Tehnician Prelucrari La Cald_2015

EXAMEN ATESTAT 2013

1 Elaborarea fontei in cuptoare electrice cu arc Autor:

LICEUL TEHNOLOGIC NICOLAE BALCESCU

OLTENITA

EXAMENUL DE ATESTAT an scolar 2012-2013

Calificarea profesionala

TEHNICIAN PRELUCRRI LA CALD

TEMA

ELABORAREA FONTEI N CUPTOARE

ELECTRICE CU ARC

Autor:

Clasa

Indrumator atestat,

2013

EXAMEN ATESTAT 2013


CUPRINS

1. Tema atestatului 1 2. Cuprinsul 2 3. Argumentul 3 4. Fontele. 5

4.1.Aliaje Fe-C 5 4.1.1.Generalitati 5 4.1.2.Clasificarea fontelor 6 4.1.3.Fontele de turnatorie 6 4.1.4.Fontele cenusii 6 4.1.5.Fontele maleabile 8 4.1.6.Fonte speciale 9 4.2.Fonte utilizate in constructia de masini 11

5. Cuptoare electrice cu arc 12 5.1.Schema de principiu 12 5.2.Clasificare si domenii de utilizare 13 5.3.Stabilitatea arcului electric 14 5.4.Reglarea automata 14 5.5.Cuptoare electrice cu arc si rezistenta 16 5.6.Cuptoare electrice cu arc in vid 17 5.7.Cuptoare de incalzire cu plasma 19 5.8.Cuptoare cu fascicul de electroni 21

6. Functionarea.Exploatarea si intretinerea cuptoarelor electrice cu arc 22 7. Elaborarea fontelor in cuptoare electrice cu arc 25 8. Masuri de protectia muncii la elaborarea fontelor in cuptoare cu arc 26 9. Bibliografia 28

EXAMEN ATESTAT 2013


3.ARGUMENTUL

Absolvenii noului sistem de formare profesional, dobndesc abiliti, cunotine, deprinderi dezvoltand si o serie de abiliti cheie transferabile, cu scopul de a sprijini pro-cesul de nvare continu, prin posibilitatea unei reconversii profesoinale flexibile catre meserii inrudite.

Fiecare dintre calificrile profesionale naionale necesit uniti de competen cheie i uniti de competen profesionale. Competenele profesionale sunt grupate n uniti de competen generale i specializate.

Cererea pieei i necesitatea formrii profesionale la nivel european au reprezentat motivele eseniale pentru includerea abilitilor cheie n cadrul Standardelor de Pregtire Profesional ( S.P.P. ) Tinerilor trebuie s li se ofere posibilitatea de a dobndi acele competene de baz care sunt importante pe piaa muncii.

Curriculum-urile specifice nivelul 3 de calificare au fost concepute astfel nct s dezvolte abiliti de care tinerii au nevoie pentru ocuparea unui loc de munc, pentru asumarea rolului n societate ca persoane responsabile, care se instruiesc pe tot parcursul vieii. Aceste cerine, necesare unei viei adaptate la exigenele societii contemporane, au fost ncorporate n abilitile cheie

Fiecare nivel parcurs n domeniul Tehnic, implic dobndirea unor abiliti, cuno-tine i deprinderi care permit absolvenilor fie s se angajeze, fie s-i continue pregtirea la un nivel superior.

Pregtirea forei de munc calificate n conformitate cu standardele europene pre-supune desfurarea instruirii bazate pe strategii moderne de predare i evaluare, centrate pe elev.

Noii angajai vor putea desfura sarcini non-rutiniere care implic colaborarea n cadrul unei echipe.

Prin unitile de competene specializate din cadrul Curriculum-ului specific nivelul 3

de calificare, elevul este solicitat n multe activiti practice care i stimuleaz i creativi-

tatea. Orice activitate creativ va duce la o lrgire semnificativ a experienei i la aplicarea

contient a cunotinelor dobndite.

EXAMEN ATESTAT 2013


Lucrarea de atestat ELABORAREA FONTEI N CUPTOARE ELECTRICE CU ARC impli-ca elevul in atingerea Standardelor de Pregatire Profesionala specifice pregatirii sale in do-meniul tehnic.

Lucrarea esie conceputa in trei mari sectiuni:

1. Fontele.Clasificarea fontelor.Utilizari 2. Cuptoare electrice cu arc 3. Elaborarea fontei in cuptoare electrice cu arc

Prima sectiune abordeaza considerente tehnice legate de aliajele Fe-C din categoria fontelor.Prin sursele de documentare tehnica furnizate de serviciul Internet-Fontele www.scribd.com lucrarea prezinta cele mai importante aspecte tehnice legate de aceasta categorie de aliaje Fe-C.O lucrare de referinta ,in acelasi sens, o reprezinta Stiinta si ingine-ria materialelor-abordabila de pe site-ul www.regielive.ro

Subcapitolele Fontele si Fonte utilizate in constructia de masini, aduc in lucrare standardele implementate in Romania pe baza standardelor europene actuale.

In a doua sectiune a lucrarii se aprofundeaza tipurile constructive de cuptoare elec-trice cu arc.Pe baza lucrarii Utilajul si tehnologia turnarii aliajelor , tematica abordata adu-ce precizari legate de partile componente, caracteristicile tehnice ale utilajelor,exploatarea si intretinerea lor.

In a treia sectiune se analizeaza tehnologiile de elaborare a fontelor in cuptoarele electrice cu arc, prin etapele de preincalzire, topire si supraincalzire a incarcaturii.

Normele de protectia muncii la elaborarea fontelor in cuptorele electrice cu arc intregesc structura lucrarii.

Elaborarea lucrarii de atestat a permis atingerea unor unitati de competenta cheie legate de utilizarea calculatorului si prelucrarea informatiei, lucrul in echipa.
http://www.scribd.com/http://www.regielive.ro/

EXAMEN ATESTAT 2013


4.FONTELE

4.1.ALIAJE Fe-C

4.1.1.Generalitati

Aliajele fier-carbon numite fonte i oeluri sunt cele mai cunoscute materiale metalice uti-lizate n tehnic datorit rspndirii largi n scoara pmntului a materiilor prime din care provin, metalurgiei relativ simple, proprietilor fizicomecanice bune i care pot fi modifi-cate n limite largi prin aliere i tratamente termice, preului de cost relativ sczut, posibil-itilor de prelucrare prin toate procedeele tehnologice existente i reciclrii prin retopire.

Fierul este un metal de culoare cenuie-albstruie. Fierul se prelucreaz bine prin defor-mare plastic la cald i la rece, se sudeaz, se lipete i are o achiabilitate bun.

Elementul principal de aliere a fierului este carbonul care, chiar n cantiti mici, i schimb proprietile, coninutul de carbon constituind de fapt criteriul principal de clasifi-care a fontelor i oelurilor. Aliajele fier-carbon mai conin mangan, siliciu, fosfor, sulf etc. Manganul se introduce voit n aliaj, mrindu-I duritatea i rezistena la uzur, siliciul provine din sterilul minereurilor, mrindu-I elasticitatea i rezistena la oboseal, iar fosforul i sulful sunt elemente duntoare care nu se pot nltura complet i provin din cocs, iar n cocs, din crbuni. Fosforul produce fragilitate la rece, iar sulful, fragilitate la cald. Desigur, fierul se poate alia cu orice cantitate de carbon, dar din punct de vedere tehnic in-tereseaz doar aliajele fier-carbon care conin 0,0066,67 % C.

Practic, se utilizeaz oeluri cu pn la 1,5 % C i fonte cu pn la 4,5 % C.

Tabelul 4.1.1.Proprietatile fizico-mecanice

4.1.2.Clasificarea fontele

EXAMEN ATESTAT 2013


Fonta este un aliaj fier-carbon care conine 2,116,67 % C i n cantiti mici, mangan, siliciu, fosfor, sulf etc. Ea se obine ntr-o instalaie complex numit furnal, din minereuri de fier i mangan, fondani pentru formarea zgurei, combustibili prin arderea crora se dez-volt cldura necesar topirii materiilor prime solide i comburant (aer mbogit n oxigen) pentru ntreinerea arderii. n urma unor reacii fizico-chimice complexe, din furnal rezult font, zgur i gaz de furnal. Proprietile fontelor variaz n limite largi, n funcie de structura acestora, astfel:

masa volumic = 77,7 kg/dm3;

rezistena la rupere Rm = 10150 daN/mm2;

alungirea relativ A = 0,225 %, reziliena KCU = 017 daJ/cm2;

duritatea Brinell HB = 120700 daN/mm2. Fontele au proprieti slabe de forjabilitate i sudabilitate, dar se toarn uor i au o

capacitate bun de amortizare a vibraiilor, fapt pentru care se utilizeaz la construcia bati-urilor mainilor-unelte. De asemenea, se utilizeaz cu precdere la fabricarea unor piese turnate care au proprieti mecanice bune i preuri de cost mai sczute dect ale celor de-formate plastic sau sudate. n cea mai mare parte ns fontele sunt destinate elaborrii oe-lurilor, prin reducere indirect.

4.1.3. Fonte de turntorie ( secundare) Fontele de turntorie sau secundare sunt fonte de a doua fuziune, elaborate n

cubilouri sau cuptoare electrice i destinate turnrii pieselor n construcia de maini. Dup structur i destinaie pot fi: cenuii, maleabile i speciale.

4.1.4. Fonte cenuii.

Fig.4.1.4.1.Fonte cenusii

Proprietile fizico-chimice ale acestor fonte sunt influenate de forma, distribuia, canti-tatea i dimensiunile grafitului .

EXAMEN ATESTAT 2013


a) - Fonta cenuie cu grafit lamelar are grafitul sub form de lamele cu vrfurile as-cuite (fig.3.5.a), ceea ce conduce la concentrarea tensiunilor i caracteristici mecanice rela-tiv slabe (Rm 250 N/mm2, A = 0,5 %, HB = 120187 daN/mm2). Caracteristicile mecanice se mbuntesc prin adugare de calciu, bariu sau stroniu, obinndu-se grafit lamelar cu vr-furi rotunjite sau prin adugare de cesiu i magneziu, obinndu-se grafit vermicular (Rm = 300450 N/mm2, A=0,85%) . Fontele cenuii cu grafit lamelar se simbolizeaz att n form alfanumeric (cu ajutorul literelor i al cifrelor), ct i n form numeric (SR EN 1561:1999). Numrul din simbolizarea alfanumeric reprezint rezistena minim de rupere la traciune, exprimat n N/mm2 (EN-GJL-100). Tot din aceast categorie face parte i fonta turnat n piese pentru mainiunelte (STAS 8541-86), simbolizat prin literele FcX, urmate de valoarea rezistenei minime la traciune, exprimat n N/mm2 (FcX 200). n tabel se prezint mrcile standardizate n Romnia ale acestei fonte. Aceste fonte se utilizeaz ndeosebi pentru turnarea batiurilor, meselor i ghidajelor mainilor-unelte, dar i pentru corpuri de pompe, cilindri, discuri i roi mari.

Tabelul 4.1.2.1.

Fig.4.1.4.2.Batiu

b) - Fonta cenuie cu grafit nodular are grafitul compactizat la maximum,

EXAMEN ATESTAT 2013


sub form nodular sau sferoidal , efectul de cresttur fiind minim, ceea ce conduce la mbuntirea proprietilor mecanice (Rm = 350900 N/mm2, A = 222 %, HB = 130360 daN/mm2). Pentru nodulizarea grafitului, n oala de turnare sau n cuptor se introduc Mg, Si, Ca, Ba i aliaje ale acestora (modificatori). Fonta cu grafit nodular se utilizeaz din ce n ce mai mult, datorit proprietilor favorabile i costului relativ mic, fiind folosit la confecionarea unor piese rezistente la uzur (arbori cotii, roi dinate, segmeni, saboi de frn, cilindri de laminor), rezistente la coroziune (corpuri de pompe i compresoare, elice navale) i refractare (lingotiere, matrie, creuzete i evi pentru cuptoare).

