30Tehnologii specifice realizrii reelelor de transport gaze naturale

45Capitolul 3 Sudarea manual cu arc electric cu electrozi nvelii

3. SUDAREA MANUAL CU ARC ELECTRIC CU ELECTROZI NVELII

3.1. Echipamentul de sudare

Echipamentul de sudare este alctuit din: sursa de curent pentru sudare, clema de contact, portelectrodul, cablurile circuitului de sudare i echipamentul de protecie.

Sursa de curent pentru sudare este, de regul, un transformator sau un generator de curent pentru sudare, care asigura cureni nominali de ordinul a 200 350 A i tensiuni de mers n gol Ua = 55 . . . 80 V.

Cablurile pentru sudare sunt multifilare i se execut din cupru, avnd n mod frecvent seciuni cuprinse ntre 25 ... 125 mm2.

Portelectrodul este un clete standardizat de construcie special, care servete la prinderea electrodului i la conectarea lui n circuitul de sudare. El trebuie s fie uor i s asigure n acelai timp un contact bun cu electrodul, pe o suprafa suficient de mare. Portelectrodul trebuie s aib un mner bine izolat.

Clema de contact realizeaz o legtur strns ntre pies i conductorul legat la sursa de curent de sudare.

Echipamentul de protecie. Pentru protejarea sntii sale sudorul folosete urmtorul echipament de protecie:

mti prevzute cu filtru executat din sticl special, opac la radiaiile ultraviolete i infraroii;

or, mnui i ghete sau jambiere din piele;

ochelari cu sticl securit pentru protejarea ochilor n timpul curirii custurii sudate.

Purtarea echipamentului de protecie complet este obligatorie, att pentru sudor, ct i pentru toi cei din cabina sau boxa n care se gsete postul de lucru.

n afar de cele descrise mai sus, sudorul folosete un ciocan special pentru spargerea crustei de zgur format n timpul sudrii i o perie de srm pentru curirea custurii i a marginilor tablelor de mbinat.

3.2. Electrozi nvelii pentru sudarea manual cu arc electric

Electrozii utilizai curent sunt nite vergele metalice, acoperite cu un nveli fuzibil care are rolurile principale de a uura amorsarea arcului electric de a asigura arderea stabil a acestuia i de a contribui la procesele metalurgice din baia de sudare.

Diametrele standardizate ale vergelelor electrozilor cei mai utilizai sunt: 2,5; 3,25; 4; 5 i 6 mm, iar lungimile sunt de 300, 350 i 450 mm.

Caracteristicile mecanice ale metalului de adaus i ale mbinrii sudate, la fel ca i compoziia chimic a metalului depus la sudarea oelurilor, trebuie s corespund, de asemenea, unor condiii standardizate.

O importan deosebit n realizarea unei custuri de calitate o prezint alegerea raional a nveliului electrozilor. nveliul se compune dintr-un amestec de substane naturale sau prelucrate, mcinate fin i amestecate omogen. Acestea se pot grupa n 9 categorii, dup funcia lor n nveli, aa cum rezult din tabelul 3.1.

Substanele care formeaz nveliul unei anumite mrci de electrozi confer custurii sudate proprieti caracteristice, datorit faptului c ele influeneaz direct asupra proceselor de oxidare i dezoxidare din baia de metal topit la sudare.

n conformitate cu STAS 7240-79, electrozii obinuii pot avea nveliul: acid, bazic, celulozic, oxidant, rutilic, titanic sau cu alt caracter. Acest standard precizeaz compoziia nveliului i d indicaii de utilizare pentru fiecare tip de nveli.

Menionm c electrozii bazici, utilizai de regul la sudarea otelurilor cu peste 0,2...0,25%C, se folosesc numai n curent continuu cu polaritate invers, iar toate celelalte tipuri de electrozi se folosesc fie n curent alternativ, fie n curent continuu cu polaritate preferenial direct.

