Sudarea sub strat de flux SF

C. 8.

Sudarea sub strat de flux SFDefinirea procedeului. Sudarea SF este un procedeu de sudare prin topire cu arcul electric, cu electrod fuzibil sub forma de srm, pentru protectia arcului si a baii folosindu-se un material fuzibil sub form de granule numit flux.

Avantajele procedeului:

Calitate foarte buna a imbinarii independenta de operatorul sudor;

Caracteristici mecanice si de plasticitate ridicate la nivelul metalului de baza;

Productivitate mare la sudare:

rata depunerii mare AD=3-9 g/s sau 3-40 kg/h (de 46 ori mai mare ca la sudarea SE);

Patrundere mare la sudare, pn la 10 mm;

Viteze de sudare mari, pn la 120m/h.

Aceste avantaje ale productivitatii sunt justificate de sudarea cu valori mari ale curentului de sudare respectiv de sudarea mecanizata.

Pierderi mici de material de adaos prin absenta stropilor si a capetelor de electrozi;

Factor operator ridicat prin eliminarea timpilor auxiliari de la sudare;

Conditii usoare de lucru pentru sudor, nu participa ci doar asista la procesul de sudare fiind protejat impotriva radiatiei, stropilor si fumului, de catre flux;

Posibilitatea alierii prin flux a cusaturii prin introducerea in flux a feroaliajelor.

Dezavantajele procedeului:

Sudarea se poate face doar in pozitie orizontala sau in jgheab (volum mare al baii metalice);

Se preteaza numai la suduri drepte sau circulare de lungime mare, lsudur ( 1m;

Nu pot fi sudate grosimi mai mici de 23 mm;

Cost ridicat al instalatiei de sudare;

Arcul electric nu poate fi urmarit in timpul sudarii putand conduce la aparitia defectelor prin imposibilitatea controlarii lui;

Tensiuni si deformatii mari la sudare datorita energiilor liniare ridicate;

Dilutie mare la sudare 3060(.

Utilizare

Se recomanda la sudarea otelurilor nealiate si slab aliate si a unor oteluri inalt aliate inoxidabile, in general la materiale insensibile la suprancalziri.Se recomanda la grosimi mari de material respectiv suduri lungi fiind intalnit frecvent in domeniul constructiilor navale, de recipiente, material rulant, constructii metalice de tipul grinzilor, cadrelor, etc.

Performanele procedeului:

IS = 200 2000 A;

Ua = 25 45 V;

VS = 30 200 cm/min;

de = 1,2 6 mm;

j = 25 100 A/mm2 ;

se poate suda cu rost neprelucrat (rost I), grosimi pana la 10 mm intr-o trecere si 20 mm in doua treceri;

procedeul este mecanizat, pentru ca atat VS cat si Vae se realizeaza cu ajutorul unor sisteme mecanice cu reductor precum tractorul de sudare pentru viteza de sudare respectiv un motoreductor cu role de antrenare pentru avansul srmei;

procedeul este intalnit mai rar si sub forma semimecanizata, asemanator cu sudarea MIG/MAG cand vae se realizeaza mecanizat, iar vs se realizeaz manual.

Materialele de sudare.

Materialele de sudare sunt sarma electrod si fluxul.

Sarma electrod are compozitia chimica apropiata de a metalului de baza. Se livreaza sub forma de colaci sau bobine cu gama de diametre dS : 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,0. Sarmele subtiri se recomanda la sudarea semimecanizata respectiv la sudarea cu doua sarme in tandem. Suprafata sarmei este cuprata pentru evitarea ruginirii in timpul depozitarii respectiv imbunatatirea contactului electric alunecator din duza de contact. Sarmele ruginite conduc la instabilitatea arcului electric prin intreruperea acestuia respectiv la impurificarea baii metalice cu H2 si la pericolul fisurarii la rece. De aceea este interzisa utilizarea sarmelor ruginite la sudare. Sarmele sunt prezentate in STAS 1126/87 respectiv SR EN 756/97. Cteva exemple de mrci marci de sarme i destinaia lor se prezint n tabelul 1 (prezentare sintetic):

STAS 1126/87SR EN 756/97Utilizare

S10; S10Mn1

S10Mn2S1, S2, S3, S4

S1Si, S2Si, S3Si, S4SiPentru oteluri nealiate si slab aliate cu Mn.

S10Mn1Ni1

S10Mn1Ni2

S10Mn1MoS1Ni, S2Mo, S3MoS2Ni1, S2Ni2, S2Ni3

S3Ni1MoPentru oteluri slab aliate cu granulatie fina, exploatate la temperaturi negative. Sunt aliate cu Ni si/sau Mo, elemente ce asigura tenacitate si plasticitate cusaturii.

S10Mo;S12MoCr1

S10 Mn1VMoCr1-Pentru sudarea otelurilor termorezistente.

S10Cr18Ni9-Pentru oteluri inoxidabile austenitice.

S55MoCr6

S80Cr-Pentru incarcari dure prin sudare. Se recunosc prin continutul ridicat de C ( peste 0,3( ) si prin elementele de aliere care produc carburi.

Simbolizare: S10Mn2 (S- sudare sub flux; 10- continutul max in carbon = 0,1(; Mn- element de aliere; 2- continutul mediu de Mn din sarma)

S1SiS4Si (S- sudare sub flux; 1, 2, 3, 4 continutul mediu de Mn in ordine crescatoare; Si element de aliere)

In tabelul 2 sunt prezentate mrcile de srm romneti destinate sudrii sub flux, conform STAS 1126/87, iar n tabelul 3 se prezint simbolizarea srmelor pentru sudare SF dup compoziia chimic conform normelor SR EN 756/97.