Simbolizarea se face prin literele EN ( standard european), urmate de grupul de litere GJS care reprezint iniialele denumirii n limba englez a acestei fonte i de dou grupe de numere care reprezint rezistena minim de rupere, n N/mm2, i alungirea minim, n %. Uneori simbolurile sunt urmate de literele LT (temperatur sczut) sau RT (temperatur ambiant) i se dau sub form alfanumeric i numeric.

Fig.4.1.4.3.Arbore cotit

4.1.5. Fonte maleabile. Fontele maleabile sunt fonte cu grafit n form de cuiburi, obinute din fontele albe printr-un tratament termic numit recoacere de maleabilizare

a) Fonte maleabile cu inim alb sau fonte europene care n ruptur au culoare gri-argintie la interior i mai nchis spre exterior. Ele se obin din fontele albe printr-o re-coacere de maleabilizare care const n nclzirea materialului la 9501000 C, timp de 75

EXAMEN ATESTAT 2013


ore, ntr-un mediu oxidant de minereu de fier care favorizeaz decarburarea stratului super-ficial, urmat de o rcire lent.

Fonta maleabil cu inim alb se simbolizeaz fie n form alfanumeric, fie n form numeric (SR EN 1562:1999), simbolul alfanumeric fiind format dintr-un grup de patru litere (GJMW) care reprezint iniialele denumirii n limba englez a acestei fonte, urmat de un numr care reprezint rezistena minim la traciune, n N/mm2 i de o cifr care reprezint alungirea minim la rupere, n % (EN-GJMW- 350-4

b) Fonte maleabile cu inim neagr sau fonte americane care au o culoare mai nchis la interior (cenuie-neagr) i mai deschis spre exterior. Se obin din fontele albe printr-o recoacere de grafitizare care const n nclzirea materialului la 950 C, timp de 5060 ore, ntr-un mediu neutru (nisip cuaros splat), urmat de o rcire lent. Ca urmare, sunt fonte nedecarburate, grafitul prezentndu-se sub form de carbon de recoacere.

Proprietile mecanice ale fontelor maleabile se situeaz ntre cele ale fontelor cenuii cu grafit lamelar i cele ale oelurilor turnate (Rm = 300800 N/mm2, A = 112 %, HB = 150320 daN/mm2) i se utilizeaz la turnarea pieselor mici, cu perei subiri i cu forme complicate, cum ar fi: roi dinate i de lan, arbori cotii, cmi de cilindri, pistoane i seg-meni pentru motoare Diesel, buce, piese pentru maini agricole, textile i poligrafice, puni i cartere pentru autovehicule.

Fig.4.1.4.4.Punte motoare

4.1.6. Fonte speciale. Fontele speciale sau aliate provin din fontele cenuii, albe sau maleabile i prin aliere i aplicarea unor tratamente termice corespunztoare dobndesc proprieti mecanice i fizico-chimice speciale. Ca elemente de aliere se utilizeaz Ni, Cr, Mo, Mn, W, Ti, Zr, V etc. Din categoria fontelor aliate fac parte fontele antifriciune, de friciune, refractare i austen-itice.

EXAMEN ATESTAT 2013


a) - Fonta antifriciune sau fonta rezistent la uzare n condiii de frecare cu ungere este o font cu grafit lamelar, nodular sau maleabil, aliat cu Mn (7,5 12,5%), Cr, Ni, Ti, Cu, Al i Mg i avnd un coeficient de frecare sczut. Se utilizeaz la confecionarea lagrelor, unde nlocuiete aliajele neferoase. Se noteaz cu simbolul corespunztor grupei de font, urmat de litera A (antifriciune) i un numr de ordine (FcA1, FgnA2, FmA1

b) - Fonta rezistent la uzare abraziv sau fonta de friciune este o font alb sau nalt aliat cu crom (1,528%), Ni, Mo, Cu, Mn i Si, cu coeficient de frecare mare (0,20,6) i rezisten la uzur ridicat. Se utilizeaz la fabricarea saboilor i discurilor de frnare, precum i a unor piese utilizate n industria minier i n instalaiile de formare i sablare din turntorii.

Simbolizarea fontelor rezistente la uzare abraziv se face alfanumeric i numeric. Sim-bolizarea alfanumeric se face prin literele EN (standard european), urmate de literele GJN (denumirea fontei n limba englez), HV (duritatea Vickers) i de un numr care indic valoarea duritii Vickers

c) - Fonta refractar este o font aliat cu Cr, Si i Al, rezistent la oxidare i cu tendin mic de a-i mri volumul la temperaturi nalte (pn la 1100 C). Se utilizeaz la confecionarea unor piese care lucreaz n aer i gaze, la temperaturi ridicate: plci de fo-care, armturi pentru cuptoare, evi recuperatoare de cldur, evi de eapament, supape, retorte refractare.

Se simbolizeaz cu literele Fr (font refractar) sau Frgn (font refractar cu grafit nodular), urmate de simbolul chimic i coninutul mediu al elementului principal de aliere, n % (FrCr2,5, FrgnSi5).

d) - Fonta austenitic sau fonta rezistent la temperaturi joase este o font nalt ali-at cu Ni (1236%), Cr i Mn, cu proprieti speciale: rezisten bun la coroziune, re-zisten bun la uzur n condiii de frecare cu ungere (antifriciune), rezisten la oc termic, pstrndu-i proprietile pn aproape la minus 200 C. Unele sunt magnetice, altele nemagnetice. Se folosesc la confecionarea unor piese utilizate n industria chimic (pompe, compresoare, robinete, filtre), pentru maini electrice (flane, borne, buce de izolatoare, carcase de ntreruptoare), piese cu stabilitate dimensional (in-strumente de msur i control, piese pentru mainiunelte de precizie, matrie pentru in-dustria sticlriei) i piese pentru instalaii frigorifice utilizate pn la -196 C. Fonta austenitic se mai numete criogenic, datorit rezistenei la temperaturi inalte.

EXAMEN ATESTAT 2013


4.2.FONTE UTILIZATE N CONSTRUCIA DE MAINI

EXAMEN ATESTAT 2013


5.CUPTOARE ELECTRICE CU ARC

Fig.5.1.Cuptor electric cu arc

5.1.SCHEMA DE PRINCIPIU.

Topirea metalelor n cuptoarele cu arc electric se bazeaz pe cantitatea de cldur dezvoltat n arcul electric i transmis prin radiaie arjei. Arcul electric arde ntre electrozi solizi i lichizi (metalul topit), ntr-un mediu gazos ionizat, n prezena unei tensiuni electrice corespunztoare.

Fig.5.1.1.Schema de principiu

EXAMEN ATESTAT 2013


5.2. CLASIFICARE I DOMENII DE UTILIZARE Din punct de vedere al utilizrii cuptoarele cu arc electric se clasific n:

1. cuptoare pentru elaborarea oelurilor, 2. cuptoare cu arc electric n vid 3. cuptoare electrice pentru reducere cu arc i rezisten 4. cuptoare pentru reducere sub strat de flux

5.2.1. Caracteristicile tensiune curent ale arcului electric Caracteristicile tensiunii arcului n funcie de curentul electric prin el pot fi statice i

dinamice. Caracteristica static a arcului Ua = f (Ia), reprezint totalitatea punctelor de echilibru

staionar pe care le poate lua descrcarea n arc, se refer la arcul de curent continuu i are o alur descresctoare (fig. 1a); n curent alternativ , ea reprezint variaia valorilor eficace ale tensiunii i curentului arcului. Mrirea distanei l dintre electrozi determin o cretere a tensiunii pe arc, la aceeai valoare a curentului.

Caracteristica dinamic Ua = f (ia), depinde de variaia rapid a curentului alternativ, care nu mai este urmrit fidel de tensiune, n special la cureni mici, datorit neriei termi-ce a descrcrii, ceea ce se reflect prin tensiuni diferite pe arc, la caceeai valoare a curen-tului . n figur se observ proprietile arcului de curent alternativ:

curentul trece de dou ori prin valoarea zero n timpul unei perioade de variaie a tensiunii, adic arcul se aprinde la valoarea Uap i se stinge la valoarea Ust, de 2f ori pe secund, f (n Hz) fiind frecvena tensiunii de alimentare.

arcul electric reprezint o rezisten neliniar, ceea ce determin variaia nesinusoidal n timp a tensiunii i curentului.

Fig.5.2.1.Caracteristica statica Fig.5.2.2.Caracteristica dinamica

EXAMEN ATESTAT 2013


5.3. STABILITATEA ARCULUI ELECTRIC Prin stabilitatea arcului electric se nelege aprinderea acestuia dup trecerea curen-

tului electric prin zero i limitarea creterii curentului datorit alurii descresctoare a carac-teristicii statice a arcului. La trecerea curentului prin zero, temperatura spaiului arcului se micoreaz, ceea ce conduce la deionizarea acestuia. Pentru reaprinderea arcului se impune ca tensiunea us, variabil n timp, a sursei de alimentare s depeasc valoarea tensiunii de aprindere Uap.

usUap

Dac aceast condiie este ndeplinit n momentul stingerii arcului, aceasta se va reapride imediat, n caz contrar va trece un interval de timp, n care curentul prin arc va avea valoarea zero.

Odat cu mrirea acestei pauze efectul deionizant este accesntuat i Uap va crete.

5.4. REGLAREA AUTOMAT A CUPTOARELOR ELECTRICE CU ARC n timpul funcionrii cuptorului electric cu arc, pentru ca puterea dezvoltat n arc s

aib valoarea impus, este necesar ca distana dintre electrozi i ncrctura solid sau baia de metal topit s fie meninut constant. Aceast distan i deci lungimea arcului este im-pus de tensiunea i curentul prin arc, de temperatura i gradul de ionizare al spaiului de topire.

Indicatorii energetici ai cuptoarelor cu arc depind n foarte mare msur de curentul prin arc. Variaiile acestui curent sunt produse de modificrile regimului de funcionare, care pot fi:

lente, datorit arderii electrozilor, ridicrii treptate a nivelului bii metalice, va-riaiei temperaturii i rezistenei arcului la lungime constant;

rapide, cauzate de surparea ncrcturii, care conduce la scurtcircuite sau ntre-ruperi ale arcului;

foarte rapide i oscilatorii datorate fierberii metalului din baie, fluctuaiilor ar-curilor datorate forelor electrodinamice.

Aciunile care modific lungimea arcului sunt :

schimbarea condiiilor de temperatur din cuptor prin creterea temperaturii arjei;

surparea ncrcturii care conduce la scurtcircuite i la ruperea arcului;

deplasarea arcului sub aciunea forelor electrodinamice;

EXAMEN ATESTAT 2013


scurtarea electrozilor. Dup modul de acionare al electrozilor sistemele de reglare automat sunt: electrome-

canice sau electrohidraulice acestea din urm prezentnd performane superioare. n am-bele sisteme msurarea impedanei arcului se realizeaz prin compararea a dou tensiuni: k1Ua proporional cu tensiunea arcului msurat cu un transformator de tensiune sau direct la bornele arcului i k2Ia proporional cu curentul din arc msurat cu un transfor-mator de curent.

