sudarea in argon

58
Capitolul 1 Sudarea MIG/MAG Definirea şi clasificarea procedeului Procedeul de sudare MIG/MAG face parte din grupa procedeelor de sudare prin topire cu arcul electric în mediu de gaze protectoare. În funcţie de caracterul electrodului această grupă cuprinde două subgrupe mari: procedee de sudare cu electrod fuzibil şi procedee de sudare cu electrod nefuzibil. În figura 1 se prezintă structura genealogică a procedeelor de sudare prin topire cu arcul electric în mediu de gaze protectoare, cuprinzând abrevierile specifice fiecărui procedeu întâlnite în literatura de specialitate, atât în limba română cât şi în limba engleză. Abrevierile din cadrul figurilor au următoarele semnificaţii: • SAEGP (GSAW): sudarea cu arcul electric în mediu de gaze protectoare; • SAEEF (GMAW): sudarea cu arcul electric cu electrod fuzibil; SAEEW (GTAW): sudarea cu arcul electric cu electrod nefuzibil; • MAG: sudarea în mediu de gaze protectoare active; • MIG: sudarea în mediu de gaze protectoare inerte;

Upload: fulgerik-dany

Post on 05-Jul-2015

2.360 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sudarea in Argon

Capitolul 1

Sudarea MIGMAG

Definirea şi clasificarea procedeului

Procedeul de sudare MIGMAG face parte din grupa procedeelor de sudare prin topire

cu arcul electric icircn mediu de gaze protectoare Icircn funcţie de caracterul electrodului această

grupă cuprinde două subgrupe mari procedee de sudare cu electrod fuzibil şi procedee de

sudare cu electrod nefuzibil

Icircn figura 1 se prezintă structura genealogică a procedeelor de sudare prin topire cu

arcul electric icircn mediu de gaze protectoare cuprinzacircnd abrevierile specifice fiecărui procedeu

icircntacirclnite icircn literatura de specialitate atacirct icircn limba romacircnă cacirct şi icircn limba engleză

Abrevierile din cadrul figurilor au următoarele semnificaţii

bull SAEGP (GSAW) sudarea cu arcul electric icircn mediu de gaze protectoare

bull SAEEF (GMAW) sudarea cu arcul electric cu electrod fuzibil

bull SAEEW (GTAW) sudarea cu arcul electric cu electrod nefuzibil

bull MAG sudarea icircn mediu de gaze protectoare active

bull MIG sudarea icircn mediu de gaze protectoare inerte

bull WIG (TIG) sudarea cu electrod nefuzibil cu arc electric liber

bull SPW ( PAW ) sudarea cu electrod nefuzibil cu arc electric constracircns

(sudarea cu plasmă)

bull MAG C sudarea MAG cu bioxid de carbon 100

bull MAG M sudarea MAG cu amestecuri de gaze (Mischgas)

Ramurile de sus ale arborelui genealogic cuprind principalele tipuri de arce respectiv

modurile de transfer al picăturii de metal specifice sudării icircn mediu de gaze protectoare

MIGMAG

diams arc scurt transfer prin scurtcircuit (short arc)

diams arc spray transfer prin pulverizare (spray arc)

diams arc lung transfer globular (long arc)

diams arc intermediar (tranzitoriu) (tranzition arc)

diams arc pulsat transfer sinergic (pulsed arc)

Figura 1 Structura genealogică a procedeelor de sudare icircn mediu de gaze protectoare

Schema de principiu a procedeului de sudare MIGMAG este prezentată mai sus

Arcul electric (1) amorsat icircntre sacircrma electrod (2) şi componentele (3) produce topirea

acestora formacircnd baia de metal (4) Protecţia arculuielectric şi a băii de metal topit se

realizează cu ajutorul gazului de protecţie (5) adus icircn zona arcului prin duza de gaz (6) din

butelia (7) Sacircrma electrod este antrenată prin tubul de ghidare (bowden) (13) cu viteză de

avans constantă vae de către sistemul de avans (8) prin derularea de pe bobina (9)

Alimentarea arcului cu energie electrică se face de la sursa de curent continuu (redresor) (10)

prin duza de contact (11) şi prin cablul de masă (12) Tubul de gidare a sacircrmei electrod (13)

cablul de alimentare cu curent (14) şi furtunul de gaz (15) sunt montate icircntr-un tub flexibil de

cauciuc (16) care icircmpreună cu capul de sudare (17) formează pistoletul de sudare

Utilizare Sudarea MIGMAG are un grad mare de universalitate putacircndu-se suda icircn

funcţie de varianta de sudare (gazul de protecţie) o gamă foarte largă de materiale oţeluri

1

nealiate cu puţin carbon oţelurile slab aliate sau icircnalt aliate metale şi aliaje neferoase (cupru

aluminiu nichel titan etc) ponderea de aplicare fiind icircn continuă creştere pe măsura lărgirii