Tabelul 3.1

Materiale componente ale nveliului electrozilor

Categorii de substaneDenumirea materialelor

IonizaniCarbonat de calciu (cret, marmur i calcit). Bioxid de titan (rutil, ilmenit) Carbonat de potasiu (potas, cenu)

Oxizi i sruri ale metalelor alcalino-pmntoase.

ZgurifianiMinereuri de titan, mangan i fier (rutil, ilmenit, rodomit, hematit,magnetit).Silice i silicai naturali (cuar, feldspat, mic, caolin). Carbonai naturali (calcit, dolomit, magnezit)

DezoxidaniFeroaliaje (feromangan, ferosiliciu, ferotitan, ferocrom), aluminiu, grafit.

Componeni de aliereFeroaliaje

FluidifianiSrurile i oxizii metalelor alcalino-pmntoase, bioxid de titan, fluorin.

GazeifianiSubstane organice: amidon, dextrin, celuloz, rumegu.

Substane minerale: carbonai de calciu, magneziu i bariu.

LianiSilicai lichizi de potasiu i sodiu, dextrin.

PlastifianiBentonit, dextrin, amidon, ciment etc.

Componeni de adaosPulbere de fier, pulbere de nichel.

Electrozii bazici trebuie prenclzii la 200...250 C nainte de utilizare, deoarece au nveliul higroscopic, ceea ce conduce la pericolul introducerii n custur a hidrogenului, iar acesta micoreaz reziliena custurilor sudate.

Conform STAS 7240-79, electrozii pentru sudarea manual cu arc electric se simbolizeaz, de exemplu, astfel: E.50.24.13 / R.m.1.1, n care: E - simbolul general al electrozilor, iar numerele i literele indic n ordine, urmtoarele elemente: rezistena la rupere a metalului depus - 50 daN/mm2; alungirea specific la ruperea acestuia - 24%; reziliena metalului depus - 13 daJ/cm2 ; nveli rutilic R avnd grosime medie - m ; poziii de sudare posibile - simbol 1 (indiferent); utilizabil fie n curent continuu, indiferent de polaritate, fie n curent alternativ - simbol 1.

n cazul general, se mai pot ntlni urmtoarele elemente simbolizate: Grosimea nveliului, n funcie de raportul ntre diametrul electrodului nvelit (D) i diametrul vergelei (d), se simbolizeaz prin urmtoarele litere:

s - nveli subire, cu raportul D/d = max. 1,4;

m - nveli mediu, cu raportul D/d = 1,4 ... 1,55;

g - nveli gros, cu raportul D D/d = 1,55 ... 1,7;

fg - foarte gros, cu raportul D/d = peste 1,7;

Poziiile de sudare n care poate fi utilizat electrodul se simbolizeaz astfel:

1 - toate poziiile (indiferent);

2 - toate poziiile, exceptnd poziia vertical de sus n jos;

3 - poziia orizontal, orizontal n jgheab i uor nclinat;

4 - orizontal i orizontal n jgheab;

Caracterul curentului de sudare se simbolizeaz astfel:

1 - curent continuu sau alternativ;

2 - curent continuu, n mod obligatoriu;

Caracteristicile tehnice speciale ale electrozilor pentru sudarea oelurilor carbon i slab aliate se simbolizeaz prin urmtoarele litere, adugate la sfritul simbolului:

H - electrozi cu coninut redus de hidrogen;

P - electrozi cu ptrundere adnc;

Tabelul 3.2

Recomandri pentru alegerea electrozilor

Marca metalului

de bazTipul electrodului recomandat

OL 32

OL 34

OLT 35; OLC10

OI. 37

OL 42

OL 44

OL 52E.44.22.9/T.g.2.1

E.44.22.9JC.In.l.1

E.42.26.13/8.g.2.2

E.44.22.9/T.g.2.1

E. 42.26.13/B.g.2.2

E. 50.24.13/B.g.2.2

E 52.22.13/8.g.2.2

Fe - electrozi care conin pulbere de fier, minimum 150%.

