studiu de caz
TRANSCRIPT
STUDIU DE CAZ
CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND INFLUENŢA PRESIUNII LA SUDAREA USCATĂ
HIPERBARICĂ
MAG - M ÎN CURENT PULSAT CU SÂRMĂ TUBULARĂ
4.1. Programul experimental
Influenta parametrilor tehnologici la sudarea MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a fost
analizata sub trei aspecte:
q geometria cordonului depus;
q durificarea zonei influentate termic a otelului X 60;
q dimensiunile zonei influentate termic.
În cadrul acestui program experimental cât si a celor ulterioare s-au folosit urmatoarele materiale de
baza, de adaos (sârme tubulare) si auxiliare (amestec de gaze de protectie):
a. Table din otel slab aliat cu granulatie fina marca X 60, cu grosimea de 14,3 mm (A.P.I. 5L -
2000). Compozitia chimica si caracteristicile mecanice sunt prezentate în tabelele 4.1 si 4.2
(conform certificatului de calitate eliberat de producator).
Tabelul 4.1. Compozitia chimica a otelului X 60
Marca
otelului
Compozitie chimica, % Norma
C Si Mn P S Nb Ti V
X 60 0,12 0,30 1,37 0,025 0,010 0,021 0,007 0,030Certificat
de calitate
X 60max.
0,21
max.
0,45max. 1,6
max.
0,025
max.
0,025
max.
0,05
max.
0,04
max.
0,15
API 5L -
2000
Tabelul 4.2. Caracteristicile mecanice ale otelului X 60
Marca
otelului
Caracteristici mecaniceNorma
Rp02, N/mm2 Rm, N/mm2 A5, % KV (0 0C), J
X 60 505 572 38 178 Certificat de calitate
X 60 min. 414 min. 517 min. 18 min. 32 A.P.I. 5L - 2000
Otelul X 60 are o comportare buna la sudare dar necesita precautii speciale privind
preîncalzirea si limitarea energiei liniare de sudare.
Pâna la grosimea de 20 mm nu este necesara preîncalzirea în vederea sudarii si pot fi
utilizate regimuri de sudare cu energii liniare sub 2 KJ/mm (conform recomandarilor producatorilor
de otel).
Dimensiunile tablelor din otel X 60 utilizate la realizarea programului experimental au fost
14,3 x 150 x 500 mm;
b. Alegerea sârmelor tubulare a fost facuta tinând seama de anumite conditii tehnice pe care
acestea trebuie sa le îndeplinesca pentru a corespunde la sudarea conductelor de mari dimensiuni si
anume:
Ø sa fie garantate pentru executia stratului de radacina cu patrundere completa dintr-o parte;
Ø sa fie destinate pentru sudarea în toate pozitiile;
Ø continutul de hidrogen difuzibil al metalului depus prin sudare sa nu depaseasca valoarea de 5
ml/100 g.
Pe baza acestor criterii au fost selectate pentru sudarea probelor marcile de sârme tubulare Fluxofil
M8 (pentru stratul de radacina) si Fluxofil 14HD (pentru straturile de umplere):
v Sârma tubulara Fluxofil M8
ü Clasificare: EN 758: T 46 2 MM 1 H5
AWS A5.20: E71T - 1M 828p1512i H4
AWS A5.18: E70C - 6MH4
ü Omologari: TUV: T 46 M M 1 H5 - EN 758
RINA: SG 52 3 HHH
LRS: 3S - 3Y40S
BV: I 3 - 3YM
DNV: IIIY 40 M S
ü Caracteristici principale: Sârma tubulara cuprata umpluta cu pulberi metalice (fara
zgura). Usor de utilizat, cu o rata mare de depunere si viteza mare de sudare. Sudabilitate optima
chiar si în cazul sudarii pe table ruginite sau cu calamina. Absenta totala a stropilor. Recomandat
pentru utilizarea într-o singura trecere sau în mai multe, în aplicatii semiautomate, automate sau
robotizate. Pentru sudarea multistrat nu este necesara curatarea stratului anterior. Se recomanda
utilizarea amestecurilor de gaze.