Fluxul se produce i se livreaz sub forma de granule compuse din materiale minerale. Are in general aceleasi functii ca invelisul electrozilor, in plus concentreaza caldura in zona arcului respectiv asigura protectia operatorului sudor impotriva radiatiei. Clasificarea fluxurilor se face conform SR EN 760/97. Criterii de clasificare a fluxurilor :

1) dupa metoda de fabricatie

fluxuri topite F

fluxuri aglomerate ( legate ) A

fluxuri mixte ( amestecate ) M

2) dupa compozitia chimic (vezi tabelul 4)

3) dupa destinatie

clasa 1, pentru sudarea otelurilor nealiate si slab aliate

clasa 2, pentru sudarea otelurilor inoxidabile

clasa 3, pentru incarcarea prin sudare

4) dupa activitatea chimica. Activitatea chimica se defineste prin diferenta compozitiei chimice a metalului depus fata de compozitia chimica a sarmei electrod. In cadrul clasei 1 aceste diferente se refera la elementele Mn si Si. Notarea activitii chimice se face prin cifre de la 1, 2, 9, dup cum urmeaz:

1, 2, 3, 4, scaderea continutului de Mn si Si 5, neutru

6, 7, 8, 9, cresterea continutului de Mn si Si5) in functie de bazicitatea fluxului

fluxuri acide

fluxuri neutre

fluxuri bazice

fluxuri inalt bazice

6) dupa natura si polaritatea curentului

fluxuri pentru sudarea in CC

fluxuri pentru sudarea in CA

7) in functie de continutul de hidrogen difuzibil

H5

H10

H15

8) in functie de granulatie. Const n clasificarea n sorturi.

Caracterizarea fluxurilor in functie de metoda de fabricatie :

a) Fluxurile topite, se obtin prin topirea materialelor componente si granularea masei rezultate urmat de pulverizarea si racirea metalului topit. Au aspect sticlos, rezistenta mecanica buna a granulelor, nu se prafuiesc ( nu se sparg ) putand fi utilizate de mai multe ori, nu sunt higroscopice, nu permit alierea cusaturii prin flux. Se utilizeaza la sudarea otelurilor nealiate si slab aliate exploatate la temperaturi pozitive sau la fluxurile bazice mai mari de -20(C. Exemple: FSM20, FSM37 fluxuri topite acide silicomanganoase cu continut mediu de oxid de mangan de 20( respectiv 37(; FB10, FB20 flux topit bazic cu 10( respectiv 20( MnO. Recunoasterea fluxului se poate face dupa culoare : FSM20 (verde), FSM37 (brun roscat), FB20 (negru), FB10 (cenusiu cu nuante de verde).

b) Fluxurile legate se obtin prin macinarea, amestecarea pana la omogenizare a substantelor componente si legarea cu un liant. Daca acesta este sticla solubila, silicat de sodiu sau potasiu fluxul se numeste legat iar daca acesta este ceramic fluxul se numeste aglomerat. Diferenta este facuta de temperatura de calcinare mai mica in cazul fluxurilor legate iar continutul de hidrogen difuzibil este mai mic la fluxurile aglomerate. Se caracterizeaza prin aspect poros de culoare gri deschis, rezistenta mecanica redusa a granulelor si deci se prafuiesc la folosirea repetata si de aceea utilizarea lor este limitata.Sunt puternic higroscopice motiv pentru care este obligatorie calcinarea inainte de utilizare la temperatura de 200 400(C timp de 2 3 ore. Sunt fluxuri puternic bazice si permit alierea prin flux a cusaturii. Se utilizeaza la sudarea otelurilor slab aliate si inalt aliate exploatate si la temperaturi negative pentru ca asigura tenacitate respectiv continut de hidrogen difuzibil controlat in cusatura. Exemple : FA-401, FA-801, FC-403, FC-603 (FA flux aglomerat, FC flux ceramic, primele doua cifre reprezinta temperatura minima negativ la care se garanteaza rezilienta iar ultima cifra reprezinta numarul retetei fluxului adica compozitia chimica).

c)Fluxurile mixte se obtin prin amestecarea mecanica a fluxurilor topite si a celor legate imbinand avantajele si dezavantajele acestora.

Recomandari tehnologice la sudarea sub flux :

1) Alegerea cuplului sarma flux, se face conform SR EN756/97 respectiv SR EN 760/97 in cazul otelurilor slab aliate si nealiate cu granulatie fina. Caracteristicile metalului depus depind la sudarea SF de combinatia srma flux corelata cu parametrii tehnologici de sudare si tehnica sau varianta de sudare. Cele doua materiale nu se aleg independent unul de altul, unei anumite marci de sarma putindu-i corespunde una sau mai multe marci de flux sau invers. Alegerea celor doua materiale se face astfel incat caracteristicile mecanice si compozitia chimica a cusaturii sa fie apropiate de ale metalului de baza usor superioare acestuia. Acest lucru depinde de materialul sarmei in cazul fluxurilor topite, neutre din punct de vedere al activitatii chimice respectiv de materialul sarmei si tipul fluxului in cazul fluxurilor aglomerate, active din punct de vedere al compozitiei chimice.

