Generalitati

Lucrare pentru certificarea competenelor profesionale

TEHNOLOGII DE SUDARE NECONVENIONALE-2015-

CUPRINS

CAP.I ARGUMENT..2

CAP.II SUDAREA NECONVENTIONALA..4

II.1. Generalitati..4II.2. Sudarea la rece prin presiuneII.3. Sudarea prin frecareII.4. Sudarea cu ultrasuneteII.5. Sudarea cu laser..II.6. Sudarea prin difuzie.II.7. Sudarea cu fascicul de electroni.II.8. Sudarea cu nalt frecven.II.9. Sudarea prin explozieII.10. Sudarea cu arc rotator..CAP.III REGULI DE PROTECTIA MUNCII SI NORME P.S.I. LA SUDARE.19BIBLIOGRAFIE...20CAP.I ARGUMENT

Am realizat Tehnologii de sudare neconventionale, o sinteza ce face referire la procedeele de sudare neconventionale si este structurata in trei capitole.

Primul capitol il reprezinta Argumentul care are rolul unui memoriu justificativ, in decursul caruia este facuta o prezentare pe scurt a cuprinsului acestei lucrari.

In cel de-al doilea capitol am prezentat continutul propriu-zis al lucrarii: notiuni generale despre sudare, sudarea la rece prin presiune, sudarea prin frecare, sudarea cu ultrasunete, sudarea cu laser, sudarea prin difuzie, sudarea cu fascicul de electroni, sudarea cu nalt frecven, sudarea prin explozie, sudarea cu arc rotator.Sudarea este procedeul tehnologic de asamblare nedemontabil a metalelor i aliajelor, prin topire local, cu sau fr metal de adaos.

Procesul de sudare cuprinde totalitatea fenomenelor prin care se realizeaz imbinarea sudat intre dou sau mai multe repere ale unei structuri sudate. Imbinarea sudat materializeaz continuitatea material intre piesele de imbinat ca urmare a coalescenei localizate a materialelor. Pentru a realiz continuitatea material intre piesele de imbinat se apeleaz la topirea local a zonei de imbinare, fr aplicarea simultan a unei presiuni sau la deformarea plastic a acesteia ca urmare a unei presiuni cu sau fr inclzire simultan, utilizand sau nu material de adaos.

Urmare a inclzirii i deformrii plastice locale a zonei de imbinare, acondiiilor particulare in care se desfoar procesul de sudare (temperatur, presiune,protectia zonei de imbinare, natura materialelor imbinate, etc), la nivelul zonei deimbinare se desfoar o serie de fenomene care concur la realizarea imbinrii sudate.

Procedeele de sudare pot fi conventionale (sudarea cu arc electric, sudarea cu flacr de gaze), neconvenionale (sudarea la rece prin presiune, sudarea prin frecare, sudarea cu ultrasunete, sudarea cu laser, sudarea prin difuzie, sudarea cu fascicul de electroni, sudarea cu nalt frecven, sudarea prin explozie, sudarea cu arc rotator).Sudurea la rece prin presiune se realizeaz pentru obinerea unor imbinri rezistente intre metale sau aliaje metalice, prin deformarea lor plastic comun la temperatura mediului ambiant. Pentru metalele uor difuzibile, la care la temperatura mediului ambiant formarea imbinrii, ca urmare a deformaiei plastice, se combin cu evidente procese de difuziune, sudarea la temperatura mediului ambiant ii pierde caracterul de sudare la rece.

Procedeul de sudare prin frecare este un procedeu de sudare neelectric prin presiune, la care energia necesar realizrii sudurii este obinut prin transformarea energiei mecanice de frecare, dintre componentele de sudat, in cldur.

Sudarea cu ultrasunete este un procedeu de sudare in stare solid. Energia necesar sudrii se introduce in componentele de sudat, prin provocarea unor vibraii localizate a lor in locul imbinrii cu o frecven corespunztoare ultrasunetelor, in timp ce, cele dou componente sunt presate una fa de cealalt cu o for perpendicular pe suprafa lor de contact. Sudarea cu laser face parte dintre procedeele de sudare prin topire. Din punctul de vedere al densitii de putere ocup locul intai, fcand parte din aceeai categorie cu procedeul de sudare cu fascicul de electroni. Sudarea prin difuzie este un procedeu de sudare prin presiune in stare solid la care imbinarea se produce prin interaciunea la nivel atomic dintre cele dou materiale de sudat i difuzia reciproc prin suprafaa de separare. Sudarea cu fascicul de electroni face parte din grupa procedeelor de sudare prin topire. Sursa termic o constituie un fascicul de electroni concentrat, avand o vitez i, ca urmare, o energie cinetic mare care bombardeaz componentele de sudat. Sudarea cu inalt frecven este un procedeu de sudare la care sudarea se face prin inclzirea componentelor cu ajutorul unui curent de inalt frecven, cu sau fr aplicarea unei presiuni de refulare. Sudarea, respectiv placarea prin explozie const din imbinarea a dou sau mai multe componente din metale identice sau diferite prin provocarea intre ele a unei coliziuni dirijate, cu vitez mare i presiune inalt. In principiu, sudarea prin explozie const din proiectarea cu o vitez convenabil a unei componente - plac de adaos, pe o component - plac de baz. Proiectarea necesar se obine prin amorsarea unui exploziv amplasat pe placa de proiectat. Energia eliberat in timpul exploziei determin micarea accelerat a plcii i presiunea necesar formrii imbinrii sudate.