Eliminarea neajunsurilor legate de reglajul automat al temperaturii (variaia puterii cu ptratul variaiei tensiunii de alimentare ceea ce duce la scderea important a puterii arcu-lui; mrimea i numrul abaterilor mrimii reglate fa de valoarea ei prescris; variaia pu-terii cuptorului fa de insensibilitatea regulatoarelor). Se obine prin utilizarea sistemelor de conducere on-line i control al temperaturii.

Sistemul de reglare automat are rolul de a asigura pe ct posibil funcionarea cupto-rului la regimul optim, nlturnd rapid perturbaiile menionate.

Cerinele impuse sistemelor sunt: sensibilitatea suficient, care s asigure regimul optim de funcionare n limite admise

ale abaterilor ( 3...6% la topire i 2...4 % la afnare); rapiditate, care s permit nlturarea perturbaiilor extreme; n caz contrar, prin p-

trunderea electrodului n baie se produce carburarea metalului; reducerea la minim a deplasrilor inutile ale electrozilor la perturbaii trecatoare; posibilitatea modificrii puterii n arc cu o precizie de 5% ; aprinderea automat a arcului ; oprirea electrozilor la dispariia tensiunii de alimentare. La conectarea cuptorului, arcul nu este aprins, Ua este maxim, iar I = 0 i electrodul co-

boar; daca Ua este puin mai mare dect B, se obine c viteza de coborre s nu fie prea mare; la scurtcircuit, Ua = 0 i I este maxim, electrodul fiind ridicat. La dispariia tensiunii de alimentare Ua =0 i I = 0, - B < 0 i electrozii sunt ridicai.

Viteza maxim de deplasare a electrozilor este de 150 mm/s, adica 9m/minut, iar accele-raia poate atinge 5m/s. Dup modul de acionare al electrozilor, sistemele de reglaj automat pot fi electromecanice sau electrohidraulice , acestea din urm prezentnd performane superioare. In ambele sis-teme msurarea impedanei arcului se realizeaz prin compararea celor doua tensiuni U.

Elementul de comparaie este reprezentat de bobinele unui releu diferential, nfu-rarea de comand a unei amplidine, nfurrile de comand ale unor amplificatoare mag-netice, un amplificator electronic, nfurrile statorice ale unui motor bifazat sau bobina electromagnetului plonjor.

Sistemele de reglare automat prezint urmatoarele dezavantaje:

EXAMEN ATESTAT 2013


la variaii ale tensiunii de alimentare, puterea cuptorului se modific cu ptratul aces-tor variaii, conducnd la scderea

important a puterii arcului electric; mrimea i numrul abaterilor mrimii reglate fa de valoarea ei prescris sunt n

general diferite n cele dou sensuri; apar variaii ale puterii cuptorului datorit insensibilitii regulatoarelor. Aceste dezavantaje produc modificri ale puterii cuptorului, avnd repercursiuni impor-

tante asupra timpului de topire.

5.5. CUPTOARE ELECTRICE CU ARC I REZISTEN Cuptoarele pentru reducere utilizeaz procese termochimice de obinere a feroaliaje-

lor, fontei, a unor reductori, a carburii de calciu, a corindonului i a fosforului. Obinerea feroaliajelor este posibil prin reducerea oxizilor metalici corespunztori, din minereuri, ala temperaturi nalte, n prezena unui reductor. Cldura necesar proceselor termochimice se produce n arcul electric i n rezistena topiturii i zgurei.

Materialul (feroaliaj, etc.) se colecteaz n stare topit pe vatra cuptorului i se evacu-eaz periodic prin gurile de scurgere. Cuptoarele electrice cu arc i rezisten se clasific n:

1. Cuptoare pentru reducerea minereurilor la temperatur ridicat, n prezena car-bonului, cantitatea de cldur necesar procesului termochimic producndu-se n arcul elec-tric; Materialul (font, feroaliaj, etc) se colecteaz n stare lichid pe vatra cuptorului i se evacueaz periodic prin gurile de scurgere.

2. Cuptoare pentru grafitarea electrozilor i obinerea carborundului, n care cldura se dezvolt n cea mai mare parte n rezistena ncrcturii.

Din punct de vedere constructiv aceste cuptoare sunt descoperite sau acoperite, n cazul degajrii de gaze nocive. Baia 1 a cuptorului are form cilindric sau paralelipipedic, avnd vatra de carbon i pereii din amot, electrozii 2 sunt aproape n exclusivitate de tip Sodreberg cu autocoacere, ncrcarea cu minereau a cuptorului se realizeaz continuu din silozurile 3, iar gazele sunt captate prin sistemul de absorbie 4.

Alimentarea cuptorului se face de la transformatoare mono sau trifazate 5, prin in-termediul reelei scurte 6, conectat dup schema triunghi nesimetric i avnd o lungime mult mai redus dect n cazul cuptoarelor cu arc pentru topit oel, deoarece cuptoarele electrice pentru minereuri nu trebuiesc nclinate.

Datorit regimului linitit de funcionare al cuptoarelor cu arc i rezisten, bobinele pentru limitarea curenilor de scurtcircuit nu sunt necesare. Rezult c inductivitile totale la aceste cuptoare sunt mai mici, iar factorul de putere este mai mare dect la cuptoarele de topit oel.

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.5.5.1.

Spre deosebire de cuptoarele cu arc pentru topit oel, unde diametrul electrodului se

alege pe baza densitii de curent admisibile, la cuptoarele pentru minereuri diametrul elec-trodului se alege n primul rnd din considerente tehnologice; n unele cazuri, acest diame-tru determin volumul spaiului de reacie din jurul electrodului, care influeneaz direct productivitatea cuptorului.

5.6. CUPTOARE ELECTRICE CU ARC N VID Cuptoarele electrice cu arc n vid sunt cuptoare cu aciune direct, care spre deosebi-

re de cuptoarele obinuite cu arc sau cu inducie, permit elaborarea metalelor greu fuzibile i active din punct de vedere chimic: zirconiu, titan, molibden, oeluri de calitate superioar, etc.

Creuzetul folosit la aceste cuptoare este din cupru, rcit cu ap, ceea ce exclude reac-ia metalului topit cu pereii creuzetului. Topirea se face n vid, la o presiune de 0,1100 torr (mm Hg), ceea ce asigur o degazare profund a metalului i protejarea sa contra aerului. Cuptoarele electrice cu arc n vid pot avea electrodul consumabil sau neconsumabil, primele fiind mai rspndite n industrie.

Cuptorul cu electrod consumabil are electrodul confecionat din bare, vergele sau brichete ale metalului ce urmeaz a fi topit. Arcul electric de curent continuu, care se for-meaz ntre electrod i metalul din creuzet, topete electrodul, fcnd ca metalul acestuia s curg sub form de picturi n creuzet. n acest mod se produce o degazare intens a meta-lului i volatilizarea impuritilor, amplificat de amestecarea fazei lichide cu ajutorul unui agitator inductiv. Cristalizarea metalului are loc n contact cu pereii rcii cu ap ai creuze-tului. Pentru mrirea zonei de topire, electrodul trebuie s aib seciune mare.

EXAMEN ATESTAT 2013


Lungimea arcului, de ordinul a 1020 mm, este meninut constant n tot timpul to-pirii cu ajutorul unui sistem de reglare automat a poziiei electrodului; caracteristicile ten-siune-curent ale arcului din cuptoarele electrice cu vid sunt date n figura 9, pentru diferite metale.

Ca surse de alimentare pentru cuptoarele cu arc n vid se utilizeaz redresoarele cu si-liciu sau seleniu, care spre deosebire de generatoarele de curent continuu rotative, simplifi-c deservirea instalaiei i aigur alimentarea ei economic.

Pentru a mri gradul de puritate i omogenitate a structurii metalului topit, lingoul obinut dup o prim topire este supus la o a doua topire; electrodul pentru a doua topire se confecioneaz din lingoul de la prima topire.

Fig.5.5.1.

5. 5.2. Calculul cuptoarelor electrice cu arc

Fiind cunoscute caracteristicile metalului de topit, capacitatea m a cuptorului, temperetura de topire t, durata topiri (tt=12h pentru cuptoare cu capacitatea m sub 5t, tt = 1,52h pentru m=1040t i tt de la 2,53h pentru m = 80180t), durata afnrii ta, du-rata pauzei de ncrcare tp se poate efectua: dimensionarea cuvei de topire, calculul termic, alegerea transformatorului cuptorului i determinarea diametrului electrozilor .

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.5.5.2.1.

Grosimea stratului refractar i a izolaiei termice se poate lua egal cu nlimea bii de metal topit, H. Grosimea cptuelii pereilor nclinai se adopt n funcie de puterea cup-torului, ntre 0,35 si 0,65m. Grosimea cptuelii bolii (fr izolaie termic) este egal cu nlimea crmizii refractare.

Calculul termic se efectueaz pn la temperatura de topire t, pentru perioada de ncalzire a ncrcturii. La calculul pierderilor prin pereii laterali i prin bolt se va lua n considerare doar 75% din grosimea acestora, deoarece stratul refractar respectiv se arde aproape 50% din cauza radiaiei intense a arcului electric.

5.7. CUPTOARE DE NCLZIRE CU PLASM Plasma este starea de trecere ntre gaz i fluidul ionizat. Temperatura plasmei depin-

de de gradul de ionizare al fluidului ionizat( raportul ntre densitatea de ioni n volum i den-sitatea tuturor particulelor din acelai volum). Dac gradul de ionizare se aproprie de unita-te, plasma are o temperatur ridicat, de mai multe milioane de grade Kelvin (de exemplu, n cazul fuziunii nucleare), iar dac gradul de ionizare este mai mic de 10-4, plasma are o temperatur de 2000.....200000K. Acest tip de plasm se utilizeaz n cuptoare pentru topit materiale greu fuzibile sau n instalaii pentru sinteza unor produse chimice.

Plasma este produs de generatoare de plasm, numite i plasmatroane. Producerea plasmei se poate realiza n curent alternativ sau n curent continuu .

La generarea plasmei cu ajutorul arcului electric de curent alternativ, arcul electric 1 se produce ntre electrozii 2 conectai la o surs de curent alternativ, iar jetul de plasm 3 se obine prin ionizarea gazului plasmogen 4 (argon, hidrogen, azot sau un amestec al acesto-

EXAMEN ATESTAT 2013


ra), fiind concentrat de ajutajul din cupru 5 (rcit cu ap care circul prin camera 6). Jetul de plasm poate nclzi piesa 7. La generarea plasmei cu ajutorul arcului electric de curent continuu, arcul electric 1 se produce ntre electrodul 2 i ajutajul din cupru 5 conectat la po-laritatea plus a sursei prin intermediul rezistenei R. Arcul electric 1 va ioniza gazul plasmogen 4 sub presiune i va forma jetul de plasm 3 (micarea dirijat a particulelor elec-trizate). Dac spaiul arcului este suficient de ionizat i cmpul electric dintre duza 5 i piesa de nclzit 7 este suficient de intens, arcul electric se va muta de pe duz pe pies ; n caz contrar, va rmne ntre electrod i duz.

Cuptoarele cu plasm pot fi: cu arc netransferat (putnd topi deci i materiale nemetalice); cu anodul la pies (la metalul topit aflat n creuzet); cu catodul la pies (avnd randament termic ridicat); cu alimentare n curent continuu ntre anod (duz) i catod (electrod) i n curent al-

ternativ ntre duz i pies , unde C este catod, A este anod, P plasm, M pies metali-c.