ü Pozitii de sudare AWS (EN): 1G (PA); 3F (PB); 2G (PC); 3G (PF); 3G (PG); 4G (PE); 5G
(PF); 5G (PG)
ü Curent: DC +
ü Gaz: MIX Ar/CO2 (M 21, EN 439 - 1996)
ü H2 Difuzibil: max. 3 ml/100 g.
Tabelul 4.3. Compozitia chimica a metalului depus
GazCompozitia chimica, %
C Mn Si S P
MIX 0,03…0,08 1,10…1,60 0,45…0,75 £ 0,03 £ 0,03
Tabelul 4.4. Caracteristicile mecanice ale metalului depus
Gaz Tratament termic Rm, N/mm2 Rp0,2, N/mm2 A5, % KV la - 20 0C, J
MIX Stare sudata 530…680 ³ 460 ³ 24 ³ 60
MIX Dupa 620 0C x 1h min. 510 ³ 390 ³ 26 ³ 90
ü Diametre: 1,0; 1,2; 1,4; 1,6
ü Ambalare standard: K 300 (16 Kg) si LP (200 Kg)
v Sârma tubulara marca Fluxofil 14 HD F 1,2 mm (SR EN 758 - 1998)
q Clasificare: EN 758: T 46 2 P M 1 H5
EN 758: T 46 2 P C 1 H5
AWS A5.20: E71T - 1MH / E71 - 1H4
q Omologari: ABS: 3SA - 3Y400SA H5
DNV: III Y 40 M S (H5)
TUV: T 46 2 P C 1 H5 - T 46 2 P M 1 H5
BV: I 3 - 3YM
GL: 3Y 40 H5 5
RINA: SG 52 3 H5
LRS: 3 S - 3Y40S H5
BV: I 3 - 3YM
q Caracteristici principale: Sârma tubulara cuprata pentru sudarea într-un singur strat sau în
mai multe a structurilor metalice. Permite realizarea unor depuneri cu viteza mare de depunere, fara
stropi, cu un arc stabil, cu un aspect al cordonului estetic chiar sI pe table cu calamina. Recomandat
în mod deosebit pentru utilizarea în constructii navale, în special în pozitia vertical descendent,
permitând realizarea unor cordoane de mici dimensiuni. Se poate suda folosind amestec de gaze
Ar/CO2 (M 21, EN 439 - 1996) sau CO2 de mare puritate. Este recomandat pentru sudarea otelurilor
carbon de tipul Fe 430 - Fe 510, cu bune caracteristici de tenacitate pâna la - 20 0C.
q Pozitii de sudare AWS (EN): 1G (PA); 2F (PB); 2G (PC); 3G (PF); 3G (PG); 4G (PE); 5G
(PF); 5G (PG).
q Curent: DC +
q Gaz: MIX Ar/CO2 (M 21, EN 439 - 1996) sau CO2
q H2 Difuzibil: max. 3 ml/100 g.