şi diversificării gamei de materiale de adaos (sacircrmă electrod) pentru varietate tot mai mare de

materiale metalice Utilizarea procedeului se face cu prudenţă icircn cazul icircmbinărilor sudate cu

pretenţii mari de calitate (icircmbinări din clasele superioare de calitate) la care se impune

controlul nedistructiv (cu radiaţii penetrante sau cu ultrasunete) datorită incidenţei relativ mari

de apariţie a defectelor care depăşesc limitele admise icircn principal de tipul porilor

microporilor şi lipsei de topire

Figura 2 Analiza comparativă a ratei depunerii la sudarea SE şi MAG

EI N ndash electrod normal EI PF ndash electrod cu pulbere de fier icircn icircnveliş

Avantajele procedeului

Principalele avantaje ale procedeului MIGMAG sunt productivitatea ridicată şi

facilitatea mecanizării automatizării sau robotizării Productivitatea ridicată este asigurată de

puterea ridicată de topire a arcului pătrunderea mare la sudare posibilitatea sudării cu viteze

de sudare mari respectiv eliminarea unor operaţii auxiliare Aceste aspecte sunt determinate

de densităţile mari de curent ce pot fi utilizate 150-250 Amm2 la sudarea MIGMAG clasică

respectiv 300-350 Amm2 la sudarea cu sacircrmă tubulară Ilustrativ icircn acest caz este graficul

prezentat icircn figura 2 privind comparaţia dintre puterea de topire (de aproximativ 25 ori mai

mare) icircn cazul sudării MIGMAG clasice şi sudării manuale cu electrod icircnvelit SE

2

Este interesant de observat domeniul mult mai extins al puterii de topire icircn cazul

sudării MIGMAG faţă de sudarea SE datorită posibilităţilor mari de variaţie a parametrilor

tehnologici principali de sudare curentul Is şi tensiunea arcului Ua pentru acelaşi diametru de

electrod De exemplu icircn cazul sacircrmei electrod cu diametru de 12 mm (cea mai frecvent

icircntacirclnită icircn prezent icircn practica sudării MIGMAG) valorile parametrilor Is - Ua este cuprins icircn

domeniul 90hellip300 (350) A respectiv 1730 V Acest aspect constitui un avantaj deloc de

neglijat dacă ne gacircndim la faptul că utilizacircnd un singur diametru de electrod se poate acoperi o

gamă mare de grosimi de materiale de bază la sudare (de la 1 mm la zeci de mm) respectiv

este posibilă sudarea cu acelaşi diametru de sacircrmă electrod icircn orice poziţie prin corelarea

corespunzătoare a parametrilor tehnologici de sudare ceea ce icircn cazul sudării SE evident nu

este posibil Flexibilitatea icircn direcţia mecanizării şi robotizării este asigurată icircn principal de

posibilitatea antrenării mecanizate a sacircrmei electrod (sacircrme subţiri) de modul de realizare a

protecţiei la sudare (cu gaz) de uşurinţa reglării şi controlului parametrilor tehnologici de

sudare de gabaritul relativ mic al capului de sudare etc

Performanţele procedeului de sudare MIGMAG

NR

CRT

Parametrul tehnologic Simbolul UM Domeniul de

Valori

1 Diametrul sarmei ds mm 06hellip24

2 Curentul de sudare Is A 60hellip500

3 Tensiunea arcului Ua V 15hellip35

4 Viteza de sudare vs cmmin 15hellip150

5 Debitul gazului de protectie Q lmin 8hellip20

3

Capitolul 2

Materiale de Sudare

Sacircrma electrod

Sacircrma electrod se livrează sub formă de bobine dintre diametrele standardizate cele

mai uzuale fiind 08 10 12 16 mm Livrarea icircn colaci ridică probleme la transport şi la

bobinarea icircn secţie Calitatea bobinării influenţează mult stabilitatea procesului de sudare

Suprafaţa sacircrmei trebuie să fie curată fără urme de rugină sau grăsimi De obicei suprafaţa

sacircrmei se cuprează pentru diminuarea pericolului de oxidare respectiv pentru icircmbunătăţirea

contactului electric Se recomandă ca ambalarea sacircrmei să se facă icircn pungi de polietilenă

etanşe (eventual vidate) care să conţină o substanţă higroscopică (granule de silicagel) şi icircn

cutii de carton mărinduse astfel durata de păstrare icircn condiţii corespunzătoare a sacircrmei de

sudare Compoziţia chimică a sacircrmei electrod la sudarea MIGMAG depinde icircn principal de

materialul de bază care se sudează (compoziţia chimică) şi de gazul de protecţie utilizat La

sudarea MIG compoziţia chimică a sacircrmei se alege apropiată de a metalului de bază Icircn cazul

sudării MAG sacircrma este aliată suplimentar cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti Se

recomandă ca raportul concentraţiilor de Mn şi Si să fie cca 2hellip25 Compoziţia chimică a

sacircrmelor nealiate pentru sudarea MAG se situează icircn limitele 007-012 C 06-09 Si 12-