La cuptorul cu plasm trifazat (cu creuzet sau cu lingotier) , curentul alternativ asigur o conducie prin jeturile de plasm, iar la intersecia acestora se gsete metalul topit M, la care se leag conductorul de nul al reelei. n general, la aceste tipuri de cuptoare, puterea poate fi reglat continuu, atmosfera din cuptor poate fi controlat i modificat dup nece-siti, iar repartiia temperaturii poate fi optimizat prin variaia nclinrii jetului de plasm. Orientativ, cuptorul poate avea o putere necesar de 250kW, randamentul 66....77% i debitul de gaz plasmogen de 15...30 l/min pentru fiecare arztor. Exist i generatoare cu plasm far electrozi, la care transformarea energiei n plasm se realizeaz prin efect Joule-Lenz cu cureni de nalt frecven 1...30MHz. Acestea sunt con-struite dintr-un tub de cuar 1, n care se introduce gazul plasmogen 2 i o bobin inductoare 3. Cu ct diametrul tubului de cuar este mai mare, cu att puterea necesar i debitul gazu-lui plasmogen sunt mai mari. Amorsarea plasmei se face cu argon la presiune sczut, n prezena unei bare metalice nclzit prin inducie; bara determin o anumit repartiie a cmpului electric, asigurnd ionizarea necesar amorsrii.

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.5.7.1.

Dup amorsare, bara se ndeprteaz, iar argonul poate fi nlocuit cu alt gaz

plasmogen. Bobina inductoare are 2...8 spire construite i aezate astfel nct s asigure o anumit concentrare a cmpului n tub. Att bobina ct i tubul sunt rcite permanent cu ap sau gaz.

5.8. CUPTOARE CU FASCICUL DE ELECTRONI nclzirea cu fascicul de electroni const n transformarea n cldur a energiei elec-

tronilor care bombardeaz suprafaa corpului de nclzit , situat n vid naintat 10-6....10-4 mm Hg. Se realizeazcuptoare pentru topire (metale greu fuzibile i puternic reactive: Zr, Be, Hf, Mo, Ta, V, W, etc i aliaje greu fuzibile), pentru retopirea deeurilor de laminare, pentru turnarea aliajelor greu fuzibile i a metalelor de mare puritate (nichel, cupru i alte metale neferoase)etc. Deasemenea, exist instalaii ci fascicol de electroni pentru sudare, metalizare, creterea monocristalelor, precum i pentru alte utilizri tehnice.

Electronii necesari se extrag din catozi i se accelereaz spre anozi cu ajutorul unui cmp electric stabilit n vid cu o tensiune electric ridicat 10...150kW. Dispozitivul pentru producerea fasciculului de electroni( numit i tun electronic). Aceste instalaii sunt utilizate n principal pentru avantajele lor: puritatea lingoului, posibili-tatea alierilor dorite, omogenitatea lingoului, reglajul energiei n zona de topire.

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.5.8.1.

Puterea acestor cuptoare este de 1-2 MW, dar ea poate s creasc prin utilizarea si-multan a mai multor dispozitive pentru producerea fasciculului de electroni. n afar de instalaiile de topire cu puteri relativ mari, exist i instalaii moderne de topire zonal, creterea monocristalelor, sinterizare, metalizare, sudare fin, care au, n general, puteri mici i sunt dotate cu mecanisme auxiliare de reglare a poziiilor relative ale piesei de nclzit i sursei de electroni.

6.FUNCTIONAREA.EXPLOATAREA SI INTRETINEREA CUPTOARELOR ELECTRICE CU ARC

Cuptoarele electrice cu arc snt agregatele de baz din turntoriile de oel, f i-

ind ns ntlnite i n turntoriile de font. Sursa principal de cldur n cazul elaborrii n cuptorul electric cu arc provine

de la arcul electric (95%), restul de 5% provenind de la reaciile exoterme i din ar-derea electrozilor.

Arcul electric se formeaz prin ionizarea gazelor din spaiul dintre electrod i ncrctur ca urmare a emisiei de electroni de ctre catod (electrodul).

EXAMEN ATESTAT 2013


Zidirea bolii. Bolta se zidete pe un ablon care are profilul interior al acesteia, prevzut cu repere pentru locurile unde urmeaz a fi lsate orificiile de introducere a electrozilor. Dup aezare pe ablon a inelului metalic se monteaz crmizile de reazem, apoi se zidesc n cercuri concentrice de la periferie spre centru, crmizile-

Zidirea pereilor se execut diferit la cuptoarele bazice i la cele acide. La cuptoarele bazice se realizeaz stratul de termoizolare din azbest sau vat de sticl (15 mm) i crmizi de amot uoar (65 mm). Stratul refractar din interior se zidete din crmizi de magnezit sau din mase refractare magnezitice livrate sub form de blocuri (calupuri). La cuptoarele acide, ca material termoizolant servete un strat de azbest i unul din mase refractare folosite la baterea stratului.

Inelul bolii asigur susinerea ntregii construcii refractare a bolii cuptorului. n afara rolului de susinere, inelul trebuie s asigure i rcirea bolii cu ap de rcire.

Dispozitivul de basculare asigur nclinarea cuptorului n vederea evacurii topitorii, putnd s fie de mai multe tipuri: hidraulic, cu cremalier i cu excentric.

Dispozitivul de susinere i manevrare a electrozilor are rolul de a menine ele c-trozii n poziie vertical i de a-i manevra la distane optime de nivelul ncrcturii i a bii metalice n timpul elaborrii.

Mecanismul de ridicare i rotire a bolii realizeaz rabaterea bolii fa de cuv, pentru a asigura ncrcarea cuptorului pe la partea superioar cu ajutorul courilor sau benelor.

Zidria cuptorului cu arc este puternic solicitat termic, mecanic i chimic. In spaiul de lucru al cuptorului, temperatura atinge 1500 . .. 1750C, astfel nct zidria trebuie s asigure o refractaritate nalt.

Vatra cuptorului este solicitat termic, mecanic i chimic, fiind supus aciunii de coroziune din partea bii metalice i a zgurei.

Pe mantaua metalic ce sprijin vatra se aaz materiale pentru izolarea termic (constituite din azbest sau vat de sticl 15 mm), un strat de amot pulbere (20 ... 50 mm) i cte un rnd de crmizi din produse termoizolante silico -aluminoase (amot uoar) i crmizi zidite pe cant cu mortar refractar (65 mm). Dup uscarea mater i-alelor ce constituie izolaia, se continu zidria vetrei, diferit n funcie de natura bazi-c sau acid a zidriei. La cuptorul bazic se adaug magnezit granule cu gudron (.30 mm), apoi se zidesc dou-patru rnduri (n funcie de mrimea cuptorului) de crmizi paralelipipedice de magnezit pe lat. Vatra se realizeaz din crmiz i bine uscate cu grad de nzidire foarte ngrijit. Dup uscare i curire, zidria de magnezit se stropete cu gudron dup care se bate stratul de uzur din mase refractare mag-nezitice. Bateria stratului de uzur se realizeaz la cald (60C) cu ciocane pneumatice

EXAMEN ATESTAT 2013


n straturi cu grosimea de 50 ... 70 mm. Grosimea stratului de uzur este de 200 .. . 400 mm, astfel nct n final grosimea vetrei s fie egal cu adncimea bii metalice.

La cuptorul acid, peste materialele termoizolante se zidesc dou rnduri de crmizi silica, se usuc, se cur, se unge cu silicat de sodiu i se trece la baterea stratului de uzur din mase refractare silico-aluminoase.

Zidirea pereilor se execut diferit la cuptoarele bazice i la cele acide. La cup-toarele bazice se realizeaz stratul de termoizolare din azbest sau vat de sticl (15 mm) i crmizi de amot uoar (65 mm). Stratul refractar din interior se zidete din crmizi de magnezit sau din mase refractare magnezitice livrate sub form de blocuri (calupuri). La cuptoarele acide, ca material termoizolant servete un strat de azbest i unul din mase refractare folosite la baterea stratului de uzur al vetrei. Zidria refractar se realizeaz din crmizi de silica.

Zidirea bolii. Bolta se zidete pe un ablon care are profilul interior al acesteia, prevzut cu repere pentru locurile unde urmeaz a fi lsate orificiile de introducere a electrozilor.

Instalaia electric a cuptorului este constituit din transformatorul 1, linia scurt 2 i electrozii 3 .

Transformatorul asigur alimentarea cuptorului la treapta de tensiune impus de perioada procesului tehnologic.

Linia scurt const din conductoarele de cupru care fac legturi ntre bornele secundarului transformatorului i electrozi.

Electrozii snt fabricai din crbune i grafit. Aceste materiale trebuie s asigure: conductivitate electric mare (pentru reducerea pierderilor de energie electric prin efect Joule-Lenz), conductivitate termic mic (pentru micorarea pierderilor de cldur), temperatur de nmuierea nalt, prelucrabilitate mecanic bun i coroziune sczut din partea zgurei.

Electrozii din crbune se fabric din antracit, cocs, cocs petrol i smoal, prin presare i sinterizare la 1 000C.

Electrozii de grafit se obin prin nclzirea electrozilor din crbune la temperatura de 2 500C. Costul electrozilor din grafit este mai mare dect al electrozilor din c r-bune, ns snt superiori din punct de vedere mecanic i electric, consumul lor fiind de 2 . . . 2,5 ori mai redus dect al celor din crbune.

Construcia metalic a cuptorului cuprinde cuva i anexele ei: inelul bolii, dis-pozitivul de basculare, construcia de prindere i manevrare a electrozilor i me-canismul de ridicare i rotire a bolii.

Cuva (manta, carcas) este format din tabl de oel cu grosimea de 1 0 . . . 25 mm, prevzut cu orificii cu diametrul de 10 ... 12 mm, dispuse la distana de 150 . . . 200

EXAMEN ATESTAT 2013


mm, pentru ndeprtarea gazelor i a umiditii la uscarea zidriei. La nivelul bii, n manta se practic un orificiu continuat cu jgheabul pentru evacuarea oelului lichid.

7.ELABORAREA FONTELOR N CUPTOARE ELECTRICE CU ARC

Fig.7.1.Fazele de elaborare

Cuptoarele cu arc se utilizeaz mai puin n turntoriile de font ele snt destinate

producerii unor fonte n condiii sau cu destinaie special: elaborarea unor fonte, n cazul n care ncrctura este de calitate inferioar

(compoziie chimic necunoscut, provenien divers, impurificat etc.), dar cu cost sczut; o astfel de ncrctur nu ar putea fi topit n cuptorul cu inducie, din cauza erodrii cptuelii;

elaborarea unor fonte aliate, n special atunci cnd ponderea acestora n producia turntoriei este sczut (restul de font fiind elaborat n cubilou );

elaborarea unor fonte cu coninut sczut de sulf i fosfor, deci n cazul n care snt obligatorii desulfurarea i defosforarea fontei, cuptoarele cu arc, cu cptueal bazic, snt agregatele de baz, n care snt posibile desulfurri i defosforri a vansate.

Desulfurarea fontei are loc cu ajutorul unor fondani (var) prin reacia:

[FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) - Q

Pentru obinerea unei desulfurri avansate, se impune realizarea unei zgure bazice (CaO n cantitate mare), puin oxidant (FeO sczut), precum i creterea temperaturii fontei, avnd n vedere faptul c reacia de desulfurare este endoterm.

Defosforarea fontei se realizeaz prin adaosul n zgur a minereului de fier (FeO) i a varului (CaO).

EXAMEN ATESTAT 2013


Deci oxidarea fosforului se realizeaz cu ajutorul oxidului de fier introdus n zgur prin intermediul minereului.

In cazul n care zgura nu are suficient CaO s lege P205, are loc regenerarea fosforului, care revine n font.

