capitolul 15_defecte de sudare

SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR

TANAVIOSOFT 2011

1

Autor : profesor Tănase Viorel

C15

Capitolul 15

DEFECTELE IMBINARILOR SUDATE

15.1.GENERALITATI

Prin defecte ale îmbinărilor sudate, care pot apărea atit în sudură, cît şi în zonele învecinate cordonului de sudură, se înţelege orice abatere de la forma, continuitatea, dimensiunile, aspectul, structura şi compoziţia chimică, prescrise pentru cusătură în normative sau caiete de sarcini, care conduc, în final, la o re-ducere a rezistenţei mecanice, afectînd defavorabil, comportarea construcţiei su-date în exploatare.

Defectele se pot clasifica în :

exterioare, care se pot observa cu ochiul liber direct sau cu ajutorul unor mij-loace de punere în evidenţă (soluţii penetrante, lupă) ;

interioare, care nu pot fi observate cu ochiul liber. Defectele se pot datora unor greşeli de proiectare a construcţiilor sudate,

tehnologie de sudare necorespunzătoare, alegerea greşită a materialului de adaos, nerespectarea în condiţiile industriale a unui proces tehnologic constant şi repe-tabil.

Este de subliniat că la baza obţinerii unor cusături de sudură de calitate, stă, ală-turi de calificare, corectitudinea şi conştiinciozitatea sudorului în executie.

15.2.REPREZENTAREA DEFECTELOR DE SUDARE


TANAVIOSOFT 2011

2


C15


TANAVIOSOFT 2011

3


C15

DEFECTE DE SUDARE-RADIOGRAFII

Fig.15.1. Lipsa de patrundere/ Fig.15.2.Concavitate la radacina/ lipsa de topire la radacina patrundere excesiva la radacina


TANAVIOSOFT 2011

4


C15

Fig.15.3.Lipsa de aliniere/ Fig.15.4.Crestatura la radacina/ convexitate la radacina crestatura

Fig.15.5.Fisura transversala/ Fig.15.6.Fisura longitudinala/ fisura la radacina fisura radiala(stea)

Fig.15.7.Incluziuni de zgura Fig.15.8.Incluziuni de zgura


TANAVIOSOFT 2011

5


C15

Fig.15.9.Sufluri Fig.15.10.Pori

Fig.15.11.Pori Fig.15.12.Incluziuni/ sudura incompleta

Fig.15.13.Sudura in exces/ Fig.15.14.Rizuri de suprafata/ incompleta la radacina stropi


TANAVIOSOFT 2011

6


C15

15.3.FISURI

Fisurile, sînt discontinuităţi care se produc fie in timpul răcirii, sub acţiunea tensiunilor termice, fie sub acţiunea solicitărilor de montaj sau celor din exploata-re.

Fisurile pot fi situate :

în cordonul de sudură CS ; in zona de legătură ZL dintre cordonul de sudură şi materialul de bază ; în zona de influenţă termică ZIT; în materialul de bază MB.

Fig.15.3.1.Fisura longitudinala Fig.15.3.2.Fisura transversala

Fig.15.3.3.Fisura longitudinala Fig.15.3.4.Fisura transversala

A.FISURI LA CALD.

Se formează la temperaturi apropiate de limita inferioară de solidificare a băii de metal topit, atunci cînd materialul fluid şi solid există în acelaşi timp. Soli-dificarea mai avansată în acest interval de temperatură a unei anumite game de elemente de aliere (Mn, Cr, Mo, Va), modifică compoziţia chimică a băii de metal topit faţă de cea


TANAVIOSOFT 2011

7


C15

Fig.15.3.5

a materialului de bază. Există astfel posibilitatea, să se formeze în restul de metal topit, constituenţi pe bază de sulf, fosfor, siliciu sau alte elemente, al căror punct de topire este mai scăzut.

