I. Clasificare procedeelor de sudare prin topire În funcţie de modul de execuţie, procedeele de sudare prin topire se pot clasifica în procedee de: -¾ sudare manuală -la care toate operaţiile se realizează manual; -¾ sudare semimecanizată -la care o parte din operaţiile de bază se realizează mecanizat (de exemplu alimentarea cu material de adaos); -¾ sudare mecanizată -la care toate operaţiile de bază se realizează 1. Cu energie electrica

a. cu arc electric descoperit: - cu eletrod fuzibil (fara gaze de protective/ cu gaze de protective-

electrod invelit) - cu electrod nefuzibil (WIG) acoperit: - sub strat de flux - sub sina de Cu

b. cu plasma: - cu jet de plasma si cu arc transparent c. prin rezistenta in baia de zgura topita d. cu fascicule de electroni e. cu laser

2. Cu energie chimica a. Cu flacara (oxi-acetilenica/metanica/propanica/hidrica/benzica) b. Alumino-termica c. Prin turnare

II. Materiale utilizate la sudare

Metalul de baza

Alegerea materialului de baza pentru realizarea imbinarilor sudate se face in functie de conditiile de exploatare, de tehnologia de executie si de asigurarea unei eficiente economice cat mai ridicate.

Structurile sudate sunt realizate in cea mai mare parte din oteluri de carbon si aliate, precum si din aliaje din aluminiu, titan etc.

Ingeneral, otelurile pentru structurile sudate trebuie sa indeplineasca o serie de conditii: •sa aiba caracteristici mecanice ridicate pentru a putea prelua in conditii bune solicitarile la care sunt supuse;

•sa aiba un prêt de cost cat mai scazut;

•sa poata fi sudate in conditii tehnologice si economice avantajoase. Otelurile pentru structure sudate se pot clasifica in doua mari grupe:

-oteluri nealiate, cu un continut scazut de carbon; -oteluri slab aliate

III. Sudabilitatea otelurilor Sudabilitatea este o caracteristică complex a unui metal sau aliaj care determină, în condiţii

de sudare date, aptitudenea lor tehnică de realizarea anumitor îmbinări, ce depinde de proprietăţile materialului, de condiţiile tehnologice de sudare, de soluţiile constructive etc.

Aptitudinea de sudare a unui material este condiţionată de numeroşi factori, care determină de fapt proprietăţile materialului: compoziţia chimică, modul de elaborare şi de turnare, prelucrări termice ulterioare.

Siguranţa la sudare cuprinde în noţiunea ei condiţiile tehnologice de sudare, soluţiile constructive şi concepţia îmbinărilor sudate.

Factori: - Metalurgici: (compoziţia chimică, procedeul de elaborare, conţinutul de gaze şi de

elemente stabilizatoare, tratamentele termice aplicate înainte de sudare)

- Constructivi: (grosimea metalului de sudat şi amplasarea cusăturii, deoarece aceşti doi factori influenţează în mare măsură producerea tensiunilor interne)

- Tehnologici: (modul de asamblare şi succesiunea de prindere, procedeul şi regimurile de sudare aplicate la executarea construcţiei sudate, succesiunea de sudare a randurilor şi a cusăturilor, modul de combatere a tensiunilor interne)

- Modul cum este exploatată construcţia respectivă

Elementul carbon, micşorează mult sudabilitatea acestora. Conţinut de carbon din oţel este sub 0,25% şi dacă celelalte elemente de aliere: mangan,

siliciu, nichel, crom nu depăşesc în total conţinutul de 1%, oţelul are o sudabilitate bună. Calificativul de sudabilitate posibilă, se acordă oţelurilor nealiate sau slab aliate din grupa a

II-a, care au un conţinut de carbon C 0,22% şi de carbon echivalent Ce 0,5% Grosimea pieselor de sudat are influenţă negativă asupra sudabilităţii, deoarece o masă

metalică prea mare provoacă răcirea mai bruscă a sudurii şi a zonei influenţate termic, dand naştere la structure fragile; tensiunile interne mari care se produc din cauza contracţiilor pot provoca fisuri sau chiar ruperi.

IV. Metalul de adaos. Clasificare

Metalul de adios utilizat la toate operatiile de sudare se stabileste astfel incat sa satisfaca cerintele impuse cusaturii de sudura din punct de vedere al solicitarilor mecanice, compozitie chimice si structurii.

Plasticitatea metalului de adios trebuie sa fie intotdeauna mai mare ca a metalului de baza. 1.Electrozi fuzibili

1.a.Neînveliți 1.a.1 Dupămodul de prezentare:

-sârme; -vergele; -benzi; -bare;

1.a.2 Dupăomogenitatea secțiunii: -Cu secțiunea plină;

-Cu secțiunea tubulară; 1.b.Înveliți:

1.b.1 Dupădestinație: -Pentru oțeluri carbon și slab aliate; -Pentru oțeluri slab aliate rezistente la temperaturi mai mici de 500 0C; -Pentru oțeluri bogat aliate, anticorozive și refractare; -Pentru încărcare de straturi dure; -Pentru fonte; -Pentru metale și aliaje neferoase.

1.b.2 Dupănatura învelișului: -Cu învelișacid –(A); -Cu învelișbazic –(B); -Cu învelișcelulozic-(C); -Cu învelișoxidant –(O); -Cu înveliștitanic-(T); -Cu învelișrutilic-(AR); -Cu învelișspecial-(S). 2. Fluxuri:

2.a. Dupădestinație: -Pentru sudare cu arc; -Pentru sudare în baie cu zgură;

2.b.Dupămodul de elaborare: -Fluxuri topire-(T) ; -Fluxuri ceramice-(C); -Fluxuri sinterizate –(S); -Fluxuri amestecate –(V);

2.c.Dupăcaracterul zgurei: -Fluxuri acide-(A); -Fluxuri neutre; -Fluxuri bazice-(B).