Tabelul 4.5. Compozitia chimica a metalului depus
GazCompozitia chimica, %
C Mn Si S P
MIX 0,03…0,07 1,20…1,70 0,35…0,70 £ 0,020 £ 0,020
CO2 0,03…0,08 1,00…1,50 0,20…0,60 £ 0,020 £ 0,020
Tabelul 4.6. Caracteristicile mecanice ale metalului depus
GazCaracteristicile mecanice
Tratament termic Rm, N/mm2 Rp0,2, N/mm2 A5, % KV la - 20 0C, J
MIX Stare sudata 530…640 ³ 460 ³ 22 ³ 60
CO2 Stare sudata 530…620 ³ 460 ³ 23 ³ 60
q Diametre: 1,0; 1,2; 1,6
q Ambalare standard: K 300 (16 Kg) si C 5 (5 Kg)
Tabelul 4.7. Compozitia chimica a metalului depus cu sârmele tubulare
Marca sârmeiCompozitia chimica, %
C Mn Si S P
Fluxofil M8 0,054 1,16 0,671 0,015 0,011
Fluxofil 14 HD 0,044 1,520 0,527 0,012 0,009
Tabelul 4.8. Caracteristicile mecanice ale metalului depus cu sârmele tubulare
Marca sârmeiCaracteristicile mecanice
Rm, N/mm2 Rp0,2, N/mm2 A5, % KV la - 20 0C, J
Fluxofil M8 550…650 ³ 460 ³ 24 ³ 50
Fluxofil 14 HD 550…680 ³ 460 ³ 23 ³ 80
La depunerea cordoanelor s-a utilizat sârma tubulara Fluxofil 14 HD cu diametrul de 1,2 mm, având
compozitia chimica si caracteristicile mecanice conform tabelelor 4.7 si 4.8.
c. Pentru gazul de protectie utilizat la sudare a fost ales amestecul Corgon 18 (82 % Ar + 18
% CO2), tip M 21 conform SR EN 439 - 1996. Acest amestec de gaze de protectie este insensibil la
rugina, tunder si grasimi. Proportia ridicata de componente active, conduce la formarea intensa de
zgura, lucru favorabil îndeosebi la sudarea de pozitie.
d. Sursa de sudare ESAB ARISTO LUD 320 este de tip universala permitând sudarea prin
procedeele manual cu electrozi înveliti SE si în medii de gaze protectoare cu electrod fuzibil MIG -
MAG sau nefuzibil WIG (fig. 4.3).
Aceasta este alimentata la 380 V si are urmatoarele caracteristici tehnice:
q Tensiunea de alimentare: 400 V, 3 ~, 50/60 Hz;
q DA 100 %: 270 A/30,8 V;
q DA 60 %: 320 A/32,8 V;
q Plaja de reglare (MIG - MAG): 15 A/15 V (8 V) - 320 A/30 V;
q Plaja de reglare (MMA): 16 A/20 V - 320 A / 32,8 V;
q Plaja de reglare (TIG): 4 A/10 V - 320 A/22,7 V;
q Tensiunea de mers în gol (MIG - MAG): (65 - 80) V;
q Tensiunea de mers în gol (MMA - TIG): (50 - 60) V;
q Puterea consumata la mersul în gol: 520 W;
q Randamentul (MIG - MAG): 82 %;
q Randamentul (MMA): 84,5 %;
Q Randamentul (TIG): 82 %;
q Factorul de putere (MIG-MAG): 0,85;
q Factorul de putere (MMA): 0,85;
q Factorul de putere (TIG): 0,80;
q Greutatea: 96/110 Kg;
q Dimensiuni: 910 x 642 x 835 mm.
Mecanismul de avans sârma electrod MEK 4C al sursei de sudare, are urmatoarele caracteristici
tehnice:
q limentare: 42 V, 50/60 Hz;
q Diametru sârma electrod: 0,8; 1,0; 1,2; 1,6 mm;
q Viteza de avans sârma: (1,9 - 25) m/min;
q Putere consumata: 300 W;
q Greutate: 14 Kg.
Pistoletul de sudare MIG - MAG cu care este prevazuta sursa de sudare, este de tip PSF 315 si are
urmatoarele caracteristici tehnice:
q Curent de sudare maxim la DA 60 % (CO2): 315 A;
q Curent de sudare maxim la DA 60 % (MIX, Ar): 285 A;
q Diametru sârma plina (otel): (0,8 - 1,2) mm;
q Diametru sârma plina (Al si aliaje): (1,0 - 1,2) mm;
q Diametru sârma tubulara: (1,0 - 1,2) mm;
q Debit gaz protectie: (10 - 15) l/min;
q Greutatea (3 m): 2,5 Kg, (4,5 m): 3,3 Kg.