Activitatea fluxului depinde de parametrii tehnologici de sudare .Astfel daca curentul de sudare creste activitatea fluxului scade iar daca tensiunea arcului creste si activitatea fluxului creste. Activitatea unui flux se discuta intotdeauna in combinatie cu o anumita sarma. De exemplu fluxul din figura 1 este neutru din punct de vedere al activitatii chimice pentru o sarma cu compozitie chimica 2 corespunzatoare punctului S3 si este activ chimic in sensul cresterii continutului de mangan daca compozitia chimica a sarmei este mai mica decat pentru punctul S3, respectiv scderii coninutului de Mn dac compoziia chimic a srmei este mai mare dect cea corespunztoare acestui punct.

De exemplu fluxurile acide conduc la o aliere cu siliciu a cusaturii, aliere care creste de la strat la strat, si la o scadere a continutului de mangan. Acest fenomen poate conduce in cazul sudarii in mai multe treceri la fragilizarea cusaturii prin alierea acesteia. De aceea fluxurile acide cu continut redus de oxid de mangan trebuie utilizate in cuplu cu sarme aliate cu mangan.

Figura 1.

Fluxurile bazice care contin oxid de mangan pot fi folosite cu o sarma cu continut scazut de mangan pentru ca produc alierea suplimentara cu mangan prin flux. Cu cat fluxul are caracter mai bazic cu atat activitatea sa relativa la mangan este mai mare.

2) Natura si polaritatea curentului. Sudarea SF se poate face atat in CC cat si in CA. La sudarea in CC se poate suda atat CC+ cat si CC-. Se prefera polaritatea inversa CC+ pentru ca asigura o mai buna stabilitate a arcului, patrundere mai mare, estetica si geometrie mai favorabila a cusaturii. In schimb rata depunerii este mai mica. La sudarea CC- rata depunerii creste cu 50(, dar are toate celelalte dezavantaje, motiv pentru care se utilizeaza rar. La sudarea in CA rata depunerii se afl intre cele doua polaritati. Stabilitatea arcului este mai mica dar are marele avantaj al eliminarii suflajului magnetic la sudare. Alegerea naturii si polaritatii curentului este dictata de tipul fluxului, in principal fluxurile bazice reclam polaritatea CC+; iar fluxurile topite acide CA, CC n funcie de necesitile tehnologice conform influenelor de mai sus.

3) Curentul de sudare, depinde de grosimea materialului, diametrul sarmei, tipul fluxului, varianta de sudare, metoda de sustinere a radacinii, etc. Prin cresterea curentului de sudare se actioneaza asupra cresterii ratei depunerii si a patrunderii. Cresterea curentului de sudare este limitata in principal de pericolul fierberii baii de flux topit. Valoarea minima a curentului este limitata de instabilitatea arcului. Curentul de sudare este maxim pentru fluxuri topite acide (IS ( 1000 A) si este minim pentru fluxuri legate sau aglomerate (IS ( 600 A). In tabelul 5 se prezint relaia dintre diametrul srmei i curentul de sudare.

Tabelul 5

dS (mm)IS (A)

2,5200 - 400

3,25300 - 600

4,0400 - 800

Justificarea utilizarii curentilor de sudare mai mari la acelasi diametru de sarma fata de SE este determinat de faptul ca trecerea curentului se face printr-o lungime mai mica a sarmei, captul liber, (40 60 mm) reducandu-se efectul Joule- Lenz de incalzire a sarmei respectiv nu exista pericolul degradarii invelisului sarmei. Din punct de vedere al patrunderii s-a constatat ca la o crestere a curentului de sudare cu 70 80 A patrunderea cusaturii creste cu 1 mm. Rezult o relaie simpl de calcul a curentului de sudare n cazul sudrii cu rost I i anume: IS = (70 80)p.

Patrunderea nu creste insa oricat de mult cu cresterea lui IS ci de la o anumita valoare ea se plafoneaza (crestere tot mai mica). Explicatia este data de scurgerea baii sub arcul electric sub aciunea greutii proprii, care reduce randamentul termic al acestuia.

Figura 2

4) Tensiunea arcului,depinde de IS, tipul fluxului, natura si polaritatea curentului, tehnica operatorie, etc. Actioneaza in principal asupra latimii cusaturii respectiv a consumului de flux. S-a dovedit experimental ca o crestere a tensiunii cu 1,5 V determina o crestere a latimii cusaturii b, cu 1 mm. Tensiunea arcului variaza in limitele 26 44 V fiind direct proportionala cu IS pentru obtinerea unei geometrii favorabile a cusaturii recomand s existe urmtoarea corelaie: Ua = 22+0,02 IS.O tensiune exagerata determina formarea unei cusaturi necorespunzatoare sub forma de palarie susceptibila la fisurare (fig.3). Valori informative ale tensiunii arcului n funcie de tipul fluxului:

Ua = 2832 V la fluxuri aglomerate, numar mare de treceri

Ua = 3544 V la fluxuri topite, numar minim de treceri

Figura 3

5) Viteza de sudare vs, depinde de metalul de baza sensibil sau nu la supraincalziri, tehnica operatorie, IS, grosimea componentelor, etc. Fiind o sudare mecanizata viteza de sudare se controleaza foarte uor i precis. Cele mai frecvente valori ale vitezei de sudare se incadreaza intre (4060)m/h. Viteza de sudare minima este limitata de pericolul curgerii baii in fata arcului cu aparitia defectelor de legatura, a porilor si incluziunilor de zgura. Viteza de sudare maxima este limitata de pericolul unei cusaturi inestetice cu suprainaltare mare si ingust si cu cocoase respectiv de pericolul defectelor de legatura (lipsa de patrundere si topire). De aceea viteza de sudare nu poate fi mai mica de 20 m/h respectiv mai mare de 120 m/h.