V. Clasificarea imbinarilor sudate a. Dupa pozitiz reciproca a pieselor: - Cap la cap; - In colt interior; - In colt exterior; - In T - In cruce; - Prin suprapunere; - In muchie; - Cu margini rasfrante. b. Dupa numeral de treceri: - Dintr-o trecere; - Din mai multe treceri

c. Dupa partile sudate: - Dintr-o parte - Din ambele parti d. Dupa continuitate: - Cusaturi continue - Cusaturi discontinue e. Dupa directive cusaturii fata de directive de solicitare: - Cusaturi frontale - Laterale - Inclinate VI. Pozitiile de sudare

Cap la cap: - Orizontala - Orizontala pe erete vertical - Peste cap - Vertical urcatoare sau coboratoare

In colt: - Orizontala cu un perete vertical - Orizontala in jgheab - Peste cap - Vertical ascendenta sau descendenta

Prin suprapunere

VII. Cotarea sudurilor În desenul ethnic industrial, sudurile pot fi reprezentate detaliat, respectând regulile

generale ale desenului tehnic, sau simplificat prin simboluri şi specificaţii. În general, asamblările sudate se reprezintă în două proiecţii: o vedere longitudinal şi o secţiune transversală.

Reprezentarea detaliată a sudurilor

b-deschiderea rostului; c-rădăcina rostului; s-grosimea piesei; r-raza rostului; a-unghiul rostului; l-lungimea rostului. În cazul sudurilor intermitente se cotează lungimea utilă a unui element al cordonului şi intervalul dintre ele. Secţiunea sudurii intermitente de colţ nu se înnegreşte.

Reprezentarea simplificată a sudurilor În vedere longitudinală, frontal şi în secţiune transversală, cordonul de sudură se

reprezintă cu linie continuă groasă, excepţie făcând sudurile în găuri rotunde şi prin puncte care se reprezintă prin axele găurilor/punctelor de sudură şi sudurile în linie care se reprezintă prin axa sudurii. Sudurile reprezentate simplificat se vor nota pe desenele de execuţie cu ajutorul următoarelor elemente: -simboluri principale; -simboluri secundare; -o linie de reper; -două linii de referinţă;-un număr de cote şi indicaţii suplimentare

VIII. Defecte ale imbinarilor sudate. Factorii care influenteaza calitatea imbinarilor sudate

Calitatea producţiei este totalitatea de proprietăţi ale producţiei care asigură posibilitatea de a îndestula anumite necesităţi în corespundere cu destinaţia ei. Indici ai calităţii îmbinărilor sudate se determină cu ansamblul următoarelor proprietăţi: rezistenţa, siguranţa, lipsa defectelor, structura metalului cu săturii şi a zonei influenţate termic (ZIT), rezistenţa la uzură, numărul şi caracterul corectării.

Siguranţa este particularitatea fabricatului de a executa funcţiile stabilite, si se determină ca proprietatea îmbinării de a-şi păstra capacitatea de funcţionare în timpul exploatării.

IX. Defecte ale imbinarilor sudate. Caracteristici calitative determinate prin incarcare

Pentru construirea, fabricarea şi exploatarea corectă a ansamblului este necesar de ştiut caracteristicile mecanice ale materialelor (îmbinărilor sudate), din care ele sunt confecţionate, adică caracteristicile rezistenţei materialelor (îmbinărilor) în diferite categorii. De aceea, materialele (Îmbinările sudate) se supun încercărilor mecanice pentru evaluarea proprietăţilor lor mecanice.

X. Schema de verificare a procesului de sudare

Etape de preîntîmpinare ale defectelor:

- Verificarea documentaţiei tehnice la etapa de proiectare: stabilirea construcţiei şi tehnologiei de asamblare–sudare, alegerea metalului pieselor care urmează să fie sudate, argumentarea normelor defectelor admise şi planului de depistare a lor, alegerea metodei optimal de verificare şi asigurarea defectoscopică a îmbinării.

- Verificarea pregătirii tehnologice a producţiei: verificarea învoielilor şi calităţii de asamblare-sudare, verificarea pregătirii şi păstrării materialelor, verificarea pregătirii şi disciplinei sudorilor;

- Verificarea producţiei finite: utilizarea mijloacelor raţionale de control; - verificarea calităţii operaţiilor de control: controlul respectării regimurilor şi

sensibilităţii defectoscopiei, verificarea materialelor defectoscopice, verificarea calificării şi pregătirii operatorilor.

XI. Clasificarea defectelor unei imbinari sudate

În producţia de sudare defectele se împart în:

- defecte la pregătire şi asamblare a semifabricatelor pentru sudare; - defecte de sudare.

Defectele de sudare pot fi exterioare (defecte a formei cusăturii) sau superficiale şi interioare. Defectele interioare, la rândul său, pot fi defecte macroscopice sau defecte structurale. Defectele de pregătire şi asamblare ale pieselor pentru sudare deseori provoacă apariţia defectelor de sudare.