8.MSURI DE PROTECIA MUNCII

LA ELABORAREA FONTELOR

La producerea fontelor trebuie luate n considerare pericolele de accidente de munc, de mbolnviri profesionale i de incendii, cauzate de ageni chimici, ageni termici i de ex-plozii.

Accidentele chimice (intoxicaii) n sectoarele de elaborare a fontei pot fi provocate de bi-oxidul de carbon. Gazele arse de cubilou conin ntre 10 i 18% CO. Oxidul de carbon este un gaz incolor, fr miros i fr gust. Se combin eu hemoglobina din snge dnd un produs stabil carboxihemoglobina, din care cauz sngele pierde capacitatea de a transporta i lega suficient oxigen i astfel are loc otrvirea cu oxid de carbon.

Cantitatea de oxid de carbon admis n atmosfera din spaiul de lucru este de maximum 20 mg/m3. La proporii de 20 mg/m3, CO devine otrvitor. Ca urmare, este interzis evac-uarea n atmosfer a gazelor de cubilou cu un coninut mai mare de 0,1% CO i de praf mai mare de 150 mg/m3. Deci se impune micorarea coninutului de CO din gazele de cubilou de la l0...18% la 0,l% i micorarea cantitii de praf de la 300 la 150 mg/m3 de gaze. In vederea eliminrii pericolului de intoxicaii i polurii atmosferei se impune captarea gazelor de cubilou, rcirea lor, curirea i arderea lor

Desprfuirea se face la nceput n parascntei, apoi n cicloane uscate i dispozitive spe-ciale, n care poate fi reinut o proporie de peste 80% din praf.

Un cubilou poate degaja peste 20 000 m3/h i dac gazele nu snt curite de CO i de praf, pot fi impurificate .Gazele din cubilou conin de asemenea bioxid de sulf n proporie de 0,2%.Proporia lui depinde de coninutul de sulf n cocs. Bioxidul de sulf atac aparatul respirator.

Accidentele termice pot fi sub form de arsuri cauzate de degajarea unei cantiti mari de cldur de la cubilou, cuptor cu inducie sau cuptor cu flacr. Criteriul de apreciere a cantitii de cldur degajat de la agregat n spaiul de lucru se ex-prim prin intensitatea de radiaie . Dac se compar locurie de munc de lng cubilou cu celelalte din turntorie se constat urmtoarele:

EXAMEN ATESTAT 2013


Locul de munc

la jgheabul cubiloului...........................1,3

gura de ncrcare a cubiloului .. 2,9

antecreuzet de acumulare.....................3,3

turnare pe conveior.............................2,4

lng cuptoare electrice de elaborare ..2,4

tratament termic...................................6,3

dezbttor............................................7,0

evacuarea oelului n oal.....................40

Rezult c locurile de munc situate lng cubilou snt cele mai mari generatoare de cldur transmis prin cptueal, manta, gura de ncrcare, jetul de font etc., cu excepia turnrii oelului.

Degajri mai mari de 20 J/cm2-min provoac ameeli. Pentru comparaie se menioneaz faptul c intensitatea de radiaie solar la ecuator, la mijlocul zilei, ieste de maximum 6,5 J/cm2-min de unde rezult condiiile grele de munc n sectoarele de elaborare a fontei.

Accidentele cauzate de explozii pot fi provocate de amestecurile de gaze explozibile, pre-cum i contactul dintre font, zgura lichid i ap.

Amestecul de aer cu oxid de carbon (CO) n proporie de 12,8 ... 75,0% devine explozibil, avnd temperatura de autoaprindere de 651C.

El se poate forma n cutie i conducte de aer, prin ptrunderea gazelor de cubilou. La contactul dintre fonta i zgura lichid, la evacuarea din cubilou se formeaz o cantitate

mare de vapori; de asemenea la contactul dintre fonta lichid i apa din inductorul cup-toarelor cu inducie. Din acest motiv se impune utilizarea de materiale uscate drept compo-nente ale ncrcturii, pentru cptueala cuptoarelor i oalelor de turnare i pentru spaiul de sub cubilou.

La cuptoarele electrice cu inducie pentru controlul cptuelii refractare se prevd apa-rate de msur, iar pentru semnalizarea eventualelor perforri a cptuelii se prevd diferite sisteme de alarm.

Personalul ce exploateaz cuptoarele va purta echipament adecvat compus din salopet, or de piele, mnui de piele, casc i ochelari de protecie etc.

EXAMEN ATESTAT 2013


9.BIBLIOGRAFIE

1. Utilajul si tehnologia turnarii aliajelor Laurentie Sofroni s.a.

Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1984

2. Fontele www.scribd.com 2012

3. Imagini www.google.com 2013

4.Stiinta si ingineria materialelor www.regielive.ro 2013
http://www.scribd.com/http://www.google.com/http://www.regielive.ro/

EXAMEN ATESTAT 2013

22 Sudarea cu flacara de gaze Autor:

4.10.TEHNOLOGIA SUDARII CU FLACARA OXIACETILENICA

4.10.1.GENERALITATI Sudarea cu flacra de gaze este un procedeu de mbinare folosit nc mult n ateliere

i pe antiere la sudarea tablelor subiri de oel i a metalelor neferoase, n special pentru poziii dificile, la recondiionarea pieselor de font i bronz, la ncrcarea cu metale dure etc. Dei din cldura degajat de flacr numai circa 10% este folosit pentru operaia de sudare propriu-zis, procedeul prezint avantajul c nu necesit aparate complicate sau reea elec-tric i deci poate fi folosit oriunde.

Procedeul prezint economicitate la sudarea tablelor subiri de oel i la unele metale neferoase, ns, pe msura creterii grosimilor de metal, productivitatea descrete i costul sudurilor executate se mrete, ceea ce limiteaz mult aplicarea lui economic.

Fig.4.10.1.

EXAMEN ATESTAT 2013


naintea operaiei de sudare, piesele de sudat se prind din loc n loc, pentru ca rostul dintre ele s rmn constant n tot timpul operaiei de sudare, astfel nct marginile de su-dat s nu se deplaseze ntre ele. n funcie de configuraia piesei, n loc de prinderi de sudur pot fi folosite clame de fixare a pieselor, care permit i o oarecare deplasare; calitatea sudu-rii este mai bun, deoarece dup sudare tensiunile interne i deformaiile snt mai reduse. Se mai recomand s fie folosite i pene de distanare introduse ntre rosturi, spre a se evita micorarea acestora sau eventual suprapunerea marginilor.

Pentru aducerea marginilor de mbinat la temperatura de sudare, este necesar ca acestea s fie n prealabil nclzite, ceea ce constituie un mare inconvenient fa de alte procedee de sudare, deoarece nclzirea produce transformri structurale n zonele nveci-nate sudurii i deformaii mari ale pieselor sudate. Pe antierele care nu dispun de reele electrice, sudarea cu gaz este mult folosit chiar la sudarea grosimilor mai mari de metal i de aceea n tehnologiile de sudare care vor fi expuse se va arta i modul de mbinare a acestora; in multe cazuri, ele nu snt recomandabile, n special dac pot fi utilizate procedee-le de sudare electric, care snt, mult mai productive i mai economice. Superioritatea pro-cedeului ns const n diversitatea mare a metalelor i aliajelor, precum i a produselor care pot fi sudate cu acest procedeu.

Rezultate bune se obin la aplicarea procedeului la sudarea metalelor i aliajelor cu temperaturi de topire sub 1 000C, la sudarea fontei cu perei subiri, la ncrcri cu aliaje dure, la reparaii.

4.11. METODE I REGIMURI DE SUDARE

Aplicarea celei mai corespunztoare metode la sudare conduce la obinerea unei cali-ti bune a sudurii cu zone influenate termic reduse i cu deformaii mici, cu un consum mai redus de gaz combustibil i oxigen i cu o vitez mai mare de lucru; nclinarea optim care trebuie dat suflaiului, i vrfului srmei de adaos care trebuie topit fa de locul de sudat, ct i orientarea n spaiu a sudurii de executat au dat natere la mai multe metode de suda-re.

Metodele de sudare se aplic n funcie de grosimea i conductivitatea caloric a ma-terialului de sudat.

Sudarea spre stinga constituie metoda cea mai simpl i mai uoar de nsuit de ctre sudori; se aplic la sudarea tablelor de oel subiri pn la grosimi de 45 mm. Pentru metale cu conductivitate termic mai mare, metoda se aplic pentru grosimi pn la circa 3 mm. Metoda const n nceperea sudrii din captul din dreapta al rostului de sudat; custura se execut de la dreapta spre stnga cu suflaiul n mna dreapt a sudorului, meninut nclinat cu un unghi de circa 45 sau mai mic fa de planul tablelor, n funcie de

EXAMEN ATESTAT 2013


grosimea tablelor de sudat i aplicat peste custura deja executat . Cu cit grosimea tablelor este mai mic, cu att nclinarea fa de planul tablelor este mai mic, ajungnd ca n cazul grosimilor sub 1 mm nclinarea s fie de 10. Srma de adaos inut de sudor n mna sting se afl naintea flcrii de sudare ; deoarece suflaiul este dirijat naintea custurii, aceast metod mai este numit i metoda nainte". Att suflaiului cit i srmei i snt imprimate mi-cri de oscilaii transversale . Tablele pn la grosimi de 4 mm se sudeaz cu rostul n I.

Metoda spre stnga se aplic att la sudarea orizontal, ct i la sudarea n diferite poziii: semiurctoare, n corni (orizontal pe perete vertical), peste cap etc. In toate cazurile se execut micri transversale de oscilaii, n zigzag sau n spiral. Suflaiului i srmei li se imprim oscilaii transversale opuse .

Sudarea spre dreapta este o metod mai dificil decit sudarea spre stnga, necesitnd din partea sudorului o pregtire mai ndelungat. Metoda se aplic la mbinarea tablelor mai groase de 4 mm pentru oel, iar pentru metale cu conductivitate termic mai mare, de exemplu, cupru, ia grosimi ncepnd cu 3 mm. Metoda const n nceperea sudrii din cap-tul din stnga al rostului de sudat; sudura se execut de la stnga spre dreapta, suflaiul fiind meninut nclinat cu un unghi de circa 70 sau chiar mai mare fa de planul tablelor, n func-ie de grosimea tablelor de mbinat, aplecat peste rostul nc nesudat.

Srma de adaos se menine tot la 45 ca i n cazul sudrii spre stnga i nainteaz du-p suflai, fiind aplecat asupra sudurii deja efectuate. Sudura se execut n urma suflaiului, i de aceea aceast metod de sudare se mai numete i metoda napoi". Suflaiului i se im-prim o micare rectilinie fr oscilaii, iar srmei o micare cu oscilaii transversale. Debitul orar de acetilen care genereaz puterea flcrii se ia pentru oel cu circa 50% mai mare fa de metoda spre stnga,

4.12. PREGTIREA PENTRU SUDARE

nainte de sudare, dup ce marginile pieselor au fost curate de orice fel de impuri-ti, ele se prind cu custuri scurte (prinderi), prin fixarea ntre ele a unui rost astfel nct s fie meninut ntre table distana constant necesar pe toat durata sudrii. Rostul poate fi:

n I, pentru table cu grosimea pn la 2 mm cu margini rsfrnte; rsfrngerea se ia de s + 1 mm (s, grosimea tablelor), iar sudarea se execut dup prinderea lor cu marginile aezate n contact fr rost (6=0);

n, I cu marginile tablelor distanate ntre ele cu 0... 2 mm, pentru table cu grosimea de pn la 4 mm;

EXAMEN ATESTAT 2013


n I, pentru table cu grosimea pn la 12 mm, pentru sudarea cu custur dubl n po-ziia vertical (de doi sudori deodat);

n V sau Y cu unghiul rostului a=5565 pentru sudarea spre dreapta la table cu gro-simea de 4 -12 mm, cu un rost ntre ele de 2 ... 4 mm;

n X cu un unghi =80 i cu un rost 5=2-3 mm, pentru table cu grosimea de 14-30 mm sudate ntr-o trecere pentru grosimi pn la 20 mm i n dou treceri pentru grosimi pn la 30 mm, sudura efectuat de doi sudori deodat.