Fig. 4.3. Sursa de sudare universala ESAB
ARISTO - LUD 320: 1- pistoletul de sudare
PSF 315; 2- redresorul de sudare;
3- mecanismul de avans sârma electrod MEK
4C; 4- pupitrul electronic de comanda PUA 1; 5-
reductorul de presiune cu debitmetru;
6- butelie gaz protectie; 7- clema de masa.
Tractorul utilizat la executia probelor de
sudare este produs tot de firma ESAB fiind
de tip Railtrac FW 1000 (fig. 4.4). El are
urmatoarele caracteristici tehnice:
q Alimentarea, VAC/VDC: 36 - 46/40 -
60;
q Consumul de energie (max): 80 W;
q Greutatea (fara sina): 7 Kg;
q Dimensiuni: 170 x 350 x 190 mm;
q Dimensiuni sina flexibila: 5 x 60 x
2.500 mm;
q Diametrul minim de îndoire al
sinei: 3.000 mm;
q Sanie pentru reglarea înaltimii: +/- 22
mm;
q Reglarea mecanica laterala: +/- 35
mm;
q Viteza de sudare: (10 - 150) cm/min;
q Viteza la deplasarea rapida: 150
cm/min;
q Intervalul de sudare: (1 - 99) cm;
q Timpul de umplere crater: (0,0 - 9,9)
s;
q Viteza de oscilatie: (6 - 60) mm/s;
q Latimea oscilatie: (1 - 30) mm;
q Reglarea electrica a liniei 0: +/- 12,5 mm;
q Timpul de oprire pe margini: (0,0 - 9,9) s;
q Numarul de programe: 5.
Fig. 4.4. Tractorul de sudare Railtrac Fig. 4.5. Programatorul digital. Fig. 4.6. Comanda la
distanta FW 1000 a echipamentului de sudare.
Panoul frontal al programatorului digital prezinta doua zone distincte: stânga - comanda propriu-
zisa a caruciorului si dreapta - comanda unitatii oscilatorie sau a pendulari (fig. 4.4).
Programatorul digital respectiv comanda la distanta a tractorului de sudare sunt prezentate în
figurile 4.5 respectiv 4.6. Comanda la distanta asigura comanda simultana a sursei si a tractorului de
sudare.
Influenta presiunii la sudarea hiperbarica uscata MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a fost
analizata sub patru aspecte:
q geometria cordoanelor depuse;
q durificarea zonei influentate termic a otelului X 60;
q dimensiunile zonei influentate termic.
e. Pentru studiul influentei presiunii la sudarea hiperbarica uscata MAG - M în curent pulsat cu
sârma tubulara s-a utilizat simulatorul de sudare subacvaticahiperbarica uscata prezentat detaliat în
capitolul 3.
Depunerea cordoanelor de sudura pe placa s-a realizat în pozitie orizontala, folosind arcul pulsat de
curent continuu polaritate inversa (DC+).
Cordoanele nr. 1.0, 1.2 si 1.4 au fost depuse cu sârma tubulara cu pulbere de fier tip Fluxofil M8
fara pendulare, cordoanele nr. 2.0, 2.2 si 2.4 au fost depuse cu sârma tubulara rutilica tip Fluxofil
14HD fara pendulare, iar restul cordoanelor au fost depuse tot cu sârma tubulara rutilica tip Fluxofil
14HD dar cu pendulare.
