S.C. RELOC SA SUPORT CURS / ATELIER BOGHIURI

INFLUENA FACTORILOR TEHNOLOGICI I A REGIMULUI DE SUDARE ASUPRA MBINRII SUDATE

Parametrii regimului de sudare i cum se reflect influena lor asupra calitii custurii. n complexitatea fenomenelor ce intervin pe parcursul aplicrii procesului tehnologic de sudare intervin o serie de mrimi sau factori, care prin interdependena i corelarea dintre ei, influeneaz att asupra arcului electric de sudare ct i asupra custurii. Aceti factori se pot mpri n dou grupe i anume:a) grupa parametrilor tehnologici de funcionare a arcului electric de sudare, integrai n genericul regimul de sudare" ;

b) grupa parametrilor tehnologici de aplicare a tehnologiei de sudare;

Parametrii tehnologici de funcionare a arcului electric de sudare sunt :

Ua - tensiunea electric a arcului, n V;

I - curentul de sudare, n A;

Lo - lungimea arcului, n mm;

Vs - viteza de sudare, n cm/s;

El - energia pe unitatea de lungime (cm), dat de relaia:

este cldura liniar a sursei termice, [cal/cm]; - randamentul sursei termice.

Cu ct J, i Ua vor fi mai mari, cldura provenit din sudare va fi mai mare i cu ct se va suda cu vitez Vs mai mare, cu att cantitatea de cldur n mbinare va scdea, inndu-se seama c n componentele ce se asambleaz prin sudare, cantitatea total de cldur introdus provine din cldura de prenclzire i cea a arcului de sudare.

Alegerea energiei liniare cu care se va suda n condiii optime depinde de grosimea componentelor i de temperatura de prenclzire i cea ambiant.

n tabelul 1 se indic valorile EL pentru diferite diametre de electrozi i procedee de sudare, exprimate n kJ/cm (1 kJ == 1 000 J).

Parametrii tehnologici de sudare joac un rol major n desfurarea procesului de sudare, fiecare acionnd activ n domeniul respectiv, cu toat interdependena ce exist ntre ei, influennd geometria custurii i anume:

Energia liniar pentru diferite diametre de electrozi i procedee de sudareProcedeul

de sudareEnergia liniar

de sudare ELKJ / cm

Sudare

manual

cu electrozi

nvelii

3,257 - 11

49 - 13

511 - 18

613 - 20

Sudare sub flux

(i cu straturi multiple)

9 26

Ua - influeneaz asupra limii sudurii (B), n sensul c, cu ct crete tensiunea de sudare a arcului, crete i limea acesteia; Is - influeneaz asupra ptrunderii (H), care crete odat cu creterea curentului de sudare;

Vy - influeneaz asupra supranlrii (C), aceasta crescnd la o vitez de sudare mai mic, prin depunerea abundent de metal i descrescnd cu creterea vitezei de sudare.

Cu alte cuvinte, seciunea custurii crete odat cu creterea curentului de sudare i scade odat cu creterea vitezei de sudare. Deci, parametrii tehnologici de funcionare a arcului electric de sudare Us i vs influeneaz volumul de metal depus n unitatea de timp.

Regimul de sudare optim pentru o mbinare cerut se elaboreaz de tehnolog n funcie de procedeul de sudare, calitatea i grosimea materialului pieselor de sudat.

n tabelul urmtor se arat influena intensitii curentului de sudare (Is), a vitezei de sudare (vs) i tensiunii de mers n gol (U0) la sudarea manual cu arc electric i electrozi nvelii :

Is, vs, U0

normaleIs, foarte

sczutIs, foarte

marevs, foarte

sczutvs, foarte

mareU0,

micU0, foarte

mare

1234567

TopireaNormalPrea linititFoarte agitatNormalAproape neregulatLinititExploziv i neregulat

Forma depuneriiUniformPrea bombat, inesteticPlat, deformatPrea bombat, inesteticSemibombat, inesteticSemibombatPlat spre deformare

PtrundereaOptimSlabFoarte mare, inutil i periculoasMareSlabSlab, ns acceptabilMare

CraterulCircular, regulatDeformat dar regulatDeformat cu risc de formare a fisurilorRegulat dar adncDeformat cu risc de apariie a suflurilorRegulat i puin adncAproape regulat