25 Mn 02 Ti lt003 S P Adaosul de Ti produce o dezoxidare foarte bună cu efecte

benefice asupra caracteristicilor mecanice şi de tenacitate dar ridică preţul de cost a sacircrmei

Pentru creşterea tenacităţii la temperaturi negative sacircrma se aliază suplimentar cu Ni şisau

Mo Icircn STAS 1126-87 sunt prezentate principalele mărci de sacircrmă produse la noi icircn ţară

Caracterizarea acestora din punct de vedere al domeniului de utilizare este prezentată icircn

tabelul de mai jos

4

Domenii de utilizare a sacircrmelor pline de oţel (conform STAS 112087)

MARCA SARMEI DOMENII DE UTILIZARE

S12MnSi

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu granulatie

fina cu rezistenta ridicata la rupere fragile exploatate la

temperaturi pana la ndash 20degC

S07Mn14Si

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu corbon si

slab aliate cu rezistenta ridicata rupere fragile exploatate la

temperature pana la ndash20degC

S12SiMoCr1

Icircncărcarea prin sudare şi sudare icircn mediu de gaz

protector a oţelurilor pentru cazane şi recipiente sub

presiune exploatate la temperaturi pacircnă la 450degC

S12Mn1SiNi1Ti

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor cu

granulaţie fină a oţelurilor pentru construcţii navale

cu limită de curgere ridicată

S10Mn1SiNiCu Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

rezistente la coroziune atmosferică

S10Mn1SiVMoCr1 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10Mn1SiMo Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10MnSiMo1Cr25 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S12Mo1Cr17

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

inoxidabile solicitate mecanic şi exploatate la

temperaturi de 450600degC

S12Cr26Ni20 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor de tip

2520 şi sudarea icircmbinărilor eterogene

5

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 2: Sudarea in Argon

diams arc lung transfer globular (long arc)

diams arc intermediar (tranzitoriu) (tranzition arc)

diams arc pulsat transfer sinergic (pulsed arc)

Figura 1 Structura genealogică a procedeelor de sudare icircn mediu de gaze protectoare

Schema de principiu a procedeului de sudare MIGMAG este prezentată mai sus

Arcul electric (1) amorsat icircntre sacircrma electrod (2) şi componentele (3) produce topirea

acestora formacircnd baia de metal (4) Protecţia arculuielectric şi a băii de metal topit se

realizează cu ajutorul gazului de protecţie (5) adus icircn zona arcului prin duza de gaz (6) din

butelia (7) Sacircrma electrod este antrenată prin tubul de ghidare (bowden) (13) cu viteză de

avans constantă vae de către sistemul de avans (8) prin derularea de pe bobina (9)

Alimentarea arcului cu energie electrică se face de la sursa de curent continuu (redresor) (10)

prin duza de contact (11) şi prin cablul de masă (12) Tubul de gidare a sacircrmei electrod (13)

cablul de alimentare cu curent (14) şi furtunul de gaz (15) sunt montate icircntr-un tub flexibil de

cauciuc (16) care icircmpreună cu capul de sudare (17) formează pistoletul de sudare

Utilizare Sudarea MIGMAG are un grad mare de universalitate putacircndu-se suda icircn

funcţie de varianta de sudare (gazul de protecţie) o gamă foarte largă de materiale oţeluri

1

nealiate cu puţin carbon oţelurile slab aliate sau icircnalt aliate metale şi aliaje neferoase (cupru

aluminiu nichel titan etc) ponderea de aplicare fiind icircn continuă creştere pe măsura lărgirii

şi diversificării gamei de materiale de adaos (sacircrmă electrod) pentru varietate tot mai mare de

materiale metalice Utilizarea procedeului se face cu prudenţă icircn cazul icircmbinărilor sudate cu

pretenţii mari de calitate (icircmbinări din clasele superioare de calitate) la care se impune

controlul nedistructiv (cu radiaţii penetrante sau cu ultrasunete) datorită incidenţei relativ mari

de apariţie a defectelor care depăşesc limitele admise icircn principal de tipul porilor

microporilor şi lipsei de topire

Figura 2 Analiza comparativă a ratei depunerii la sudarea SE şi MAG

EI N ndash electrod normal EI PF ndash electrod cu pulbere de fier icircn icircnveliş