Tabelul 4.9. Parametrii regimurilor de sudare variabili folositi la depunerea MAG - M în
curent pulsat cu sârma tubulara a cordoanelor la presiune atmosferica (pr = 0 bar)
Nr.
cordon
bp,
mm
pgp,
bar
Ua cit,
V
Is cit,
A
1.0. - 5,5 28,0 110
2.0. - 5,5 31,5 175
3.0. 4,0 5,5 31,5 175
4.0. 6,0 5,5 31,5 175
5.0. 8,0 5,5 31,5 175
Tabelul 4.10. Parametrii regimurilor de sudare variabili folositi la depunerea hiperbarica
uscata MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a cordoanelor la pr = 2 bar
Nr.
cordon
bp,
mm
pgp,
bar
Ua cit,
V
Is cit,
A
1.2. - 7,0 28 110
2.2. - 7,0 31,5 175
3.2. 4,0 7,0 31,5 175
4.2. 6,0 7,0 31,5 175
5.2. 8,0 7,0 31,5 175
Tabelul 4.11. Parametrii regimurilor de sudare variabili folositi la depunerea hiperbarica
uscata MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a cordoanelor la pr = 4 bar
Nr.
cordon
bp,
mm
pgp,
bar
Ua cit,
V
Is cit,
A
1.4. - 9,0 28 110
2.4. - 9,0 31,5 175
3.4. 4,0 9,0 31,5 175
4.4. 6,0 9,0 31,5 175
5.4. 8,0 9,0 31,5 175
Parametrii de sudare folositi la depunerea celor 15 cordoane sunt centralizati în tabelele 4.9...4.11.
În timpul depunerii cordoanelor de sudura au fost mentinuti constanti urmatorii parametrii de
sudare: Ua regl r = 29 V; Ua regl u = 32 V; ver = 3 m/min; veu = 6 m/min; vsr = 16 cm/min; vsu = 32
cm/min; vp = 12 mm/min; tst = 0,4 s; tpre gaz = 3,0 s; tpost gaz = 1,5 s; hD-P = 17 mm.
Cresterea presiunii relative din incinta presurizata de la 0 bar la 2 bar si respectiv 4 bar, a necesitat o
protectie suplimentara în sensul maririi presiunii gazului de protectie de la 5,5 bar la 7 bar si
respectiv 9 bar.
Fig. 4.7. Vedere interioara a simulatorului: a- înainte de sudare; b- în timpul sudarii.
Pe parcursul determinarilor, s-a constatat faptul ca arcul electric a fost stabil, obtinându-se cordoane
depuse cu aspect estetic si fara stropi. Exceptie a facut cordonulnr. 6 la care arcul electric a fost
instabil si datorita lipsei gazului de protectie, cordonul depus a prezentat pori (fig. 4.9, cordonul nr.
6). Dupa depunerea fiecarui cordon de sudura proba s-a racit lent pâna la temperatura ambianta.
Examinarea vizuala în timpul depunerii cordoanelor s-a desfasurat în doua etape:
1. Examinarea vizuala prealabila a placii pentru depunerea cordoanelor cu diferiti parametrii de
sudare (examinarea vizuala a pregatirii suprafetei probei) s-a realizat pentru a ne asigura ca
suprafata placii este curata.
2. Examinarea vizuala în timpul depunerii cordoanelor de sudura s-a realizat pentru a ne asigura ca:
q fiecare cordon depus a fost curatat de zgura înainte de depunerea urmatorului cordon (numai
pentru sârma tubulara rutilica Fluxofil 14HD);
q nu sunt imperfectiuni vizibile (fisuri sau porozitati).
Din fiecare set de cordoane depuse, s-au prelevat mecanic câte o epruveta transversala cu latimea de
15 mm (pentru aspectul vizual si respectiv pentru macrostructurile cordoanelor depuse). Dupa
prelevarea mecanica suprafetele taieturilor au fost rectificate si prelucrate cu smirghel metalografic.
În final suprafetele astfel pregatite au fost atacate cu nital 2 %. Aspectele vizuale si macrostructurile
celor 15 cordoane depuse sunt prezentate centralizat în figura 4.9.
4.2. Influenta presiunii asupra geometriei cordoanelor depuse
Dupa prelevare, suprafetele epruvetelor transversale pentru macrostructurile cordoanelor depuse au
fost rectificate, slefuite si atacate cu Nital 1 %, analog ca pentru analiza macroscopica.