Conform caracterului tehnologic defectele se impart în:

-incluziuni de gaze (pori); -particule dure (zgură,metale); -lipsă de topire; -sudură nepătrunsă (incompletă); -forma incorectă a cusăturii

XII. Functiile invelisului electrodului la sudarea cu arc electric cu electrozi inveliti Electrodul învelit este constituit dintr-o vergea metalică a cărui diametru poartă

denumirea de diametrul electrodului învelit (de) şi un înveliş format din o serie de substanţe presate pe aceasta. Funcţiile învelişului sunt următoarele:

- Funcția de ionizare (asigură funcţionarea stabilă a arcului electric între vergeaua metalică a electrodului învelit şi componentele de sudat)

- Funția de protecție (se asigură printr-o serie de substanţe din învelişul electrodului care au rolul de a produce gaze a căror presiune protejează baia de sudură împotriva pătrunderii unor elemente din mediul înconjurător, în special oxigenul, hidrogenul şi azotul)

- Funcția moderatoare (aceasta funcţie este conferită de o serie de substanţe din înveliş care au rolul de a forma o crustă de zgură peste cordonul de sudură. Aceasta crustă este izolatoare termic, micşorând viteza de răcire a cordonului, îmbunătăţind astfel plasticitatea acestuia)

- Funcția de purificare (aceasta este conferită de substanţele din înveliş care se combină cu elementele nedorite din baia de sudură, în special cu sulful şi fosforul precum şi cu unele gaze ajunse sub presiunea arcului în baia de metal topit)

- Funcția de aliere (se realizează prin introducerea în învelişul electrozilor a unor pulberi de metale care în timpul procesului de sudare trec în baia de metal topit prodcând alierea acesteia)

- Funcția de susținere (se materializează prin aceea că zgura format prin solidificare a învelişului electrodului şi a altor oxizi, proveniţi în urma procesului de sudare, asigură sprijinirea băii de metal topit evitând curgerea ei gravitaţională)

- Funcția de liant (aceasta se caracterizează prin asigurarea legăturii între elementele aflate în învelişul electrodului precum şi asigurarea aderenţei învelişului pe sârma de sudat)

- 13.Performante ale procedeului de sudare sub strat de flux

- Principalele avantaje ale sudării sub strat de flux constau în următoarele:

- - datorită eliminării factorilor legaţi de îndemânarea sudorului, cusătura

este mai omogenă şi mai uniformă. Procedeul fiind mecanizat, geometria

cusăturii se menţine constantă pe întreaga lungime a ei;

- - productivitatea procedeului este mai ridicată de la 5...20 ori faţă de

sudarea manuală SE, aceasta datorându-se mecanizării procedeului precum

şi ratei depunerii mult mai mari;

- - consumurile energetice sunt cu 30...40 % mai reduse la aceiaşi cantitate

de material depus, cu toate că intensitatea curentului de sudare este mai

mare;

- - curentul de sudare, IS, este mai mare la acelaşi diametru al sârmei

electrod, decât la sudarea cu electrod învelit, întrucât lungimea dintre

contactul electric şi arcul electric este mult mai mică la sudarea S.F. şi ca

atare pierderile prin efect Joule pe rezistenţa electrodului sunt mult

diminuate;

- - procedeul asigură o foarte bună protecţie contra pătrunderii aerului în

zona arcului electric prin stratul de zgură topită cât şi prin stratul de flux, în

care sunt înmagazinate gazele procesului de sudare;

- - cantitatea de fum degajată în urma procesului este mică, îmbunătăţind

condiţiile de muncă în hale şi ateliere;

- - gradul de folosire al materialului de adaos, al sârmei electrod, este foarte

mare apropiat de unitate. Faţă de sudarea electrică S.E, în care se pierdea o

cantitate din electrodul învelit rămas în port-cleşte, la sudarea S.F. sârma

electrod se consumă aproape integral.

- Principalele dezavantaje la sudarea cu procedeul S.F. constau în:

- - se pot suda eficient numai cordoane drepte şi circulare cu diametrul

relativ mare. Lungimea cordoanelor trebuie să depăşească cel puţin 1 m,

pentru ca sudarea să fie eficientă;

- - pe cusătura de sudură rămâne zgură, care trebuie îndepărtată, ceea ce

impune operaţii suplimentare pentru evacuarea ei. Din acest motiv, mai

ales, la zgurile aderente la cordon, eficienţa sudării în mai multe treceri este

mai redusă. La acest procedeu se impun pretenţii mărite privind curăţirea

suprafeţei metalului de sudat;

- - arcul electric nu poate fi supravegheat şi ca atare este necesară

prelucrarea precisă, rectilinie sau circulară a componentelor pentru ca

materialul depus să fie aşezat corect în rostul de sudură;

- -prin procedeul S.F. se sudează în mod curent oţeluri, nealiate, cu puţin

carbon şi oţeluri aliate. Se mai sudează uneori oţeluri inoxidabile sau

materiale neferoase cum ar fi: Ni, Cu şi aliajele de tip monel. Se pot suda

fără prelucrarea rostului, grosimi până la 15 mm şi cu prelucrarea în V a

rostului, grosimi până la 25 mm. Se poate suda atât în curent alternativ cât

şi în curent continuu. Orientativ limitele extreme ale parametrilor

tehnologici primari sunt: IS = 400...1200A; Ua = 25...42 V; vS = 40...120 m/h.

- 14.Clasificarea procedeelor de sudare in mediu de gaze

- - După tipul electrodului:

- - sudare cu electrod fuzibil;

- - sudare cu electrod nefuzibil.

- După natura gazului de protecţie, sudarea se poate desfăşura:

- - în gaz inert;

- - în gaz activ;

- - în amestecuri de gaze.

- După forma arcului:

- - sudare cu arc electric liber;

- - sudare cu arc electric constrâns (plasma).

- După felul aportului materialului de adaos:

- - sudare fără material de adaos;

- - sudare cu material de adaos.

- Sudarea cu material de adaos poate fi realizata prin:

- - introducerea acestuia din exterior;

- - introducerea acestuia prin arc (electrod al arcului).

- După felul sârmei electrod folosită la sudare distingem:

- - sudare cu sârma plină;

- - sudare cu sârma tubulară;

- - sudare cu sârma plină şi flux magnetizabil.