Sudarea cu arc rotitor este un procedeu de sudare cu arc electric prin presiune. Inclzirea pieselor pentru sudare se face cu un arc electric care se rotete pe suprafeele frontale ale pieselor ce se sudeaz, sub aciunea unui camp magnetic exterior. In finalul lucrarii am prezentat Bibliografia ce contine manualele de specialitate din care am extras material pentru lucrarea de specialitate pe care am realizat-o.CAP.II SUDAREA NECONVENTIONALAII.1. Generalitati

Sudarea este procedeul tehnologic de asamblare nedemontabil a metalelor i aliajelor, prin topire local, cu sau fr metal de adaos.

Procesul de sudare cuprinde totalitatea fenomenelor prin care se realizeaz imbinarea sudat intre dou sau mai multe repere ale unei structuri sudate. Imbinarea sudat materializeaz continuitatea material intre piesele de imbinat ca urmare a covalescenei localizate a materialelor. Pentru a realiz continuitatea material intre piesele de imbinat se apeleaz la topirea local a zonei de imbinare, fr aplicarea simultan a unei presiuni sau la deformarea plastic a acesteia ca urmare a unei presiuni cu sau fr inclzire simultan, utilizand sau nu material de adaos.

Urmare a inclzirii i deformrii plastice locale a zonei de imbinare, acondiiilor particulare in care se desfoar procesul de sudare (temperatur, presiune,protectia zonei de imbinare, natura materialelor imbinate, etc), la nivelul zonei deimbinare se desfoar o serie de fenomene care concur la realizarea imbinrii sudate.

Este vorba de: fenomene termice; fenomene chimice; fenomene fizice; fenomenemetalurgice, etc.

Fenomenele termice sunt determinate de sursa termic utilizat in procesul de sudare, de modul de transmitere al cldurii spre piese i in profunzimea lor, de modul de variaie in timp a temperaturii la nivelul zonei de imbinare.

Fenomenele chimice au in principal ca i cauz particularitile procesului desudare, respectiv temperatura din zon, prezena gazelor i a zgurii in zona de sudare,reaciile desfurate ca urmare a interaciunii complexe metal-gaz-zgur. Rezultatulfenomenelor chimice desfurate la nivelul zonei de sudare este modificareacompoziiei chimice a materialului in diversele zone ale imbinrii sudate, aproprietilor de intrebuinare a acestuia.

Fenomenele fizice desfurate la nivelul imbinrii sudate se refer la modificrile de volum ale materialului din zona de imbinare, ca rezultat al aciunii asuprasa a ciclului termic implicat in proces i de deformarea plastic specific, ele conducand infinal la apariia deformaiilor i tensiunilor in imbinarea sudat.

Fenomenele metalurgice decurg din precedentele, asociate naturii, structurii iproprietii materialelor imbinate, conducand in final la modificarea proprietilor deintrebuinare a imbinrii sudate, corespunztor scopului urmrit prin procesul de sudareaplicat.

Procedeele de sudare pot fi conventionale (sudarea cu arc electric, sudarea cu flacr de gaze), neconvenionale (sudarea la rece prin presiune, sudarea prin frecare, sudarea cu ultrasunete, sudarea cu laser, sudarea prin difuzie, sudarea cu fascicul de electroni, sudarea cu nalt frecven, sudarea prin explozie, sudarea cu arc rotator).II.2. Sudarea la rece prin presiune

Acest tip de sudur se realizeaz pentru obinerea unor imbinri rezistente intre metale sau aliaje metalice, prin deformarea lor plastic comun la temperatura mediului ambiant. Pentru metalele uor difuzibile, la care la temperatura mediului ambiant formarea imbinrii, ca urmare a deformaiei plastice, se combin cu evidente procese de difuziune, sudarea la temperatura mediului ambiant ii pierde caracterul de sudare la rece.