Aceşti constituenţi, rămîn în stare lichidă o anumită durată după solidifica-rea oţelului, formîndu-se astfel o reţea solidificată, umplută cu lichid. Dacă în această situaţie, asupra îmbinării acţionează forţe, atunci pot apare fisuri. Perico-lul de fisurare la cald creşte, odată cu sporirea conţinutului de carbon, deoarece măreşte intervalul de solidificare al întregului material şi, în plus, creşte pericolul de rupere locală datorită tensiunilor interne cauzate de micşorarea alungirii. Ten-dinţa de fisurare la cald depinde, în mare măsură, de compoziţia chimică a mate-rialului de bază cit şi a celui de adaos.

B.FISURI LA RECE.

Fisurile la rece, se formează sub temperaturi de 400 °C generate de mai mulţi factori dintre care, viteza de răcire are un rol hotărîtor. In cazul că viteza de răcire a îmbinării sudate, depăşeşte viteza critică de răcire, apar transformări structurale în material ca, trecerea faze: austenitice în martensită. Se formează ast-fel, zone cu duritate mărită şi cu posibilităţi reduse de deformare pentru prelua-rea tensiunilor, zone în care pot lua naştere fisuri.

De compoziţia chimică, depinde în primul rînd, viteza critică de răcire. Car-bonul este elementul care joacă rolul primordial. La sudare, în condiţii de răcire normale, cu conţinuturi de carbon peste 0.25% pot apare structuri martensitice (de


TANAVIOSOFT 2011

8


C15

călire) care favorizează fisurarea la rece. De aceea, oţelurile cu 00,25% sînt consi-derate numai condiţionat sudabile.

Conţinutul de fosfor prea ridicat alături de conţinutul ridicat de carbon, contribuie şi mai mult la fisurare. Şi alte elemente de aliere influenţează asupra pericolului de fisurare. De aceea, se atribuie acestora un coeficient de echivalenţă în raport cu carbonul.

STAS 7194-65 prescrie pentru carbonul echivalent Ct în % următoarea formulă :

tPSiCuMoNiCrMn

CCe 0024,04

%

4

%

13

%

4

%

15

%

5

%

6

%%

în care t, este grosimea piesei care se sudează, în mm, iar C, Mn, Cr, Al etc., sînt valorile, în procente, ale elementelor de aliere.

Relaţia, scoate în evidenţă că, după carbon, fosforul este elementul cel mai defavorabil, urmat de molibden, crom şi mangan, în timp ce cuprul şi nichelul au o influenţă negativă mult mai mică. Pentru oţeluri nealiate sau slab aliate, care au un conţinut de carbon Cc0,22%, carbonul echivalent trebuie să fie C, <0,50%. Cînd conţinutul de C şi Cf din oţel, întrece limitele de mai sus, este necesar să fie luate măsuri speciale pentru sudare.

Uneori, amorsarea fisurării la rece a fost cauzată de concentrarea locală a eforturilor unitare datorită altor tipuri de defecte (pori, sufluri, incluziuni de zgu-ră, nepătrunderi etc.). Totodată, anumite defecte în material (exfolieri, impuri-tăţi), ce apar în cursul operaţiilor premergătoare operaţiei de sudare, pot, de asemenea, genera fisuri.

Măsuri tehnologice speciale pentru evitarea fisurilor la rece. Preincălzirea. Micşorarea vitezei de răcire se poate obţine prin preîncălzirea

materialului. Diferenţa de temperatură dintre baia de sudură şi materialul de ba-ză, se micşorează, reducîndu-se viteza de răcire care nu mai atinge valori critice. Preîncălzirea mai are şi alte efecte favorabile, ca : uşurarea difuziunii hidrogenului — care contribuie în mod hotărîtor la fi-

surare — şi uşurarea degajării altor gaze, prin care se evită formarea de pori sau sufluri ;

reducerea intensităţii tensiunilor interne prin reducerea gradientului de temperatură maxim în timpul desfăşurării ciclului termic de sudare.