- Sub aspect tehnic posibil şi economic aceste variante se grupează în patru

procedee principale de sudare în gaze:

- - WIG - wolfram inert gaz;

- - MIG - metal inert gaz;

- - MAG - metal activ gaz;

- - PL - cu plasmă.

- 15.Performantele procedeului de sudare WIG (TIG)

- Prin procedeul WIG teoretic se sudează toate metalele. Datorită aspectelor

economice este îndeosebi destinat sudării oţelurilor inoxidabile, a oţelurilor

bogat aliate, a aliajelor de Al, Mg şi Cu etc, a oţelurilor active şi refractare,

sudării componentelor subţiri a unor metale şi aliaje de tipul celor arătate

mai sus. Este în general un procedeu destinat sudărilor dificile din toate

punctele de vedere. Grosimile componentelor putând fi 0,1...3,5 mm, la

sudarea dintr-o singură trecere, cu rost „I”, fără metal de adaos. Dacă

componentele sunt mai groase se sudează cu rost în „V” sau cu alte tipuri

de rosturi şi metal de adaos.

- Gama parametrilor regimului de lucru este foarte variată, astfel:

- - intensitatea curentului de sudare IS= 3...1000 A;

- - tensiunea arcului Ua = 8...30 V; - viteza de sudare vS = 5...50 cm/min;

- - se sudează în curemt continuu şi alternativ; la sudarea în curent alternativ

se aplică peste carentul de sudare un curent de înaltă frecvenţă, pentru

asigurarea stabilităţii arderii arcului

- Procedeul WIG are însă şi o serie de dezavantaje cum ar fi:

- - mecanizarea procedeului este destul de dificilă; motiv pentru care se

apelează de obicei la sudarea manuală, ca atare, calitatea sudurii depinde

mult de operator;

- - productivitatea procedeului este redusă, echipamentele pentru sudare

sunt mai scumpe şi cu întreţinere pretenţioasă.

- În concluzie, procedeul WIG se caracterizează printr-o protecţie foarte bună

a arcului şi a metalului depus împotriva aerului atmosferic, evitând astfel

folosirea unor electrozi speciali, a unor fluxuri speciale sau curăţirea de

zgură a cusăturii. Lipsesc de asemenea, incluziunile de zgură din cordon,

proprietăţile mecanice şi de rezistenţă ale cordonului şi ale îmbinării fiind

foarte bune.

- 16. Performantele procedeelor de sudare MIG si MAG.

- Procedeele de sudare în mediu de gaze MIG şi MAG sunt folosite în varianta

semi-mecanizată sau mecanizată (uneori automatizată). Varianta

semimecanizată se întâlneşte în mod curent, în care sudorul execută

majoritatea operaţiilor cu excepţia aducerii sârmei de sudură şi a gazelor de

protecţie în zona arcului. Aceste materiale de sudare vin în zona arcului prin

intermediul unui tub flexibil de la panoul de distribuţie al gazelor şi de la

mecanismul de avans al sârmei electrod.

- Varianta mecanizată sau automatizată foloseşte o sanie, sau un cărucior

care realizează deplasarea arcului electric în lungul rostului elementelor de

îmbinat. Pe sanie sau cărucior se află atât sistemul de avans al sârmei

electrod cât şi capul de sudare la care vin gazele de protecţie, precum şi

sistemul de răcire cu apă a duzelor capului de sudare.

- Avantajele procedeelor de sudare MIG-MAG sunt următoarele:

- - rata depunerii, coeficientul de depunere, productivitatea şi factorul

operator sunt mult mai mari decât la sudarea SE, comparabile cu cele de la

sudarea SF;

- - arcul electric este vizibil şi deci conducerea procesului de către operator

este mult uşurată;

- - în urma procesului de sudare nu rezultă o cantitate importantă de zgură,

ca atare nu este nevoie de curăţirea acesteia. În cordon probabilitatea

apariţiei incluziunilor de zgură este mult redusă. Sudarea prin mai multe

treceri este astfel uşurată evitând curăţirea zgurei. Ca atare, productivitatea

procedeelor creste; - procedeele au un grad mare de universalitate,

putându-se suda majoritatea materialelor metalice şi în orice poziţie.

- Dezavantajele procedeelor MIG-MAG sunt următoarele:

- - echipamentul de sudare este mai scump datorită complexităţii lui în ceea

ce priveşte avansul sârmei electrod, necesitatea răcirii cu apă, necesitatea

administrării gazului de protecţie;

- - pistoletul de sudare este mai greu datorită existenţei şi a furtunului de

legătură care transportă conductele de gaz, de apă de răcire şi cablul flexibil

de conducere a sârmei de sudare, precum şi cablul de curent;

- - operatorul nu poate urmări gradul de protecţie al băii de sudură

neobservând clopotul de gaz creat în jurul arcului;

- - intemperiile atmosferice provoacă deplasarea gazului de protecţie şi în

special vântul ce acţionează în condiţiile de şantier.

- Parametrii tehnologici primari la sudarea prin procedeele MIG-MAG,

variază între următoarele valori:

- - intensitatea curentului de sudare: IS = 50...500 A;

- - tensiunea arcului: Ua = 16...35 V;

- - viteza de sudare: vS = 30... 150 cm/min;

- - diametrul sârmei electrod: de = 0,6...3,2 mm, mai des folosit fiind d =

0,8...2,4 mm;

- - debitul de gaz Qg = 10...25 l/min.