Fig.1 Sudarea la rece prin presiune

Termenul de sudare la rece se aplic doar in cazul acelor metale i aliaje metalice al cror temperatur de recristalizare este mai mare decat a mediului ambiant.

In comparaie cu metalele pure, aliajele metalice au temperatura de recristalizare mai inalt i temperatura de topire, de obicei, mai joas.

Formarea legturilor metalice intre dou componente care se sudeaz la rece este o consecin a apropierii lor prin deformaie plastic, astfel ca distana dintre ele s fie de ordinul de mrime al parametrului reelei cristaline. In cazul corpurilor cristaline, la o orientare arbitrar a cristalelor, mai este necesar, in afara micorrii distanei dintre ele, inlarea, corespunztoare fiecrei combinaii de materiale, a nivelului energetic la nivel atomic. Aceasta provoac o cretere a energiei poteniale a atomilor. Revenirea intr-o nou stare de echilibru, corespunztoare unui minim al energiei poteniale, se face prin transformarea energiei poteniale in energie cinetic. Aceast transformare are ca urmare o reaezare a atomilor excitai intr-o reea cristalin comun celor dou materiale, adic are loc sudarea lor.

Apariia legturilor metalice intre componentele in contact incepe in nite centre active, care au, la formarea imbinrilor, rolul radicalilor din reaciile chimice in lan. Natura acestor centre active depinde de condiiile in care se face contactul intre cele dou componente. Astfel, pot avea rol de centre active suprapunerile intampltoare a legturilor cristaline, dislocaiile, vacanele, atomii dislocai, particulele cu energie potenial ridicat sau zonele cu energie inmagazinat sub form caloric.

Trebuie menionat c centrele intr uor in interaciune cu atomi diferitelor impuriti prezente in mediul inconjurtor sau chiar in reeaua cristalin. Drept urmare, energia centrelor active scade considerabil, ceea ce conduce la ruperea reaciei in lan i la ingreunarea formrii imbinrii.

II.3. Sudarea prin frecare

Procedeul de sudare prin frecare este un procedeu de sudare neelectric prin presiune, la care energia necesar realizrii sudurii este obinut prin transformarea energiei mecanice de frecare, dintre componentele de sudat, in cldur.

Procesul de sudare cuprinde urmtoarele faze:

- antrenarea uneia dintre componentele de sudat intr-o micare de rotaie, cu o vitez constant sau variabil i presarea pe ea a celeilalte componente, fix, cu o for axial;

- inclzirea capetelor componentelor, datorit frecrii celor dou suprafee in contact, sub aciunea forei axiale constante sau variabile in timp. Componentele sunt meninute in micare relativ sub aciunea presiunii axiale pan la atingerea temperaturii necesare deformrii plastice;

- refularea componentelor in vederea sudrii lor se execut dup oprirea micrii relative sau in timpul opririi acesteia. Refularea se realizeaz meninand valoarea forei axiale de la inclzire sau cu o for axial mai mare decat aceasta.

In funcie de modul cum este dezvoltat energia cinetic de frecare, procesul are urmtoarele variante:

Sudarea prin frecare continu (convenional). La sudarea prin frecare continu, componentele de sudat sunt presate una fa de cealalt cu o for axial, una din ele fiind rotit cu o vitez constant o perioad indelungat de timp, pentru a asigura condiiile de plasticitate necesar formrii sudurii. Rotaia este oprit cu o franare brusc, meninandu-se constant sau mrindu-se presiunea de apsare a componentelor. Sudarea se realizeaz prin deformarea plastic a lor. Puterea specific necesar la acest tip de sudare este de 1215 W/.

Sudarea prin frecare cu energie nmagazinat. Puterea necesar la acest tip de sudare este de 20175 W/Se poate realiza in dou moduri:

-Sudare cu frecare prin Volant. In acest caz energia cinetic se inmagazineaz intr-un volant i este eliberat in cantiti determinate de un dispozitiv cuplare-decuplare a arborelui principal. Valoarea energiei cedat de volant este determinat de valoarea vitezei iniiale a acestuia i a vitezei la care cuplajul elibereaz arborele principal de volant.

-Sudare prin inerie. Se utilizeaz energia cinetic inmagazinat in arborele principal i la dispozitivul de prindere a componentelor de sudat in micare de rotaie. Aceast variant difer de sudarea prin frecare cu volant prin aceea c toat energia inmagazinat se consum la un ciclu de sudare, neexistand cuplajul intre arborele principal i dispozitivul de prindere al uneia din componentele de sudat.