Alte defecte probabileLipsPot aprea pori i incluziuni nemetaliceCrestturi marginale(pe toat lungimea dac Us este mare), sufluri i fisuriCrestturi marginale i coam la sudurile de colCrestturi marginale, sufluri, fisuriNumai dac electrodul i regimul de sudare sunt alese corectRisc de sufluri dac electrodul nu e bine ales

n tabelul de mai jos se dau valori orientative privind alegerea curentului de sudare Is, n funcie de diametrul electrodului i de grosimea nveliului (sudarea manual cu electrozi nvelii) :Diametrul electrodului [mm]

nveli subire

A

nveli mediu

A

nveli

gros

A

Electrozi cu randament sporit (110-180%)

A

Electrozi cu randament sporit

(140-150%)

A

2,560707580100

3,25100110120120160

4,0130150160170220

5,0175190200230275

6,0220240260280380

Observaie. Se recomand utilizarea valorilor prescrise de productorul de electrozi.PROBLEME GENERALE LEGATE DE EXECUTIA MBINRILOR SUDATE

Pregtirea pentru sudare

Influena rostului asupra participrii metalului de baz la formarea custurii. Rosturile pentru mbinarea care se execut prin procedee de sudare cu ptrundere relativ redus se bazeaz pe o topire mai mic a metalului de baz i pe un adaos mai mare de metal, n timp ce rosturile pentru procedeele de sudare, la care se folosesc regimuri intensive, cu ptrundere mai mare, se bazeaz pe o topire mai mare de metal de baz i pe un adaos mai mic de metal. Mrimea i forma rostului au o influen mare asupra participrii metalului de baz la formarea custurii. Pentru oelurile slab aliate i n special cele aliate, se alege o form a rostului prin care s se reduc la maximum participarea metalului de baz la formarea custurii. n cazul oelurilor cu tendin redus de fisurare, unde nu se urmrete reducerea participrii metalului de baz, se aleg, din motive economice, forme ale rostului in care s se introduc ct mai puin metal de adaos.

Influena deschiderii rostului. La o deschidere mai mare a rostului crete ponderea metalului depus n custur. Deschiderea rostului nu poate crete peste anumite valori, deoarece n aceast situaie crete i pericolul de fisurare. La o deschidere a rostului peste 5 mm, pericolul de fisurare devine foarte mare, n special n crater. Lipsa deschiderii rostului, care se produce prin alturarea elementelor asamblate, poate provoca, de asemenea, apariia unor fisuri. Dac n procesul de sudare apare o comprimare mare, n custur apar tensiuni de ntindere, care pot provoca apariia unor fisuri, n special n primul strat.

Dac exist un spaiu ntre elementele asamblate, acesta va permite o oarecare mobilitate, care asigur contracia sudurii, reducnd tensiunile. Pentru custurile n col, spaiul dintre elementele asamblate trebuie s fie de circa 1 mm.

Forma rostului. La sudarea mbinrilor n col, n cazul tablelor fr teirea muchiilor, grosimea custurii nu se recomand s fie mai mare de 14 mm. n cazul n care rezult necesitatea unei custuri mai groase, se alege o alt form de mbinare, cu teirea muchiilor n 1/2 V, 1/2 X, 1/2 U etc.

Pentru mbinrile cap la cap sunt mai avantajoase prelucrrile simetrice, la care teitura se face pe ambele fee ale tablei. La sudarea unei astfel de mbinri, deformaiile sunt mai mici n comparaie cu mbinrile la care teitura s-a executat numai pe una din feele tablei. La sudarea unor mbinri cu forma rostului n X" deformaiile produse la sudarea executat pe una din feele tablei sunt anulate de deformaiile de sens contrar, care apar la sudarea feei opuse. n cazul tablelor groase prelucrate n V, la care deformaiile unghiulare sunt mpiedicate, pot aprea fisuri datorit tensiunilor remanente. La aceste mbinri, fiecare rnd de sudur va determina n stratul de rdcin tensiuni de ntindere. Aceste tensiuni se adun i dac metalul custurii nu este suficient de plastic, la sudarea unor grosimi mari, pot aprea fisuri la rdcin.