- 17.Defecte ale pieselor sudate cu flacara

- În cazul sudării cu flacără a pieselor pot apărea mai multe tipuri de defecte,

dintre care pot fi amintite cele mai periculoase:

- - Nepătrunderea. Acest tip de defect se datorează topirii insuficiente sau

chiar lipsei de topire a marginilor metalului de bază de lângă cusătură.

Acest defect este favorizat de o curăţire insuficientă a metalului de bază, de

o deschidere insuficientă sau cu un unghi prea mic a rostului, de o putere

insuficientă a flăcării sau de o viteză prea mare de sudare.

- - Crestăturile, sunt defecte care se prezintă sub forma unor canale la

marginea cusăturii şi pot apărea datorită flăcării cu putere excesivă şi a

topirii neuniforme a materialului de adaos, datorită staţionării insuficiente

a capătului sârmei de adaos la marginile cusăturii, în timpul mişcărilor

transversale.

- - Arderea metalului şi supraîncălzirea, care se datorează acţiunii

prelungite a flăcării asupra metalului şi care are ca efect o scădere

pronunţată a tenacităţii sudurii şi a zonei influenţate termo-mecanic.

- - Secţiune slăbită a cusăturii, care se datorează cantităţii insuficiente de

metal topit în baia de sudură.

- - Pori în cusătură, care apar ca rezultat al gazelor degajate din reacţiile

chimice din baie sau al gazelor dizolvate în baia de flacără (în special

hidrogenul).

- - Incluziuni nemetalice, endogene sau exogene. Incluziunile endogene sunt

în marea majoritate sulfuri şi oxizi şi apar datorită impurităţilor conţinute

de sârmă sau de metalul de bază. Incluziunile exogene provin din oxizii

formaţi pe suprafeţele metalice încălzite şi neprotejate corect, care se

topesc apoi şi alcătuiesc baia, precum şi din fluxurile incorect alese sau

impurificate.

- - Fisurile sunt cele mai periculoase defecte ale îmbinării sudate şi pot

apărea la cald sau la rece (atât în cusătură cât şi în ZIT). Încălzirile intense

neuniforme, neomogenităţile structurale, răcirile rapide, conţinutul de

impurităţi (P, S), de gaze (H, N) sau de carbon, pot favoriza apariţia fisurilor.

- 18.Clasificarea procedeelor de lipire ale metalelor si aliajelor cu detalierea

fiecaruia dintre acestea

- Procedeele de lipire se clasifica dupa diferite criterii:

- - dupa temperatura de topire;

- - dupa forma imbinarii;

- - dupa modul de incalzire al pieselor.

- Tehnologia lipirii metalelor şi aliajelor Dupa temperatura de lipire se disting

lipirea moade si lipirea tare: lipirea moale se realizeaza cu materiale de

adaos care se topesc sub 450°C, iar lipirea tare cu materiale de adaos a

caror temperatura de topire este mai inalta de 450°C.

- Dupa forma imbinarii lipirea se clasifica in lipire prin depunere si lipire

capilara;

- - la lipirea prin depunere materialul de adaos se introduce in rostul

imbinarii asemahator ca la sudarea cu flacara;

- - la lipirea capilara, materialul de adaos patrunde singur in rostul imbinarii

(prin capilaritate) asemanator cu patrunderea lichidelor in rosturi foarte

inguste (spatii capilare).

- Dupa modul de incalzire a pieselor procedeele de lipire se clasifica in doua

mari categorii:

- - procedee de lipire cu incalzire locala si procedee de lipire cu incalzire

totala. In primul caz se realizeaza numai o incalzire partiala a piesei in jurul

imbinarii (cu precadere la piese mari), iar in cel de al doilea caz se incalzeste

complet intreaga piesa (cu precadere la piese mici).

- Principalele metode industriale de lipire folosite in stadiul actual al tehnicii,

metode de lipire care se definesc astfel

- : - lipirea prin depunere este procedeul de lipire la care materialul de adaos

se depune prin topire in rostul imbinarii;

- - lipirea capilara este procedeul de lipire la care rostul imbinarii are forma

capilara pe care il umple materialul de adaos topit sub influenta fortelor

capilare;

- - lipirea cu ciocanul de lipit este procedeul de lipire la care sursa de caldura

o constituie un ciocan de lipit metalic;

- - lipirea cu ultrasunete este un procedeu de lipire prin depunere la care

pelicula de oxizi de pe suprafata materialului de baza se distruge cu ajutorul

ultrasunetelor in timpul depunerii materialului de adaos;

- - lipirea prin frecare este un procedeu de lipire prin depunere la care

pelicula de oxizi de pe suprafata materialului de baza se distruge prin

frecare mecanica in timpul depunerii materialului de adaos;

- - lipirea prin reactie este procedeul de lipire la care se utilizeaza un

material de adaos sub forma de combinatie chimica si care se descompune

la lipire intr-un material de adaos si o substanta decapanta care joaca rol de

flux;

- - lipirea cu flacara este procedeul de lipire la care sursa de caldura o

constituie o flacara de gaze;

- - lipirea prin imersiune (prin scufundare) este un procedeu de lipire

capilara la care sursa de caldura o constituie o baie de material topit;

- - lipirea in baie de saruri este un procedeu de lipire prin imersiune la care

materialul baii este format din saruri topite;

- - lipirea in baie de flux este un procedeu de lipire prin imersiune la care

materialul baii este format din flux topit;

- - lipirea in baie metalica este un procedeu de lipire prin imersiune la care

materialul baii este format din metalul sau aliajul de adaos;

- - lipirea prin rezistenta este un procedeu de lipire capilara la care sursa de

caldura o constituie rezistenta electrica;

- - lipirea prin inductie (prin CIF) este un procedeu de lipire capilara la care

sursa de caldura o constituie energia inductiva a curentilor de inalta

frecventa;

- - lipirea in cuptor este un procedeu de lipire capilara la care piesele se

incalzesc in intregime intr-un cuptor;

- - lipirea in cuptor cu atmosfera normala este un procedeu de lipire in

cuptor cu atmosfera naturala de aer;

- - lipirea in cuptor cu atmosfera protectoare este un procedeu de lipire in

cuptor cu atmosfera de gaze de protectie care impiedica oxidarea

superficiala a materialului de baza si de adaos;

- - lipirea in cuptor cu atinosfera reducatoare este un procedeu de lipire in

cuptor la care pelicula de oxizi de pe piesa lipita se indeparteaza cu ajutorul

unui gaz reducator introdus in cuptor;

- -lipirea in vid este un procedeu de lipire capilara la care piesele se incalzesc

complet in vid pentru a impiedica oxidarea superficiala a materialului de

baza si de adaos.