TANAVIOSOFT 2011

9


C15

Preîncălzirea, atrage, după sine cheltuieli suplimentare pentru execuţie şi con-trol şi totodată, înrăutăţeşte condiţiile de lucru ale sudorului. De aceea, preîncăl-zirea se va aplica numai în cazuri şi în limitele necesare. Tratamentul termic de detensionare. Acest tratament, are ca urmare, restabili-rea modificărilor structurale ale cristalelor deformate, recristalizarea, difuziunea hidrogenului, îmbătrînirea după deformare. Se urmăreşte :

relaxarea optimă a tensiunilor interne ; mărirea ductibilităţii materialelor fragilizate ; înrăutăţirea minimă a caracteristicilor materialului de bază.

Pentru a îndeplini dezideratele de mai sus, trebuie ca materialul să fie încălzit pînă la o anumită temperatură, o singură dată, în cuptor închis. La atingerea temperaturii de tratament, are loc o scădere a tensiunilor interne, ca apoi, la răcire, să se producă din nou o oarecare creştere a acestora. Pentru obţi-nerea unui tratament de detensionare eficace, se recomandă :

construcţiile sudate să nu fie introduse în cuptorul de tratament termic dacă temperatura acestuia depăşeşte 320 °C±20 °C ;

temperatura la scoaterea din cuptor a subansamblelor sudate să fie sub 300 °C;

să se limiteze în perioada de menţinere la temperatura de regim, diferenţa maximă de temperatură între diferitele puncte ale piesei care se încălzeşte la cca 50 °C, cu condiţia ca gradientul de temperatură să nu depăşească 20 °C pe metru liniar ;

să nu se încălzească la foc direct îmbinările sudate care sînt supuse trata-mentului termic de detensionare.

Fisuri de crater. Faţă de fisurile la rece, fisurile de crater prezintă anumite particulari-tăţi. La un cordon de sudură, craterul apare datorită retragerii prea rapide a elec-trodului. Baia topită subţire a craterului final nu poate prelua eforturile de con-tracţie şi astfel, apare fisura la răcire.

Fisuri la rădăcină.

Particularităţile formării fisurilor la rădăcină (fisură a primului strat) constă în faptul că semifabricatul fiind încă destul de rece la depunerea primului strat, viteza de răcire atinge valori mari şi astfel, se măreşte pericolul de apariţie a unor structuri de călire.


TANAVIOSOFT 2011

10


C15

In acest caz, defectele cordonului de sudură care apar la rădăcină (incluzi-uni, crater final etc.), sînt mai periculoase datorită acţiunii lor de concentrare a eforturilor, reprezentînd puncte de amorsare a fisurilor.

15.4.PORI ŞI SUFLURI Porii şi suflurile, sînt mici cavităţi în cordonul de sudură, umplute cu gaz,

cavităţi care pot fi dispuse haotic în cordonul de sudură. Mecanismul formării acestora în suduri, are loc la trecerea metalului din stare lichidă în stare solidă, cînd solubilitatea gazelor, scade. Se formează bule de gaze care rămîn în contact cu faza solidă, atîta timp cît nu au atins dimensiunile necesare desprinderii şi ieşi-rii la suprafaţa metalului.

Fig.15.4.1.Pori si sufluri

Dacă viteza de separaţie a bulelor de gaz este mai mică decît viteza de crista-lizare, bulele de gaz rămîn prinse între cristalele formate şi astfel, apar pori în cu-sătură. Gazele aflate în pori şi sufluri, sînt în general compuşi ai hidrogenului ,azotului şi oxigenului. Practic, în toate cordoanele de sudură se formează gaze, însă într-un cordon de sudură fără pori, acestea sînt evacuate înainte de solidifica-rea băii topite.

Suflurile pot fi :

sufluri sferice, după forma lor sferoidală ; atunci cînd suflurile de această formă au dimensiuni submilimetrice se numesc pori;


TANAVIOSOFT 2011

11


C15

Fig.15.4.2.Pori si sufluri

sufluri alungite, sînt acele sufluri care au forma diferită de cea sferică şi care au dimensiunea cea mai mare de-a lungul cordonului de sudură.

