COLEGIUL TEHNIC TOMISCONSTANTA

PROIECT pentruEXAMENUL DE CERTIFICARE A COMPETENELOR PROFESIONALE

Nivel 5

Calificarea: MAISTRU MECANIC

Tema proiectului: TEHNOLOGIA DE SUDARE PRIN PRESIUNE

Absolvent:SAVEN GHEORGHE Clasa: II B M NDRUMTOR: Prof.Ing. Sava Aida

2016

CUPRINS

Cap.1. Argument Cap.2. Energetica procesului de sudare Cap.3. Tehnologia sudarii si procedee de sudare Cap.4. Tehnologia sudarii sub presiune a diferitelor metale si aliaje 4.1.Sudarea otelurilor. 4.2.Sudarea aluminiului si aliajelor sale. 4.3.Sudarea cuprului si aliajelor sale. Cap.5. Metode de sudura sub presiune 5.1.Sudarea cap la cap 5.2.Sudarea in linie 5.3.Sudarea prin puncte 5.4.Sudarea prin frecare 5.5.Sudarea prin presiune fara energie electrica Cap.6. Norme specifice de securitate a muncii pentru sudarea sub presiune Cap.7. Bibliografie

1

Cap.1. ARGUMENT

Sudarea constituie unul din cele mai sigure si expeditive procedee de asamblare fiind aplicata pe larg la realizarea asamblurilor din table groasa sau subtire,profile,bare,sarma etc. Raspandirea acestui procedeu de asamblare se explica si prin faptul ca pretul de cost al imbinarii este sensibil mai scazut decat cel al imbinarilor obtinute pe alte cai. Sudarea electrica prin rezistenta,prin puncte constituie unul dintre cele mai raspandite procedee de sudare in lucrarile de asamblare.Acest procedeu este folosit frecvent la imbinarea tablelor,profilelor si sarmelor subtiri. Sudarea se realizeaza prin strangerea pieselor intre doi electrozi din cupru si trimiterea in circuit a unui current electric cu intensitate foarte mare. Datorita rezistentei electrice de contact dintre piesele sudate,se dezvolta o mare cantitate de caldura care produce topirea locala a materialului pieselor si prin solidificarea nucleului topit astfel format se obtine un punct de sudura.In prezent,procedeul sudarii in puncte,cu variantele acestuia sudarea in linie si sudarea de inalta frecventa este considerat unul dintre cele mai ecologice si de o productivitate ridicata. Poate fi supusa automatizarii,eliminandu-se in acest fel eroarea umana. Sudarea prin puncte se utilizeaza penru table subtiri de pana la 10mm si se folosesc electrozi metalici fixati in clestii masinii de sudat in puncte. Productivitatea este destul de buna,prin acest procedeu putandu-se realiza in jur de 2000 de puncte/minut.Sudarea se executa cu ajutorul unor masini stabile sau cu dispositive de sudat (clesti,pistolete)portative. Acestea din urma permit sudarea in pozitii dificile,ca de exemplu,direct pe piesele asamblate de dimensiuni mari cum sunt sasiurile autovehicolelor. Prin alegerea corespunzatoare a formei electrozilor si a bratelor care ii sustin,se pot realiza cele mai variate lucrari de asamblare. Sudarea in puncte prin presiune se face fara adaos de material si are o mare productivitate fiind indicat in cazul productiei in serie. Este folosit la sudarea pieselor in forma de bare,tevi,sine de cale ferata,armaturi pentru beton armat care au sectiuni variate ca forma si marime. 2 Cap.2. ENERGETICA PROCESULUI DE SUDARE Sudarea este procedeul tehnologic de realizare a mbinrilor nedemontabile a unor componente metalice sau nemetalice prin interaciunea atomilor mrginai ai acestora. mbinarea ce rezult n urma procesului de sudare poart denumirea de sudur. Totalitatea operaiilor care concur la realizarea sudurii poart denumirea, aa cum s-a mai artat, de proces tehnologic de sudare. Unui proces tehnologie de sudare i este caracteristic un anumit procedeu de sudare. Coeziunea local n vederea obinerii sudurii se realizeaz cu un aport de energie termic sau mecanic sau i termic i mecanic. Prin aceasta atomii mrginai ai componentelor de sudat primesc energia necesar scoaterii lor din starea de echilibru stabil corespunztoare unui nivel energetic minim. Dup aceea, componentele i aduc atomii marginali la distane egale sau mai mici dect parametrul reelei cristaline. n aceast situaie ei se rearanjeaz n cristale comune celor dou componente astfel ca s ating din nou un minim energetic. Ca atare, procesul de sudare const n introducerea localizat, prin concentrare n timp i spaiu, a unei cantiti de energie n zona sudurii pentru a scoate atomii din starea lor de echilibru stabil i apropierea atomilor mrginai la distane egale sau mai mici dect parametrul reelei cristaline pentru ca ei s recristalizeze ntr-o reea comun corespunztoare unei noi stri stabile. Deci, prin sudare se realizeaz saturarea legturilor dintre atomii de la marginile componentelor de sudat. Sudarea n Cosmos a confirmat concluzia potrivit creia vidul naintat din acest spaiu creeaz componentelor metalice posibilitatea de a se suda prin simpla aducere a lor n contact intim. Acest fapt arat c atomii mrginai, neavnd toate legturile cu ceilali atomi (sunt nesaturai), se afl la un nivel energetic deasupra minimului. Apropiindu-i ei vor forma reele cristaline comune componentelor, saturndu-i legturile. n atmosfera terestr acest procedeu folosit n Cosmos nu este posibil fiindc atomii mrginai nesaturai i completeaz legturile cu atomi de aer