- 19. Aliajele pentru lipit. Conditii tehnice generale

- CONDITII TEHNICE GENERALE

- Materialele de adaos folosite pentru imbinari lipite se numesc aliaje de lipit.

Ele trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii tehnice generale:

- a) Temperatura lor de topire sa fie totdeauna mai joasa decat cea a

materialului de baza.

- b) Intervalul lor de topire sa fie cat mai mic, intrucat in caz contrar

componentele cu temperatura mica de topire au tendinta de a se separa de

cele mai greu fuzibile, fapt care ingreuneaza desfasurarea normala a

procesului de lipire.

- c) Spre deosebire de materialele de adaos folosite la sudare, aliajele de lipit

nu trebuie sa aiba compozitia chimica identica cu cea a materialului de baza

si nici macar asemanatoare.

- d) Este foarte important ca aliajele de lipit sa posede proprietati bune de

lipire, cum sunt capacitatea de umectare, fluiditatea si capilaritatea.

- e) Elementele componente ale aliajului de lipit si ale materialului de baza

trebuie sa fie reciproc solubile si sa difuzeze intre ele, fara a da nastere la

faze intermediare fragile.

- f) In stare topita aliajul de lipit trebuie sa aiba tensiunea superficiala mica si

vascozitatea redusa.

- g) Elementele componente ale aliajului de lipit trebuie sa aiba, in contact cu

materialul de baza, diferente de potential cat mai mici, pentru ca imbinarea

lipita sa fie cat mai rezistenta la coroziune.

- h) Aliajul de lipit trebuie sa aiba proprietati mecanice cat mai bune, mai ales

rezistenta la tractiune, rezistenta la forfecare, alungire si rezistenta la

incovoiere prin soc.

- i) Din punct de vedere operativ, aliajul de lipit trebuie sa aiba forma si

dimensiuni corespunzatoare.

- 20.Performantele sudarii cu plasma

- În figura 1 sunt prezentate comparativ procedeele de sudare WIG şi cu

plasmă, PL, indicându-se temperaturile zonei arcului electric. Se observă că

la sudarea cu plasmă, urmare a constrângerii arcului electric, într-o duză

suplimentară, temperatura arcului este mult mai mare şi, ca atare,

densitatea energetică a arcului creşte.

- - Fig. 1

- Ca atare, faţă de sudarea WIG, sudarea cu plasmă prezintă următoarele

avantaje:

- - asigură o concentrare mai mare a energiei şi, ca urmare, cantitatea de

căldură administrată este mai mare, asupra materialului de bază. Se obţin

astfel temperaturi mai mari şi posibilităiţi mai rapide de a topi materialele

în vederea operaţiei de sudare. Ca urmare, productivitate operaţiei de

sudare cu plasmă şi pătrunderea sunt mai mari. Raportul între lăţimea

cordonului şi pătrundere este de circa 1:1 pînă la 1:2;

- - stabilitatea arcului este mai bună chiar la curenţi mai mici. La sudarea cu

plasmă arcul nu mai „rătăceşte” pe electrodul de wolfram şi materialul de

bază ci este concentrat şi focalizat asupra zonei care trebuie să fie sudată

din materialul de bază;

- - la aceeaşi grosime a materialului de bază sudarea cu plasmă necesită

curenţi mai mici precum şi un număr mai mic de treceri datorită

concentrării mai mari a arcului;

- - sensibilitatea faţă de variaţia lungimii arcului este mai redusă;

- - este eliminată contaminarea cu W a băii de metal topit, ca urmare a

trecerii lui prin arcul electric. Se asigură totodată şi o protecţie mai bună a

electrodului de wolfram faţă de procedeul WIG;

- -operatorul ce realizează operaţia de sudare cu plasmă poate să aibă o

dexteritate mai redusă în ceea ce priveşte tehnica operatorie;

- - deformaţiile construcţiilor sudate sunt mai reduse în cazul sudării cu

plasmă decât în cazul sudării WIG.

- Pe lângă avantajele arătate sudarea cu plasmă prezintă o serie de

dezavantaje cum ar fi:

- - costul echipamentului de sudare cu plasmă este de circa 2...5 ori mai

scump decât sudarea WIG;

- - pistoletul, cu diametru de vârf mai mare decât în cazul sudării WIG,

datorită existenţei celor două duze, una a gazului plasmagen şi alta a

gazului de protecţie, are o greutate mai mare şi totodată o manevrabilitate

mai greoaie în rostul de sudură. Greutatea mărită este provocată şi de

necesitatea răcirii cu apă a pistoletului la intensităţi ale curentului de

sudare mai mari de 50A;

- -întreţinerea pistoletului de sudare, sau a plasmatronului este mai dificilă

mai ales în ceea ce priveşte centrarea precisă a electrodului de wolfram în

orificiul duzei de constrângere, precum şi asigurarea protecţiei diametrului

interior al duzei faţă de arcul pilot, totodată şi menţinerea circuitului de

răcire în stare permanentă de funcţionare.