Pentru sudarea oelurilor carbon uzuale se recomand alegerea mrcilor de electrozi metalici nvelii, conform tabelului 3.2.

Alegerea diametrului i a lungimii electrodului se face n funcie de grosimea tablelor de sudat i intensitatea curentului utilizat. Indicaiile referitoare la acestea sunt notate de productorul electrozilor pe cutiile de ambalaj ale acestora.

3.3. Pregtirea pieselor n vederea sudrii

Aceast categorie de lucrri cuprinde urmtoarele operaii importante, referitoare la piesele de sudat: prelucrarea marginilor; curirea de oxizi i grsimi; asamblarea ntr-o poziie corect; prenclzirea; deformarea prealabil n zona care va fi influenat termic, n vederea compensrii deformaiilor ce vor rezulta n urma procesului tehnologic de sudare.

De cele mai multe ori, adic la sudarea oelurilor cu puin carbon, pregtirea pieselor n vederea sudrii cuprinde numai o parte a operaiilor enumerate mai sus. n scopul obinerii unor custuri de calitate, marginile tablelor se prelucreaz, dndu-lise o form corespunztoare alctuirii rostului, n funcie de grosimea lor i de tipul mbinrii sudate. Prelucrarea se face conform STAS 662-80. n figura 3.1 se prezint elementele principale ale unor rosturi utilizate la sudarea cu electrozi nvelii, [118].

3.3.1. Poziia de sudare

La sudarea prin topire exist unele dificulti n transferul metalului topit de pe electrod spre pies, dac rostul custurii nu este astfel plasat fa de arcul electric, nctacest transfer s fie favorizat de forele de gravitaie. Acest fenomen a determinat necesitatea standardizrii poziiilor de sudare, definite n STAS 7365-74 prin intermediul unor parametri unghiulari, care exprim att nclinarea longitudinal a custurii ce se realizeaz la un moment dat, ct i nclinarea planului median al bii de metal topit fal de vertical. n figura 3.2 se prezint unele poziii particulare de sudare, rezultate din prevederile acestui standard, [118].

Cel mai nalt grad de dificultate la sudare l prezint sudarea pe plafon. Pentru realizarea acestor suduri, ct i a celor verticale, n corni sau nclinate, sunt necesare msuri tehnologice speciale, care s conduc la micorarea volumului bii de metal topit existent la un moment dat i la scderea fluiditii acestuia, in vederea prevenirii fenomenelor de scurgere a bii sub influena forelor de gravitaie.

3.3.2. Sudabilitatea materialelor metalice

Prin sudabilitate se nelege proprietatea tehnologic a unui material metalic de a se putea suda printr-un procedeu uzual de sudare, astfel nct mbinarea nedemontabil s corespund condiiilor impuse de exploatare.Tabelul 3.3

Gruparea oelurilor dup sudabilitate

Gruparea oelurilor din punctul de vedere al sudabilitiiCalificativul sudabilitiiGarantarea sudabilitiiObservaii

Iabun necondiionatdaOeluri cu sudabilitate bun garantat fr condiii speciale.

bbun condiionatdaOeluri cu sudabilitate garantat cu condiia respectrii unor msuri stabilite n prealabil.

IIposibilnuOeluri cu care se pot obine mbinri sudate de calitate cores-punztoare. Condiiile de sudare sunt stabilite de beneficiar.

IIInecores-punztoarenuOeluri nerecomandate pentru construcii sudate, cu care n mod normal nu se obin mbinri sudate de bun calitate.