Pregtirea suprafeelor pentru sudare:

n general, suprafeele de mbinat ale pieselor sunt acoperite cu rugin, vopsea, substane grase, pmnt, zgur etc. nainte de sudare, piesele trebuie s fie curate, att pe suprafeele rostului, ct i pe o poriune de circa 20 mm, din suprafeele adiacente. Curirea trebuie efectuat nainte de asamblare. n caz contrar, impuritile cad n rost i pericolul apariiei defectelor este mai mare.Prinderea cu sudura provizorie la asamblare:

Prinderea cu sudur se face pentru asigurarea preciziei de asamblare i rigidizarea pieselor.

De obicei, sudurile de prindere provizorie sunt incluse n cordonul de sudur i odat cu ele se includ i eventualele defecte. Din aceast cauz, metoda utilizrii pentru sudurile de prindere a unor sudori cu calificare czut este greit. Sudurile de prindere se execut cu regimul i cu materialele utilizate la sudarea primului strat de sudur.

Ca urmare a faptului c sudurile de prindere sunt scurte, metalul de baz este supus unei nclziri locale de scurt durat i unei rciri rapide, ceea ce poate conduce la fragilizarea metalului n zona respectiv. Datorit acestui lucru, ct i faptului c sudura de prindere are o grosime mic, apare pericolul de fisurare. Acesta este amplificat i de craterul care se formeaz la captul fiecrei suduri de prindere.

Sudurile de prindere care se includ n metalul custurii trebuie controlate foarte atent pentru detectarea eventualelor defecte.

Reguli de baz pentru efectuarea operaiei de prindere. Pentru operaia de prindere trebuie s se respecte urmtoarele reguli:

amorsarea arcului se face ntr-un punct care urmeaz s fie acoperit cu sudur;

este interzis amorsarea arcului n afara mbinrii, pe metalul de baz;

craterul de ncheiere trebuie umplut prin ntoarcerea arcului i inerea lui pe loc timp de cteva secunde; piesele groase i rigide se prind cu suduri n mai multe straturi (de obicei dou) alctuite n trepte; straturile succesive se depun n sensuri opuse pentru a nu concentra craterele de ncheiere la un singur capt sudura se execut n trepte pentru a nu concentra n acelai plan mai multe nceputuri i sfrituri de sudur; diametrul electrodului utilizat pentru prindere, la fel ca i pentru sudarea primului strat, trebuie s permit o apropiere suficient de partea inferioar a rostului, n aa fel nct s se obin o ptrundere complet la rdcin; nu se recomand prinderea cu sudur a unor mbinri realizate printr-o centrare forat, sau corectarea asamblrii dup prinderea cu sudur, n ambele cazuri existnd pericolul de fisurare.

Lungimea unei suduri de prindere trebuie s fie de 22,5 ori grosimea materialului care se sudeaz, dar nu mai mare de 70 mm.

Grosimea sudurii pentru piese pn la 10 mm trebuie s fie de 0,6 0,7 grosimea materialului, dar nu mai mare de 3 mm, iar pentru piese mai groase de 10 mm, grosimea sudurii trebuie s fie 56 mm (se realizeaz din dou straturi).

Distanele dintre sudurile de prindere trebuie s fie aproximativ egale, 300400 mm.

Pentru piesele subiri, pn la 10 mm, distana dintre sudurile de prindere trebuie s fie mai mic, i anume, 50150 mm.

Pentru oelurile austenitice, la care n timpul prinderii se produc deformaii mai mari dect la oelurile carbon, sudurile de prindere se execut mai des (tabel).

Recomandri pentru stabilirea distanei dintre sudurile de prindere la asamblarea oelurilor austeniticeGrosimea tablei mm11,52346Peste 8

Distana ntre sudurile de prindere, n mm25-4040-7070-100100150

Diferite moduri de prindere a tablelor. Operaia de prindere se poate face n trei feluri (vezi figura). n varianta indicat n figur, pct a, sudurile de prindere se execut de la mijloc spre capete, sudnd alternativ n stnga i dreapta. La varianta indicat n figur, pct c tablele se aeaz n form de V, iar pe msura naintrii spre captul opus, contracia consecutiv a sudurilor aduce tablele n poziia paralel.