3Cap.3. TEHNOLOGIA SUDARII SI PROCEDEE DE SUDARE

Operatia de sudare este o imbinare nedemontabila a doua sau mai multe pieste metalice, executata la cald prin topire locala in portiunea de imbinare sau presare , executata cu sau fara adaos de metal. Astfel incat piesele sudate sa formeze un corp comun. Factorii principali care au favorizat introducerea sudarii in diferite domenii industriale sunt urmatorii: - economia de metal. - inlocuirea contructiilor nituite cu cele sudate la o economie de metal pana la 30%, iar inlocuirea pieselor de executie forjata sau turnata prin piese sudate duce la o econpomie de 50 60% asigurandu-se in acelasi timp o rezistenta cel putin egala ; - reducerea volumului de munca si a costurilor. Constructiile nituite necesita executarea unor eclise, nituri, gauri bine centrate s prelucrate. La sudare, aceste operatii si metale se economisesc. - sudurile sunt etanse. La executarea recipientelor , a utilajelor tehnologice, navelor si constructiilor industriale este necesara o imbinare compacta si etansa.Prin sudare, etanseitatea se obtine mai usor decat prin alte procedee. Prin procedeu de sudare se intelege totaliteatea operatiilor, tehnologice efectuate pentru obtinerea unei imbinari sudate. Procedeele de sudare se pot clasifica astfel:A. Dupa starea in care este adus materialul de baza, in : -procedee prin topire; -procedee prin presiune,B. Dupa originea energiei utilizate la incalzirea metalului, in: -procedee de sudare cu gaze combustibile; -procedee electrice de sudare.

4 Cap.4. TEHNOLOGIA SUDARII PRIN PRESIUNE A DIFERITELOR METALE SI ALIAJE Sudarea prin presiune poate fi aplicata curare exceptii, tuturor metalelor si aliajelor. Comportarea la sudare prin presiune a diferitelor metaledepinde de structura, compozitia chimica, modul de incalzire si de racire apieselor, de dilatare si contractare. In majoritatea cazurilor, obtinerea unei suduri prin presiune necesita obtinerea unei concentrari mari de caldura in anumite locuri. Realizarea acesteicerinte este conditionata de conductibilitatea termica si electrica a materialelor metalice sudate. In cazul procedeelor care se bazeaza pe caldura degajataprin efectuJ Joule, un rol important il joaca conductibilitatea electrica a metalelor. Intrucat caldura degajata in unitatea de volum este invers proportionala cu conductibilitatea electrica, rezulta ca la sudarea metalelor cu conductibilitatea electrica mare sunt necesare densitati mari de curent electric. Concentrarea de caldura este favorizata si de faptul ca cresterea temperaturiiduce la micsorarea conductibilitatii electrice. Calitatea sudurii depinde in mare masura si de realizarea unei anumitedeformari plastice a metalului, dependenta de marimea intervalului de temperaturi in care metalul devine plastic. Aceasta inseamna ca la metale cuinterval plastic ingust trebuie sa se respecte riguros parametrii optimi de lncru. Coeficientul mare de dilatare a metalelor creeaza dificultati la sudare datorita deformatiilor mari care apar la incalziri si la raciri. Din aceasta cauza,pe langa formele constructive cele mai adecvate, se vor folosi regimuri durede sudare. In cazul procedeelor de sudare electrica prin presiune se obtine o cresterelocala si puternica a temperaturii, fapt ce contribuie la desfasurarea mairapida a proceselor de difuziune. Cap. 4.1.Sudarea otelurilor Otelurile cu continut scazut de carbon se sudeazausor prin presiune la cald intrucat: au un interval larg de temperature indomeniul plastic, sunt putin sensibile fata de vitezele mari de incalzire saude racire, nu contin elemente care dau oxizi greu fuzibili si au o rezistentaelectrica specifica relativ ridicata, fapt cefavorizeaza incalzirea prin efectulJoule. Odata cu cresterea continutului de carbon si cu introducerea unor elementede aliere are loc cresterea rezistentei la deformare plastica, deci sunt necesarecompresiuni specifice mai mari pentru realizarea unei anumite deformatiiplastice. Totodata, se reduce viteza de incalzire si de racire, astfel ca se impunefolosirea unor regimuri mai putin dure. Pe de alta parte, continutul maritde carbon favorizeaza conditiile de formare a unui strat de metal lichid, cu efecte pozitive asupra calitatii imbinarilor sudate. De asemenea, continutulridicat de carbon, la procedeele de sudare prin presiune, la care aerul patrumde in zona incalzita, micsoreaza pericolul de formarea oxzilor care se eliminagreu. 5 La sudarea prin presiune a otelurilor austenitice crom-nichel se va tineseama de urmatorii factori: rezistenta sporita la deformare plastica, deci compresiuni specifice la refulari mai mari; rezistenta electrica specifica mare si conductibilitatea termica redusa favorizeaza o incalzire rapida; posibilitatea aparitiei oxizilor greu fuzibili, fapt ce impune realizarea unei topiri catmai stabile si cu viteza mare. Si refularea se executa tot cu o viteza mare. In cazul otelurilor aliate cu crom, folosite la confectionarea tevilor, seva utiliza un regim cu scurtare la topire si cu scurtare la refulare la valorimaxime sau chiar marite.Aceste oteluri au o conductibilitate termica redusafapt ce usureaza sudarea lor in puncte. In acelasi timp otelurile aliate cu cromau tendinta spre calire si sensibilitate mare fata de crestaturi cand se prezintacu graunti mari. Otelurile-nichel se sudeaza bine sub presiune la cald, insa la sudarea incapete necesita folosirea unei compresiuni specifice la refulare mai maredecat la oteluri mari de carbon. Timpul de sudare trebuie sa fie cat mai micposibil.Cap. 4.2.Sudarea aluminiului si aliajelor sale Aluminiul avand o conductibilitate electrica mare determina folosirea unor densitati mari de curent, iarconductibilitatea termica ridicata impune folosirea unor regimuri dure, caracterizate prin curenti mari si timpi redusi de sudare. Coeficientul de dilatare termica ridicat la aluminiu si la aliajele saleconstituie o premiza pentru aparitia unor deformatii insemnate datoritasudarii.Pentru a limita acest efect nefavorabil, se folosesc regimuri durede sudare, astfel incat sa se micsoreze pe cat este posibil caldura introdusain piesele de sudat. Aliajele aluminiului care au rezistenta mecanica ridicata prezinta o contractie mare la solidificare si tendinta spre fisurare la cald. Acest lucru impunecomprimarea puternica a zonei influentate termic astfel incat sa se evite formarea fisurilor.La sudarea prin puncte a aluminiului si a aliajelor sale se folosesc densitatide curent mari de 1 000-1 500 A/mm2si timpi de sudare cuprinsi intre0,15 si 0,4s. In ceea ce priveste compresiunea specifica, aceasta trebuie sa fie de 15-22bar in cazul tablelor sub 1,5 mm grosime. La table mai groase de 1,5 mm sefoloseste o etapa ulterioara de presare in cursul carora forta de apasare peelectrozi se mareste de 2-4 ori fata de cea aplicata an timpul sudarii. Calitatea buna si uniforma a punctelor sudate se obtine daaa operatiade pregatire este efectuata corespunzator si care cuprinde: indepartarea grasimilor, uleiurilor, murdariei cu ajutorul unor solventi (acetona, benzina etc.) si inlaturarea stratului de oxizi prin mijloace mecanice (perii metalice, benziabrazive fine). Sudarea aluminiului in linie se realizeaza in aceleasi conditii ca si sudareain puncte, cu deosebirea ca curentii si fortele de presare ale rolelor-electrozisunt mai mari pentru aceeasi grosime de tabla. 6