Avantajele procedeului

Principalele avantaje ale procedeului MIGMAG sunt productivitatea ridicată şi

facilitatea mecanizării automatizării sau robotizării Productivitatea ridicată este asigurată de

puterea ridicată de topire a arcului pătrunderea mare la sudare posibilitatea sudării cu viteze

de sudare mari respectiv eliminarea unor operaţii auxiliare Aceste aspecte sunt determinate

de densităţile mari de curent ce pot fi utilizate 150-250 Amm2 la sudarea MIGMAG clasică

respectiv 300-350 Amm2 la sudarea cu sacircrmă tubulară Ilustrativ icircn acest caz este graficul

prezentat icircn figura 2 privind comparaţia dintre puterea de topire (de aproximativ 25 ori mai

mare) icircn cazul sudării MIGMAG clasice şi sudării manuale cu electrod icircnvelit SE

2

Este interesant de observat domeniul mult mai extins al puterii de topire icircn cazul

sudării MIGMAG faţă de sudarea SE datorită posibilităţilor mari de variaţie a parametrilor

tehnologici principali de sudare curentul Is şi tensiunea arcului Ua pentru acelaşi diametru de

electrod De exemplu icircn cazul sacircrmei electrod cu diametru de 12 mm (cea mai frecvent

icircntacirclnită icircn prezent icircn practica sudării MIGMAG) valorile parametrilor Is - Ua este cuprins icircn

domeniul 90hellip300 (350) A respectiv 1730 V Acest aspect constitui un avantaj deloc de

neglijat dacă ne gacircndim la faptul că utilizacircnd un singur diametru de electrod se poate acoperi o

gamă mare de grosimi de materiale de bază la sudare (de la 1 mm la zeci de mm) respectiv

este posibilă sudarea cu acelaşi diametru de sacircrmă electrod icircn orice poziţie prin corelarea

corespunzătoare a parametrilor tehnologici de sudare ceea ce icircn cazul sudării SE evident nu

este posibil Flexibilitatea icircn direcţia mecanizării şi robotizării este asigurată icircn principal de

posibilitatea antrenării mecanizate a sacircrmei electrod (sacircrme subţiri) de modul de realizare a

protecţiei la sudare (cu gaz) de uşurinţa reglării şi controlului parametrilor tehnologici de

sudare de gabaritul relativ mic al capului de sudare etc

Performanţele procedeului de sudare MIGMAG

NR

CRT

Parametrul tehnologic Simbolul UM Domeniul de

Valori

1 Diametrul sarmei ds mm 06hellip24

2 Curentul de sudare Is A 60hellip500

3 Tensiunea arcului Ua V 15hellip35

4 Viteza de sudare vs cmmin 15hellip150

5 Debitul gazului de protectie Q lmin 8hellip20

3

Capitolul 2

Materiale de Sudare

Sacircrma electrod

Sacircrma electrod se livrează sub formă de bobine dintre diametrele standardizate cele

mai uzuale fiind 08 10 12 16 mm Livrarea icircn colaci ridică probleme la transport şi la

bobinarea icircn secţie Calitatea bobinării influenţează mult stabilitatea procesului de sudare

Suprafaţa sacircrmei trebuie să fie curată fără urme de rugină sau grăsimi De obicei suprafaţa

sacircrmei se cuprează pentru diminuarea pericolului de oxidare respectiv pentru icircmbunătăţirea

contactului electric Se recomandă ca ambalarea sacircrmei să se facă icircn pungi de polietilenă

etanşe (eventual vidate) care să conţină o substanţă higroscopică (granule de silicagel) şi icircn

cutii de carton mărinduse astfel durata de păstrare icircn condiţii corespunzătoare a sacircrmei de

sudare Compoziţia chimică a sacircrmei electrod la sudarea MIGMAG depinde icircn principal de

materialul de bază care se sudează (compoziţia chimică) şi de gazul de protecţie utilizat La

sudarea MIG compoziţia chimică a sacircrmei se alege apropiată de a metalului de bază Icircn cazul

sudării MAG sacircrma este aliată suplimentar cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti Se

recomandă ca raportul concentraţiilor de Mn şi Si să fie cca 2hellip25 Compoziţia chimică a

sacircrmelor nealiate pentru sudarea MAG se situează icircn limitele 007-012 C 06-09 Si 12-

25 Mn 02 Ti lt003 S P Adaosul de Ti produce o dezoxidare foarte bună cu efecte

benefice asupra caracteristicilor mecanice şi de tenacitate dar ridică preţul de cost a sacircrmei

Pentru creşterea tenacităţii la temperaturi negative sacircrma se aliază suplimentar cu Ni şisau

Mo Icircn STAS 1126-87 sunt prezentate principalele mărci de sacircrmă produse la noi icircn ţară

Caracterizarea acestora din punct de vedere al domeniului de utilizare este prezentată icircn

tabelul de mai jos

4

Domenii de utilizare a sacircrmelor pline de oţel (conform STAS 112087)