La fel ca alte proprieti tehnologice, sudabilitatea este o noiune relativ, fiind condiionat de o serie de factori cum ar fi:

metalul de baz (compoziie chimic, proprieti, structur, prelucrri anterioare);

procedeul de sudare aplicat i tehnica sudrii (tratament preliminar i final, regimul de sudare, succesiunea depunerii straturilor de metal etc.);

configuraia i dimensiunile ansamblului sudat i a custurilor pe ansamblu.

Dat fiind multitudinea de factori care influeneaz sudabilitatea este normal s nu existe o metod unic, cantitativ, de apreciere a sudabilitii. Din acelai motiv sudabilitatea nu se exprim prin valori numerice bine determinate, ci prin calificative obinute pe baza unor indici realizai n urma unor ncercri de sudabilitate.

Astfel, otelurile se pot grupa n funcie de sudabilitatea lor, aa cum se arat n tabelul 3.3, reprodus dup STAS 7194-80.

Pentru aprecierea sudabilitii diferitelor categorii de materiale exist prescripii i criterii de apreciere care difer de la ar la ar. Institutul Internaional pentru Sudare (I.I.S.), recomand peste 120 de metode de apreciere a sudabilitii.

3.3.3. Clasificarea materialelor metalice dup sudabilitate

ncercarea sudabilitii se poate face prin dou mari grupe de metode: metode directe i metode indirecte.

Metodele directe se difereniaz dup scopul urmrit, n urmtoarele grupe:

ncercri de sudabilitate tehnologic, care evideniaz posibilitile de realizare a asamblrii prin diferite procedee;

ncercri de sudabilitate metalurgic sau local, prin care se pun n eviden transformrile fizico-chimice ale metalului de baz sub influena ciclului termic ce are loc la sudare;

ncercri de sudabilitate constructiv sau global, care pun n eviden proprietile de ansamblu ale structurilor sudate, reflectnd n special sensibilitatea la fisurare a unei structuri sudate executat dintr-un anumit metal de baz.

Metodele indirecte permit aprecierea sudabilitii metalelor pornind de la studiul compoziiei chimice a acestuia.

Oelurile. Pentru oeluri, care sunt materialele cele mai frecvent supuse sudrii, n general, sudabilitatea scade odat cu creterea coninutului de carbon. innd seam c i celelalte elemente aflate n compoziia chimic a oelului influeneaz ntr-un sens sau altul sudabilitatea, influena lor se raporteaz la cea a carbonului, prin intermediul unei relaii empirice de forma:

Fig. 3.3. Influena compoziiei chimice

(3.1)

n care: Ce - coninutul de carbon echivalent, [%];

s - grosimea materialului de sudat, [mm].

Dac se consider indicele de sudabilitate ntr-o scar oarecare de la 1 la 10, comportarea la sudare a oelurilor n funcie de carbonul echivalent este ilustrat n figura 3.3, [23]. O sudabilitate bun este asigurat pentru un Ce < 0,4 ... 0,5 %. Cu msuri tehnologice speciale se pot suda i oeluri cu Ce > 1%. n construciile sudate ns, se evit utilizarea oelurilor cu un coninut de carbon ridicat. Pentru a se obine rezistene ridicate se prefer utilizarea unor oeluri aliate cu un procent mic de carbon (( 0,25%), majornd coninutul n elemente de aliere.

Fontele. n cazul fontelor sudabilitatea este n general nesatisfctoare. Cu msurile speciale pentru evitarea albirii n timpul rcirii (prenclzirea pieselor, alierea bii de sudare cu elemente grafitizante), este posibil sudarea fontelor cenuii, a celor cu grafit nodular i a celor maleabile.

Materiale metalice neferoase. n cazul materialelor metalice neferoase sudabilitatea este condiionat de anumite proprieti specifice acestor materiale. Astfel, cuprul se sudeaz bine dac nu conine O2 mai mult de 0,004% i dac se iau msuri pentru evitarea pierderilor mari de cldur, datorate conductibilitii termice foarte bune.