6) Diametrul sarmei electrod,depinde de grosimea tablei respectiv tehnica de sudare si curentul de sudare. La acelasi curent de sudare diametrul sarmei influenteaza cresterea patrunderii in cazul diametrelor mici. Explicatia este data de cresterea densitatii de curent.

7) Viteza de avans a sarmei electrod vas,,depinde de curentul de sudare, diametrul sarmei, natura si polaritatea curentului, grosimea componentelor.

Nota bene. Prin modificarea vitezei de avans a srmei electroc vas se regleaza la SF valoarea curentului de sudare intre cele doua fiind o relatie direct proportionala.

La acelasi curent de sudare vas este mai mare la diametre mici decat la diametre mari respectiv este mai mare la CC- decat la CA sau CC+. Reglarea vitezei de avans depinde de modul de asigurare a stabilitatii arcului la sudare, avand doua variante :1. - vas = const. in cazul in care stabilitatea arcului electric se asigura prin fenomenul de autoreglare;

2. - vas = f(Ua)funcie de tensiunea arcului Ua in cazul in

Figura 4

care stabilitatea arcului electric se asigura prin modificarea lungimii arcului, respectiv a tensiunii arcului cu ajutorul unui sistem de reglare automat SRA, (vezi curs EPS).

8) Lungimea capatului liber al sarmei electrod Lcl reprezinta distanta dintre suprafata frontala a duzei de contact si componente. Depinde de diametrul sarmei si curentul de sudare:

Lcl ( [20 50 (60)] mm

Lcl = (8 10)dS

O lungime de capat liber prea mare conduce la supraincalzirea sarmei prin efect Joule Lent ceea ce determina instabilitatea arcului electric prin topirea neuniforma a sarmei insotita de variatia lungimii arcului (arcul electric parc urca si coboara pe sarma, arc eratic). Din punct de vedere al productivitatii Lcl se recomanda sa fie cat mai mare, la acelasi curent cu cresterea Lcl creste rata depunerii ca efect al preincalzirii sarmei prin efect Joule Lent. Lcl prea mica determina o reducere a grosimii stratului de flux ceea ce poate conduce la limit la arderea (strpungerea stratului) in exterior a arcului electric insotita de pericolul formarii porilor in cusatura si pericolul stropirilor prin intrarea aerului n baia metalic. In plus Lcl prea mic determina o uzare prematura a duzei prin supraincalzirea acesteia.

9) Inclinarea sarmei electrod.In general srma electrod este perpendiculara pe componente dar poate fi inclinata inainte sau inapoi fata de directia de sudare cu un unghi egal cu ( 30(C. Inclinarea influenteaza geometria cusaturii astfel:

Prin inclinarea sarmei cu unghiul +( metalul topit este impins in fata arcului interpunandu-se intre acesta si metalul de baza ceea ce conduce la reducerea patrunderii respectiv la cresterea latimii cusaturii. De asemenea se obtine o cusatura mai estetica cu o suprainaltare mica. Se recomanda la sudarea tablelor subtiri sau la sudarea cu rosturi late. Prin inclinarea cu unghiul -( patrunderea cusaturii creste iar latimea scade, aceasta ca efect a fortei de refulare a arcului electric care impinge tot timpul metalul topit spre cusatura sudata. Se recomanda la sudarea pieselor cu grosimi mari sau cand se doreste cresterea patrunderii la sudare si curentul nu mai poate fi crescut in acest scop.

10) Inclinarea piesei. Sudarea SF se realizeaza de obicei in pozitie orizontala, insa uneori pentru modificarea geometriei cusaturii se poate suda si prin inclinarea piesei, rezultand doua variante de sudare si anume in pozitie urcatoare si in pozitie coboratoare.

In acest caz metalul topit curge sub actiunea suplimentara a fortei gravitationale. Unghiul de inclinare al componentelor se limiteaz intre 4 - 10(.

In practica se intalneste un caz asemanator cu cel de mai sus in cazul sudarii pe circumferinta a virolelor (mai ales in cazul diametrelor mici sub 500 mm). In acest caz pentru evitarea scurgerii baii topite de volum mare, accelerata suplimentar de rotirea piesei, sarma electrod se deplaseaza din axa verticala a virolei in sens contrar rotirii acesteia cu o distanta x sau un unghi ( ((=15(). Prin deplasarea sarmei ca in fig. 6 se obtine si o geometrie favorabila a cusaturii.

Figura 6

11) Granulatia fluxului. Dimensiunile grunilor de flux variaza intre 0,5 2,5 mm. In functie de marimea acestora fluxurile sunt clasificate in sorturi. Granulatia influenteaza geometria cusaturii si aspectul suprafetei exterioare a acesteia astfel: cu ct granulatia este mai mare rezulta o crestere a patrunderii si o scadere a latimii, o degazare mai buna a baii metalice; cu ct granulatia este mai mica rezulta o stabilitate mai buna a arcului si un aspect mai neted al suprafetei. Inaltimea stratului de flux este determinata de lungimea capatului liber al sarmei si trebuie sa asigure acoperirea arcului electric. Daca este prea mare gazele nu pot fi eliminate in totalitate rezultand si o cusatura cu suprafata neregulata. Daca grosimea este prea mica arcul nu este acoperit complet conducand la strapungerea lui in exterior insotita de pericolul stropirilor si a intrarii aerului in baia metalica si formarea porilor. Consumul de flux la sudare se ia aproximativ egal cu consumul de sarma. Cresterea tensiunii arcului poate duce la cresterea consumului de flux cu circa 10(, pentru o crestere a tensiunii cu 1 V.