Dup fixarea metodei de sudare i a execuiei prelucrrii necesare, tablele se prind ntr-o anumit succesiune n general alternant conform celor prevzute in fia tehno-logic. Distana dintre prinderi este i ea dat n fia tehnologic de execuie. In general, prinderile se execut ncepnd de la mijlocul custurii, succesive i alternant de o parte i de alta a primei prinderi, astfel nct s fie evitate deformaiile care eventual s-ar putea produce chiar la prinderi. Dup executarea prinderilor, se msoar rostul i unghiul tablelor, dac ele snt conform prescripiilor din fia tehnologic.

La sudare se vor folosi materiale de adaos corespunztoare metalului de baz. Se recomand ca acestea s fie de aceeai compoziie cu metalul de baz. Prinderile se exe-cut, de asemenea, cu acelai material de adaos ca i cel folosit pentru executarea sudurilor.

Prinderile la table cu grosimea pn la 5 mm se execut la distane de 30-40 s (s fiind grosimea materialului); la grosimi mai mari, prinderile se execut la distane de 20 ... 25s.

4.13.SUDAREA OELURILOR,FONTELOR I NEFEROASELOR

4.13.1. SUDAREA OELULUI CARBON I ALIAT Flacra de sudare formeaz o zon reductoare n care se dezvolt temperatura

cea mai nalt (circa 3 200C) i care totodat, datorit gazelor degajate CO i H,, reduce la fier oxizii formai. Pentru sudare, suflaiul trebuie astfel condus de sudor nct locul de sudat s fie tot timpul sub aciunea acestei zone, adic la o distan de 25 mm de vrful nucleului luminos, cu nclinarea necesar fa de planul piesei de sudat de la 1030 pentru grosimi pn la 4 mm i 4060 pentru grosimi de 510 mm. Sudarea pieselor cu grosimi de perete sub 3 mm este destul de productiv, n comparaie cu alte procedee de sudare. Sudarea ta-blelor de oel peste 3 mm grosime nu este productiv, deoarece se produc tensiuni interne i deformaii ale pieselor, iar zona influenat termic conine structuri grosiere, astfel nct, dup sudare, este necesar un tratament termic.

EXAMEN ATESTAT 2013


Pentru oelurile cu coninut de carbon peste 0,30% oelurile OL 60, OL 70 sau OLC 35, OLC 45 etc., se recomand ca piesele s fie prenc!zite la temperaturi de 150350C, temperaturile mai mari fiind pentru oelurile cu coninut de carbon mai ridi-cat; prenclzirea trebuie meninut n tot timpul sudrii, deoarece n caz contrar se pot produce crpturi.

Dup sudare, rcirea trebuie s fie nceat, pentru a se evita producerea structurilor de clire. La sudarea oelurilor cu coninut de carbon peste 0,3% se va folosi o flacr slab carburant, deoarece nu se recomand folosirea de srme de adaos cu coninut mai mare de 0,3%C, care provoac fierberea bii i produc poroziti n sudur. Pentru obinerea suduri-lor cu rezistene mai mari se folosesc srmele aliate, ca, de exemplu, S 10 Ml sau S10M2, cu mangan, sau srma S 08 N3 cu nichel. Dup sudarea pieselor din oeluri cu coninut mrit de carbon, acestea se vor supune trata-mentului termic de normalizare la 780800C. Dup operaia desudare, custura, indiferent de calitatea oelului, se va ciocni la rou cu bti dese i uoare de ciocan.

Sudarea oelurilor aliate prin procedeul cu gaz se recomand pentru aceleai grosimi de perete ca i pentru oelurile carbon.

Oelurile slab aliate cu coninut de carbon pn la 0,20% i cu un coninut de siliciu i crom pn la 1% (pentru fiecare) pot fi sudate corespunztor chiar dac coninutul de man-gan i nichel este mai mare. Astfel, oelurile pentru construcii metalice 19 M10, 10M16, 17M13, aliate cu mangan, i 18SM14, aliat cu mangansiliciu, se pot suda cu bune rezultate folosindu-se srmele de adaos conform STAS 1126-78, caliti-le S 10 Ml i S 12 M2 pentru oelurile aliate cu mangan i calitatea S 11 M2 S pentru oelul aliat cu mangan-siliciu. Oelurile mai complex aliate se vor suda cu srme corespunztoare aliate sau se vor decupa fii din tablele de sudat. Grosimile reduse de materii se recomand s fie sudate cu margini rsfrnte, n care caz nu mai este necesar metal de adaos. Oelurile slab aliate cu molibden i crom-molibden pentru evi (STAS 8184- 77), OAT 1, OAT 2, OAT 3, pot fi sudate dac grosimea peretelui este redus; sunt necesare srme de adaos de aceeai calitate cu a metalului de baz.

Oelurile aliate i oelurile aliate superioare pentru construcii de maini (STAS 791-80) pentru cementare pot fi sudate, dac grosimea peretelui nu este mare i se dispune de srme de adaos corespunztoare. Oelurile pentru mbuntire se sudeaz numai cu pren-clzire, iar dup sudare se execut un tratament termic de recoacere.

Oelurile mediu aliate, cu 2,5% Or i 1% Mo, sau cu 5% Cr i 0,5% Mo, sau cu 3% Cr i 0,5% Mo, se sudeaz cu prenclzire ntre 100 i 250C; dup sudare snt necesare tratamen-tele termice de revenire.

EXAMEN ATESTAT 2013


4.13.2. SUDAREA FONTEI Fontele fiind aliaje cu coninut mare de carbon, sudarea oxiacetilenic a acestora nu

se execut decit la cald. In acest scop, piesele din font se nclzesc n cuptoare la 600700C, iar n cazul pieselor mari nclzirea se face n cuptoare zidite special n acest scop, du-p ce a fost efectuat formarea locului de mbinat.

n prealabil, defectele se scobesc pn la obinerea metalului sntos, iar locurile de sudat se formeaz cu plci de grafit i nisip, dup care piesele se nclzesc ncet i uni-form pn la temperatura de lucru. La sudare, fonta prezint urmtoarele caracteristici:

la nclzire pn la temperatura de topire, fonta nu trece printr-o stare plastic ca oelul, iar la temperatura de topire ea devine brusc lichid;

n timpul sudrii este necesar folosirea de fluxuri, deoarece se formeaz oxizi de mangan i siliciu, care trebuie eliminai; se recomand fluxul cu 50% borax, 47% bi-carbonat de sodiu i 3% bioxid de siliciu, sau 80% acicl boric i 20% bioxid de siliciu; fluxurile dizolv oxidul de fier format i mpiedic decarburarea metalului.

4.13.3.SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR NEFEROASE

Metalele neferoase i aliajele lor se sudeaz pe scar larg prin procedeul cu gaz. n funcie de temperatura de topire i de conductivitatea termic a metalului sau a aliajului respectiv se alege mrimea suflaiului i n multe cazuri chiar gazul combustibil. Pentru meta-lele neferoase cu temperaturi joase de topire i n special pentru sudarea grosimilor reduse este preferabil folsirea unui gaz combustibil care s nu dezvolte o temperatur prea nalt; la sudarea acestor metale nu este necesar degajarea unei cantiti mari de cldur n zona reductoare, iar dac este folosit acetilen, se recurge la aer comprimat n loc de oxigen care dei nu are o temperatur de topire prea nalt (1 083C), ns avnd o conductivitate termic foarte mare, n special la sudarea grosimilor mai mari, necesit suflaiuri mult mai puternice, n comparaie cu cele folosite la sudarea oelului.

innd seama, de asemenea, de afinitatea mare pe care o au metalele neferoase de a forma oxizi, este absolut necesar folosirea fluxurilor care s mpiedice oxidarea, iar n cazul formrii oxizilor acetia s fie redui la metal. Aliajele metalelor neferoase au temperaturi de topire mai joase dect metalele respective i conductivitile termice mai reduse, astfel nct pentru sudarea acelorai gro-simi de metal snt necesare flcri de putere mai mic.

EXAMEN ATESTAT 2013


5.NORME DE SECURITATEA MUNCII LA SUDAREA CU FLACARA DE GAZE

In vederea prevenirii accidentelor care se pot produce la sudarea cu flacr de gaze, cum snt exploziile i incendiile, se va da o deosebit importan manipulrii corecte a ntregului utilaj de sudare n condiii de absolut securitate

Generatoarele de acetilen se vor amplasa n ncperi separate de locul de munc, bine ventilate, i care iarna nu trebuie s aib o temperatur minim sub +5C. La folosi-rea generatoarelor n ateliere, distana dintre generator i orice surs de foc, inclusiv flacra de sudare, trebuie s fie de minimum 10 m. Nu este permis introducerea genera-toarelor de acetilen n seciile de cald: forj, turntorie, tratament termic. Temperatura apei de rcire a generatoarelor nu trebuie s depeasc 75 ... ... 80C. In cazul folosirii unui carbid cu dimensiuni sub 25 mm, acesta se va stropi cu petrol lampant n proporie de 5%. Este interzis folosirea prafului de carbid. Nu este permis mrirea presiunii de acetilen prin ncrcarea clopotului generatorului cu greuti.

Nmolul din generator va fi aruncat nainte de fiecare ncrcare a generatorului cu carbid. Supapele de siguran ale generatoarelor vor fi verificate la nceperea lucrului i cel puin de dou ori pe schimb, precum i dup fiecare ntoarcere a flcrii. Genera-toarele se vor umple cu ap numai pn la nivelul indicat pe generator. Manipularea gen-eratoarelor se va efectua conform instruciunilor de deservire ale ntreprinderii produ-ctoare. Primele cantiti de acetilen produse de generator vor fi evacuate n atmosfer, deoarece conin aer. La terminarea lucrului, acetilena trebuie evacuat din generator, iar acesta curit cu atenie.

Generatoarele de acetilen cu debite pn la 20 m3/h pot fi instalate n ncperi lipite de atelierele pe care le deservesc, cu condiia ca peretele despritor s fie fr g o-luri i rezistent la explozii. Acoperiul acestor instalaii trebuie s fie de construcie uoar.

Incperea generatoarelor de acetilen va fi prevzut cu o ventilaie, care s asig-ure evacuarea acetilenei acumulat n ncpere, astfel nct concentraia n aer a acetil e-nei s fie sub limita de explozie.

In timpul zilei, ncperile generatoarelor de acetilen trebuie s aib suficient l u-min natural, astfel nct s se poat efectua toate lucrrile necesare fr a ntrebuina iluminatul artificial. Iluminatul artificial se va face cu o instalaie electric, montat n ntregime n afara cldirii.

Suprafaa ncperii n care se amplaseaz generatoarele de acetilen trebuie s fie pe ct posibil n concordan cu capacitatea acestora, dup cum urmeaz:

EXAMEN ATESTAT 2013


Capacitatea generatoarelor: Suprafaa ncperii:

max. 5 m3/h 8 m2 6 ... 10m3/h 16 m2 11 ... 20m3/h 24 m2.