Sudarea prin frecare HUP (heat under power). Procedeul utilizeaz in prima faz a ciclului de sudare modul de antrenare in micarea de rotaie de la procedeul de sudare prin frecare continu, continuandu-se apoi cu ciclul de la sudarea cu oprire inerial.

Sudarea prin frecare cu impuls. Energia necesar sudrii este introdus in componentele de sudat sub form de impulsuri determinate de fore centrifugale ale unor mase rotitoare neechilibrate.

Sudarea prin frecare orbital. Se aplic la sudarea componentelor care au seciunea diferit de cea circular. Componentele de sudat execut o micare de rotaie in jurul axelor proprii, iar axele, distanate intre ele i reciproc paralele, execut o micare de rotaie pe o orbit radial una fa de cealalt. Componentele in micare sunt presate una pe cealalt iar cand temperatura capetelor atinge valoarea sudrii distana dintre axele componentelor de sudat se reduce la 0.

Sudarea prin frecare cu nclzire suplimentar prin inducie a componentelor de sudat. Presiunile necesare de frecare i refulare sunt mai mic i timpul de sudare mai scurt, in comparaie cu sudarea prin frecare fr inclzire suplimentar. Utilizarea acestei variante se recomand cand dorim s sudm componente ale cror seciuni depesc capacitatea normal a mainilor de sudat prin frecare de care dispunem.

Sudare prin frecare cu material de adaos. Inclzirea componentelor se realizeaz prin rotaia unei piese intermediare din acelai material sau material diferit de cel al componentelor de sudat. In acest mod se extinde domeniul de aplicare a procedeului la evi i bare de orice lungime, avand seciunea rotund sau profilat, respectiv la sudarea unor piese de legtur intre dou flane sau plci.

Sudare prin frecare indirect. Procedeul este denumit indirect, deoarece generarea cldurii este realizat de un element separat, spre exemplu, de un disc care se rotete intre componentele de sudat. Acesta ii continu micarea de rotaie pan se atinge temperatura de 2202500C dup care se indeprteaz i urmeaz refularea. Astfel se asigur o rezisten la traciune de 0,81 din valoarea materialului de baz.

II.4. Sudarea cu ultrasunete

Este un procedeu de sudare in stare solid. Energia necesar sudrii se introduce in componentele de sudat, prin provocarea unor vibraii localizate a lor in locul imbinrii cu o frecven corespunztoare ultrasunetelor (16Hz), in timp ce, cele dou componente sunt presate una fa de cealalt cu o for perpendicular pe suprafa lor de contact. Legtura metalic se realizeaz fr topirea metalelor care se sudeaz i, astfel, ea este lipit de structurile de turnare care insoesc topirea. In sudur se evideniaz mici deformaii plastice.

Fig.2 Principiul sudarii cu ultrasunete

Procesul are aplicaii industriale interesante in cazul imbinrilor bimetalice cu forme variate ale sudurii. Sudurile realizate cu ultrasunete pot fi de tipul in puncte, inelare, in linie intrerupt sau in linie continu.

Sudurile n puncte au, in planul combinrii, o form eliptic. Componentele de sudat sunt presate una fa de cealalt, intre dispozitivul activ al echipamentului de sudat (sonotrod) i o pies suport contra pies. Varful sonotrodei vibreaz intr-un plan paralel cu planul sudurii, adic intr-un plan perpendicular cu axa forei de presare a componentelor.

Sudarea n linie ntreruptse realizeaz cu sonotrode avand varf de form paralelipipedic si au colurile rotunjite. Vibraiile sonotrodei se produc intr-un plan paralel cu cel al suprafeei de contact al componentelor, perpendicular pe direcia forei de apsare i pe linia du sudare. Se pot obine astfel suduri in linie ingust , cu lungimi de pan la 150m.

Fig.3 Schema unei instalatii de sudare cu ultrasunete

Sudare n linie continuare loc dac se folosesc sonotrode tip disc, in micare de rotaie. Micarea relativ a componentelor de sudat fa de sonotrod se realizez fie prin aezarea lor pe o mas in micare rectilinie, fie prin micarea rectilinie a sonotrodei aflat in rotaie.

II.5. Sudarea cu laser

Sudarea cu laser face parte dintre procedeele de sudare prin topire. Din punctul de vedere al densitii de putere ocup locul intai, fcand parte din aceeai categorie cu procedeul de sudare cu fascicul de electroni. Densitatea mare de putere este determinat de posibilitatea focalizrii energiei radiaiei in spoturi cu dimensiuni de ordinul a zecilor de m.