Msuri similare trebuie adoptate i n cazul sudrii aluminiului i aliajelor sale, n plus sudabilitatea este redus din cauza tendinei ridicate de oxidare la temperaturi ridicate.

Alama se sudeaz greu din cauza zincului care este uor oxidabil, iar bronzul asupra sudabilitii oelului din cauza segregaiei puternice.

La materialele cu sudabilitate sczut, cu ct energia introdus n unitatea de timp n unitatea de baz in procesul sudrii este mai mare, cu att crete i pericolul mririi zonei de supranclzire a marginilor pieselor de sudat, ca i pericolul apariiei unor tensiuni interne remanente periculoase sau a unor deformaii termice mari, ca urmare a echilibrrii reciproce a tensiunilor interne.

Energia introdus n unitatea de timp ntr-o anumit zon a pieselor de sudat variaz direct proporional cu puterea consumat la sudare i cu randamentul transferului de cldur de la sursa de cldur spre metalul de baz i invers proporional cu viteza de sudare.

La procedeele de sudare electric se definete, n acest sens, o mrime denumit energie liniar El : El = 36 Ua Is / vs (3.2)

n care: ( - randamentul transferului cldurii spre metalul de baz, variind la diferite procedee de sudare cu are electric, ntre 0,6 ... 0,95;

Ua - tensiunea de ardere a arcului electric, [V];

Is - curentul de sudare, [A];

vs - viteza de sudare, [m/or].

Energia liniar i randamentul termic au valori particulare specifice att procedeelor de sudare utilizate, ct i condiiilor concrete n care se face sudarea.

Din relaia (3.2) i conform celor artate anterior, rezult c la sudarea materialelor cu sudabilitate sczut, este n general necesar folosirea unor energii liniare ct mai mici concretizate n sudarea cu arc scurt, cu cureni mici i deci i cu electrozi subiri, deci n mai multe treceri (la sudarea pieselor groase) i cu viteze de sudare ct mai mari.

3.4. Modul operator la sudarea cu arc electric cu electrozi nvelii

Dup fixarea n poziia dorit a tablelor de sudat, pregtite n prealabil, sudorul echipat corespunztor, ine (de obicei) n mna stng masca de protecie, iar n dreapta portelectrodul n care a fixat un electrod i lovete uor piesa de sudat cu captul liber al electrodului. Apoi acest capt este ndeprtat la o distan fa de pies, egal aproximativ cu diametrul electrodului, cutnd s menin ct mai constant aceast distan, n tot timpul lucrului.

ntruct arcul electric formeaz la captul electrodului un crater, rezultat din topirea mai rapid a metalului electrodului fa de arderea iniial a nveliului acestuia, de cele mai multe ori meninerea la o lungime optim a arcului se face prin rezemarea uoar a nveliului electrodului pe metalul de baz.

Fig. 3.4. Modul operator la

sudarea cu electrozi nvelii bar

La sudarea tablelor n poziie orizontal electrodul trebuie s fie n permanent nclinat n direcia de sudare, cu un unghi de 15 ... 30 fa de vertical, variabil n funcie de forma custurii prescris n desen i de grosimea tablelor i a nveliului electrodului.

Odat cu naintarea n lungul custurii (cu viteza de sudare vs) i cu compensarea topirii captului electrodului (cu viteza va), electrodul se i penduleaz uneori transversal pe direcia de sudare, cu viteza vp. Forma acestor pendulri depinde de gradul de nclzire care se dorete a fi dat uneia sau ambelor piese de sudat, mai ales n cazul sudrii tablelor groase.

Poziia i deplasrile electrodului sunt prezente n figura 3.4, a, [118]. n figura 3.4, b, [118], se dau cteva traiectorii ale traseelor pendulare celor mai uzuale, utilizate pentru nclzirea suplimentar a ambelor sau, mai ales, a uneia din tablele de sudat.Calitatea sudurii executate depinde ntr-o foarte mare msur de execuia uniform i sincronizat a celor trei micri prezentate n figura 3.4.

n linii mari, amorsarea arcului de sudare este similar (ca tehnic operatorie) cu aprinderea unui chibrit, iar tehnica mnuirii electrodului, la sudarea n poziie orizontal, este similar corespunztor cu tehnica scrisului.