C. 9

Alte recomandari tehnologice

a)Tehnici de sudare sub flux. In functie de numarul de treceri exista trei tehnici (variante tehnologice) de sudare:

Sudarea intr-o trecere sau in doua treceri

Sudarea in numar minim de treceri ( in treceri late ), adica o trecere pe strat

Sudarea in numar mare de treceri ( treceri multiple ).

Alegerea tehnicii de sudare depinde de metalul de baza si de temperatura de exploatare a structurii metalice.

Sudarea intr-o trecere sau in doua treceri se aplica la sudarea otelurilor cu putin carbon nealiate (C ( 0,25%) exploatate la temperaturi pozitive. Avantaje: productivitatea cea mai ridicata la sudare, economie de timp, energie, materiale de adaos. Dezavantaje: caracteristicile mecanice ale cusaturii sunt cele mai scazute, rezilienta la temperaturi scazute nu este garantata datorita structurii grosolane, dendritice a cusaturii.

Sudarea in numar minim de treceri asigura caracteristici mecanice mai bune dar tenacitatea la temperaturi negative se mentine la valori reduse. Nu se recomanda la structuri exploatate la temperaturi negative. Productivitatea este mai mica.

Sudarea in numar mare de treceri se aplica la sudarea otelurilor slab aliate cu granulatie fina exploatate si la temperaturi negative. Datorita numarului mare de treceri si a grosimii reduse a acestora, fiecare trecere efectueaza un tratament termic de normalizare si revenire asupra trecerilor precedente ceea ce conduce la finisarea granulatiei cusaturii si prin aceasta la cresterea caracteristicilor mecanice si a tenacitatii cusaturii (este ca si cum imbinarea ar fi supusa unui tratament termic postsudarea).

In cele ce urmeaz se prezint mai pe larg particularitile celor trei variante de sudare.

In cazul mbinrilor de col neptrunse execuia n poziie normal se poate face n condiii bune numai dac grosimea custurii este de cel mult 6 mm. Peste aceast valoare apare pericolul scurgerii bii, sub efectul gravitaiei, pe componenta orizontal datorit dimensiunilor mari ale acesteia, respectiv pericolul crestturii marginale pe componenta vertical. In cazul custurii simetrice este posibil ptrunderea complet dac grosimea componentei verticale este sub 10 mm. Pentru obinerea unei custuri cu catetele egale se recomand aezarea srmei electrod la un unghi de 25 40( (deci nu n planul bisector la un unghi de 45(), respectiv cu deplasarea axei electrodului spre piesa orizontal cu pn la 3 mm fa de axa de simetrie. Pentru custuri mai groase se folosete sudarea n mai multe treceri respectnd recomandarea ca fiecare trecere s susin trecerea urmtoare.

Ori de cte ori este posibil se recomand sudare n jgheab a custurilor de col, poziie care faciliteaz desfurarea procesului de sudare, evit pericolul scurgerii bii metalice i a crestturilor marginale, permite obinerea unei custuri cu catete egale cu suprafa neted de form concav. Srma electrod st n poziie vertical i deplasat fa de planul bisector cu aprox. 1 mm spre componenta orizontal, care se nclin cu 45 - 60(. Este posibil executarea unor custuri de dimensiuni mari pn la 20 mm, dintr-o trecere. n cazul custurilor simetrice se pot obine mbinri ptrunse pentru grosimea tablei verticale de pn la 15 mm fr teire marginilor. Pentru evitarea scurgerii de metal topit se recomand ca deschiderea rostului s fie 0 max 1 mm. La grosimi mari ale custurii se recomand ca b ( 0 i b = max 2 mm pentru a permite mobilitatea componentelor i reducerea tensiunilor interne respectiv pericolul de fisurare.

In cazul grosimilor mari de material, sau a materialelor sensibile la supranclziri, pentru obinerea unor mbinri complet ptrunse este necesar prelucrarea componentelor (rosturi prelucrate). Datorit accesului dificil n rost sudarea se poate realiza numai n poziie jgheab. Pentru evitarea strpungerii la execuia stratului de rdcin se vor lua msuri tehnologice privind elementele geometrice ale rostului (b = 0, max 2 mm, c = 4 7 mm) regimul de sudare (Is mic, vs mare), respectiv susinerea rdcinii pe partea opus cu metodele cunoscute.

Pentru evitarea crestturilor marginale la execuia mbinrilor de col se recomand folosirea tensiunilor de arc mai mici dect la mbinri cap la cap, respectiv pentru obinerea unui aspect corespunztor viteze de sudare mai mici.

b) pornirea si oprirea procesului de sudare se face pe placute tehnologice sau de capat care au aceeasi forma si dimensiuni ale rostului ca si componentele de sudat. Prin aceasta se elimina pericolul defectelor in imbinarea sudata in faza de amorsare (lipsa de patrundere) si in faza de intrerupere a arcului (crater). Dupa sudare placutele se indeparteaza prin rupere sau taiere cu flacara.

c) sustinerea radacinii.Datorita curentului de sudare mare si a energiei liniare ridicate introdusa in componente la sudarea SF exista un mare pericol de strapungere a componentelor la sudare si de scurgere a baii la radacina.