MARCA SARMEI DOMENII DE UTILIZARE

S12MnSi

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu granulatie

fina cu rezistenta ridicata la rupere fragile exploatate la

temperaturi pana la ndash 20degC

S07Mn14Si

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu corbon si

slab aliate cu rezistenta ridicata rupere fragile exploatate la

temperature pana la ndash20degC

S12SiMoCr1

Icircncărcarea prin sudare şi sudare icircn mediu de gaz

protector a oţelurilor pentru cazane şi recipiente sub

presiune exploatate la temperaturi pacircnă la 450degC

S12Mn1SiNi1Ti

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor cu

granulaţie fină a oţelurilor pentru construcţii navale

cu limită de curgere ridicată

S10Mn1SiNiCu Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

rezistente la coroziune atmosferică

S10Mn1SiVMoCr1 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10Mn1SiMo Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10MnSiMo1Cr25 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S12Mo1Cr17

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

inoxidabile solicitate mecanic şi exploatate la

temperaturi de 450600degC

S12Cr26Ni20 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor de tip

2520 şi sudarea icircmbinărilor eterogene

5

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 3: Sudarea in Argon

nealiate cu puţin carbon oţelurile slab aliate sau icircnalt aliate metale şi aliaje neferoase (cupru

aluminiu nichel titan etc) ponderea de aplicare fiind icircn continuă creştere pe măsura lărgirii

şi diversificării gamei de materiale de adaos (sacircrmă electrod) pentru varietate tot mai mare de

materiale metalice Utilizarea procedeului se face cu prudenţă icircn cazul icircmbinărilor sudate cu

pretenţii mari de calitate (icircmbinări din clasele superioare de calitate) la care se impune

controlul nedistructiv (cu radiaţii penetrante sau cu ultrasunete) datorită incidenţei relativ mari

de apariţie a defectelor care depăşesc limitele admise icircn principal de tipul porilor

microporilor şi lipsei de topire

Figura 2 Analiza comparativă a ratei depunerii la sudarea SE şi MAG

EI N ndash electrod normal EI PF ndash electrod cu pulbere de fier icircn icircnveliş

Avantajele procedeului

Principalele avantaje ale procedeului MIGMAG sunt productivitatea ridicată şi

facilitatea mecanizării automatizării sau robotizării Productivitatea ridicată este asigurată de

puterea ridicată de topire a arcului pătrunderea mare la sudare posibilitatea sudării cu viteze

de sudare mari respectiv eliminarea unor operaţii auxiliare Aceste aspecte sunt determinate

de densităţile mari de curent ce pot fi utilizate 150-250 Amm2 la sudarea MIGMAG clasică

respectiv 300-350 Amm2 la sudarea cu sacircrmă tubulară Ilustrativ icircn acest caz este graficul

prezentat icircn figura 2 privind comparaţia dintre puterea de topire (de aproximativ 25 ori mai

mare) icircn cazul sudării MIGMAG clasice şi sudării manuale cu electrod icircnvelit SE

2

Este interesant de observat domeniul mult mai extins al puterii de topire icircn cazul

sudării MIGMAG faţă de sudarea SE datorită posibilităţilor mari de variaţie a parametrilor

tehnologici principali de sudare curentul Is şi tensiunea arcului Ua pentru acelaşi diametru de

electrod De exemplu icircn cazul sacircrmei electrod cu diametru de 12 mm (cea mai frecvent

icircntacirclnită icircn prezent icircn practica sudării MIGMAG) valorile parametrilor Is - Ua este cuprins icircn

domeniul 90hellip300 (350) A respectiv 1730 V Acest aspect constitui un avantaj deloc de

neglijat dacă ne gacircndim la faptul că utilizacircnd un singur diametru de electrod se poate acoperi o

gamă mare de grosimi de materiale de bază la sudare (de la 1 mm la zeci de mm) respectiv

este posibilă sudarea cu acelaşi diametru de sacircrmă electrod icircn orice poziţie prin corelarea

corespunzătoare a parametrilor tehnologici de sudare ceea ce icircn cazul sudării SE evident nu

este posibil Flexibilitatea icircn direcţia mecanizării şi robotizării este asigurată icircn principal de

posibilitatea antrenării mecanizate a sacircrmei electrod (sacircrme subţiri) de modul de realizare a

protecţiei la sudare (cu gaz) de uşurinţa reglării şi controlului parametrilor tehnologici de

sudare de gabaritul relativ mic al capului de sudare etc

Performanţele procedeului de sudare MIGMAG

NR

CRT

Parametrul tehnologic Simbolul UM Domeniul de

Valori

1 Diametrul sarmei ds mm 06hellip24

2 Curentul de sudare Is A 60hellip500

3 Tensiunea arcului Ua V 15hellip35

4 Viteza de sudare vs cmmin 15hellip150

5 Debitul gazului de protectie Q lmin 8hellip20

3

Capitolul 2

Materiale de Sudare

Sacircrma electrod

Sacircrma electrod se livrează sub formă de bobine dintre diametrele standardizate cele

mai uzuale fiind 08 10 12 16 mm Livrarea icircn colaci ridică probleme la transport şi la

bobinarea icircn secţie Calitatea bobinării influenţează mult stabilitatea procesului de sudare