Rezultate bune se obtin incazul in care miscarea rolelor este intermitenta, iar curentul este executat inmomentele in care rolele nu se deplaseaza. Se folosesc role cu diametrulde 150 pana la 250 mm, cu raza de rotunjire de 25 pana la 250 mm, iarlatimea rolelor in zona de contact de 10-25 mm. Rolele necesita o racireintensa si o curatire dupa 3-5 rotatii. Viteza de sudare este mai mica decat in cazul otelului moale. Sudareaaliajelor se executa cu topire intermediara.In perioada de contact densitatea de curent este de 150 A/mm2.Pentru a se evita o oxidare excesiva seface o topire intensa si stabila.

Cap. 4.3.Sudarea cuprului si aliajelor sale Cuprul este un metal care se sudeaza greu cu procedee electrice prin presiune datorita conductibilitatii termice sielectrice ridicate.In cazul sudarii in pucte sau in linie, o cusatura de calitate se poateobtine numai la aliajele care au o conductibilitate electrica mai mica cu circa25% fata de conductibilitatea cuprului pur. Cuprul se sudeaza cu densitati de curent mai mari decat in cazul oteluluimoale si intr-un timp scurt pentru a se folosi efectul favorabil al rezistenaeide contact. Presiunea pe electrozi trebuie sa fie mai mica decat la otelul moale. Rezultate bune se obtin la sudarea cu topire intermediara, prin alegereapotrivita a parametrilor de lucru. Topirea de scurta durata si refularea pronuntata si cu viteze mari este favorabila unei suduri de calitate si al micsorarii pierderilor de elemente de aliere usor fuzibile (Zn, Pb). Cuprul se sudeaza bine cu otelul, insa scurtarea la topire a piesei din oteleste mult mai mare decat la piesa din cupru. De aceea, este necesar ca lungimea libera pentru otel sa fie de circa 3,5 ori diametrul piesei, iar la cuprude circa 1,5 ori diametrul piesei.Alamele cu un continut de Zinc mai mare de 40 % au proprietati mecanice ale sudurii indentice cu cele ale materialului de baza. La alame + ,viteza mare de racire determina cresterea duritatii grauntilor, de aceea elese supun unei recoaceri la 600-650C.

7 Cap.5. METODE DE SUDARE SUB PRESIUNE Cap.5.1.Sudarea caplacap La punerea in contact a doua piese masive prin care trece un curent electric, contactul nu se produce pe intreaga suprafata, ci numai in unele puncte, unde supraintensitatile createprovoaca puncte incandescente sau puncte de topire, in functie de planitatea suprafetei si de presiune. Daca piesele sunt presate permanent, punctele de contactse turtesc, rezistenta electrica scade, iar caldura caldura dezvoltata se propaga in rost pe inteaga grosimea piesei si, cu cat ea creste, prin productivitate trece si in masa piesei, iar o parte este radiata in aerul inconjurator. Daca curentul este mare, incalzirea este rapida si timpul de sudare fiind scurtat, pierderile prin conductivitate si radiatie se reduc. Tinand seamade marimea sectiunii pieselor de sudat, de conductivitatea lor electrica si termica, precum si de puterea masinii de sudae pentru sectiunea respectiva de sudat, pentru sudarea sectiunilor masivepot fi adoptate fie sudarea prin refulare, adica sudarea in stare plasticaa materialului, fie sudarea cu topire intermediara produsa pe suprafetele de imbinat. Sudarea caplacap prin refulareCapetele prelucrate plan, pentru a rezulta un contactcat mai mare dupa presare cu o presiune de 0,2 daN/mm, sunt conectate la secundarul transformatorului si, pe masura ce se dezvolta o caldura mai mare pe suprafetele de contact, se mareste si presiunea, astfel incat la atingerea temperaturii de circa 1200-1300C presiunea ajunge si ea la 3-4 daN/mm, care este presiunea finala. Operatia de sudare se produce in timpmai indelungat, prin aducerea particulelorin yona de atractie reciproca, producandu-se difuziunea, precum si formarea de cristale noi; sudura rezultacu o ingrosare specifica acestei variante. Procedeul este indicat sectiunilornu prea groase(pentru otel cu diametrul pana la 12 mm), insarezultate bune se obtinla sudarea metalelorsi a aliajelor neferoase, procedeul fiind folosit pentru orice sectiune. Sudarea cu topire intermediara Capetele pieselor puse sub curentse aduc in contact usor, fara nici un fel de presiune, ceea ce conduce la topireapunctelor de contact si la improscari violentede scantei.Improscarea scanteielor este mentinuta pana se obtine o topire superficialape intreaga suprafata de contact si, dupa ce s-a produso incalzire corespunzatoarea capetelor, se imprimao presare brusca; prin eliminarea metaluluisi a impuritatilortopite se produce o bavura subtire.Procedeul are mai multe variante:-cu topire intermediara continua, la care piesele sunt apropiate progresivpe masura topirii lor, dupa care pentru obtinerea imbinarii se executa o apasare brusca;-cu topire intermediara discontinua,la care contactul intre piese este intermitent, repetat la intervale de timp, pana se ajunge la o topire a suprafetelor de contact, dupa care ele sunt apasate bruscinainte sau dupa intreruperea curentului;-cu preincalzire prealabila,prin rezistenta de contact pana la temperaturade circa 900C ,dupa care se procedeaza la perioade de conectari si pauzepana se obtine topireasuprafetelor , trecandu-se apoi la o apasare brusca. 8 Presiunile de sudare se aleg in functie de varianta adoptata si de naturamaterialului de sudat. Pentru otel cu continut redus de carbon presiunea specifica este de 3-4 daN/mm, pentru variantele de topire intermediaracontinua la o incalzirebuna a capetelor sau cu incalzire prealabila si topire, si de 5-7 daN/mm,pentru varianta cu topireintermediara discontinua. Pentru metalele neferoase, presiunile sunt mai mici, pana la maximum 2 daN/mm. Parametrii electrici se aleg in functie de varianta adoptata, si anume, densitatea de curent de 5-25 A/mm si tensiunea de 4-10 V pentru sudarea prin topire intermediara si de 30-150 A/mm cu tensiunile de circa 2,5 V pentru sudarea prin refulare. Valorile mai mici ale densitatilor sunt pentru sectiuni pline, iar cele mai mari, pentru tevi si sectiuni plate la care disiparea de caldura este mai mare.Barele, dupa taiere se curata pe suprafata de contact si pe partile laterale, pentru o buna conducere a curentului, dupa prinderea lor in bacuri. Se recomanda ca la prelucrarea suprafetelor frontale, acestora sa li se prevada convexitati cilindrice sau sferice ( la bare cu diametrul de 15-20 mm), in care caz, incalzirea se face mult mai uniform dinspre centru spre periferie. In cazul sudarii metalelor cu temperaturi de topire diferite se recomanda intercalarea unor folii de argint, in care caz se obtin imbinari solide si de buna conductivitate electrica.La sudarea pieselor de sectiuni diferite este necesar ca in dreptul sudurii sa se prevada aceeasi sectiune, conform figurii.