Pe uile staiilor de acetilen trebuie scris vizibil i durabil urmtorul text: Ateniune! Generator de acetilen, pericol de explozie, fumatul sau apropierea cu foc inter-zis! Accesul persoanelor strine strict interzis.

Buteliile de oxigen vor fi ferite de orice murdrie de ulei, n special robinetele i re-ductoarele acestora, deoarece se pot produce puternice explozii. Buteliile de oxigen pot fi depozitate i n cabinele de lucru ale sudorilor, n poziie verti-cal.

Buteliile de acetilen se vor pstra numai n poziie vertical, spre a nu se scurge acetona din ele. Nu este permis un consum mai mare de 650 l/h dintr-o butelie. Buteliile trebuie ferite de nclziri. Ele nu se vor goli complet, ci se va lsa o presiune de circa 2 daN/cm2, dup care se monteaz buonul i capacul i se vor preda pentru umplere. Buteliile de acetilen pot fi pstrate i folosite chiar n cabinele de lucru, dup ce au fost montate corect reductoarele i verificate neetan- eitile.

Suflaiul trebuie s fie complet etan; se controleaz aspiraia la racordul de acetilen cu degetul, prin deschiderea robinetului de oxigen al suflaiului cu 1/2 rotaie. Numai dup aceast verificare se monteaz tubul de acetilen i se deschide robinetul de acetilen al suflaiului. Orificiile becurilor suflaiului murdrite cu funingine sau zgur se vor cura numai cu o srm moale de alam.

Robinetele buteliilor nu se vor deschide dect parial, pentru ca n cazul unui pericol s se poat nchide rapid. Dac robinetele snt defecte sau cu grsimi, buteliile cu aceste robinete se vor napoia fabricilor de oxigen.

Reductoarele de presiune, nainte de folosire, se vor verifica la etaneitate. Inainte de montare la butelie, se va purja o mic cantitate oxigen pentru ndeprtarea impuri-tilor i racord. Resortul reductorului trebuie s fie complet slbit cnd reductorul nu es-te folosit. Dac se produce un nghe, dezghearea se face cu ap cald curat, lipsit de grsimi. Sigiliul reductorului trebuie s rmn intact.

Tuburile de cauciuc pentru oxigen, de asemenea, vor fi ferite de ulei sau grsimi. Nu este permis folosirea miniului de plumb la etanare. Dup montare

EXAMEN ATESTAT 2013


la aparate, capetele tuburilor de oxigen i de acetilen se vor fixa prin coliere metalice, bine strnse, n vederea unei perfecte etanri. Nu este permis folosirea tuburilor de-fecte sau a tuburilor lipite cu band izolant. Pentru legare, tuburile se vor mbina cu n i-sipuri duble. Tuburile de cauciuc, nainte de folosire, se vor purja pentru ndeprtarea impuritilor din ele. Tuburile nu trebuie s ating corpuri nclzite sau s fie presate de piese grele. Tuburile defecte se nlocuiesc cu tuburi noi.

Carbidul se va pstra numai n butoaie ermetic nchise, depozitate n magazii spe-ciale, uscate, fr alte materiale; carbidul, absorbind umezeala din aer, poate degaja permanent acetilen n aer, formnd amestec explozibil. Nu se va folosi dect carbid de granulaie mare: 0,1 sau 2. Este interzis folosirea carbidului mrunt sau a prafului de carbid, deoarece se pot degaja cantiti mari de acetilen, care produc amestecuri, explo -zive. Nu este permis folosirea carbidului sub dimensiunea de 25 mm; chiar la aceast dimensiune courile se vor umple numai n proporie de 2/3, pentru ca degajarea acetile-nei s nu fie brusc.

Deschiderea butoaielor de carbid se va face numai cu scule din metale neferoase, pentru a nu se produce scntei. Dup preluarea carbidului din butoi, acesta se va etana cu capacul respectiv. Dup consumul carbidului, butoaiele se vor cura i spla n aer li-ber, iar praful de carbid strns se va arunca n gropile de nmol destinate carbidului co n-sumat.

Nmolul din generatoare se va arunca n gropi special destinate, distanate de cldiri, deoarece el degaj nc mult vreme acetilen productoare de amestec ex-plozibil.

Oxigenul n contact cu grsimi fiind exploziv, nu este permis nici un fel de ungere a robinetelor sau a tuburilor de oxigen cu grsimi.

Flacra de sudare, fiind o surs puternic de cldur cu temperatur foarte mare, trebuie meninut la o distan de minimum 2... 3 mm de piesa de sudat, evitndu -se atingerea vrfului suflaiului de pies, deoarece se pot produce ntoarceri ale flcrii.

Primele cantiti de acetilen vor fi evacuate n atmosfer, deoarece conin aer, adic amestec explozibil.

Materialele inflamabile, ca: lemn, hrtie etc., vor fi ndeprtate din locurile unde se lucreaz cu flacra de gaze, precum i din apropierea locurilor, deoarece se pot produce incendii; este interzis fumatul pe o distan de 10 m de locul de munc i n apropierea generatoarelor de acetilen. Locurile de munc se vor prevedea cu glei i furtunuri de ap, glei cu nisip sau cu stingtoare chimice, care snt cele mai recomandate. La nceperea lucrului, se controleaz etaneitatea suflaiului la racorduri i aspiraia de

EXAMEN ATESTAT 2013


acetilen la racordul de acetilen, prin deschiderea cu maximum 1/2 rotaie a robinetului de oxigen. Se controleaz apoi funcionarea corect prin aprinderea amestecului i se regleaz flacra necesar, neutr sau uor carburant; nu se va aprinde flacra oxigen. Nu este permis deplasarea cu suflaiul aprins i cu tuburile de cau- se nchide robinetul de acetilen, iar cu robinetul de oxigen puin deschis se cufund suflaiul n gleata cu ap.

Reglarea flcrii se face dup aprinderea amestecului de oxigen cu acetilen. Este interzis aprinderea flcrii fr oxigen, deoarece se defecteaz interiorul becului prin funinginea ce se formeaz. Stingerea flcrii se face nchizndu-se mai nti robinetul de acetilen i apoi cel de oxigen. Nu este permis deplasarea sudorului cu flacra aprins. innd seam de pericolul mare pe care l formeaz amestecurile de acetilen-aer sau acetilena-oxigen i de viteza mare de propagare a arderii acestor amestecuri, care, n an-umite proporii, trece chiar de 100 m/s, este foarte important ca la execuia lucrrilor de sudare cu gaz s fie evitat formarea acestora n aer. Un alt mare pericol, dup cum s-a mai artat, l formeaz oxigenul n contact cu substanele organice, cum snt grsimile i uleiurile, provocnd o autoaprindere, urmat de explozii i incendii. Fa de aceste per i-cole, nu este permis persoanelor strine s se apropie de locul de munc al sudorilor. Locul de munc trebuie s fie permanent echipat cu echipamentul necesar contra in-cendiilor, o cldare cu ap, o lad cu nisip, stingtoare chimice etc., iar sudorii l ajutorii de sudori n tot timpul lucrului trebuie s poarte tot echipamentul de protecie necesar. Locul de munc al sudorului trebuie s fie aerisit i pstrat n cea mai perfect ordine; se vor ndeprta toate materialele inflamabile. Cabinele de lucru trebuie s aib de o parte mese pentru piesele nesudate i de alt parte mese pentru piesele sudate. Dac piesele de sudat au grsimi sau vopsea, ele se vor curi pel ntreaga margine de sudat de orice impuritate, nainte de executarea prinderilor de sudur. Curirea se va face pe o lime de cel puin 100 mm de fiecare parte a rostului de sudat.

La sudarea n poziii incomode pentru sudor, culcat sau n genunchi, se vor aterne fo-lii de cauciuc cptuite cu pnz ignifug. La sudarea n interiorul rezervoarelor, acestea se vor curi cu abur, de asemenea se vor aterne sub picioarele sudorului folii de cauciuc cp-tuite cu pnz ignifug.

EXAMEN ATESTAT 2013


6.BIBLIOGRAFIE

1.Sudarea metalelor si aliajelor www.scribd.com

2.Utilajul si tehnologia sudarii Ilie Vasile 1980

3.Imagini www.google.com
http://www.scribd.com/http://www.google.com/

EXAMEN ATESTAT 2013

1 Sudarea M.I.G. Autor:

LICEUL TEHNOLOGIC NICOLAE BALCESCU

OLTENITA

EXAMENUL DE ATESTAT an scolar 2012-2013

Calificarea profesionala

TEHNICIAN PRELUCRRI LA CALD

TEMA

SUDAREA M.I.G.

(Metal Inert Gas)

Autor:

Clasa

Indrumator atestat,

2013

EXAMEN ATESTAT 2013


CUPRINS

1. Tema atestatului 1 2. Cuprinsul 2 3. Argumentul 3 4. Sudarea in mediu protector de gaze.Procedeul MIG 5

4.1.Considerente generale 5 4.2.Gaze utilizate la sudare 7 4.3.Sarme de sudura 9

5. Procedeul de sudare MIG 10 5.1.Generalitati 10 5.2.Principiul sudarii MIG/MAG 11 5.3.Instalatia de sudare MIG/MAG 12 5.4.Surse de curent pentru sudarea MIG/MAG 14 5.5.Dispozitivul de avans al sarmei 15 5.6.Pistoletul de sudare 16

6. Instalatii de sudare MIG/MAG cu reglare in trepte 17 6.1.Principiul sudarii in curent pulsant 18 6.2.Surse de curent pentru sudare in curent pulsant 18 6.3.Principiul functionarii unei surse de curent cu invertor 19 6.4.Gaze de protectie 19 6.5.Pozitii de sudare 20 6.6.Tipuri de arc electric 20 6.7.Manuirea pistoletului de sudare 21 6.8.Sarma-electrod 23 6.9.Tipuri de rosturi la sudare 23

7. Defecte la sudare 24 7.1.Defecte la sudare 24 7.2.Defecte de topire 25

8. Norme de protectia muncii la sudarea MIG 27 9. Bibliografie 29

EXAMEN ATESTAT 2013


3.ARGUMENTUL

Absolvenii noului sistem de formare profesional, dobndesc abiliti, cunotine, deprinderi dezvoltand si o serie de abiliti cheie transferabile, cu scopul de a sprijini pro-cesul de nvare continu, prin posibilitatea unei reconversii profesoinale flexibile catre meserii inrudite.

Fiecare dintre calificrile profesionale naionale necesit uniti de competen cheie i uniti de competen profesionale. Competenele profesionale sunt grupate n uniti de competen generale i specializate.

Cererea pieei i necesitatea formrii profesionale la nivel european au reprezentat motivele eseniale pentru includerea abilitilor cheie n cadrul Standardelor de Pregtire Profesional ( S.P.P. ) Tinerilor trebuie s li se ofere posibilitatea de a dobndi acele competene de baz care sunt importante pe piaa muncii.

Curriculum-urile specifice nivelul 3 de calificare au fost concepute astfel nct s dezvolte abiliti de care tinerii au nevoie pentru ocuparea unui loc de munc, pentru asumarea rolului n societate ca persoane responsabile, care se instruiesc pe tot parcursul vieii. Aceste cerine, necesare unei viei adaptate la exigenele societii contemporane, au fost ncorporate n abilitile cheie

Fiecare nivel parcurs n domeniul Tehnic, implic dobndirea unor abiliti, cuno-tine i deprinderi care permit absolvenilor fie s se angajeze, fie s-i continue pregtirea la un nivel superior.