Din acest motiv se vor lua masuri de sprijinire a radacinii ( cu suport de otel, cupru ).In cazul sudarii dintr-o trecere tot timpul este necesara sustinerea radacinii.In cazul sudarii pe pat de flux este obligatorie resudarea sau completarea la radacina pentru ca aceasta nu este uniforma pe toata lungimea niciodata.

d) executia imbinarii de colt. Pentru grosimi mai mici de 6 mm sudarea se poate face in pozitie orizontala dintr-o trecere. La grosimi mai mari ale sudurii, sudarea se face intr-o singura trecere doar daca se poate realiza in jgheab. In cazul imbinarii de colt patrunse cu rost prelucrat se evita sudarea in pozitie orizontala datorita accesului dificil al sarmei in rost. In acest caz sudarea se face in jgheab. Pentru formarea unei suduri simetrice sarma electrod se deplaseaza din planul bisector al rostului cu valori de 1 3 mm.

Variante ale sudarii sub flux

Cresterea ratei depunerii si a productivitatii procedeului SF se poate face pana la o anumita limit prin cresterea curentului de sudare. Pentru cresterea productivitatii au fost dezvoltate o serie de variante de sudare SF :

sudarea cu doua sarme in baie comuna (arce gemene sau twin arc);

sudarea cu mai multe sarme;

sudarea cu sarma calda;

sudarea cu pulbere metalica;

sudarea cu electrod banda;

sudarea sub flux in rost ingust;

sudarea cu sarma tubulara.

a. Sudarea cu arce gemene utilizeaza doua sarme cu diametrul de 1,6 2,5 mm care se topesc in acelasi arc sau baie comuna. Sarmele sunt legate in paralel la o sursa comuna de sudare iar viteza de avans a sarmei este egala. Distanta dintre sarme variaza intre 5 10 mm si de obicei ele au o duza de contact comuna. Amplasarea sarmelor se poate face succesiv sau transversal fata de directia de sudare.

In cazul amplasarii succesive se reduce sensibilitatea fata de aparitia porilor datorita cresterii timpului de mentinere in stare topita a baii. Amplasarea transversala determina cresterea latimii sudurii ceea ce permite compensarea impreciziei de prelucrare a rosturilor. Avantaje: o rata a depunerii mai mare ca la sudarea cu o sarma cu 5070% cu att mai mare cu cat diametrul sarmelor este mai mic datorita vitezelor de topire mai mari a sarmelor subtiri; posibilitatea sudarii cu viteze mari de sudare de 24 m/min in cazul tablelor subtiri cu reducerea tensiunilor si deformatiilor, cu formarea unei suduri estetice, se poate mari curentul maxim permis pentru un anumit flux; dilutia mai scazuta la sudare ceea ce constituie un avantaj la incarcarea prin sudare.

b. Sudarea cu mai multe sarme se poate face cu 2, 3, 5 sau 7 sarme (numar impar), sarmele fiind dispuse succesiv. In acest caz fiecare arc electric este alimentat independent, fiecare sarma are duza de contact proprie. De obicei arcele sunt acoperite de o singura baie de zgura ele putand arde in baie comuna respectiv in bai separate. In primul caz distanta intre sarme este de 1218 mm iar in al doilea caz distanta este sub 200 mm, de obicei 80 mm. Primul arc este alimentat tot timpul in CC iar celalalt in CA pentru reducerea suflajului magnetic dintre arce.

Avantaje: cresterea ratei depunerii cu pana la 35 kg/h la doua sarme, 50 kg/h la trei sarme, 80 kg/h la cinci sarme; reducerea pericolului de aparitie a porilor si a fisurarii la cald; viteze de sudare mari. Se aplic la sudarea pe generatoare a tevilor pentru conducte magistrale de petrol si gaze.

c. Sudarea cu sarma calda consta in introducerea in arc a unei sarme preincalzite prin efect Joule Lentz prin alimentarea sarmei suplimentare la un transformator de sudare cu tensiunea de mers in gol mica pentru evitarea amorsarii unui arc suplimentar. Avantaje: cresterea ratei depunerii cu 5080% fara o crestere semnificativa a energiei liniare.

Sarma calda intra in baia metalica produsa de arcul sarmei principale la o temperatura apropiata de temperatura de topire. Procedeul se aplica la incarcarea prin sudare sub flux pentru ca se depune mult material, cu o dilutie mica.

d. Sudarea cu electrod banda. In locul sarmei se utilizeaza o banda cu grosimea 0,5 1 mm si latimea 30 180 mm. Patrunderea este foarte mica iar latimea mare, ceea ce recomanda utilizarea la incarcarea sau placarea prin sudare a suprafetelor. In cazul latimilor mai mari de 30 mm pentru asigurarea stabilitatii arcului se recomanda dirijarea magnetica a arcului pe latimea benzii.

Sudarea cu pulbere metalica consta in introducerea unei pulberi metalice in rostul de sudare care curge dintr-un buncar, plasat pe tractor in fata buncarului de flux care acopera ulterior pulberea. Avantaje: cresterea ratei depunerii datorita vitezei de topire mai mari a pulberii metalice si a introducerii unei cantitati suplimentare de material in arc.

Sudarea cu sarma tubulara este o varianta noua a sudarii SF care inlocuieste sarma plina cu o sarma tubulara asemanatoare cu cea de la sudarea MAG. Avantaje: posibilitatea alierii prin miez a cusaturii folosind o teaca metalica din otel nealiat; productivitate ridicata prin cresterea ratei depunerii AD.