Evident, exist diferene eseniale n ceea ce privete masele obiectivelor manevrate n aceste scopuri, n ceea ce privete traiectoriile imprimate acestora i n ceea ce privete vitezele de micare.

Sudarea n poziie vertical se poate executa de sus n jos sau de jos n sus, n ambele cazuri electrodul fcnd un unghi de 40 ... 50 cu verticala, aa cum rezult din figura 3.5.

Sudarea ascendent Sudare descendent

Fig. 3.5. Poziia i deplasarea electrodului

la sudarea pe vertical

La sudarea custurilor orizontale pe perete vertical, trebuie evitat nclzirea excesiv a marginii piesei inferioare, ceea ce ar conduce la apariia pericolului scurgerii bii. Arcul se amorseaz pe piesa inferioar, iar apoi este condus pe cea superioar unde se menine pn la scurgerea picturii de metal topit (fig. 3.6).

n cazul sudrii pe plafon, arcul se menine foarte scurt, executndu-se m-nuiri rapide ale electrodului, pentru amorsarea i susi-nerea unei bi de sudare ct mai mici n volum (fig. 3.7). Pentru execu-tarea custurilor suficient de lungi se recomand fixarea la capete a tablelor ntre ele, cu ajutorul unor plcue sudate. ntruct la amorsarea i stingerea arcului se produc cratere, se recomand ca acest tip de custuri s se execute pe plcuele de fixare reciproc a pieselor de sudat.

Fig. 3.7. Deplasarea arcului

electric la sudarea pe plafon

Fig. 3.8. Deplasarea arcului

la sudarea n pas de pelerin n cazul amorsrii arcului n continuarea unei custuri efectuate anterior, se recomand reamorsarea lui cu 15 ... 20 mm nainte de locul ntreruperii. Pentru micorarea craterelor de la ntreruperea arcului, electrodul trebuie ridicat ct mai lent.

Fig. 3.6. Deplasarea arcului

electric la sudarea orizontal

pe perete vertical

Pentru micorarea deformaiilor termice ale pieselor se recomand sudarea custurilor relativ lungi prin realizarea sectorului "n pas de pelerin" sau n salturi" (fig. 3.8).

n acelai scop, sudarea tablelor groase din oeluri cu sudabilitate sczut se realizeaz din ct mai multe treceri succesive, depunndu-se la fiecare trecere cte un rnd sau strat, ct mai subire, astfel nct s se induc corespunztor n structura sudat tensiuni termice ct mai mici.Dup fiecare ntrerupere a arcului se las un interval de timp pentru solidificarea zgurii, dup care sudura se ciocnete cu ciocanul special i apoi se cur cu peria de srm.

3.5. Stabilirea parametrilor regimului de sudare

Stabilirea regimului de sudare comport alegerea tipului i a diametrului electrodului, a felului, polaritii, intensitii i tensiunii curentului ca i a vitezei de sudare.

Tipul electrodului se alege dintre mrcile standardizate, n funcie de calitatea materialului de baz, poziia de sudare i condiiile generale de lucru (tipul sursei de curent disponibile, locul unde se desfoar lucrarea, condiiile de depozitare i uscare etc.). Marca electrodului precizeaz caracteristicile mecanice ale metalului e-lectrodului de-pus n cus-tur, even-tualele ele-mente de aliere ale acestuia, ca i caracterul nveliului. Caracteristicile mecanice ale metalului depus sunt obligatoriu nscrise pe cutia de am-balaj a elec-trozilor. Pe ambalaj mai sunt date i unele indicaii de utilizare a electrozilor respectivi, privind tipul curentului, polaritatea acestuia, intensitatea n funcie de grosimea materialului de baz i altele.