Cauzele principale ale apariţiei defectului, sînt :

Umiditatea. Dacă în mediul ambiant în care se sudează există o cantitate ma-re de vapori, umiditatea poate depăşi o anumită limită şi, în oţelul topit, se dizolvă o cantitate mai mare de hidrogen, care duce la apariţia porilor în cordonul de sudură. Învelişul umed al electrozilor, este un alt factor de care depinde umiditatea.

Pericolul existenţei unei umidităţi, peste limitele admisibile, apare în special, la electrozii bazici care au în înveliş componenţi higro- scopici. Astfel, la acest tip de electrozi, este suficientă o umiditate de 0,35% din greutatea învelişului pentru a apare sufluri în cordonul de sudură. De aceea, trebuie să fie uscaţi înainte de uti-lizare, circa două ore, la temperatura de aproximativ 250 °C. Fluxul bazic folosit la sudare, va fi de asemenea uscat la o temperatură similară.

Umiditatea existentă pe semifabricat, în special la începutul cordonului de sudură, poate să contribuie la formarea de sufluri. De aceea, în situaţii cînd umi-ditatea este excesivă, aceasta urmează să fie înlăturată prin preîncălzire.

Impurităţile. Suprafeţele care urmează să fie sudate, trebuie curăţite cu grijă de ţunder, rugină şi coaja de la laminare. De asemenea, trebuie să fie înlăturate complet substanţele organice


TANAVIOSOFT 2011

12


C15

Grăsimile, uleiurile, vopselele sau alte substanţe organice se vapori- zează şi se descompun la temperatura arcului în elemente componente, ceea ce duce la apariţia în cantităţi mari — în cordonul de sudură — a hidrogenului şi oxigenului şi deci, la formare de sufluri.

Curentul de sudare prea mare. Temperatura băii de metal topit, determinată de curentul de sudare, nu trebuie să depăşească anumite limite. Reacţiile chimice care au loc în baia de sudură sînt accelerate odată cu creşterea tem-peraturii, însă creşte şi solubilitatea gazelor în metalul topit. Odată cu răci-rea şi solidificarea, cantităţile mai mari de gaze nu pot fi evacuate în între-gime şi astfel, apar mulţi pori sau sufluri, in cordoanele de sudură.

Sudarea la temperaturi joase. Cînd se face sudarea în condiţii de temperaturi joase (iarna), se observă o creştere a vitezei de răcire şi cristalizare a metalu-lui băii de sudură, ceea ce duce la îngreunarea ieşirii gazelor şi oxizilor la suprafaţa sudurii. în asemenea situaţii, se măreşte energia liniară de sudare, se realizează suduri din mai multe straturi, se face preîncălzirea pieselor ca-re se sudeaza.

15.5.INCLUZIUNI

Particulele solide existente în interiorul cordonului de sudură — avînd o compoziţie diferită — se numesc incluziuni. Forma lor, poate fi : sferică, plană, alungită etc.

Fig.15.5.1.Incluziuni


TANAVIOSOFT 2011

13


C15

Clasificarea incluziunilor. Incluziunile de zgură sau flux, sînt resturi de zgură sau flux care au ră-mas în cordonul de sudură. Mărimea acestora variază de la dimensiuni micro-scopice pînă la cîţiva milimetri în secţiune. Incluziuni de zgură microscopice, apar, practic, în toate cordoanele de sudură. Se apreciază că ordinul de mărime a numărului total de incluziuni de zgură este de aproximativ 103/cm3. Cantitatea în greutate, a incluziunilor este de circa 0,5% din greutatea cordonului de sudură, dacă acesta este bine executat, iar la cordoanele de slabă calitate incluziunile pot ajunge la 3%.

Compoziţia chimică a incluziunilor de zgură, depinde de compoziţia înveli-şului electrodului, fluxului de sudare, de reacţiile de oxidare care au loc în meta-lul lichid al băii de sudură.

Fig.15.5.2.Incluziuni de zgura

Incluziunile de oxizi, sînt oxizi metalici incluşi în masa cordonului de sudură în timpul procesului de solidificare.