Macrostructurile cordoanelor depuse sunt prezentate centralizat în figura 4.9. Pentru fiecare
macrostructura de cordon depus, s-au masurat elementele geometrice ale sectiunii transversale a
cordonului (latimea b, supraînaltarea h si patrunderea p).
Fig. 4.8. Influenta presiunii relative din incinta presurizata asupra elementelor
geometrice ale cordonului depus (latimea b, supraînaltarea h si patrunderea p):
a- cordonul 1; b- cordonul 2; c- cordonul 3; d- cordonul 4; e- cordonul 5.
Rezultatele masuratorilor sunt prezentate centralizat în figura 4.8. Din acest studiu rezulta ca
indiferent de numarul cordonului, cresterea presiunii relative din incinta presurizata conduce la
micsorarea latimii b, cresterea supraînaltarii h si la o usoara crestere a patrunderii p datorita actiunii
de strangulare a arcului electric.
Fig. 4.9. Macrostructurile cordoanelor depuse: 1, 2, 3, 4 si 5- numarul stratului
în îmbinarea sudata cap la cap; 0- pr = 0 bar; 2- pr = 2 bar; 4- pr = 4 bar.
4.3. Influenta presiunii asupra durificarii ZIT a otelului X 60
Prin încercarea de duritate sub sudura se determina duritatea metalului de baza în zona influentata
termic de procesul de sudare. Metoda permite obtinerea de informatii privind durificarea otelului
supus actiunii ciclului termic de sudare. Încercarea consta în determinarea duritatii prin metoda
Vickers a zonei influentate termic produsa prin depunerea de cordoane de sudura pe o placa de otel.
Încercarea de duritate s-a realizat în conditiile atmosferei ambiante, conform STAS 492 - 1978, cu
sarcina de 49,2 N (HV 5). Amprentele de duritate în numar de minim 10 s-au amplasat în zona de
influenta termica, cu conturul tangent la linia de topire (fig. 4.10).
Fig. 4.10. Modul de amplasare al urmelor de
duritate Vickers HV 5 sub cordon.
Ca rezultat al încercarilor se considera media
aritmetica a trei valori maxime determinate
astfel încât diferenta maxima (amplitudinea
împrastierii) sa fie de 25 HV 5.Valorile
individuale si mediile a trei valori maxime ale
duritatilor Vickers HV 5 sub cordon, pentru
cele 15 cordoane depuse, sunt prezentate
centralizat în tabelul 4.12.
Tabelul 4.12. Duritatile Vickers HV 5 în zona influentata termic de procesul de sudare
(sub cordon) pentru cele 15 cordoane depuse
Nr. cordon
depus
Presiunea
relativa, barDuritati Vickers HV 5
Media aritmetica
a 3 valori maxime
1.0.
0
1 = 257; 2 = 249; 3 = 262; 4 = 251; 5 = 251;
6 = 260; 7 = 257; 8 = 260; 9 = 254; 10 = 260. 260,67
2.0.
1 = 254; 2 = 257; 3 = 260; 4 = 262; 5 = 251;
6 = 254; 7 = 260; 8 = 260; 9 = 249; 10 = 257.260,67
3.0.
1 = 262; 2 = 260; 3 = 251; 4 = 251; 5 = 254;
6 = 260; 7 = 254; 8 = 257; 9 = 249; 10 = 257.260,67
4.0.
1 = 251; 2 = 257; 3 = 260; 4 = 262; 5 = 254;
6 = 257; 7 = 260; 8 = 251; 9 = 257; 10 = 254.260,67
5.0.
1 = 257; 2 = 265; 3 = 254; 4 = 257; 5 = 260;
6 = 257; 7 = 251; 8 = 254; 9 = 251; 10 = 260.261,67
1.2.