Anexe

SIMBOLIZAREA MATERIALELOR DE SUDARE PENTRU SUDAREA SUB FLUX

Simbolizarea sirmelor pentru sudarea SF dupa compozitia chimica

CONFORM SR EN 756-97

SimbolCompoziia chimic (%) (m/m) 1)2)3)

CSiMnPSMoNiCr

S0Orice alt compoziie pus de acord

S10,05-0150,150,35-0,600,0250,0250,150,150,15

S20,07-0,150,150,80-1,300,0250,0250,150,150,15

S30,07-0,150,15>1,30-1,750,0250,0250,150,150,15

S40,07-0,150,15>1,75-2,250,0250,0250,150,150,15

S1Si0,07-0,150,15-0,400,35-0,600,0250,0250,150,150,15

S2Si0,07-0,150,15-0,400,80-1,300,0250,0250,150,150,15

S2Si20,07-0,150,15-0,400,80-1,300,0250,0250,150,150,15

S3Si0,07-0,150,15-0,40>1,30-1,850,0250,0250,150,150,15

S4Si0,07-0,150,15-0,40>1,85-2,250,0250,0250,150,150,15

S1Mo0,07-0,150,05-0,250,35-0,600,0250,0250,45-0,650,150,15

S2Mo0,07-0,150,05-0,250,80-1,300,0250,0250,45-0,650,150,15

S3Mo0,07-0,150,05-0,25>1,30-1,750,0250,0250,45-0,650,150,15

S4Mo0,07-0,150,05-0,25>1,75-2,250,0250,0250,45-0,650,150,15

S2Ni10,07-0,150,05-0,250,80-1,300,0200,0200,150,80-1,200,15

S2Ni1,50,07-0,150,05-0,250,80-1,300,0200,0200,15>1,20-1,800,15

S2Ni20,07-0,150,05-0,250,80-1,300,0200,0200,15>1,80-2,400,15

S2Ni30,07-0,150,05-0,250,80-1,300,0200,0200,15>2,80-3,700,15

S2Ni1Mo0,07-0,150,05-0,250,80-1,300,0200,0200,45-0,650,80-1,200,20

S3Ni1,50,07-0,150,05-0,25>1,30-1,700,0200,0200,15>1,20-1,800,20

S3Ni1Mo0,07-0,150,05-0,25>1,30-1,800,0200,0200,45-0,650,80-1,200,20

S3Ni1,5Mo0,07-0,150,05-0,251,20-1,800,0200,0200,30-0,501,20-1,800,20

1) Compoziia chimic a produsului finit, Cu incluznd i acoperirile de cupru 0,30%, Al 0,030%.

2) Valorile singulare din tabel sunt valori maxime.

3) Rezultatele trebuie rotunjite la acelai numr de cifre semnificative ca i valoarea specific, utiliznd regulile conform ISO 31-0: 1992 , anexa B, regula A

NOTARE: EXEMPLUL 1:

Cuplu srm-flux: EN 756 S 46 3 AB S2

n care:EN 756= numrul standardului; S= srm electrod i/sau cuplu srm-flux/sudare cu arc electric sub strat de flux (a se vedea 4.1); 4= caracteristicile la traciune (a se vedea tabelul 1 i 2);3 = caracteristicile la ncovoiere prin oc (a se vedea tabelul 3);AB = tipul de flux pentru sudare (a se vedea tabelul 4); S = compoziia chimic a srmei electrod (a se vedea tabelul 5);

Simbolizarea sirmelor pentru sudarea SF dupa compozitia chimica

CONFORM STAS 1126-87

Marca srmei

S 10Fabricarea electrozilor destinai sudrii oelurilor carbon i slab aliate i sudrii sub strat de flux

S 10 Mn 1Sudare sub strat de fux a oelurilor nealiate, exploatate la temperaturi pn la -20C

S 10 Mn 1,5Sudare sub strat de flux a oelurilor slab aliate cu mangan

S 12 Mn 2Sudare sub strat de flux n baie de zgur a oelurilor carbon i slab aliate, cu limit de curgere i rezisten la rupere ridicate

S 12 Mn 2 SiSudare n mediu de gaz protector (CO2) a oelurilor cu granulaie fin, cu rezisten ridicat la rupere fragil, exploatate la temperaturi pn la -20C

S 07 Mn 1,4 SiSudare n mediu de gaz protector (CO2) a oelurilor carbon i slab aliate, cu rezisten ridicat la rupere, exploatate la temperaturi pn la -20C

S 10 MoSudare sub strat de flux a oelurilor slab aliate pentru cazane i recipiente sub presiune, exploatate la temperatur negativ, ambiant sau ridicat pn la 450C

S 12 MoCr 1Sudare sub strat de flux a oelurilor pentru industria aeronautic i a oelurilor termorezistente pentru evi

S 22 MoCr 1ncrcare i recondiionare prin sudare a pieselor de uzur, exploatate n condiii de solicitare termic i sudarea oelurilor cu rezisten ridicat la rupere, aliate cu Cr-Mo-Si

S 12 SiMoCr 1ncrcare prin sudare i sudare n mediu de gaz protector a oelurilor pentru cazane i recipiente sub presiune, exploatate la temperaturi pn la 450 C

S 10 VMo Cr 1Sudare mecanizat sub strat de flux a oelurilor termorezistente

S 10 Mn 1 VMoCr 1Sudare mecanizat sub strat de flux a oelurilor termorezistente

S 12 Mn 2 MoSudare sub strat de flux i baie de zgur a oelurilor carbon i slab aliate cu limit de curgere i rezisten la rupere ridicate, tratate termic

S 10 Mn 1 MoSudare sub strat de flux i baie de zgur a oelurilor carbon i slab aliate pentru cazane i recipiente sub presiune exploatate la temperatur ambiant i la temperaturi pn la 450 C