Fig.4 Sudarea cu laserAvantajele sudrii cu laser in comparaie cu alte procedee de sudare sunt :

-posibilitatea sudrii unor metale cu proprieti fizice diferite;

-posibilitatea sudrii printr-o fereastr transparent pentru lungimea de und a laserului (interesant atunci cand nu exist o accesibilitate a capului de sudare la locul imbinrii):

-fasciculul laser nu este perturbat de campul magnetic parazit al componentelor de sudat sau al echipamentului de sudat;

-printr-o dispunere convenabil a oglinzilor, fasciculul laser poate fi dirijat spre punctele de sudat greu accesibile;

-spre deosebire de fasciculul de electroni, cu fasciculul laser se poate suda in diferite medii transparente (aer, gaze inerte), fr a avea loc o slbire semnificativ a lui i fasciculul laser nu produce raze X.

Dezavantajele sudrii cu laser in comparaie cu alte procedee de sudare sunt:

-randament energetic mai sczut;

-cost mare al funcionrii determinat de consumul important de gaze (He, CO2) pentru improsptarea cavitii de ap pentru rcire i de gaze pentru protecia sudurii;

-cost mare al echipamentului de sudat (la puteri de 6. . . 10 kW, la ora actual, costul este mai ridicat decat in cazul fasciculului de electroni);

-frecvena de baleiaj limitat fa de fasciculul de electroni, datorit defleciei i vibraiei fasciculului laser cu instalaii mecanice.

Parametrii de sudare sunt: puterea fasciculului, distana de lucru, focalizarea fasciculului laser pe piesele de sudat, oscilaia fasciculului, viteza de sudare.Performanele care se pot realiza la sudarea cu laser depind, pe ling parametrii fasciculului laser (putere, focalizare lungime de und) i de proprietile materialelor de sudat (reflecivitate, conductibilitate termic, grosime, starea suprafeei). Coeficientul de reflexie depinde atat de natura etalului de sudat, cat i de lungimea de und a fasciculului laser utilizat.

II.6. Sudarea prin difuzie

Prin difuzia in corpuri solide se inelege fenomenul de migrare a atomilor intr-o reea cristalin ca urmare a existenei unor diferene de concentraie sau poteniale termice i energetice intre diferite puncte ale reelei. Difuzia se produce la orice temperatur deasupra temperaturii de zero absolut.Sudarea prin difuzie este un procedeu de sudare prin presiune in stare solid la care imbinarea se produce prin interaciunea la nivel atomic dintre cele dou materiale de sudat i difuzia reciproc prin suprafaa de separare. Apropierea suprafeelor de contact necesar pentru asigurarea posibilitii de interaciune la nivel atomic se face prin deformarea plastic la nivel microscopic, ca urmare a aplicrii unei presiuni din exterior. Pentru accelerarea procesului de difuzie componentele se inclzesc la o temperature inferioar temperaturii de topire. Procesul de sudare are loc in vid sau in atmosfer de gaz de protecie. Sudarea se face cu sau fr utilizarea unui material de adaos in stare solid. In timpul sudrii nu se produce o deformare plastic la nivel macroscopic a materialului, respectiv o deplasare relativ a componentelor de sudat.

Fig.5 Schema unei instalaii de sudare prin difuzie: 1- camer de vid, 2- prob de sudur, 3- sistem inclzire, 4- acionare for, 5- pomp vid

Interesul pentru sudarea prin difuzie, a concretizat in sudarea, pan in prezent, a peste 2500 combinaii de materiale se datoreaz procedeului. Dintre acestea putem aminti urmtoarele:

-Procesul de sudare decurgand in stare solid se elimin dificultile legate de apariia fazei topite in imbinare (structur de turnare, compui chimici fragile etc). Aceasta face ca procedeul s poat fi aplicat la imbinarea materialelor greu fuzibile, precum i a materialelor disimilare cu caracteristici fizice mult diferite (oel - aluminiu, metal - material ceramic, metal - sticl etc);

-Procesul de sudare nu modific esenial caracteristicile fizice, mecanice, structurale ale materialelor in zona imbinrii. Zona de imbinare are dimensiuni foarte reduse, in multe situaii ea neputind fi delimitat de materialul de baz. Imbinrile sudate au, in general, caracteristici similare cu cele ale materialului de baz;

-Sudarea se face fr o deformare macroscopic a materialului i deci, nu apar modificri ale dimensiunilor componentelor prin sudare. Se pot suda astfel component in stare finit, fr a. mai fi necesar o prelucrare dup sudare. in acelai timp, parametrii de sudare pot fi alei astfel incit s se elimine necesitatea unor tratamente termice dup sudare.