9 De mare importanta este alegerea distantei corespunzatoarea capetelor de la varful piesei pana la locul de prindere, care la otel pentru aceeasi sectiuneeste mai scurta de 2-3 ori, fata de aluminiu si cupru. In general, la otel ea este sub grosimea materialuluide sudat, iar la materialele conductive depasestecu 1,5-4 origrosimea materialului de sudat. De asemenea este necesar sa se prevada adaosuri la lungimile pieselor, tinandu-se seama de topirea si de refularea (adaosul c) care se produc dupa presarea pieselor intre ele. Schema procesului, cu actionarea manuala pentru sudarea cap la cap, este reprezentata in figura.

Barele de sudat 1 sunt prinseintre capul (bacul) 2 fix si capul (bacul) 3 mobil, care dupa fixarea pieselor de sudat este apropiat cu ajutorul parghiei 4 actionata manual.Curentul de sudare este dat de transformatorul 5, prevazut in primar cu un comutator in treptesi cu un mecanism de intrerupere 6 la sfarsitul procesului.

Cap.5.2. Sudarea in linie Sudarea in linie este un procedeu de sudare electrica prin presiune , la care sudura se obtine intre fetele a doua piese stranse intre rolele de contact prin care trece curentul de sudare dirijat perpendicular pe piesele de sudat; este o sudare prin puncte partial suprapuse.Variantele de sudare ale acestui procedeu sunt:Cucurent modulat, la care rolele inainteaza continuu, iar curentul de sudare este modulat prin circuit, astfel incat amplitudinea lui variaza dupa o legedata;Cuimpuls de curent,la care rolele inainteaza continuu, iar curentul de sudare trece prin circuit sub forma de impulsuri; 10Cumiscare intermitenta,la care in timpul miscarii rolelor nu trece curentul electric, iar cand rolele se opresc , se executa un punct de sudura;Cupasi pierduti,la care dupa inaintarea rolelor pe o distanta "a" se produce o miscare inapoi a rolelor pe o distanta a/2, in care timp se stabileste curentul de sudare.Toate variantele enumerate se folosesc la sudarea tablelor subtiri, de la 0,25+0,25 mm pana la maximum 3+3 mm, plane sau cilindrice, stranse intre rolele-electrozi de contact.La fel ca la sudarea prin puncte, si la sudarea in linie la tablele trebuie sa fie absolut curatite de rugina, murdarie etc., care si la acest procedeu produc defecte de sudura.Formele caracteristice sudarii in liniesunt cu margini rasfrante sau suprapuse. De asemenea, se foloseste si sudarea in linie prin strivire, daca suprapunerea este foarte mica, pana la maximum 1 mm.

Sudarea in relief este o varianta la care uneia din table(celei mai groase, daca tablele sunt de grosimi diferite) i se imprima un relief pe intreaga lungime a cusaturii si care prin presare se aplatizeaza; este o varianta folosita pentru obtinerea de suduri etanse. De asemenea, sudarea in linie poate fi executata si cu asezarea marginilor tablelor cap la cap, iar in dreptul rostului la partea superioara, cat si la partea inferioara se aplica cate o folie care, dupa ce curentul de sudare le-a adus in stare plastica prin presare, se imbina prin intrepatrunderea in metalul de baza pe toata latimea foliei, rezultand astfel o sudura la nivelul tablelor.Grosimea foliilor se ia de 0,15s (s fiind grosimea tablelor la imbinat). Este necesar ca pregatirea tablelor sa fie executata atent, cu marginile perfect drepte si aliniate cap la cap, fara rost intre ele. Procedeul se foloseste la sudarea rezervoarelor, a containerelor si a ambalajelor din table de otel in industria de automobile, tractoare, bunuri de consum. Prin acest procedeu pot fi 11sudate si tevide generatoare, conform schemei din figura.Banda de otel, dupa ce este transformata intr-un semifabricat de teava 1, este introdusa intre doua role de presare 2, iar prin rolele 3 de la partea superioara se introduce curentul de sudare.Prin dezvoltarea caldurii si presarea rolelor se obtine cusatura la partea superioara. Cu aceasta schema se sudeaza tevi din otel carbon si slab aliat cu grosimea peretelui intre 0,5 si 2 mm.

