularea metalului lichid la distantamare fata de arcul electricintreruperea incorecta a procesului de sudarereinceperea incorecta a procesului de sud arescaderea temperaturii baiicontinut ridicat de azot si fosfor in metalul de adaosdezoxidarea necorespunzatoare a baii

Crestatura - este 0 adancire la marginea cusaturii (crestatura marginala) sau a unor randuri, avand drept cauze :

sud area cu curent prea maresudarea cu viteza prea marenumar insuficient de straturiinclinarea gresita a electrodului

Convexitate excesiva datorata urmatoarelor cauze :viteza de sudare prea micacurent prea marenumar prea mare de straturi

Ingrosarea excesiva, excesul de metal depus la ultimul strat, cauze asemanatoare cu cele de la convexitatea excesiva.Excesul de patrundere (picatura exces local de patrundere) -

datorat urmatoarelor cauze :curent de sudare prea marediametrul electrodului prea microstul cu deschidere prea mare

Supratopire - este curgerea sub actiuneaStrapungerea - cavitatea prod usa in cusatura pe toata grosimea ei datorita temperaturii prea mari a baii

Subtierea - este 0 depunere insuficienta, locala sau continua , de metal topit. Gauze principale :

curent de sudare prea marependulare exagerata a electrodului

numar insuficient de straturiviteza de sudare prea mare

Nealinierea axiala - deplasarea cu 0 anumita distanta a unei piese in rapor! cu cealalta.Se datoreaza unei prinderi provizorii sau asamblari necorespunzatoare.Nealinierea unghiulara - nerespectarea unghiului dintre piese. Este cauzata de :

pozitionarea sau prinderea provizorie necorespunzatoareordinea de sudare gresitaincalzirea excesiva a materialuluinumarul prea mare de straturi

Metode de prevenire si remediere

• Defecte de formaRetasura in anumite cazuri , in special la otelurile aliate, craterul este insotit de fisuri. Retasura se polizeaza pana la completa eliminare a fisurilor, dupa care, printr-o amorsare corecta a arcului, se umple cavitatea rezultata. La multe oteluri, de exemplu cele austenitice, la care fisurile ce apar in crater sunt caracteristice, polizarea se prevede in procesul tehnologic.Pentru procedeele automate de sudare, craterul apare numai la sfarsitul cordonului , si pentru eliminarea lui se prevad placute de capat. Retasura la radacin, daca depaseste limitele admise, se remaniaza prin craituire si resudare. Daca nu exista acces la radacina, se reface intreaga cusatura.Crestatura Este un defect inadmisibil in imbinarile sudate, deoarece pot constitui cauza unor ruperi fragile in exploatare. Se polizeaza adancitura, dupa care se incarca cu sudura.Deoarece sudura este foarte subtire, se produce 0 racire rapida care poate afecta negativ structura metalografica a metalului de baza. Din aceasta cauza , uneori se aplica 0 preincalzire sau se realizeaza un canal mai lat care sa permita depunerea mai multor randuri paralele. Pentru structuri sudate de importanta mica, se admite 0 crestatura cu adancimea maximade 0,5 mm. Se slefuieste canalul in asa fel incat sa se obtina 0 racordare lina intre cusatura si metalul de baza.

Ingrosarea exces;va si racordarea insuficienta a sudurii constituie concentratori de eforturi si cauza unor ruperi fragile, in cazul structurilor sudate supuse la solicitari dinamice.Se elimina prin slefuire. De regula se admite 0 ingrosare de 2 - 3 mm.Excesul de patrundere 5; strapungerea apare, de obicei, la cusaturile sudate pe 0 singura parte. Se remaniaza atunci cand nu se accepta 0 reducere a diametrului interior in acea sectiune, in cazul sudarii tevilor.Supratop;rea 5; subt;erea reduc sectiunea cusaturii si se elimina prin incarcarea cavitatii cu sudura, iar zona ingrosata se polizeaza.