2 1 = 251; 2 = 265; 3 = 257; 4 = 251; 5 = 257;
6 = 249; 7 = 257; 8 = 262; 9 = 257; 10 = 260.262,33
2.2. 1 = 257; 2 = 262; 3 = 257; 4 = 254; 5 = 257;
6 = 265; 7 = 254; 8 = 257; 9 = 257; 10 = 260.
262,33
3.2.1 = 257; 2 = 254; 3 = 265; 4 = 262; 5 = 265;
6 = 257; 7 = 254; 8 = 265; 9 = 251; 10 = 257.264,00
4.2.
1 = 249; 2 = 260; 3 = 257; 4 = 262; 5 = 257;
6 = 254; 7 = 262; 8 = 249; 9 = 260; 10 = 257.261,33
5.2.
1 = 260; 2 = 257; 3 = 260; 4 = 254; 5 = 257;
6 = 251; 7 = 260; 8 = 257; 9 = 249; 10 = 251.260,00
1.4.
4
1 = 262; 2 = 254; 3 = 251; 4 = 260; 5 = 249;
6 = 257; 7 = 251; 8 = 260; 9 = 254; 10 = 257.260,67
2.4.
1 = 260; 2 = 257; 3 = 251; 4 = 257; 5 = 262;
6 = 257; 7 = 260; 8 = 260; 9 = 262; 10 = 254.261,33
3.4.
1 = 254; 2 = 251; 3 = 262; 4 = 251; 5 = 257;
6 = 265; 7 = 260; 8 = 254; 9 = 251; 10 = 262.263,00
4.4.
1 = 257; 2 = 260; 3 = 251; 4 = 262; 5 = 260;
6 = 254; 7 = 251; 8 = 260; 9 = 257; 10 = 254.260,00
5.4.
1 = 262; 2 = 257; 3 = 254; 4 = 257; 5 = 251;
6 = 251; 7 = 257; 8 = 260; 9 = 260; 10 = 254.260,67
Din analiza influentei presiunii asupra durificarii otelului X 60 rezulta ca amplitudinea
împrastierilor a fost cuprinsa în domeniul (0…5) HV 5, iar mediile a trei valori maxime au fost
cuprinse în domeniul (260…264) HV 5.
4.4. Influenta presiunii asupra dimensiunilor zonei influentate termic
Pentru a analiza influenta presiunii la sudarea hiperbarica uscata MAG - M în curent pulsat cu
sârma tubulara asupra dimensiunilor zonei influentate termic, s-au determinat prin masuratori
(utilizând un subler cu afisaj electronic), dimensiunile zonelor influentate termic ale fiecarui cordon
depus (pe epruvetele prelevate transversal) conform figurii 4.11.
Rezultatele sunt centralizate în tabelul 4.13 si figurile 4.12 - 4.13.
În tabelul 4.13 sunt prezentate valorile individuale din zonele de masurare A, B si C dar, mediile
valorilor obtinute în plan orizontal (A + B)/2 si mediile valorilor (A + B + C)/2.
Fig. 4.11. Zonele de masurare a latimilor zonei
influentate termic.
Cresterea presiunii în incinta presurizata de la
0 bar la 2 bar si respectiv 4 bar a condus la
constrângerea arcului electric de sudare si
micsorarea suprafetei baii de metal topit.
Tabelul 4.13. Valorile individuale si medii ale latimilor zonei influentate termic
Nr. cordon
depus
Presiunea
relativa, bar
Valori individuale ale latimilor
ZIT
Latime medie
ZIT orizontal
(A + C)/2
Latime
medie ZIT
(A + B + C)/2A B C
1.0.
0
1,33 1,48 1,39 1,36 1,42
2.0. 1,64 1,79 1,70 1,67 1,73
3.0. 1,97 2,55 2,07 2,02 2,28
4.0. 2,08 2,81 2,14 2,11 2,49
5.0. 2,15 3,07 2,21 2,18 2,62
1.2.