Cap.5.3. Sudarea prin puncte Sudarea electrica prin presiune, prin puncte, este larg folosita in industrie, datorita avantajelor ce le reprezinta, in special datorita marii productivitatia operatiei. Pentru obtinerea unei suduri de calitate este necesar ca miezul punctului de sudare, care rezulta din topire cu patrundere pe suprafetele celor doua table imbinate intre ele, sa fie de forma unui bob de lintecu diametrul dm aproape cat diametrul electrozilor de, iar acest punct sa fie inconjurat de o zona de diametru dt, in care imbinarea este realizata in stare plastica, fara topire, formata din graunti cristalinicomuni ambelor piese.

Punctul de sudura poate fi obtinut in mai multe moduri, in functie de tipul masinii de sudare, adica de felul cum se realizeaza in timppresarea fata de conectarea curentului de sudare, respectiv deconectarea si depresarea.

Din diagramele presiune-timp P= f)t) si curentul de sudare-timp I= f(t) in cazul masinilor actionate cu pedala reies intarzierea presarii maxime fasa de inceputul conectarii curentului, si depresarea ce incepe inainte de deconectare sau dupa deconectare, uneori chiar cu marirea fortei (figurile a si b).La sudarea masinilor actionate cu aer comprimat si cu comanda automata, inceputul presarii maximese regleaza inainte de conectarea curentului, iar sfarsitul presarii maxime depaseste deconectarea, uneori chiar cu marirea fortei de presare (figurile c si d). Punctele realizate prin variantele a si b sunt calitativ inferioare celor realizate dupa variantele c si dPentru sudare trebuie folosite numai tableplanate cu suprafete absolutcurate, lipsite de oxizi si de impuritati; de aceea este indicata numai tabla decapata.In cazul sudarii tablelor nedecapate se folosesc numai regimuri moi, deoarece oxizii pot fi 13 indepartati in timp mai prelungit. Tablele zincate se sudeaza numai cu regimurile cele mai dure. Punctele se executa la anumite distante, in functie de grosimea tablelor de sudat.De asemenea, din centrul punctului de sudura pana la margine trebuiesa fie pastrata o anumita distanta.Se sudeaza table de otel carbonsau aliat, aluminiu, cupru etc. Tablele de otel sudatecu regimuri dure necesita densitati mari decurent, de peste 300A/mm, iar in cazul sudarii cu regimuri moi, densitatea poate fi micsoratapana la 100 A/mm . Pentru tablele de cupru si de aluminiu tinand seama ca acesteaau o mare conductivitate termica si electrica, sunt necesare densitati de curent mult mai mari, de 500-600 A/mm. Cap.5.4. Sudarea prin frecare+Click pentru marire Sudarea prin frecare este un procedeu de sudare prin presiune in stare solida . Principiul procedeului consta in :- generarea caldurii prin frecare mecanica dintre o piesa care se deplaseaza si una stationara;- presarea celor doua elemente cu o forta de refulare;- materiul incalzit este deformat plastic si prin racire se creeaza o sudura, figura 1. Procedeul se aseamana cu forjarea.

+Click pentru marire Procesul de sudare are urmatoarele faze:- antrenarea uneia dintre componente intr-o miscare de rotatie si presarea pe ea a celeilalte componente;- frecarea realtiva si incalzirea componentelor;- refularea componentelor in timpul sau dupa oprirea miscarii relative; +Click pentru marire In figura 2 se arata aspectul unei suduri realizate cu acest procedeu, iar in figura 3 macrostructura unei suduri.Exista doua moduri de realizare a sudarii prin frecare si anume:+Click pentru marirea. Sudare prin frecare rotativa In acest caz, miscarea relativa dintre componentele de sudat este de rotatie in una din variantele - o piesa se roteste, cealalta piesa este refulata;- o piesa se roteste si este refulata, cealalta piesa este fixa;- se rotesc si sunt refulate cele doua piese intre care este introdusa o piesa intermediara fixa;- se roteste o piesa intermediara amplasat intre cele doua piese care apoi sunt refulate.+Click pentru marireb. Sudare prin frecare liniara. Miscarea relativa dintre componentele de sudat este liniara, figura 5.