Pregtirea forei de munc calificate n conformitate cu standardele europene pre-supune desfurarea instruirii bazate pe strategii moderne de predare i evaluare, centrate pe elev.

Noii angajai vor putea desfura sarcini non-rutiniere care implic colaborarea n cadrul unei echipe.

Prin unitile de competene specializate din cadrul Curriculum-ului specific nivelul 3

de calificare, elevul este solicitat n multe activiti practice care i stimuleaz i creativi-

tatea. Orice activitate creativ va duce la o lrgire semnificativ a experienei i la aplicarea

contient a cunotinelor dobndite.

EXAMEN ATESTAT 2013


Lucrarea de atestat SUDAREA MIG implica elevul in atingerea Standardelor de Pregatire Profesionala specifice pregatirii sale in domeniul tehnic.

Lucrarea prezinta informatiile tehnice organizate in cinci capitole.

In capitolul 4 sunt abordate aspectele cu caracter general asupra sudarii in mediu protector de gaze.

Capitolul 5 prezinta procedeul de sudare MIG: principiul de functionare, instalatia de sudare cu componentele de baza.

In capitolul 6 sunt prezentate informatii tehnice specifice instalatiei de sudare in cu-rent pulsant.

Capitolul 7 prezinta tehnici de sudare , defecte de sudare, cauze si remedierea aces-tor defecte.

Capitolul 8 abordeaza norme specifice protectiei muncii la sudarea in mediu protec-tor de gaze.

Elaborarea lucrarii de atestat a permis atingerea unor unitati de competenta :

1. Comunicare si iteratie. 2. Asigurarea calitatii. 3. Igiena si securitatea muncii. 4. Lucrul in echipa. 5. Utilizarea calculatorului si prelucrarea informatiei

EXAMEN ATESTAT 2013


4.SUDAREA IN MEDIU PROTECTOR DE GAZE

Procedeul MIG

4.1.CONSIDERENTE GENERALE

Sudarea n mediu de gaze poate fi clasificat dup mai multe criterii: Dup tipul electrodului:

sudare cu electrod fuzibil;

sudare cu electrod nefuzibil. Dup natura gazului de protecie, sudarea se poate desfura:

n gaz inert;

n gaz activ;

n amestecuri de gaze. Dup forma arcului:

sudare cu arc electric liber;

sudare cu arc electric constrns (plasma). Dup felul aportului materialului de adaos:

sudare fr material de adaos;

sudare cu material de adaos. Sudarea cu material de adaos poate fi realizata prin:

introducerea acestuia din exterior;

introducerea acestuia prin arc (electrod al arcului). Dup felul srmei electrod folosit la sudare distingem:

sudare cu srma plin;

sudare cu srma tubular;

sudare cu srma plin i flux magnetizabil.

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.4.1.1.Clasificare

Sub aspect tehnic posibil i economic aceste variante se grupeaz n patru procedee principale de sudare n gaze: WIG - wolfram inert gaz;

MIG - metal inert gaz; MAG - metal activ gaz;

PL - cu plasm.

Fig.4.1.2.Procedee de sudare

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.4.1.3.Procedeul de sudare MIG

Sudarea MIG realizeaz arcul electric ntre srma electrod i materialul de baz, sr-ma electrod trecnd prin piesa de contact, mpins de un mecanism de avans cu role. Gazul inert sau gazul activ asigur protecia arcului. Procedeul de sudare MIG (Metal Inert Gas) este o metod bine cunoscut azi care ofer numeroase avantaje fa de alte metode de sudare, unul din acestea fiind economisirea timpului.

n sudarea MIG o srm fuzibil- electrod este alimentat n mod automat n baia de sudur cu o vitez prealeas i care determin curentul de sudare. In acest procedeu nveli-ul de zgur protectoare care la sudare cu electrozi nvelii asigur stabilitatea arcului, e n-locuit de o ptur de gaz inert, care e dirijat ctre arc printr-un bec. Sudarea MIG produce mbinri uniforme n orice metale n uzul comun n ateliere de producie n orice grosimi de tol.

4.2.GAZE UTILIZATE LA SUDARE

Dintre gazele inerte cele mai folosite sunt argonul i heliul. Dintre gazele active cele mai folosite sunt dioxidul de carbon, hidrogenul i uneori acestea n combinaii cu azo-tul i oxigenul. Densitatea fa de aer i potenialul de ionizare sunt date n acelai tabel. Se constat ca heliul este cel mai uor gaz folosit la sudare.

Din acest motiv asigurarea proteciei bii cu ajutorul heliului trebuie fcut cu un debit de heliu aproape dublu dect debitul necesar proteciei cu argon, ntruct

EXAMEN ATESTAT 2013


acesta are tendina de a se ridica de la locul sudrii n condiiile n care sudura se execut n plan orizontal. Potenialul de ionizare al heliului fiind mai mare dect al argonului, acesta necesit o tensi-une mai mare a arcului pentru asigurarea stabilitii procesului. Tensiunea mai mare a arcului atrage pn la urma o putere a arcului electric mai mare. Arcul arde mai linitit n argon dect n heliu. Hidrogenul nu se folosete la sudarea aliajelor de aluminiu, cupru, magneziu fiindc se dizolv n cantiti mari n baia de sudur formnd pori i fisuri n mbinare.

De asemenea, hidrogenul nu se folosete nici n amestecuri cu alte gaze la sudarea acestor materiale. El poate fi folosit la sudarea tuturor materialelor metalice, n afara celor enumerate, prin procedeul atom arc sau cu hidrogen atomic. Dioxidul de carbon este un gaz activ avnd efect oxidant asupra unor materiale din baia de sudur.

Tabelul 4.2.1.

n tabelul 4.2.2 se dau principalele gaze sau amestecuri de gaze pentru sudare i domeniul lor de folosire:

EXAMEN ATESTAT 2013


Tabelul 4.2.2.

4.3.SRME DE SUDUR

Srmele folosite au diametrele: 0,6; 0,8; 1,2; 1,6; 2,5 i 3 mm. Valorile intensitii curentului care face trecerea de la o variant de sudare la alta sunt date n tabelul 4.3.1.

Tabelul 4.3.1.

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.4.3.1.Srme de sudare

5.PROCEDEUL DE SUDARE MIG

5.1.GENERALITI

Procedeul de sudare MIG/MAG a inceput sa se dezvolte incepand cu anul 1947, cand pe piata din SUA au aparut primele instalatii destinate acestui procedeu. Pe atunci se numea sudare S.I.G.M.A, care era prescurtarea de la Shielded Inert Gas Metal Arc (poate fi echiva-lata cu sudarea MIG).

In anul 1952, inginerii rusi au folosit pentru prima data CO2 (dioxid de carbon) la su-dare, astfel a luat nastere procedeul cunoscut astazi ca si sudarea MAG. In scurt timp, acest procedeu s-a raspandit cu repeziciune in Europa vestica pentru sudarea otelurilor nealiate si slab aliate.

Totusi, odata cu scaderea pretului la argon in anii `60, a inceput sa se utilizeze si amestecuri de gaze, iar utilizarea acestora s-a extins tot mai mult de-a lungul anilor. In prezent este posibila sudarea MIG/MAG la standarde de calitate superioare si cu productivitate ridicata.

In decursul ultimilor ani, sudarea MIG/MAG a castigat o importanta tot mai mare, nu doar pentru sudarea otelurilor de constructii nealiate si slab aliate, ci si pentru sudarea aluminiului si a otelurilor inalt aliate datorita tehnologiei arcului electric pulsat.

EXAMEN ATESTAT 2013


Datorita caracteristicilor speciale, cum ar fi: rata ridicata de depunere, patrundere adanca, rentabilitate mare, manevrare usoara, mecanizare completa etc., sudarea MIG/MAG ofera multe avantaje fata de alte procedee de sudare.

5.2.PRINCIPIUL SUDARII MIG/MAG.

Arcul electric arde intre un electrod care se topeste (si care este in acelasi timp mate-rial de adaos de sudare) si piesa de sudat. Gazul de protectie este fie inert (MIG de ex. ar-gon, heliu si amestecuri ale acestora), fie activ (MAG CO2, sau amestercuri Ar cu CO2, si/sau O2) . Se pot folosi si amestecuri de gaze cu 2, 3 sau 4 componente, ca de ex. dioxid de carbon, ar-gon, heliu si oxigen. De asemenea, se poate folosi chiar si dioxid de carbon pur.

Schita prezinta principiul procedeului. Sarma electrod vine de la bobina si este condusa prin rolele de antrenare la duza de curent. In marea majoritate a cazurilor polul pozitiv este la sarma. Capatul liber al sarmei este scurt, astfel incat se pot utiliza intensitati ridicate de curent, cu toate ca electrodul este subtire. Gazul de protectie iese dintr-o duza de gaz, care inconjoara electrodul concentric si protejeaza arcul electric de actiunea atmosferei.

Fig.5.2.1.Principiul de sudare

EXAMEN ATESTAT 2013


5.3.INSTALAIA DE SUDARE MIG/MAG

Fig.5.3.1.Instalatia de sudare

1. Sursa de curent de sudare 2. Dispozitivul de avans la sarmei 3. Pachetul de furtune de legatura 4. Pistoletul de sudare manuala 5. Sistemul de racire 6. Butelia de gaz

EXAMEN ATESTAT 2013


5.3.1.VARIANTE CONSTRUCTIVE

Sistem compact

dispozitivul de avans al sarmei este incorporat in sursa de sudura;

distanta de la sursa la locul de munca este limitata de lungimea pistoletui;

sarma este impinsa.

Fig.5.3.1.1.

Sistem cu derulator separat

dispozitivul de avans al sarmei este exterior sursei de sudura; distanta de la sursa la locul de munca este data de

lungimea pachetului de furtune dintra sursa si DAS si de lungimea pistoletui; sarma este impinsa

Sistem Push-Pull sarma este trasa si impinsa lungimea pistoletului poate fi mult mai mare exista si in varianta compacta si in vari-

anta cu derulator separat

EXAMEN ATESTAT 2013


Fig.5.3.1.2.

5.4.SURSE DE CURENT PENTRU SUDAREA MIG/MAG

Doar surse de curent continuu sunt utilizate la sudarea MIG/MAG, cu polul puls la sarma - electrod (in care se folosesc sarme tubulare, la anumite tipuri de sarme este necesar ca polul negativ sa fie la sarma). Sursa de curent trebuie sa permita o reglare fina, pentru a permite obtinerea unui set parametri optimi pe intregul domeniu de. In cazul unei instalatii cu reglaj in trepte, pasul trebuie sa fie adaptat domeniului de curent corespunzator instalatiei(de ex. 18 36 trepte la o instalatie de 300A). In cazul surselor de curent mai sofisticate (cum ar fi sursele de curent cu invertor), puterea poate fi reglata continuu (adica, fara trepte) cu ajutorul unui potentiometru. La alegerea unei instalatii de sudare in mediu de gaz protector este important ca sursa de curent sa aiba o putere de iesire suficienta. Pe placuta indicatoare sunt prezentate datele tehnice ale instalatiei. Durata activa (DA) a unei surse de curent este data in procente. In mod normal, pe placuta indicatoare este data intensitatea permisa a curentului si tensiunea corespunzatoare pentru o durata activa de 100% si respectiv 60%. La interpretarea informatiilor trebuie tinut cont de durata ciclului care poate fi 5 sau 10 min si de temperatura mediului ambiant care poate fi 25 sau 40 C. La susele FRONIUS informatiile se refera la o durata a ciclului de 10 min. la o temperatura a mediului inconjurator de 40C. Sursa de curent a

Documents

Tehnician Prelucrari La Cald_2015