2
1,14 1,23 1,18 1,16 1,19
2.2. 1,41 1,51 1,35 1,38 1,46
3.2. 1,75 2,33 1,83 1,79 2,03
4.2. 1,80 2,56 1,74 1,77 2,16
5.2. 1,89 2,81 1,85 1,87 2,34
1.4. 4 0,89 1,02 0,97 0,93 0,97
2.4. 1,13 1,23 1,09 1,11 1,17
3.4. 1,49 2,13 1,39 1,44 1,78
4.4. 1,51 2,33 1,47 1,49 1,91
5.4. 1,57 2,47 1,61 1,59 2,03
Fig. 4.12. Influenta presiunii asupra latimii zonei influentate termic: a- cordonul 1; b- cordonul 2;
ZITv- latimea ZIT în plan vertical; ZITo- latimea ZIT în plan orizontal; ZITm- latimea medie a ZIT.
Fig. 4.13. Influenta
presiunii asupra latimii
zonei influentate termic:
c- cordonul 3; d-
cordonul 4; e- cordonul
5; ZITv- latimea ZIT în
plan vertical; ZITo-
latimea ZIT în plan
orizontal;
ZITm- latimea medie a ZIT.
În aceste conditii baia metalica s-a extins în profunzime iar cantitatea de caldura s-a propagat pe o
adâncime mai mare în metalul de baza. Acest fapt s-a regasit în zona influentata termic prin marirea
latimilor atât în plan orizontal cât si în plan vertical.
4.5. Concluzii
Studiul influentei presiunii asupra geometriei cordoanelor depuse, a durificarii otelului cu granulatie
fina X 60 si a dimensiunilor zonei influentate termic, la sudarea MAG - M cu arc pulsat si sârma
tubulara, a condus la urmatoarele concluzii:
Ø Indiferent de numarul cordonului depus, cresterea presiunii relative din incinta presurizata a
condus la micsorarea latimii b, cresterea supraînaltarii h si la o usoara crestere a
patrunderii p datorita actiunii de strangulare a arcului electric;
Ø Amplitudinea împrastierilor duritatilor a fost cuprinsa în domeniul (0…5) HV 5, iar mediile a
trei valori maxime au fost cuprinse în domeniul (260…264) HV 5;
Ø Cresterea presiunii relative din incinta presurizata diminueaza dimensiunile medii ale zonei
influentate termic, datorita tot actiunii de strangulare a arcului electric;
Ø Indiferent de presiunea de lucru si numarul cordonului depus, latimile zonei influentate termic
sunt mai mari în plan vertical, decât în plan orizontal;
Ø Trecerea de la sârma tubulara cu pulbere de fier la sârma tubulara cu flux rutilic, a necesitat
folosirea unui curent de sudare mediu mai mare (de la 110 A la 175 A), care la presiune atmosferica
a condus la cresterea latimii medii a zonei influentate termic cu 21,8 % (de la 1,42 mm la 1,73 mm);
Ø Cresterea presiunii relative din incinta de la 0 bar la 2 bar si respectiv 4 bar, a condus la
micsorarea dimensiunilor medii ale zonei influentate termic a cordoanelor depuse 1 (fara pendulare)
cu 16,2 % si respectiv 18,49 % (1,42 - 1,19 - 0,97 mm). În mod analog, pentru cordoanele depuse 2
(tot fara pendulare) are loc tot micsorarea dimensiunilor medii ale zonei influentate termic cu 15,6
% si respectiv 19,86 % (1,73 - 1,46 - 1,17 mm);
Ø Marirea latimii de pendulare la cordoanele 3, 4 si 5 (4 - 6 - 8 mm) a condus la micsorea
substantiala a dimensiunilor medii ale zonei influentate termic indiferent de presiunea de lucru din
incinta. Pentru cordonul 3 (2,28 - 2,03 - 1,78 mm), cordonul 4 (2,49 - 2,16 - 1,91 mm) si cordonul 5
(2,62 - 2,34 - 2,03 mm).