Fig.5 + Click pentru marire Sudarea prin frecare rotativa este considerata varianta standard.(clasica), fiind cel mai des utilizata.In practica se utilizeaza diferite variante ale sudarii prin frecare rotative si anume: Sudare prin frecare conventionala partea rotitoare se frneaz brusc la atingerea temperaturii de sudare, iar forta axial se mreste in faza de refulare. Sudare prin frecare inertiala se utilizeaza o masa inertiala (volant) pentru nmagazinarea energiei. La franarea rapida a miscarii de rotatie se elibereaza energia acumulata. Sudare prin frecare a bolturilor piesa care se roteste este un bolt, iar piesa fixa o placa Sudare prin frecare cu element activ rotitor (se trateaza in capitol separat)Caracteristici ale procedeului de sudare prin frecareAvantaje:- productivate foarte mare (timp de sudare foarte mic);- calitate foarte buna a sudurilor;- solicitare termica redusa a materialelor, structura metalografica favorabila;- tensiuni si deformatii reduse (ciclu termic incalzire/racire simetric);- precizie de asamblare inalta, reproductibilitate a calitatii; 15- posibilitati de mecanizare, automatizare foarte bune;- consum redus de material prin scurtare;- lipsa materialelor de adaos;- procedeu ecologic (fara emisii radiatii, fum, noxe).Dezavantaje:- procedeu aplicabil eficient doar la sectiuni cu simetrie de rotatie (in cazul unor altfel desectiuni este posibila apliocarea, dar procedura devine mult mai complicata);- producerea unei bavuri care trebuie indepartat dupa sudare;- necesitatea utilizarii unor forte de frecare si energii foarte mari care conduc la solicitareaputernica a materialelor si structurilor echipamentului de sudare;- echipament de sudare complicat si foarte scump;- dificultati in examinarea nedistructiva a sudurilor. Cap .5.5.Sudarea prin presiunefara energie electrica Procedeelede sudare prin presiune formeaza grupa de procedee la care marginile pieselor de imbinat neincalzite sau incalzitesunt supuse unei solicitari mecanice din exteriorpana la obtinerea imbinarii; solicitarea mecanica poate fi:presarea, laminarea, socul, vibratiileetc.Dupa felul incalzirii folosite, procedeele de sudare prin presuine fara energie electria pot fi chemomecanice sau mecanice la rece. Imbinarea se produce in urma fortelor de coeziuneinteratomice, fara sa fie necesare materiale de adaos, fluxuri sau gaze protectoare. Denumirea procedeului de sudare se da fie dupa sursa de energie folosita, se da fie dupa forma sudurii obtinute, specifica procedeului folosit.Incalzirea locului de imbinare are rolul de a micsora solicitarea din exterior, deoarece numai la folosirea acesteia se provoaca mari deformari ale materialului; de aceea, procedeele de sudare prin presiune la care marginile de sudat sunt aduse in stare plastica sau de topire superficiala au cea mai larga aplicare.Procedeele de sudare prin presiune fara energie electrica sunt cuprinse in doua grupe:-grupa procedeelorcu incalzire prealabila a marginilor dupa care se aplica solicitarea mecanica;-grupaprocedeelor numai cu solicitare mecanica.La procedeele de sudare prin presiune cu incalzire si energie mecanica, metalul de sudat este incalzit prin caldura dezvoltata de o reactie chimica, dupa care se aplica o solicitare mecanicaexterioara .Din aceasta grupa fac parte procedeele:-sudareaprin forjare,la care marginile pieselor de sudat, dupa ce sunt incalzite la focul de forja, se forjeaza cu ciocanul, manual sau mecanic;-sudareacu flacara de gaze prin presiune,la care marginile pieselor de sudat sunt incalzite puternic cu flacara de gaze pana ajung in stare plastica sau pana la topirea superficiala, dupa care se aplica presiunea de sudare necesara imbinarii;-sudareacu termit prin presiune,care poate fi cu incalzirea pieselor, aduse in stare plastica

16de catre caldura degajata de termit, dupa care se aplica presarea, sau prin topire si presiune la care termitul topeste superficial capetele pieselor, dupa care se aplica presiunea necesara.-sudareaprin difuzie,la care piesele sunt incalzite sub temperatura de topire, dupa care se aplica o presiune redusa un timp mai scurt sau prelungit, in functie de temperatura de incalzire.In afara de procedeele enumerate, tot in aceasta grupa sunt cuprinse si procedeele la care sudarease realizeaza numai prin energie mecanica, fara nici un aportde caldura din exterior.Aceasta grupa cuprinde procedeele: - Sudareaprin presiune la rece,folosita la metale cu proprietati bune de deformare, care se sudeaza prin intrepatrunderea intima a straturilor noi de metal care apar prin presare; -Sudareaprin frecare,la care imbinarea pieselor se produce prin apasarea unei piesein rotireasupra unei alte piesefixe ,iar dupa ce s-a produs o incalzire puternica ca urmare a frecarii suprafetelor in contact, se aplica presiunea de sudare; -Sudareacu ultrasunete,la care piesele de sudat apasate pe un pivot-sonotrod se imbina prin transmiterea unor vibratii ultrasonore in directia perpendiculara fortei de apasare; -Sudareaprin explozie,folosita la sudarea placilor sau a tablelor, la care pe una din suprafetele exterioareale placilor de imbinat se aplica un amestec exploziv; dupa asezarea placilor la un unghi foarte micintre ele si dupa aprinderea, respectiv explozia amestecului, se produce imbinarea prin unda de soc care provoaca izbirea puternica a placilor si sudarea lor. Unele procedee de sudare prin presiune mentionate se folosesc pe scara larga in industrie, in special la sudarea unor ansambluri in serie sau uneori chiar unicate, in functie de procedeul aplicat.Sudarea prin forjare Este un procedeu vechi. Dupa pregatirea capetelor de imbinat, piesele se incalzescla focul de forja sau in cuptor pana la temperaturade 1200-1300C, apoi se curata suprafetele marginilor de oxidul format prin batai usoare, dupa care se aplica forjarea de imbinare. Piesele se prepara astfel incat sa rezulte o buna acoperire, insa cu intervale intre ele, astfel incat zgura sa poata fi eliminata.

17Pentru suprafete in contact este indicat ca acestea sa aiba o mica convexitatepentru eliminarea oxizilor formati. De asemenea se mai foloseste presararea, dupa incalzire, a capetelor de sudatcu borax, nisip fin, sare de bucatarie etc., care fluidizeaza oxizii si permit eliminarea lor. In general, primele lovituri sunt dese si usoare, dupa care se aplica lovituri puternice. Ciocanirea poate fi executata manual sau mecanic la prese hidraulice, ciocane cu abur etc. Se pot suda intre ele, in conditii bune, piese din otel carbon pana la un continut de 0,6% carbon.Sudarea prin forjare se aplica la fabricarea tablelor de otel, bimetalice din oteluri carbon de compozitii diferitesau otel carbon cu otel inoxidabil etc, prin laminarea semifabricatelor.