S 10 Mn 1 MoCr 1Sudare sub strat de flux a oelurilor pentru evi exploatate n mediu de hidrogen la temperaturi pn la 530 C

S 10 Mn 1 SiMoCr 1Sudare sub strat de flux a oelurilor pentru evi exploatate n mediu de hidrogen la temperaturi pn la 530 C

S 12 Mn 1 SiNi 1 TiSudare n mediu de gaz protector a oelurilor cu granulaie fin, a oelurilor pentru construcii navale,

S 10 Mn 1 SiNiCuSudare n mediu de gaz protector a oelurilor rezistente la coroziune atmosferic

S 10 Mn 1 SiVMoCr 1Sudare n mediu de gaz protector a oelurilor termorezistente

S 10 Mn 1 Ni 1Sudare sub strat de flux a oelurilor cu granulaie fin, a oelurilor pentru construcii navale, cu limit de curgere ridicat, exploatate la temperaturi negative

S 10 Mn 1 NiCuSudare sub strat de flux a oelurilor rezistente la coroziune atmosferic

S 10 Mn 1 Ni 2Sudare sub strat de flux a oelurilor slab aliate, cu granulaie fin i limit de curgere ridicat, pentru recipiente sub presiune exploatate la temperaturi pn la -50 C

S 80 Crncrcare i recondiionare prin sudare a pieselor de uzur mare, exploatate n industria minier

S 40 CrMn 1 Si 1ncrcare i recondiionare prin sudare n mediu de gaz protector a pieselor de uzur exploatate n condiii de temperaturi ridicate

S 12 Mn 1,5 Ni 1,5 MoSudare sub strat de flux cu unul sau trei arce a oelurilor cu granulaie fin rezistente la temperaturi sczute

S 32 MoCr 6ncrcare i recondiionare prin sudare a pieselor exploatate la temperaturi ridicate n industria chimic i petrochimic

S 55 MoCr 6ncrcare i recondiionare prin sudare a pieselor supuse la uzur abraziv pentru industria metalurgic i minier

S 10 Mn 1 SiMoSudare n mediu de gaz protector a oelurilor termorezistente

S 10 MnSiMo 1 Cr 2,5Sudare n mediu de gaz protector a oelurilor termorezistente

S 10 Mn 1 Mo 1 Cr 2,5Sudare sub strat de flux a oelurilor termorezistente

S 28 Mn 1 Cr 12 Mo 1 VW 0,5Sudare oeluri inoxidabile cu 12% Cr

S 12 Mo 1 Cr 17Sudare n mediu de gaz protector a oelurilor inoxidabile solicitate mecanic i exploatate la temperaturi de 450 600 C

S 12 Cr 26 Ni 20Sudare n mediu de gaz protector a oelurilor de tip 25/20 i sudarea mbinrilor eterogene

S 11 Cr 25 Ni 20Sudare oeluri rezistente la coroziune i refractare

S 10 Cr 18 Ni 9Sudare oeluri inoxidabile de tip 19/9

S 03 Cr 19 Ni 12 Mo 2 NbSudare oeluri inoxidabile de tip 19/12/2

SimbolizareSimbolizarea mrcii srmei pentru sudare cuprinde, n ordine:

litera S (prescurtare a cuvntului sudare);

grupa de cifre care reprezint coninutul maxim de carbon n sutimi de procente;

simbolurile principalelor elemente de aliere, urmat de cifra care indic coninutul mediu al acestor elemente, cnd acesta este peste 1%

1.1. Notare

Exemple:

Srm S 10 3,25 STAS 1126-87;

Srm S 10 3,25x430 STAS 1126-87;

Srm S 12 Mn 2 Si 1,6 STAS 1126-87 n bobine.

CLASIFICAREA FLUXURILOR pentru sudarea SF dupa compozitia chimica

CONFORM SR EN 760-97

SimbolConstitueni chimici caracteristiciLimita constituentului %

MS

Silico-manganosMnO+SiO2CaOmin.50

max.15

CS

Silico-calcicCaO+MgO+SiO2CaO+MgOmin.55

max.15

ZC

Silico-zirconicZrO2+SiO2+MnO

ZrO2min.45

max.15

RS

Silico-rutilicTiO2+SiO2TiO2min.50

max.20

AR

Alumino-rutilicAl2O3+TiO2min.40

AB

Alumino-bazicAl2O3+CaO+MgO

Al2O3

CaF2min.40

min.20

max.22

AS

Alumino-siliconicAl2O3+SiO2+ZrO2CaF2+MgO

ZrO2min.40

min.30

min.5

AF

Alumino-fluoro-bazicAl2O3+CaFmin.70

FB

Fluoro-bazicCaO+MgO+CaF2+MnO

SiO2CaF2min.50

max.2015

ZOrice alt compoziie

NOT: o descriere a caracteristicilor fiecrui tip de flux este prezentat n anexa A.

NOTARE

EXEMPLU:

Flux pentru sudare EN 760 S F CS 1 67 AC H10

Partea obligatorie:

Flux pentru sudare EN 760 S F CS 1

n care: EN 760= numrul standardului; S = flux pentru sudare cu arc electric sub strat de flux (a se vedea 4.1); F= flux topit (a se vedea 4.2); CS = tipul fluxului (a se vedea tabelul 1);1= utilizare n clasa 1 (a se vedea 4.4); 67= activitate metalurgic (a se vedea tabelul 2);AC= tipul curentului (a se vedea 4.6); H10 = coninutul de hidrogen difuzibil (a se vedea tabelul 4).

vas

Is