Suprafaţa sacircrmei trebuie să fie curată fără urme de rugină sau grăsimi De obicei suprafaţa

sacircrmei se cuprează pentru diminuarea pericolului de oxidare respectiv pentru icircmbunătăţirea

contactului electric Se recomandă ca ambalarea sacircrmei să se facă icircn pungi de polietilenă

etanşe (eventual vidate) care să conţină o substanţă higroscopică (granule de silicagel) şi icircn

cutii de carton mărinduse astfel durata de păstrare icircn condiţii corespunzătoare a sacircrmei de

sudare Compoziţia chimică a sacircrmei electrod la sudarea MIGMAG depinde icircn principal de

materialul de bază care se sudează (compoziţia chimică) şi de gazul de protecţie utilizat La

sudarea MIG compoziţia chimică a sacircrmei se alege apropiată de a metalului de bază Icircn cazul

sudării MAG sacircrma este aliată suplimentar cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti Se

recomandă ca raportul concentraţiilor de Mn şi Si să fie cca 2hellip25 Compoziţia chimică a

sacircrmelor nealiate pentru sudarea MAG se situează icircn limitele 007-012 C 06-09 Si 12-

25 Mn 02 Ti lt003 S P Adaosul de Ti produce o dezoxidare foarte bună cu efecte

benefice asupra caracteristicilor mecanice şi de tenacitate dar ridică preţul de cost a sacircrmei

Pentru creşterea tenacităţii la temperaturi negative sacircrma se aliază suplimentar cu Ni şisau

Mo Icircn STAS 1126-87 sunt prezentate principalele mărci de sacircrmă produse la noi icircn ţară

Caracterizarea acestora din punct de vedere al domeniului de utilizare este prezentată icircn

tabelul de mai jos

4

Domenii de utilizare a sacircrmelor pline de oţel (conform STAS 112087)

MARCA SARMEI DOMENII DE UTILIZARE

S12MnSi

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu granulatie

fina cu rezistenta ridicata la rupere fragile exploatate la

temperaturi pana la ndash 20degC

S07Mn14Si

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu corbon si

slab aliate cu rezistenta ridicata rupere fragile exploatate la

temperature pana la ndash20degC

S12SiMoCr1

Icircncărcarea prin sudare şi sudare icircn mediu de gaz

protector a oţelurilor pentru cazane şi recipiente sub

presiune exploatate la temperaturi pacircnă la 450degC

S12Mn1SiNi1Ti

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor cu

granulaţie fină a oţelurilor pentru construcţii navale

cu limită de curgere ridicată

S10Mn1SiNiCu Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

rezistente la coroziune atmosferică

S10Mn1SiVMoCr1 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10Mn1SiMo Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10MnSiMo1Cr25 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S12Mo1Cr17

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

inoxidabile solicitate mecanic şi exploatate la

temperaturi de 450600degC

S12Cr26Ni20 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor de tip

2520 şi sudarea icircmbinărilor eterogene

5

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 4: Sudarea in Argon

Este interesant de observat domeniul mult mai extins al puterii de topire icircn cazul

sudării MIGMAG faţă de sudarea SE datorită posibilităţilor mari de variaţie a parametrilor

tehnologici principali de sudare curentul Is şi tensiunea arcului Ua pentru acelaşi diametru de

electrod De exemplu icircn cazul sacircrmei electrod cu diametru de 12 mm (cea mai frecvent

icircntacirclnită icircn prezent icircn practica sudării MIGMAG) valorile parametrilor Is - Ua este cuprins icircn

domeniul 90hellip300 (350) A respectiv 1730 V Acest aspect constitui un avantaj deloc de

neglijat dacă ne gacircndim la faptul că utilizacircnd un singur diametru de electrod se poate acoperi o

gamă mare de grosimi de materiale de bază la sudare (de la 1 mm la zeci de mm) respectiv

este posibilă sudarea cu acelaşi diametru de sacircrmă electrod icircn orice poziţie prin corelarea

corespunzătoare a parametrilor tehnologici de sudare ceea ce icircn cazul sudării SE evident nu

este posibil Flexibilitatea icircn direcţia mecanizării şi robotizării este asigurată icircn principal de

posibilitatea antrenării mecanizate a sacircrmei electrod (sacircrme subţiri) de modul de realizare a

protecţiei la sudare (cu gaz) de uşurinţa reglării şi controlului parametrilor tehnologici de