De obicei diametrul se alege pe baza grosimii materialului de sudat (tabelul 3.4).Tabelul 3.4Alegerea diametrului srmei - electrod de n funcie

de grosimea materialului de baz s, la sudarea

manual cu are electric descoperit

s, [mm]12244668peste 8

de , [mm]22,5; 3,253,25; 44; 55; 6

Stabilirea valorii curentului de sudare se face corelat cu alegerea diametrului electrodului, n funcie de grosimea metalului de baz supus sudrii.

De obicei, pentru sudarea oelurilor cu coninut mic de carbon, se folosesc relaiile empirice: (3.3)

sau :

(3.4)

n care:

Is - intensitatea curentului de sudare, [A]; d - diametrul srmei electrodului, [mm]; Cs - factor de corecie care ine cont de corelaia ntre grosimea tablei s i diametrul srmei electrodului d;Cs - factor care ine cont de poziia de sudare.

Dac se execut custuri la care 1,5 d ( s ( 3 d, se utilizeaz valoarea Cs = 1.

La sudarea pe vertical relaia de mai sus se micoreaz cu 10 ... 15 %, prin introducerea unui coeficient de corecie CP = 0,9 ... 0,85, iar la sudarea pe plafon cu 15 ... 20 %, prin acordarea valorii corective CP = 0,85 ...0,8.

Exist i alte metode i relaii de calcul al intensitii curentului de sudare. Pentru toate cazurile, n srma electrodului avnd seciunea Ae se induc densiti de curent I = 8 ... 30 A/mm2, de forma:

I = Is / Ae (3.5)

Valorile orientative ale curentului recomandat pentru fiecare marc i dimensiune de electrozi sunt indicate, de regul, de productori pe cutiile n care sunt ambalai electrozii la livrare.

Orice valoare a curentului de sudare implic o anumit tensiune a arcului, stabilit n fiecare moment prin intermediul caracteristicii externe a sursei de curent i a lungimii momentane a arcului.

Alegerea polaritii se face innd cont c polul pozitiv se nclzete mai tare dect cel negativ. De aceea, polaritatea direct se va utiliza de obicei la sudarea tablelor groase, iar polaritatea invers la sudarea tablelor subiri, cu electrozi relativ, groi, sau la sudarea cu electrozi bazici a oelurilor cu coninut mai mare de carbon sau de impuriti.

La stabilirea polaritii se va ine cont, n mod obligatoriu, de indicaiile date de productorul electrozilor utilizai, nscrise pe cutiile de ambalaj ale electrozilor.

Alegerea vitezei de sudare se face astfel nct forma i dimensiunile seciunii transversale a custurii s corespund cu cele prescrise, iar productivitatea sudrii s fie maxim.

Forma seciunii transversale a custurii (fig. 3.9) trebuie s respecte anumite condiii, att n ceea ce privete limea custurii B sau nlimea H a acesteia, ct i n ceea ce privete raportul Cf, denumit coeficient de form:

Cf = B / H (3.6)n caz contrar, rezistena structurii sudate poate fi corespunztor periclitat.

Corelarea corect a parametrilor regimului de sudare i constana lor sunt foarte importante pentru realizarea unei custuri fr defecte de structur sau de natur geometric.

Se constat c geometria seciunii transversale a sudurii (fig. 3.9) este evident influenat de valorile parametrilor regimului de sudare, astfel:

limea B a sudurii crete odat cu creterea tensiunii arcului i scade odat cu creterea vitezei de sudare;

adncimea de ptrundere h, supranlarea h1 i deci i nlimea custurii H cresc odat cu creterea intensitii curentului i scad odat cu creterea tensiunii i a vitezei de sudare.