Cauzele principale ale apariţiei defectului. Suprafeţele pieselor care urmează a fi sudate sînt acoperite cu : ţunder ră-mas de la laminare, oxizi metalici, murdărie sau alte impurităţi care ajung în baia de sudură dînd naştere la incluziuni. De aceea, se recomandă curăţirea suprafe-ţelor pieselor pe o lăţime egală cu circa de două ori grosimea viitorului cordon de sudură.

Rugozitatea rezultată la debitarea tablei cu flacără, pot fi locurile unde, în timpul sudării, se depune zgură, care este greu de înlăturat. De aceea, urmele de-bitării tablei, trebuie îndepărtate prin polizare.

Majoritatea incluziunilor se datoresc îndepărtării insuficiente a zgurii de pe straturile de sudură depuse anterior, sau, în cazul sudării intr-o singură trecere, conducerii incorecte a electrodului în vederea eliminării zgurii. Datorită conduce-rii necorespunzătoare a electrodului de diametru prea mare, sau datorită acţiunii de suflare a arcului, are loc o păşire a zgurii spre înainte.


TANAVIOSOFT 2011

14


C15

De aceea se recomandă, pe lingă conducerea electrodului astfel încît să se evite trecerea zgurii în baia topită, să se asigure o amestecare a băii cu ajutorul ar-cului pentru a se uşura ridicarea la suprafaţă a incluziunilor. La executarea unui cordon de sudură în mai mul

Fig.15.5.3.Incluziuni de zgura

traturi, incluziunile de zgură se datoresc, în condiţii normale de execuţie, neaten-ţiei sudorului la îndepărtarea zgurii, cît şi alegerii unei ordini sau depuneri neco-respunzătoare a straturilor de sudura.

15.6.LIPSA DE PĂTRUNDERE

Nepătrunderea materialului topit pe toată secţiunea necesară sudurii, se nu-meşte lipsă de pătrundere.

Cauzele acestui defect, pot fi :

Geometria teşirii muchiilor tablelor incorect aleasă. În standarde, sînt prescrise : unghiul de teşire, mărimea rostului şi a pragului pentru tipurile de îmbinări, atît pentru sudarea manuală cît şi pentru sudare automată.

Diametrul prea mare al electrodului. La sudarea stratului de rădăcină, alegerea unui electrod de diametru prea mic duce la realizarea unei băi înguste de metal topit, care prezintă pericolul de a nu putea prelua for tele de contracţie ce apar. De aceea, se tinde în practică, să se aleagă un diametru de electrod sau sîrmă de suda-re mai mare. Un diametru prea mare poate duce la lipsa de pătrundere la rădăcină

Fig.15.6.1.Lipsa de patrundere


TANAVIOSOFT 2011

15


C15

15.7.LIPSĂ DE TOPIRE

Este o defecţiune care se caracterizează prin lipsa de legătură între materia-lul de bază şi cel de adaos sau între straturile succesive ale metalului depus. Lipsa de topire poate apare în diferite locuri, în funcţie de tipul îmbinării şi anume :

lipsă de topire laterală; lipsă de topire la rădăcină; lipsă de topire între straturi.

Fig.15.7.1.Lipsa de topire

Aceste defecte apar, de obicei, cînd materialul de adaos, în stare topită, ajunge într-o zonă a piesei ce urmează a fi sudată şi care nu a fost suficient încălzi-tă de arcul electric şi se datoresc următoarelor cauze :

geometria necorespunzătoare a teşirii muchiilor tablelor: unghi de teşire mic, rost inexistent sau prea mic între piesele de îmbina

curăţirea neîngrijită a tablelor care se sudează, de : ţunder, vopsele, rugină, care împiedică realizarea unei fuziuni corecte a materialului topit cu materialul de baz

intensitatea prea mică a curentului, deci căldură insuficientă pentru în-călzirea materialului de bază ;

viteza mare de sudare, care poate duce la depunerea materialului de adaos, înainte ca materialul de bază să aibă timp să se încălzească la temperatura de topire ;

diametrul electrodului prea mic, în special la table groase, unde, pierderi-le de căldură sînt mar