Utilizarea operaiei de prindere pentru reducerea deformaiilor iniiale. Prin aplicarea unei anumite suduri de prindere se pot reduce deformaiile rezultate din debitare (figur,pct d, e, f). Cnd deschiderea rostului este mai mare la un capt, toate prinderile se execut continuu spre captul mai deschis (figur, pct. d). In acest caz, deformaiile se manifest in direcia sgeilor i deschiderea rostului se uniformizeaz. n fig. pct e se arat ordinea de prindere care se aplic atunci cnd deschiderea rostului

este mai mare la centru. n fig. pct f este artat ordinea de prindere pentru dou table la care deschiderea rostului este prea mic la un capt, iar pe restul lungimii este corespunztoare.

n urma prinderii cu sudur, deschiderea rostului se reduce cu 0,51,5 mm. n cazul oelurilor austenitice aceast nchidere este mai mare, de circa 2 mm.

Pentru mbinrile n col se prevd unghiuri mrite, care s compenseze contraciile dup sudura de prindere, asigurnd unghiul final prescris, (figur pct a). n cazul mbinrilor n col cu suduri pe ambele laturi, prinderea se face succesiv pe ambele pri, meninnd cu echere unghiul corect (figur, pct b).

MATERIALE DE ADAOS I DE PROTECIE A SUDURII

Materialul de adaos este metalul sau aliajul sub form de vergele, colaci sau granule, care se topete n procesul de sudare. Materialul provenit din topirea metalului de adaos, care contribuie la formarea custurii se numete metal depus.

CRITERIILE PRINCIPALE DE SIMBOLIZARE A ELECTROZILOR NVELII

Electrodul nvelit este format dintr-o vergea metalic, cu masa de nveli aplicat prin presare sau imersiune.

nveliul electrodului are urmtoarele roluri:

favorizeaz amorsarea uoar a arcului electric;

mrete stabilitatea arcului;

protejeaz metalul topit mpotriva ptrunderii oxigenului, hidrogenului i azotului din aer, att n timpul trecerii din electrod spre pies, ct i n baia de sudur;

formeaz o zgur mai uoar dect metalul, asigurnd o rcire mai lent, curirea i degazarea bii de sudur, precum i formarea mi mult sau mai puin continu a suprafeei custurii;

permite alierea cu elemente coninute n nveli, care mbuntesc proprietile metalului depus;

uneori, nveliul conine pulbere de fier, care permite obinerea unui randament de depunere peste 100%;

Dimensiunile electrodului. Dimensiunile de baz ale electrozilor sunt: diametrul electrodului i lungimea acestuia.

Dimensiunile electrozilor pentru sudarea oelurilor sunt stabilite conform STAS 1125/1-81.

Prin diametrul electrodului se nelege diametrul vergelei metalice. Sunt standardizate diametre ntre 1,6 i 8 mm. In mod curent, se fabric urmtoarele diametre: 2; 2.5; 3.25; 4; 5; 6 mm.

Lungimile uzuale snt 250, 300, 350 i 450 mm.

Grosimea nveliului are influen asupra modului n care se topete electrodul i asupra formei custurii.

Simbolizarea electrozilor. Simbolizarea electrozilor se face dup urmtoarele caracteristici tehnice:

caracterul nveliului;

randamentul nominal;

poziia de sudare;

caracteristicile curentului de sudare;

coninutul de hidrogen difuzibil.

Simbolizarea tipurilor de electrozi se face conform STAS 1125/1 ...6 - 81 ... 83, prin litere i cifre care reprezint principalele caracteristici ale electrodului.

Elemente caracteristice ale electrozilor. n afar de compoziia i caracteristicile nveliului, electrozii sunt caracterizai de cteva elemente mai importante, cum sunt:

caracteristicile mecanice ale metalului depus, respectiv rezistena rupere (Rm), limita de curgere (Re), alungirea (A5), energia de rupere ncovoiere prin oc (KV sau KU) i duritatea (HB sau HV); timpul de topire, care reprezint timpul n care se topete electrodul, folosind o intensitate medie a curentului;

randamentul nominal de depunere, care reprezint raportul dintre masa metalului depus prin sudare i masa total a srmei care intr n compoziia mrcii electrodului utilizat;

coeficientul de depunere, care reprezint cantitatea de metal ce se depune dintr-un anumit electrod, raportat la o intensitate de curent de 1 A n unitatea de timp(o or sau un minut); coeficientul de depunere se msoar n g/A h sau n g/A min.