Examinarea cu lichide penetrante

Examinarea cu lichide penetrante este a metoda nedistructiva folosita pentru detectareaeventualelor defecte din imbinarile sudate, deschide la suprafata care se examineaza.Avantajele metodei sunt multiple, dintre care se enumera: a mare sensibilitate la detectarea defectelor, perrnite interpretarea imediata a indicatiilor de defecte, nu este influentata de geometria piesei, poate fi aplicata atat la meta Ie neferoase cat si la cele feroase. Metoda este limitata deoarece permite numai detectarea defectelor deschise la suprafata controlata, fiind influentata de prezenta in defecte a uunor impuritati precum si de modul in care s-a pregatitsuprafata supusa examinarii.Faze principale:Pregatirea suprafetei, respectiv curatirea acesteia de impuritati, vopsea, etc;trebuie evitata curatirea prin polizare deoarece polizarea po ate duce la obturarea defectelor;Aplicarea penetrantului prin pulverizare sau cu pensula, durata de penetrare trebuind sa fie conforrna cu prescriptiile in vigoareIndepartarea (spalarea) excesului de penetrant care se poate face in functie de procedeul aplicat cu apa, cu emulsificatori, solventi Aplicarea revelatorului prin pulverizare sau cu pensula

Examinarea imbinari sudate dupa cel mult 30 minute de la aplicarea revelatorului

Controlul cu ultrasunete

In ultimul timp a capatat a importanta deosebita si este continuu perfectionat deoarece este ieftin si nu prezinta pericolele pe care Ie genereaza radiatiile. Defectoscopia cu ultrasunetese bazeaza pe faptul ca la trecerea dintr-un mediu in altul ultrasunetele respecta legile refractiei,iar cand intalnesc un obstacol, ele se reflecta dupa legile reflexiei. Controlul se executa cu palpatoare, astfel incat fascicolul de ultrasunete patrunde in material sub un unghi de 45-85"- Pentru controlul sudurilor se folosesc doua principii de propagare :ca masurarea intensitatii fascicolului, prin care defectele sunt detectate prinintensitatea mai redusa dupa reflexiile produse de acestea;cu masurarea amplitudinilor impulsurilor si a timpului de curgere;

Control cu flux magnetic

Se executa cu pulberi magnetice sau prin inductie si se bazeaza pe proprietatea de deform are a fluxului magnetic,in cazul cand in drumul sau printr-un material magnetic suntdefecte. La controlul cu pulberi magnetice ( metoda cea mai larg utilizata) se foloseste oxidul defier presarat pe piesa de cercetat, si, in cazul defectelor, aglomerarile ce se produc in dreptul lor indica forma si marimea, se detecteaza numai defectele de la suprafata.

IMBINARI PRIN LIPIRE

 

Imbinarile prin lipire sunt imbinari nedemontabile. Lipiturile se impart in functie de materialul de adaos, in doua categorii:

§         lipituri metalice (moi, tari sau lipituri la temperaturi inalte) ;

§         lipituri nemetalice (incleieri sau chituiri).

Imbinarea prin lipire metalica se realizeaza cu ajutorul unor materiale de adaos metalice, aduse in stare fluida prin incalzire; temperatura de topire este cu minimum 50 °C inferioara temperaturii de topire a materialului de baza cu care se face imbinarea.

La lipiturile moi, folosite in majoritatea cazurilor pentru asigurarea etanseitatii (tinichigerie, cutii de conserve) sau la instalatii electrice ori electronice se folosesc de regula, aliaje pe baza de staniu si plumb, iar in cazuri deosebite Pb-Sn-Ag (plumb-staniu-argint).

Pentru obtinerea unei lipituri bune, este necesar ca suprafetele de contact sa fie curate si fara grasimi.

Lipiturile tari se folosesc in constructiile metalice solicitate mecanic ori la constructia structurilor de rezistenta ale automobilelor. Materialul de adaos este, de regula, alama (aliaj de cupru-zinc), motiv pentru care ea se numeste ALAMIRE.

Lipiturile la temperature inalte se executa in vacuum. Se folosesc pentru oteluri greu sudabile, (ori aliate) iar ca material de adaos se foloseste cuprul, aliaje pe baza de nichel, aur, respective alte materiale nobile.

Imbinarile prin lipituri nemetalice se realizeaza cu ajutorul straturilor subtiri de adeziv, care se interpun intre suprafetele ce urmeaza a fi imbinate.

SIMBOLURI SUDURI