- Pentru o comparaţie mai bună între procedeul WIG şi procedeul cu plasmă

se dau în tabelul 1 o serie de parametri tehnologici, precum şi elemente de

productivitate, la sudarea unor aliaje pentru industria aerospaţială. Se

observă că la aceeaşi grosime a componentelor de sudat numărul trecerilor

la sudarea cu plasmă este de 2...3 ori mai mic datorită concentrării mai

puternice a energiei în zona rostului. Pentru aceeaşi intensitate a curentului

de sudare viteza de sudare, la sudarea cu plasmă, este de circa 3 ori mai

mare decât la sudarea WIG. În concluzie, sub aspectul timpului de sudare

pentru un metru de cordon şi al productivităţii, sudarea cu plasmă asigură o

productivitate de circa 4...10 ori mai mare decât la sudarea WIG.Acestea

sunt argumentele care recomandă sudarea cu plasmă în detrimentul sudării

WIG.

- 21.Sudarea cu fascicul de ioni. Sudarea sub apa

- Sudarea sub apă Sudarea cu arcul electric este posibilă şi sub apă până la

adâncimi de câteva sute de metri, atât în apă dulce cât şi în apă sărată. Sunt

trei variante principale de sudare sub apă:

- - sudare umedă;

- - sudare uscată;

- - sudare cu uscare locală.

- Sudarea umedă se realizează cu arcul electric direct în apă. Acest procedeu

este cel mai simplu dar proprietăţile îmbinării sunt cele mai scăzute.

Sudarea uscată se realizează în habitaturi special amenajate din care este

scoasa apă. În habitat pot fi cuprinşi operatorul şi echipamentul de sudare

sau numai o porţiune din structura care trebuie sudată. Sudarea se

numeşte hiperbară întrucât presiunea din habitat este egală cu presiunea

hidrostatica la adâncimea de lucru conform Fig. 14.

- - Sunt habitaturi ce pot lucra la presiunea atmosferică dar investiţiile pentru

aceste construcţii sunt foarte mari. Sudarea cu uscare locală constă în

folosirea unui cap de sudare care asigura expulzarea apei din zona arcului şi

uscarea zonei, concomitent cu ionizarea şi protecţia spaţiului.

- În figura 15 se prezintă un cap de sudare MIG-MAG cu uscare locală

care conţine mai multe duze concentrice prin care se trimit gazul de

protecţie, aerul comprimat şi apă sub presiune.

- - Gazul de protecţie este Ar, CO2 sau amestecul acestora. Aerul comprimat,

uscat şi încălzit formează un strat de protecţie între perdeaua de apa

(„clopotul de apa”) şi gazul protector micşorând totodată şi consumul de

gaz de protecţie. Zona uscată asigură reducerea vitezei de răcire a sudurii şi

diminuează efectul de descompunere a apei la temperatura arcului, cu

toate consecinţele nefavorabile ce decurg din aceasta. Fig. 15

- Particularităţile sudării umede sau cu uscare locală, sub apă pot fi

sintetizate în următoarele:

- - La sudarea sub apă arcul electric este uneori mai stabil datorită ionilor

proveniţi din descompunerea sărurilor din apă ce participă la transportul

curentului.

- - Viteza de răcire a cordonului este foarte mare datorită apei care este un

mediu agresiv de călire. Ca atare, în ZIT structurile fragile pot avea o

pondere foarte mare.

- - La temperatura arcului electric apa se descompune în oxigen şi hidrogen,

ambele gaze având efecte defavorabile asupra caracteristicilor îmbinării

(modificarea compoziţiei chimice, formarea oxizilor, fragilizarea prin

hidrogen etc).

- - Cu creşterea adâncimii la care se efectuează sudarea, deci cu creşterea

presiunii, scad aproape toate caracteristicile mecanice ale îmbinării sudate

datorită intensificării absorbţiei de gaze, creşterii vitezelor de reacţie

chimică, reducerii „clopotului” de gaz protector etc.

- 22. Aplicatii ale metalizarii cu jet de plasma: cromarea dura, cuprarea

- Cromarea dura Cromarea dura (obtinuta prin electrodepunere) are

neajunsuri cum ar fi: grosime maxima a stratului 0,1 mm, duritate limitata

600 – 650 HV, electrolitii sunt puternic poluanti. Pe plan mondial, acolo

unde calculele economice o permit, electrocromarea a fost inlocuita cu

depunerea de tip HVAF sau HVOF a pulberilor WC- Co-Cr 86-10-4. Straturile

pot atinge grosimi de ordinul milimetrilor, duritati > 1000 HV si o aderenta

superioara electrocromarii.

- Cuprarea Reperele din otel, fonta, plastic etc, pot fi acoperite cu un strat

gros din cupru pur. Reperul obtinut are conductibilitatea electrica a

cuprului si rezistenta mecanica a otelului. Grosimea stratului de cupru

depus pe otel, poate fi de ordinul milimetrilor. Ideal ar fi ca straturile

depuse prin metalizare pentru rezistenta la abraziune sa aiba o duritate

superioara suprafetei cu care vine in contact sau particulelor abrazive ce o

uzeaza. Aplicaţii Acoperirile folosite sunt cele din carburi de wolfram-cobalt

(pana la 540 grade C), carburi de crom-nichel- crom (pana la 850 grade C),

stellitarea cu diferite tipuri de stellite (900 grade C), oxizi ceramici precum

cel de crom si aluminiu, aliaje autofuzionante (Ni-Cr-B-Si) si diferite alte

aliaje dure.

- 23.