Sudarea prin difuzie Sudarea prin difuzie este procedeul la care piesele de sudat sunt incalzite sub temperatura linie "solidus" si apoi supuse unei presiuni reduse un timp mai indelungat in vid, in mediu de gaz inert sau uneori in aer, imbinarea realizandu-se prin fenomenul de difuzie. Piesele de sudat trebuie sa aiba suprafetele bine pasuite, fara rost intre ele. Pentru sudare, ele se incalzesc lao temperatura de 0,6-0,8 fata de temperatura de topire, dupa care se supun presarii. Se obtine o deformare plastica a asperitatilor de pe suprafetele pieselor si in felul acesta ele ajung in contact perfect pe intreaga suprafata , pentru ca sa se produca difuzia completa a atomilor marginasi. Suprafetele pieselor de sudat trebuie sa fie insa foarte bine curatitede oxizi si murdarii, deoarece acestea nu pot fi eliminate in timpul sudarii si pot provoca defecte in imbinarea sudata. In vederea obtinerii unor suduri de calitate si pentru micsorarea timpului de sudare, in unele cazuri se recomanda sa fie introdusefolii metalice sau pulberi.De exemplu, la sudarea pieselor de aluminiu sau aliaje de aluminiuse recomanda folii de cupru, aliaje de cupru sau aliaje de cupru-argint , insa in toate cazurile este necesara curatirea suprafetelor de sudat. Sudarea cu folii micsoreaza timpii de sudare si nu este necesar sa se recurga la presiuni mai mari. Pentru alte metale, foliile intercalate pot fi dinnichel, cobalt, beriliu. Pentru evitarea oxidarii se recomanda ca sudarea sa fie executata in vid sau in mediude gaz inert sau alt gaz protector (hidrogen, CO2). Imbinarea unor materiale cum sunt: fonta cu fonta, nichel cu cupru, nichel cu aluminiu si altele nu poate fi realizata corespunzator prin acest procedeu, deoarece se produc fazeintermetalice nefavorabile, pori, straturi intermediare necorespunzatoare etc.Procedeul se foloseste cu rezultate bune la sudarea metalelor si aliajelor cu temperaturi de topire diferite. Prin acest procedeu se sudeaza cu bune rezultate, aliajele de aluminiu cu otel inalt aliat sau cu metale refractare. Piesele dupa sudare nu prezinta deformatii, iar sudura nu necesita prelucrari.Procedeul se foloseste la sudarea ansamblurilor din interiorul navelor cosmice, unde sunt necesare imbinari de placide aluminiu cu alte metale.

18

Sudarea prin presiune la rece Pentru unele metale, cum sunt aluminiul si cuprul, cu proprietati de plasticitatemare la temperaturi obisnuite, sudarea poate fi executata si la rece , prin producerea de deformatii mari , care produc ingrosari sau subtieri ale pieselor prin interpatrunderea intima a straturilor noi de metal refulate sau presate , astfel incat electronii de pe suprafetele acestor straturi sa ajunga in sfera de atractie reciproca. Factorul hotarator pentru obtinerea sudurilor este gradul de deformare , care pentru aluminiu este de 70%, iar pentru cupru este de peste 80%, ceea ce la imbinarile cap la cap se manifesta printr-o mare ingrosare , iar in cazul sudarii prin puncte si in linie, printr-o mare subtiere. Curgerea materialului deformat , pentru efectuarea sudurii, este necesar sa se produca in ambele sensuri ale rostului sudurii. Daca sudarea cap la cap ingrosarea poate fi usor eliminata, la sudarea prin suprapunere, micsorarea grosimii poate periclita rezistenta imbinarii, si de aceea este necesar sa nu fie depasite anumite limite in subtierea materialului.Schema de sudare cap la cap este prezentata in figura si anume: cu indepartarea partiala a ingrosarii (a) si cuindepartareatotala a ingrosarii (b).

Trebuie remarcat ca in primul caz curgerea materialului este impiedicata de prima camera marginita de cutitele circulare de taiere 5 ale ingrosarilor, ceea ce conduce la realizarea unei imbinari de calitate mai buna; materialul refulat in camerele 6 este taiat de cutitele 5. In cel de-al doilea caz, refularea materialului este libera si intreaga ingrosare dupa sudare este retezata. Sudarea in punte sau in linie se executa prin asezarea suprapusa a tablelor, presarea executandu-se pe o parte sau pe ambele parti ale tablelor suprapuse, conform figurii.

19

In cazul sudarii prin puncte se prevad poansoane pe o parte (a) sau pe ambele parti (b), iar in cazul sudarii in linie, pe mijlocul rolelor de presare sunt prevazute proeminente, care prin presare unilaterala (c) sau bilaterala (d) produc cusatura sudata. Atat la sudarea prin puncte, cat si la sudarea in linie, deplasarea poansoanelor si a rolelornu trebuie sa intreaca anumite limite, in care caz materialul in dreptul sudurii ramane prea subtire, ceea ce pune im pericol rezistenta obiectului sudat.Pentru obtinerea unei calitati a imbinarilor este foarte important ca suprafetele sa fie curatate perfect in dreptul imbinarilor, deoarece cele mai neinsemnate urme de oxizi, murdarii etc.,pot duce la rebutarea sudurii.Curatirea se executa cu perii rotative din sarma de otel, razuitoare etc.

20Sudarea prin frecare Sudarea prin frecare consta in imbinarea a doua piese prin apasarea unei piese in rotire pe cealalta piesa fixa pana cand prin frecare se obtine o incalzire suficienta a suprafetelor in contact, dupa care se aplica presarea. Procedeul se aplica la sudarea barelor rotunde, a tevilor sau la sudarea acestora cu suprafete plane.Dupa obtinerea unei plastifieri sau eventual a unor topiri superficiale la contactul dintre piesele de sudat, rotatia este brusc oprita si piesa care a fost in rotatie este presata puternic axialde cealalta piesa, ceea ce provoaca imbinarea lor. Timpul totalde rotire, oprire si presare pentru obtinerea sudurii variaza intre 2 si 20s, in functie de marimea piesei si de regimurile aplicate. Presiunea necesara in timpul rotirii si frecarii variaza in functie de natura materialelor de sudat. La otel, in timpul rotirii de frecare, presiunea necesara este pana la 20 daN/mm, iar pentru refulare, cu 1-3 daN/mm mai mare; la sudarea aluminiului cu otel, presiunea in timpul rotirii de frecareeste de 1 daN/mm , iar pentru refulare este necesara o presiune pana la 12 daN/mm. La rotirea de frecare sunt folosite turatii de peste 1000 rot/min, uneori chiar pana la 3000 rot/min, cu conditia ca viteza periferica sa nu treaca de 30 m/min. Pentru stabilirea turatiei pentru diferite diametre ale barelor sudate la imbinarea otelurilor cu continut redusde carbon se recomanda relatia:Nd = (1,2.6) 104in care:N este turatia, in rot/min;d- diametrul barelor de sudat, in mm Pentru sudare, piesele nu necesita o pregatire speciala, ci numai o planitate a suprafetelor in contact. In timpul operatiei de sudare, eventualele impuritati de pe suprafetele de imbinat se elimina prin refulare in timpul rotirii. Procedeul este folosit la sudarea intre ele a otelurilor de aceeasi calitate sau de calitati diferite, ca si cu alte metale; de exemplu otel carbon cu otel inalt aliat, otel cu aluminiu.