La sudarea oelurilor de construcie avnd coninut mic de carbon, energia linear calculat cu relaia (3.2) trebuie s aib valorile orientative: El = 7000 ... 11000 J/cm la folosirea electrozilor cu diametrul d = 3,25 mm, El = 9000 ... 13000 J/cm pentru d = 4 mm, El = 11000 ... 18000 J/cm pentru d = 5 mm, i El = 13000 ... 20000 J/cm pentru d = 6 mm.

Fig. 3.9. Dimensiunile seciunii

transversale a suduriiCorelarea corect a intensitii cu diametrul i tipul electrodului, cu poziia de sudare i cu polaritatea au implicaii i n ceea ce privete eficacitatea transferului de metal de la electrod spre pies, deci n ceea ce privete randamentul sudrii i al folosirii energiei consumate la sudare.

Cantitatea m1 de metal topit de ctre arcul electric este direct proporional cu intensitatea curentului de sudare Is, [A] i cu timpul de meninere al arcului t, [ore]:

(3.7)

n care:

m1 - cantitatea de metal topit, [g];

C1 - coeficient de topire al metalului la sudare (oeficientul de proporionalitate), [g/A or].

De multe ori intereseaz numai masa metalic a electrodului topit n arcul electric. Pentru aceste cazuri speciale se ia n considerare corespunztor un coeficient de topire al electrodului, coeficient notat cu Ct :

m1 = Ct Is t (3.8)

Metalul topit din electrod este introdus n custura sudat. Masa metalului depus md [g], este, de asemenea, proporional cu timpul t i cu curentul de sudare Is:

md = Cd Is t (3.9)rezultnd un coeficient de topire al metalului la sudare Cd [g/A h], astfel nct:

Cd = md / Is t (3.10)

n general, la sudarea cu arc electric se poate considera c exist relaiile:

Cte = (0,6 ... 0,85) C1 (3.11)

Cd = (0,85 ... 0,99) Cte (3.12)

Diferenele dintre masa electrodului topit i masa metalului depus constituie pierderi prin stropiri, prin vaporizare sau prin componente evacuate n zgur.

Din relaia (5.12) rezult c pierderile de material metalic au valorile ( = 1 15% din totalul catitatea total de metal (de adaos) topit, ntruct:

( = (CId Cd) 100 = (met md) 100; [%] (3.13)

La sudarea cu electrozi nvelii pierderile sunt maxime n cazul folosirii unor cureni de sudare mari i, mai ales, la realizarea custurilor de poziie.

3.6. Dezavantajele procedeului de sudare i metode de

combatere a acestora

Fig. 3.10. Sudarea cu electrod culcat:

1 - piesele de sudat; 2 - electrod;

3 - plac de cupru rcit cu ap

Sudarea manual cu arc electric prezint dezavantajul unei productiviti sczute, mai ales n cazul sudrii tablelor groase, cnd sunt necesare mai multe treceri.

Pe lng aceasta, calitatea sczut a custurii sudate i dependena ei de calificarea, contiinciozitatea i starea muncitorului, sunt alte deza-vantaje, la care se adaug un coeficient mare de pierderi de metal prin stropi, n cazul utilizrii curenilor mari, din dorina creterii productivitii sudrii.

Pentru combaterea acestor dezavantaje ale sudrii clasice cu electrozi nvelii, n cazurile n care este posibil, se apeleaz fie la utilizarea procedeului de sudare automat sub strat de flux sau n mediu protector de gaze, fie la variante semiautomate de sudare cu electrozi nvelii, aa cum este de exemplu sudarea cu electrod culcat (fig. 3.10).

a. b. c. d.

Fig. 3.1. Exemple de rosturi ale pieselor care urmeaz a fi sudate

Fig. 3.2. Principalele poziii de sudare

b.

d.

f.

h.

a.

c.

e.

g.

a.

b.

_1128575485.unknown

_1128576274.unknown

_1128576771.unknown

_1128576229.unknown

_1128572900.unknown