PRINCIPALELE CRITERII DE CLASIFICARE A ELECTROZILOR

Dup destinaie, electrozii nvelii pentru sudarea oelurilor se clasific n urmtoarele grupe:

I electrozi nvelii pentru sudarea oelurilor carbon i slab aliate (STAS 1125/2-81);

II electrozi nvelii pentru sudarea oelurilor cu granulaie fin a oelurilor utilizate la temperaturi sczute (STAS 1125/3-82);

III electrozi nvelii pentru sudarea oelurilor termorezistente STAS 1125/4-82);

IV electrozi nvelii pentru sudarea oelurilor inoxidabile i refractare (STAS 1125/5-83);

V electrozi nvelii pentru ncrcare (STAS 1125/6-83).

n cadrul fiecrei grupe, electrozii se clasific n tipuri conform - (STAS 1125/2 1125/6 - 81 i 83; n funcie de caracteristicile mecanice ale metalului depus i (sau) de compoziia chimic. Mrcile de electrozi ce se elaboreaz n cadrul tipului respectiv se stabilesc de ctre ntreprinderea productoare.

Electrozii nvelii pentru sudarea fontei sunt prezentai n STAS 7242-82, iar cei pentru sudarea aluminiului, n STAS 8524-70.

CLASIFICAREA ELECTROZILOR DUPA TIPUL NVELIULUI

Dup tipul nveliului, conform STAS 1125/1-81, electrozii nvelii sunt de ase tipuri.

1) Electrozi cu nveli acid A. Au un nveli format din oxid de fier, mangan i siliciu, feromangan i ali dezoxidani. Formeaz o zgur acid, care se detaeaz uor. Utilizai la oeluri cu coninut de carbon mai mare de 0,24/o C, prezint pericol de fisurare la cald, n special la sudarea n unghi, n cornie sau vertical. Se folosesc, n general, la sudarea n poziie orizontal, cu curent alternativ sau continuu, dar pot fi folosii i pentru alte poziii.

2) Electrozi cu nveli acid rutilic AR. Se mpart, dup coninutul de rutil-oxid de titan TiO2, n electrozi rutilici cu coninut redus i cu coninut ridicat de rutil (max. 0,35% TiO2). Au o comportare identic cu electrozii acizi.

3) Electrozi cu nveli bazic B. Se caracterizeaz prin coninutul de carbonat de calciu (CaCO3) sau ali carbonai bazici, fluorin. Zgura se desprinde uor. Produce un arc cu ptrundere medie i poate fi folosit pentru toate poziiile de sudare, utiliznd curent continuu cu polaritate pozitiv. Au un coninut redus de hidrogen. Metalul depus este foarte rezistent la fisurare la cald sau la rece. Pentru a evita formarea porilor n metalul depus, nveliul trebuie s fie foarte uscat. De obicei, se usuc la temperatura de 250300C, timp de dou ore, dup care se pstreaz pn la utilizare, la temperatura de 6080C.

4) Electrozi cu nveli celulozic C. Conin materii organice. Produc o zgur subire i cantitativ puin, care se desprinde uor. Asigur o ptrundere adnc i o viteza de topire relativ ridicat. Se utilizeaz pentru toate poziiile de sudare.

5) Electrozi oxidani 0. Au o utilizare restrns. In nveli predomin oxidul de fier i se folosesc n cazurile cnd aspectul sudurii este mai important dect rezistena.

6) Electrozi cu nveli rutilic (cu nveli cu grosime medie, R, TiO2 = 3550% i celuloz C = max. 15% i cu grosime mare, RR, TiO2 = 3550% i celuloz C = max. 5%). Produc o zgur cu caracter acid. Electrozii cu nveli de tip R sunt destinai n general sudrii n poziie vertical i pe plafon.

Alte tipuri de electrozi se noteaz cu S.

PAGE 14

_1169232242.unknown

_1169232264.unknown