-Forma i dimensiunile componentelor in zona de imbinare nu sunt limitate de procedeu.

-Procedeul de sudare poate fi automatizat, exist posibilitatea efecturii simultane a mai multor suduri la una sau mai multe piese.

Sudarea prin difuzie prezint ins, in acelai timp, o serie de neajunsuri i anume: cerine de prelucrare pretenioas a suprafeelor de imbinat;

II.7. Sudarea cu fascicul de electroniSudarea cu fascicul de electroni face parte din grupa procedeelor de sudare prin topire. Sursa termic o constituie un fascicul de electroni concentrat, avand o vitez i, ca urmare, o energie cinetic mare care bombardeaz componentele de sudat. La impactul fasciculului de electroni cu componentele de sudat, energia cinetic a acestuia se transform in cldur i are loc o inclzire local, rapid, a materialului. Procesul de sudare decurge in vid, deoarece atmosfera ar provoca o franare i dispersie a fasciculului.

Fig.6 Tun electronic (Pierce): 1-transformator, 2-filament, 3-catod, 4-anod, 5-bobina de focalizareProcedeul de sudare cu fascicul de electroni opereaz cu o densitate de putere foarte mare. in tabelul de mai jos se prezint puterile specifice pentru diferite procedee de sudare prin topire. Sunt indicate de asemenea, suprafeele minime de aciune ale surselor termice respective. In comparaie cu celelalte procedee de sudare prin topire sudarea cu fascicul de electroni se plaseaz pe locul al doilea sub aspectul densitilor de putere realizate, rezpectiv al dimensiunilor minime ale suprafeei de aciune. Densitatea de putere mare a procedeului reduce pierderile in conducie termic, mrind astfel ptrunderea sudurii. Se ajunge, in felul acesta, s se sudeze printr-o trecere, fr material de adaos, componente cu grosimi pin la 300mm, respectiv cu viteze de sudare ridicate (pan la 15...20 m/min). Coeficientul de suplee al sudurilor, definit ca raportul dintre ptrundere i lime, are valori pin la 50 : 1. Se amintete, comparativ, c la sudarea sub strat de flux se pot suda dintr-o trecere, cu material de adaos, component eu grosimi pin la cea 20mm, cu viteze de sudare pin la 0,8 m/min, coeficientul de suplee al sudurilor fiind de circa 1:1.

Energia liniar la sudarea cu fascicul de electroni este numai 3...10% din valoarea corespunztoare sudrii manuale cu electrozi invelii. In tabelul urmtor se prezint energiile liniare folosite la sudarea prin diferite procedee a unor table din oel carbon cu grosimea de 10mm. Datorit concentrrii puternice a energiei, precum i a formei sudurii, tensiunile i deformaiile introduse prin sudare cu fascicul de electroni sunt semnificativ mai reduse decat in cazul altor procedee de sudare. Astfel, de exemplu, contracia transversal la sudarea cap la cap a unor table cu grosimea de 30 mm este de cea 3 mm la sudarea manual cu electrozi invelii i de circaea 0,3 mm la sudarea cu fascicul de electroni.

Sudarea cu fascicul de electroni avand loc in vid se asigur proteciea materialului topit fa de aciunea gazelor. Procentul de impurificare la sudarea cu fascicul de electroni la un nivel de vid de torr reprezint circa din valoarea corespunztoare sudrii in mediu de argon.

Pe lang particularitile cu aspect favorabil menionate, procedeul de sudare cu fascicul de electroni are i o serie de neajunsuri, dintre care se remarc complexitatea echipamentelor de sudare i generarea radiaiei X in timpul sudrii.

II.8. Sudarea cu nalt frecvenSudarea cu inalt frecven este un procedeu de sudare la care sudarea se face prin inclzirea componentelor cu ajutorul unui curent de inalt frecven, cu sau fr aplicarea unei presiuni de refulare. Denumirea de sudare cu inalt frecven" cuprinde mai multe metode de sudare diferite intre ele prin modul de formare a sudurii, respectiv prin modul de aplicare a curentului de inalt frecven in circuitul de sudare. Astfel, in funcie de modul de formare a sudurii se disting dou variante i anume:

-sudare cu inalt frecven prin presiune;

-sudare cu inalt frecven prin topire.In primul caz, sudura se realizeaz prin inclzirea materialului cu inalt frecven i deformarea plastic a acestuia dup ce inclzirea a atins un anumit nivel, asemntor cu cazul sudrii electrice prin presiune in stare solid. In cazul al doilea, sudura se formeaz prin topirea simultan a marginilor celor dou componente prin inclzire cu inalt frecven i solidificarea bii de metal topit. In funcie de modul in care se aplic curentul de inalt frecven in componente se definesc dou posibiliti si anume: sudare cu inalt frecven prin inducie; sudare cu inalt frecven prin contact.