-

- Acoperirile folosite sunt cele din carburi de wolfram-cobalt (pana la 540

grade C), carburi de crom-nichel- crom (pana la 850 grade C), stellitarea cu

diferite tipuri de stellite (900 grade C), oxizi ceramici precum cel de crom si

aluminiu, aliaje autofuzionante (Ni-Cr-B-Si) si diferite alte aliaje dure.

- Acoperiri rezistente la eroziune Alegerea acoperirilor rezistente la uzura

prin eroziune se face in functie de severitatea si tipul eroziunii. Pentru o

eroziune severa prin lovire sub un unghi mic de atac, unde uzura este

asemanatoare cu cea de abraziune, sunt necesare acoperiri cu duritate

mare. Pentru unghiuri mari de lovire, in jur de 90 grade, mai importanta

devine tenacitatea acoperirii. Pentru cavitatie si lovire cu lichide in general,

este necesara o suprafata cu rezistenta ridicata la oboseala. Cele mai uzuale

straturi rezistente la eroziune se obtin din carburi, aliaje cu baza cobalt

(stellite), aliaje autofuzionabile, oxizi ceramici, aliaje diferite, aliaje

neferoase, monel etc.Aliajele polimer tip PTFE, cu un coeficient de frecare

foarte scazut, sunt adesea folosite.

- Acoperiri rezistente la coroziune: Zincarea,Aluminizarea, Stanarea,

Molibdenarea etc Pulverizarea termica este des folosita in protectia

anticoroziva a materialelor. Acoperirile rezistente la coroziune obtinute prin

pulverizare termica se impart in trei grupe principale:

- - acoperiri anodice

- - acoperiri catodice

- - acoperiri neutre

- Acoperirile anodice pentru protectia aliajelor fierului sunt aproape in

totalitate acoperiri cu Zn si Al sau aliajele lor. ZINCAREA si ALUMINIZAREA

Zincarea si aluminizarea prin pulverizare termica pot fi facute in flacara sau

arc electric, un proces simplu si deosebit de eficient. Aceste straturi

functioneaza ca anod si sunt de sacrificiu, sunt exceptional de rezistente in

conditii severe de coroziune putand rezista peste 50 ani fara alta

intretinere. Aluminiul este cel mai eficient in protectia otelului din

structurile metalice ce functioneaza sau sunt expuse la apa de mare.

- Acoperirile catodice contin un metal care este catod in raport cu

substratul. Acoperirile cu nichel sau otel inoxidabil sunt catozi in raport cu

otelul obisnuit pe care il protejaza cu succes. Procedeul de pulverizare

termica permite aplicarea de straturi din materiale exotice precum tantal

pentru medii extrem de corozive. In aceste cazuri de protectii este necesara

ermetizarea straturilor depuse (inchiderea porilor) pentru a impiedica

accesul mediului coroziv la substratul protejat. Sunt preferate procesele

care dau cele mai dense acoperiri (HVAF, HVOF, plasma si acoperiri

fuzionabile). Acoperirile mai groase dau o protectie mai buna decat cele

subtiri.

- Acoperirile neutre precum cele ceramice pe baza de oxid de crom sau

aluminiu asigura o protectie excelenta la coroziune in aproape toate

mediile izoland substratul de mediu. In general un material neutru nu va

accelara coroziunea materialului de baza chiar daca acoperirea este

penetrabila (poroasa), dar trebuie evitata corodarea substratului pentru a

evita exfolirea. Este recomandata ermetizarea acoperirii.

- Sculele si matritele acoperite prin pulverizare termica au un cost

semnificativ influentat de aceasta operatie. Gratie unei investitii

consistente, folosind pulverizarea termica, durata de viata a matritelor si

sculelor acoperite duce la o perioada de folosire indelungata in comparatie

cu cele neacoperite. Materialele de acoperire care maresc durata de

functionare a matritelor, includ materialele cu rezistenta ridicata la uzura in

conditii de temperatura si mediu agresiv chimic.

- Acoperirile dielectrice, realizate prin pulverizarea termica a pulberilor

ceramice, sunt cele mai des folosite in industria aerospatiala, industria

electronica, industria energetica (centrale eoliene) si a automobilelor.

Oxidul de aluminiu depus in jet de plasma realizeaza o acoperire densa care

este capabila sa reziste la mii de volti in functie de grosimea acoperirii.

- Refacerea geometriei (Restaurarea) pieselor uzate sau gresite in timpul

prelucrarilor mecanice este o aplicatie curenta pentru pulverizarea termica.

Beneficiile sunt: costuri scazute, performante ingineresti crescute si/sau

marirea duratei de folosire. In plus fata de aplicatiile originale, acoperirile

prin pulverizare termica folosite pentru repararea reperelor uzate, ca de

exemplu lagarele subdimensionate, role de tipografie etc, sunt un mod

rapid si economic pentru refacerea dimensiunilor.

- Acoperirile de emisie (antilipire) folosesc oacoperire cu o pulberet de

eliberare (antilipire) pe baza de molibden. Aceste straturi antilipire sunt

depuse in jet de plasma si sunt folosite in industria cauciucului, adezivilor,

plasticului sau produselor alimentare.

- Acoperirile de tractiune sunt folosite pe rolele de tiparire sau in industria

hartiei pentru a apuca sau alimenta hartia. Deoarece tractiunea acoperirii

depinde substantial de rugozitatea suprafetei sale, aproape orice material

poate fi utilizat pentru a realiza o suprafata de tractiune. Totusi in

majoritatea cazurilor unde este recomandata o astfel de acoperire, este

prezenta in mare masura si uzura si de aceea cele mai bune acoperiri sunt

pe baza de carburi sau aliaje de nichel.

XIII.