TANAVIOSOFT 2011

16


C15

15.8.ARDEREA CORDONULUI DE SUDURA

Este un proces chimic care duce la scăderea substanţială a proprietăţilor me-canice. Micşorarea acestora se datoreşte arderii elementelor de aliere peste limite admise precum şi oxidării fierului. Cordonul de sudură apare oxidat la suprafaţă, şi, examinat la microscop, se observă incluziuni de zgură. Acest defect, se datoreş-te — în primul rînd — intensităţii prea mari a curentului de sudare sau vitezei de sudare prea mici. Arderea, este favorizată de un arc de sudare prea lung care uşu-rează pătrunderea oxigenului la locul de sudură. Dacă rostul între tablele care se îmbină este prea mare, poate de asemenea să apară acest defect.

La arderi, nu se pot obţine ameliorări ale structurii prin tratamente termice şi de aceea, aceste defecte sînt nepermise la construcţiile cu solicitări mecanice. Cordoanele de sudură arse, trebuie înlăturate.

În cazul unor sudări ale oţelurilor anticorosive, prin arderile parţiale ale ele-mentelor de aliere, se pierde rezistenţa la coroziune. Se recomandă, în acest caz, ca piesele sudate să se încălzească simultan la temperatura de topire. Această condi-ţie este îndeplinită de sudurile cap la cap. Sudurile de colţ trebuie, în general, să fie evitate.

15.9.DEFECTE DE FORMĂ Lăţime neregulată a cusăturii. Dacă rostul pieselor de îmbinat este mai mare

decît cel prescris, rezultă cusături mai late şi dacă mărimea rostului este neuni-formă, în special la sudare automată, se obţin cordoane

Fig.15.9.1.Defecte de forma

de sudură cu lăţime variabilă . Acest defect poate să apară şi în condiţii normale de sudare sub influenţa unor factori perturbatori, ca : variaţia tensiunii în reţea, variaţia vitezei de înaintare a electrodului sau a tractorului de sudură datorită unor înţepeniri. La apariţia lăţimii neuniforme, se mai recomandă verificarea legă-rii cablului de piesă, verificarea stării clemelor de contact la masa.


TANAVIOSOFT 2011

17


C15

Convexitatea excesivă. Este un defect al sudurilor de colţ caracterizat printr-un profil deosebit de convex .

Fig.15.9.2

Abaterea poziţiei relative a semifabricatelor.

Fig.15.9.3

Lipsa de aliniere (denivelare), se defineşte prin nerespectarea coaxialităţii prevăzute pentru capetele celor două piese sudate .

Fig.15.9.4

Frîngerea, reprezintă nerespectarea unghiului prescris între axele celor două piese.

Fig.15.9.5

Cauzele acestor defecte, sînt: asamblarea incorectă a semifabricatelor, apari-ţia unor deformaţii în timpul sudării datorită numărului insuficient de puncte de prindere, dispozitive de sudare insuficient de rigide. Pentru evitarea frîngerii, se


TANAVIOSOFT 2011

18


C15

mai recomandă, asamblarea în poziţie iniţială, deformată, invers faţă de deforma-ţia care survine după sudare.

Marginile tablei, topite. Defectul se recunoaşte prin observarea că marginile tablei sînt topite şi materialul topit s-a scurs

Fig.15.9.6

Scurgerea. Atunci cînd materialul de adaos se revarsă pe suprafaţa materia-lului de bază, fără legătură intimă cu acesta, apare defectul de scurgere . Cauzele acestui defect, sînt : regim de sudare cu parametri prea ridicaţi, lungimea prea mare a arcului sau înclinarea acestuia lateral faţă de baia de sudură, înclinare in-corectă a electrodului.

Fig.15.9.7

La suduri verticale sau suduri de plafon, diametrul electrodului nu trebuie să fie mai mare de 4 mm, deoarece, odată cu creşterea diametrului, apare perico-lul scurgerii unei cantităţi de metal topit. Scurgerea, depinde şi de calitatea elec-trodului. Pericolul de apariţie a defectului, creşte odată cu creşterea fluidităţii zgurii.