Prin combinarea celor doua criterii rezult patru variante ale sudrii cu inalt frecven. In mod uzual, sudarea cu inalt frecven se realizeaz utilizand cureni de frecven in domeniul 3...1760 kHz. In funcie de frecvena curentului se utilizeaz in literatur urmtoarea clasificare: sudare cu medie frecven (3 ...10 kHz), sudare cu frecven intermediar (40...100 kHz), sudare cu radiofrecven (peste 200 kHz, de obicei 220 kHz 440 kHz sau 1 760 kHz).

Procedeul de sudare cu inalt frecven se aplic atat la sudarea cap la cap (sudarea fcindu-se simultan pe intreaga seciune de imbinat), cat i la sudarea in linie (continu) a unor componente cu lungime mare.

Fa de procedeele de sudare convenionale, sudarea cu inalt frecven are o serie de avantaje de natur tehnic i economic:

-eficiena transferului de energie la sudare este ridicat, circa 60% din energia consumat reprezint energie util pentru sudare;

-energia utilizat la sudare poate fi controlat i introdus in mod localizat in componente;

-sistemul de transmitere a energiei la componente este mai simplu decat la sudarea electric prin presiune; -solicitarea termic a materialului de sudat, zona influenat termic i deformaiile la sudare sunt mai reduse decat in cazul altor procedee de sudare.Sudarea cu inalt frecven poate fi aplicat la imbinarea unui numr mare de materiale de baz, ca, de exemplu, oeluri carbon, slab aliate i aliate, aluminiu, cupru, zirconiu. In funcie de materialul de baz sudarea se efectueaz in aer, in atmosfer de gaz protector (neutru sau reductor) sau in vid.

II.9. Sudarea prin explozieSudarea, respectiv placarea prin explozie const din imbinarea a dou sau mai multe componente din metale identice sau diferite prin provocarea intre ele a unei coliziuni dirijate, cu vitez mare i presiune inalt. In principiu, sudarea prin explozie const din proiectarea cu o vitez convenabil a unei componente - plac de adaos, pe o component - plac de baz. Proiectarea necesar se obine prin amorsarea unui exploziv amplasat pe placa de proiectat. Energia eliberat in timpul exploziei determin micarea accelerat a plcii i presiunea necesar formrii imbinrii sudate.

In concluzie se poate spune c, sudarea prin explozie este un procedeu de sudare prin presiune, cu energie inmagazinat intr-un exploziv.

Dispunerea in diedru a componentelor de sudat. Placa de baz se aeaz pe un dispozitiv suport sau pe un pat de nisip, iar placa de adaos se aeaz astfel incat s formeze un unghi cu placa de baz. Explozivul se repartizeaz uniform pe intreaga suprafa a plcii de adaos, dup ce in prealabil aceasta a fost protejat cu un strat amortizor. Amorsarea explozivului se face in lungul liniei iniiale de contact intre cele dou componente de sudat. In timpul operaiei de sudare placa de adaos sufer o inflexie, formand cu placa de baz, la linia de impact, un unghi numit unghi de placare dinamic.

Fig.7 Dispunerea in diedru Fig.8 Dispunerea paralela1-placa de baza, 2-placa de adios, 3-amortizor, 4-sarja exploziva, 5-dispozitiv suport

Dispunerea paralel a componentelor de sudat. La momentul iniial componentele sunt paralele, aezate la o distan e una fa de cealalt. Datorit energiei eliberate in cursul detonaiei stratului exploziv, are loc inflexiunea plcii de adaos i se formeaz acelai unghi de placare dinamic . i in acest caz placa de baz se aeaz pe un dispozitiv suport. La dispunerea in diedru i paralel a componentelor, stratul exploziv se plaseaz numai pe placa de adaos, de grosime mai mic, care se proiecteaz pe placa de baz.

Fig.9 Dispunerea simetrica

Dispunerea simetric in unghi a componentelor de sudat face posibil sudarea prin explozie a dou componente cu grosimi comparabile. Ele sunt aezate simetric fa de un plan orizontal i sunt acoperite, fiecare in parte, cu un strat exploziv. In acest caz, unghiul iniial se modific in cursul operaiei de placare intr-un unghi dinamic , rezultat prin inflexiunea simultan a celor dou componente.