sudare de gabaritul relativ mic al capului de sudare etc

Performanţele procedeului de sudare MIGMAG

NR

CRT

Parametrul tehnologic Simbolul UM Domeniul de

Valori

1 Diametrul sarmei ds mm 06hellip24

2 Curentul de sudare Is A 60hellip500

3 Tensiunea arcului Ua V 15hellip35

4 Viteza de sudare vs cmmin 15hellip150

5 Debitul gazului de protectie Q lmin 8hellip20

3

Capitolul 2

Materiale de Sudare

Sacircrma electrod

Sacircrma electrod se livrează sub formă de bobine dintre diametrele standardizate cele

mai uzuale fiind 08 10 12 16 mm Livrarea icircn colaci ridică probleme la transport şi la

bobinarea icircn secţie Calitatea bobinării influenţează mult stabilitatea procesului de sudare

Suprafaţa sacircrmei trebuie să fie curată fără urme de rugină sau grăsimi De obicei suprafaţa

sacircrmei se cuprează pentru diminuarea pericolului de oxidare respectiv pentru icircmbunătăţirea

contactului electric Se recomandă ca ambalarea sacircrmei să se facă icircn pungi de polietilenă

etanşe (eventual vidate) care să conţină o substanţă higroscopică (granule de silicagel) şi icircn

cutii de carton mărinduse astfel durata de păstrare icircn condiţii corespunzătoare a sacircrmei de

sudare Compoziţia chimică a sacircrmei electrod la sudarea MIGMAG depinde icircn principal de

materialul de bază care se sudează (compoziţia chimică) şi de gazul de protecţie utilizat La

sudarea MIG compoziţia chimică a sacircrmei se alege apropiată de a metalului de bază Icircn cazul

sudării MAG sacircrma este aliată suplimentar cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti Se

recomandă ca raportul concentraţiilor de Mn şi Si să fie cca 2hellip25 Compoziţia chimică a

sacircrmelor nealiate pentru sudarea MAG se situează icircn limitele 007-012 C 06-09 Si 12-

25 Mn 02 Ti lt003 S P Adaosul de Ti produce o dezoxidare foarte bună cu efecte

benefice asupra caracteristicilor mecanice şi de tenacitate dar ridică preţul de cost a sacircrmei

Pentru creşterea tenacităţii la temperaturi negative sacircrma se aliază suplimentar cu Ni şisau

Mo Icircn STAS 1126-87 sunt prezentate principalele mărci de sacircrmă produse la noi icircn ţară

Caracterizarea acestora din punct de vedere al domeniului de utilizare este prezentată icircn

tabelul de mai jos

4

Domenii de utilizare a sacircrmelor pline de oţel (conform STAS 112087)

MARCA SARMEI DOMENII DE UTILIZARE

S12MnSi

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu granulatie

fina cu rezistenta ridicata la rupere fragile exploatate la

temperaturi pana la ndash 20degC

S07Mn14Si

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu corbon si

slab aliate cu rezistenta ridicata rupere fragile exploatate la

temperature pana la ndash20degC

S12SiMoCr1

Icircncărcarea prin sudare şi sudare icircn mediu de gaz

protector a oţelurilor pentru cazane şi recipiente sub

presiune exploatate la temperaturi pacircnă la 450degC

S12Mn1SiNi1Ti

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor cu

granulaţie fină a oţelurilor pentru construcţii navale

cu limită de curgere ridicată

S10Mn1SiNiCu Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

rezistente la coroziune atmosferică

S10Mn1SiVMoCr1 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10Mn1SiMo Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10MnSiMo1Cr25 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S12Mo1Cr17

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

inoxidabile solicitate mecanic şi exploatate la

temperaturi de 450600degC

S12Cr26Ni20 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor de tip

2520 şi sudarea icircmbinărilor eterogene

5

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 5: Sudarea in Argon

Capitolul 2

Materiale de Sudare

Sacircrma electrod

Sacircrma electrod se livrează sub formă de bobine dintre diametrele standardizate cele

mai uzuale fiind 08 10 12 16 mm Livrarea icircn colaci ridică probleme la transport şi la

bobinarea icircn secţie Calitatea bobinării influenţează mult stabilitatea procesului de sudare

Suprafaţa sacircrmei trebuie să fie curată fără urme de rugină sau grăsimi De obicei suprafaţa

sacircrmei se cuprează pentru diminuarea pericolului de oxidare respectiv pentru icircmbunătăţirea

contactului electric Se recomandă ca ambalarea sacircrmei să se facă icircn pungi de polietilenă

etanşe (eventual vidate) care să conţină o substanţă higroscopică (granule de silicagel) şi icircn

cutii de carton mărinduse astfel durata de păstrare icircn condiţii corespunzătoare a sacircrmei de

sudare Compoziţia chimică a sacircrmei electrod la sudarea MIGMAG depinde icircn principal de

materialul de bază care se sudează (compoziţia chimică) şi de gazul de protecţie utilizat La

sudarea MIG compoziţia chimică a sacircrmei se alege apropiată de a metalului de bază Icircn cazul

sudării MAG sacircrma este aliată suplimentar cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti Se

recomandă ca raportul concentraţiilor de Mn şi Si să fie cca 2hellip25 Compoziţia chimică a

sacircrmelor nealiate pentru sudarea MAG se situează icircn limitele 007-012 C 06-09 Si 12-