Străpungeri. In timpul procesului de sudare se poate produce o perforare a materialului de bază, ducînd la apariţia defectului de străpungere. Fenomenul de străpungere apare, în special, la sudarea tablelor subţiri sau la sudarea primului strat.


TANAVIOSOFT 2011

19


C15

Cauzele străpungerii, sînt : intensitatea curentului de sudare prea mare sau diametrul electrodului de asemenea prea mare în raport cu grosimea tablei. La table subţiri, se cere o stabilitate mai mare a arcului, de aceea, se recomandă utili-zarea curentului continuu. Se mai recomandă, sudarea cu polaritate inversă. Une-ori, rostul ales este prea mare. Dimensiunile rostului, funcţie de grosimea tablelor, sînt date în : STAS 6662-74, pentru sudarea manuală, STAS 6726-75, pentru sudare automată sub strat de flux şi STAS 7502-75, pentru sudare în mediu de bioxid de carbon. Deschiderea rostului prea mare, se mai poate datora şi prinderii tablei, prea puţine puncte, permiţîndu-se astfel, deplasarea relativă a acestora în timpul sudării, datorită deformării.

In cazul apariţiei străpungerii, este necesar a se mai verifica şi pragul, even-tual, mărindu-se înălţimea acestuia.

Fig.15.9.8

O altă cauză, este conducerea greşită a electrodului şi anume, menţinerea acestuia prea mult timp pe loc. La sudarea automată, în vederea realizării unor productivităţi mari fără apariţia străpungerii, se recomandă utilizarea unui su-port nefuzibil (pernă de cupru), a unui suport format din flux, a unui suport fu-zibil (pernă metalică) sau sudarea manuală pe faţa opusă.

Şanţ marginal. Defectul se mai numeşte şi crestătură şi reprezintă o lipsă de metal, sub forma unui şanţ, pe o anumită lungime la marginea cordonului de su-dură. Adîncimea şanţului poate ajunge la cîţiva milimetri.


TANAVIOSOFT 2011

20


C15

Fig.15.9.9 Fig.15.9.10

Curentul de sudare prea mare, conducerea greşită a electrodului pot duce la apariţia şanţului. Straturile de oxid sau ţunder de la laminare, pot favoriza apari-ţia acestui defect, de aceea, se recomandă, îndepărtarea lor pe o lăţime de min. 20 mm. La sudarea automată, şanţurile se datoresc vitezei de înaintare prea mari.

Acest defect reduce sensibil rezistenţa la solicitări variabile şi are efecte deosebit de periculoase la îmbinări sudate care sînt solicitate la temperaturi sub 00 C.

15.10.STROPI DE SUDURĂ

Picăturile de metal topit, proiectate în timpul operaţiei de sudare, care aderă la materialul de bază sau la suprafaţa deja solidificată a cordonului de sudură, se numesc stropi. Intensitatea curentului de sudare prea mare, duce la intensificarea procesului de producere a stropilor. Arcul prea lung, poate provoca de asemenea, o stropire intensă ; de aceea, se recomandă ca lungimea arcului să fie minimă, pentru a se evita stropirea.

Experimental, s-a arătat că, în condiţii similare, electrozii bazici produc ceva mai puţini stropi decît celelalte tipuri de electrozi.

Formarea stropilor este mai intensă la sudarea cu curent alternativ. Deoare-ce, prin măsuri tehnologice, stropii nu pot fi evitaţi complet, se recomandă înlătu-rarea acestora după sudare, cu dalta sau peria de sîrmă. La îmbinări sudate din oţeluri anticorosive. se recomandă protejarea pieselor, de o parte şi de alta a cor-donului de sudură, cu fîşii de plăci de azbest.


TANAVIOSOFT 2011

21


C15

15.11.GAZE ÎN CORDOANE DE SUDURĂ

In timpul procesului de sudare, se degajă cantităţi de gaze care, absorbite în cordonul de sudură, pot avea influenţă negativă asupra îmbinărilor sudate. In ce-le ce urmează se analizează, în acest sens, principalele gaze.

Hidrogenul, poate proveni din :

metalul de adaos ; metalul de bază ; atmosfera arcului.