In fiecare din cele trei cazuri descrise, amorsarea explozivului se face de-a lungul unei linii i detonaia se va propaga paralel cu aceast linie; presiunea care se produce determin placarea cu vitez mare a plcii de adaos pe placa de baz.

Fenomenul placrii prin explozie se poate examina pe dou ci:

-in cursul desfurrii lui, prin filmri rapide sau cu raze X;

-dup realizarea lui, prin examinarea microscopic a unor seciuni paralele cu direcia de propagare a detonaiei i perpendiculare pe suprafaa componentelor ce se sudeaz.

Studiul microscopic al imbinrilor realizate in diferite condiii operaionalepermite tragerea unor concluzii generale privind influena asupra calitii imbinrii, a naturii materialelor de sudat, a unghiului de inciden i a naturii explozivului utilizat.

II.10. Sudarea cu arc rotitorSudarea cu arc rotitor este un procedeu de sudare cu arc electric prin presiune. Inclzirea pieselor pentru sudare se face cu un arc electric care se rotete pe suprafeele frontale ale pieselor ce se sudeaz, sub aciunea unui camp magnetic exterior. Dup ce inclzirea pieselor a atins un anumit nivel se comand refularea lor, prin care se realizeaz sudura.

Fig.10 Sudarea cu arc rotitorIn figura de mai jos se prezint principiul procedeului de sudare cu arc rotitor. Rotaia arcului electric este comandat de un camp magnetic radial, fora electromagnetic rezultat fiind tangent la conturul pieselor ce se sudeaz.

CAP.III REGULI DE PROTECTIA MUNCII SI NORME P.S.I. LA SUDARE

Protectia muncii constitue un ansamblu de activitati avnd ca scop asigurarea celor mai bune conditii n desfasurarea procesului de munca, apararea vietii, integritatii corporale si sanatatii salariatilor si a altor persoane participante la procesul de munca.

Echipamentul individual de protectie este obligatoriu pentru fiecare sudor si se compune din: sort din piele, manusi de sudor, jambiere, cotiere, bocanci cu bombeu metalic, masca de sudare si casca de protectie.

Zona de lucru va fi ngradita cu paravane sau pereti netezi, care vor fi prevazuti cu placute avertizoare.

La sudarea unor piese acoperite cu vopsea, care prin ardere produc gaze nocive, nainte de sudare se va ndeparta stratul de vopsea pe o latime de minim 100mm de o parte si de alta a mbinarii.

Este strict interzis a se atinge electrodul sub tensiune.Schimbarea electrodului se va face numai cu utilizarea manusilor de sudor, care vor fi complet uscate.

Folosirea cablurilor de alimentare a circuitului de sudare cu izolatia deteriorata este strict interzisa. Starea izolatiei si a legaturilor la priza de pamnt se va verifica nainte de nceperea lucrului.

Reparatiile, reglajele sau simpla deschidere a dulapului de comanda, se vor face numai dupa ntreruperea alimentarii cu energie electrica, de catre electricienii de ntretinere, instruiti si autorizati corespunzator.

Pentru iluminat se vor utiliza lampi electrice in buna stare, alimentate la tensiunea de 24V.

La sudarea manuala cu arc electric, n timpul pauzelor de lucru, clestele port electrod va fi asezat sau agatat pe un suport izolat, astfel nct sa nu atinga piesa sau suportul acesteia, care sunt legate la circuitul de sudare. Se interzice categoric tinerea portelectrodului sub brat, pentru a preveni scurgerile de curent electric prin corp.

Cablul de masa va fi racordat direct la piesa, find interzisa utilizarea unor improvizatii. Racordarea se va realiza numai cu cleme de contact sau borne cu surub bine strnse.

La sudarea automata si semiautomata se acorda o atentie deosebita dispozitivelor de conectare deoarece n cazul defectarii lor este posbila o incalzire puternica a conductoarelor electrice.

n cazul ntreruperii operatiei de sudare se va ntrerupe functionarea sursei de sudare.

BIBLIOGRAFIE

C. Chivulescu, Gh. Ionescu Tehnologia lacatuseriei si montajului, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1986

D. Dehelean, C. Boarna Procedee neconventionale de sudare, Editura Facla, Bucuresti, 1985

Drobota V., Atanasiu M, - Organe de masini si mecanisme manual pentru licee industriale clasele a X-a, a XI-a, a XII-a si scoli profesionale, Editura Didactica Si Pedagogica, R.A., Bucuresti, 1993.

Gh. Zgura, M. Atanasiu Utilajul si tehnologia lucrarilor mecanice auxiliar curricular pentru ciclul superior al liceului

PAGE 1