21 Cap.6 NORME SPECIFICE DE SECURITATE A MUNCII PENTRU SUDAREA SI TAIEREA METALELOR NSSM 2

4.1. Sudarea electrica prin presiune si sudarea electrica prin rezistentaIncadrare personalArt. 218.- Lucrarile de sudare electrica prin presiune in puncte, in linie si prin rezistenta se vor efectua numai de catre personal special instruit pentru aceste procedee.Disciplina in muncaArt. 219.- Se vor lua masuri de protectie impotriva scanteilor si respectiv a atingerii pieselor calde.Art. 220.- Se interzice a se lucra cu masina de sudat in puncte cu cleste, al carei furtun de la cablurile de sudare este supraincalzit.Art. 221.- Se interzice accesul oricarei persoane la cofretul de comanda, al masinii in timp ce se lucreaza cu clestele.Art. 222.- Este interzisa asezarea sau modificarea pozitiei piesei de sudat dupa actionarea sistemelor de presare.Repartizarea sarcinii de muncaArt. 223.- Inainte de inceperea lucrului la masina de sudat in puncte cu cleste se va verifica existenta presiunii normale a apei de racire in retea.Art. 224.- Schimbarea regimului de sudare, curatirea electrozilor, respectiv a bacurilor, precum si alte operatii auxiliare la masina se vor face numai dupa scoaterea de sub tensiune.Art. 225.- La terminarea lucrului si chiar la intreruperea pentru scurt timp masina se va deconecta.Art. 226.- Ajustarea electrozilor se face numai cu masina scoasa de sub tensiune iar reglarea de apasare a acestora se va face numai de catre un reglor sau de maistru.

22

Echipament electric de muncaArt. 227.- Echipamentul electric de munca va respecta prescriptiile STAS 8138-83. Art. 228.- Inainte de incadrare sudorii vor fi instruiti special pentru acest procedeu de sudare.Echipement individual de protectieArt. 229.- Echipamentul de protectie al operatorului sudor este obligatoriu in timpul lucrului acesta va purta ochelari de protectie, manusi de protectie din piele si imbracaminte bine stransa pe corp.Sarcina de muncaArt. 230.- (1) La sudarea prin frecare mecanica se vor lua masuri privind prelucrarea mecanica a pieselor;(2) La metalizare se vor respecta masurile prescrise pentru procedeele de sudare corespunzatoare.Art. 231.- (1) In procesul de lucru, operatorului i se va asigura libertatea de miscare la locul de munca, totodata asigurandu-se si spatiul necesar depozitarii pieselor de sudat si a celor sudate, fara ca suprafata de lucru a operatorului sa fie afectata.(2) Inainte, de inceperea lucrului operatorul va controla starea masinii convingandu-se ca punerea ei in functiune nu prezinta pericol(3) Inaintea inceperii sudarii unui lot de piese, este obligatoriu a se urmari 2-3 cicluri de sudare la parametrii tehnologici stabiliti,(4) Se interzice fixarea, in bacurile de prindere a unor piese cu un alt diametru decat cel pentru care bacurile sunt prevazute. De asemenea, se va respecta ca lungimea de prindere a pieselor de sudat sa fie de minimum trei ori cat diametrul piesei respective,(5) In timpul rotirii pieselor este interzisa atingerea acestora cu mana,(6) In timpul, lucrului operatorul sudor va urmari cu atentie mentinerea constanta a parametrilor regimului de lucru;(7) Dupa actionarea butonului de pornire a ciclului de sudare nu se vor manipula butoanele de programare a parametrilor de sudare;

23

(8) Nu se vor actiona butoanele de comanda in timpul operatiilor de inlocuire sau reparare a pieselor mobile ale masinii. In acest caz, in afara decuplarii prin buton, se va pune anuntul "PERICOL SE LUCREAZA".(9) Este interzis accesul personalului stain la aparatajul masinii, precum si in zona de lucru.

Art. 232.- Pentru ca masinile si instalatiile de sudare prin frecare, prin constructie si functuionare sunt asemanatoare masinilor unelte, se vor respecta sI conditiile impuse de STAS 8138-83.

Amplasare echipamentArt. 233.- (1) La amplasarea masinii de sudat se va avea in vedere ca distanta dintre peretii cladirii si gabaritul maxim al masinii, inclusiv al agregatetor auxiliare ale masinii amplasate in afara gabaritului propriu-zis al masinii, sa fie de minimum 1000 mm(2) Masina se va aseza pe fundatie individuala fara legatura cu elementele cladirii si va fi fixata in prezoane de fundatie,(3) Pe dulapul de comanda electrica se va pune inscripta "SUB TENSIUNE", "PERICOL DE MOARTE".IluminatArt. 234.- (1) Iluminatul natural si artificial se va realiza astfel incat sa se asigure o acuitate vizuala optima si cu un confort vizual in incaperea de lucru;(2) Nivelul de iluminare va fi de minim 2000 lx (lucsi).

24

Cap.7. BIBLIOGRAFIE

1. Tehnologii de sudare-Daniel Visan,Universitatea Dunarea de Jos 2. Tehnologia procedeelor de sudare cu arc-Traian Salagean 3. Tehnologia sudarii si ataierii metalelor-I.Vasile 4. Referat la disciplina sudarea prin presiune Madescu Adrian,Facultatea de Ingineria si Managementul Sistemelor Tehnologice Drobeta Turnu Severin 5. NSSM 2- Norme specifice de securitate a muncii pentru sudarea si taierea metalelor

25