Cea mai importantă sursă de hidrogen o oferă învelişul electrozilor. El se poate forma din descompunerea apei conţinută în înveliş. Şi umiditatea atmosfe-rică se manifestă activ, mai ales cînd se folosesc electrozi al căror înveliş este hi-groscopic. Această sursă poate fi evitată prin uscarea electrozilor înainte de utili-zare.Oxizii de metal, uleiurile cît şi vopselele aflate pe piesele de sudat, constituie, de asemenea, surse importante de hidrogen.

La sudarea automată sub strat de flux, umiditatea fluxurilor constituie o sursă importantă de hidrogen. Pentru evitarea acestuia, se recomandă uscarea fluxurilor îna»lnte de utilizare, pînă cînd umiditatea scade sub 0,1%.

Hidrogenul poate provoca fisuri şi sufluri.

Oxigenul. Absorbţia oxigenului în cordoanele de sudură este influenţată de factorii enumeraţi în continuare.

Natura şi grosimea învelişului. Dacă se topeşte un electrod neprotejat, se fixează pînă la 0,30% oxigen în cordonul de sudură. In cazul învelişurilor oxidante ca şi la învelişuri subţiri, conţinutul de oxigen al cordonului de sudură se menţine la cca 0.20%. învelişurile acide şi cele pe bază de oxid de titan, reduc simţitor concentra-ţia de oxigen, aceasta variind de la 0,05% la 0,1%. In cazul învelişurilor bazice, conţinutul de oxigen este şi mai redus, nedepăşind 0,05%.

Intensitatea curentului de sudare. Cu creşterea intensităţii peste valoarea optimă, creşte conţinutul de oxigen introdus în baia de metal topit, oxigen provenit din aer.

Influenţa elementelor de aliere. Se constată fenomenul că îmbinările de sudură cu cel mai mare conţinut de oxigen sînt cele cu cel mai redus conţinut de mangan. In


TANAVIOSOFT 2011

22


C15

metalul topit, anumite elemente de aliere au o deosebită afinitate pentru oxigen la temperatură ridicată, oxidarea lor preferenţială în timpul sudării, puţind atrage după sine alterarea proprietăţilor cordonului de sudură.

In exploatare, oxigenul în stare dizolvată în cordoanele de sudură, acţionează asupra compactităţii construcţiilor sudate, micşorînd caracteristicile mecanice.

Fig.15.11.1.Tensiuni si deformatii

Fig.15.11.2.Tensiuni si deformatii

Azotul. Sudarea pieselor de oţel este însoţită şi de fenomenul fixării azotului în baia de metal topit, sub formă de nitrură de fier (Fe4N). Surplusul de azot rezul-tat din scăderea solubilităţii la răcire, difuzează microscopic în masa oţelului, provocînd modificarea proprietăţilor mecanice ale construcţiei sudat

Regimul de lucru. Curentul alternativ pare să favorizeze absorbţia azotului. Tensiunea are o influenţă hotăritoare, absorbţia crescînd cu tensiunea arcului. Conţinutul de azot absorbit poate să ajungă la 0,15—0,20%, la sudare cu elec-trod neînvelit.

Materialul de adaos. învelişurile bazice ale electrozilor dau conţinuturi mai re-duse de azot absorbit decît învelişurile acide sau rutilice.

Materialul de bază. Azotul prezintă solubilitate mare în oţelurile crom şi crom-nichel. In mod normal, cantitatea de azot prezentă în metalul depus prin sudură cu 13% crom sau mai mult, variază între 0,03% şi 0,07%.

La oţeluri obişnuite de construcţie, la temperaturi normale şi ridicate, azotul duce la creşterea rezistenţei la rupere (a,) şi a limitei de curgere (CTc) dar la scăde-


TANAVIOSOFT 2011

23


C15

rea rezilienţei KCU îmbinărilor sudate. Totodată, creşte tendinţa de apariţie a po-rozităţii în sudură, în prezenţa hidrogenului.

capitolul 15_defecte de sudare

Documents