25 Mn 02 Ti lt003 S P Adaosul de Ti produce o dezoxidare foarte bună cu efecte

benefice asupra caracteristicilor mecanice şi de tenacitate dar ridică preţul de cost a sacircrmei

Pentru creşterea tenacităţii la temperaturi negative sacircrma se aliază suplimentar cu Ni şisau

Mo Icircn STAS 1126-87 sunt prezentate principalele mărci de sacircrmă produse la noi icircn ţară

Caracterizarea acestora din punct de vedere al domeniului de utilizare este prezentată icircn

tabelul de mai jos

4

Domenii de utilizare a sacircrmelor pline de oţel (conform STAS 112087)

MARCA SARMEI DOMENII DE UTILIZARE

S12MnSi

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu granulatie

fina cu rezistenta ridicata la rupere fragile exploatate la

temperaturi pana la ndash 20degC

S07Mn14Si

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu corbon si

slab aliate cu rezistenta ridicata rupere fragile exploatate la

temperature pana la ndash20degC

S12SiMoCr1

Icircncărcarea prin sudare şi sudare icircn mediu de gaz

protector a oţelurilor pentru cazane şi recipiente sub

presiune exploatate la temperaturi pacircnă la 450degC

S12Mn1SiNi1Ti

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor cu

granulaţie fină a oţelurilor pentru construcţii navale

cu limită de curgere ridicată

S10Mn1SiNiCu Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

rezistente la coroziune atmosferică

S10Mn1SiVMoCr1 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10Mn1SiMo Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10MnSiMo1Cr25 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S12Mo1Cr17

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

inoxidabile solicitate mecanic şi exploatate la

temperaturi de 450600degC

S12Cr26Ni20 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor de tip

2520 şi sudarea icircmbinărilor eterogene

5

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 6: Sudarea in Argon

Domenii de utilizare a sacircrmelor pline de oţel (conform STAS 112087)

MARCA SARMEI DOMENII DE UTILIZARE

S12MnSi

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu granulatie

fina cu rezistenta ridicata la rupere fragile exploatate la

temperaturi pana la ndash 20degC

S07Mn14Si

Sudarea in mediu de gaz protector (CO2) a otelurilor cu corbon si

slab aliate cu rezistenta ridicata rupere fragile exploatate la

temperature pana la ndash20degC

S12SiMoCr1

Icircncărcarea prin sudare şi sudare icircn mediu de gaz

protector a oţelurilor pentru cazane şi recipiente sub

presiune exploatate la temperaturi pacircnă la 450degC

S12Mn1SiNi1Ti

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor cu

granulaţie fină a oţelurilor pentru construcţii navale

cu limită de curgere ridicată

S10Mn1SiNiCu Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

rezistente la coroziune atmosferică

S10Mn1SiVMoCr1 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10Mn1SiMo Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S10MnSiMo1Cr25 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

termorezistente

S12Mo1Cr17

Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor

inoxidabile solicitate mecanic şi exploatate la

temperaturi de 450600degC

S12Cr26Ni20 Sudare icircn mediu de gaz protector a oţelurilor de tip

2520 şi sudarea icircmbinărilor eterogene

5

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 7: Sudarea in Argon

Gazul de protecţie

Gazul de protecţie are icircn principal rolul de a asigura protecţia băii metalice şi a

picăturii de metal topit din vacircrful sacircrmei electrod sau la trecerea acesteia prin coloana arcului

icircmpotriva interacţiunii cu gazele din atmosferă oxigen hidrogen azot etc Icircn acelaşi timp

icircnsă gazul de protecţie are o mare influenţă asupra desfăşurării procesului de sudare icircn

ansamblul lui acţionacircnd asupra stabilităţii arcului parametrilor tehnologici de sudare

transferului picăturii de metal topit prin coloana arcului reacţiilor metalurgice la nivelul băii şi

picăturii de metal transformărilor structurale proprietăţilor mecanice şi de tenacitate ale

icircmbinării formei şi geometriei cusăturii sudate stropirilor productivităţii la sudare etc

Aceste influenţe complexe sunt determinate de proprietăţile termo-fizice şi de activitatea

chimică a gazelor de protecţie care diferă mult de la un gaz la altul Prin urmare pentru

alegerea corectă a gazului de protecţie este necesară cunoaşterea acestor proprietăţi şi efectele

pe care acestea le au icircn procesul de sudare

Principalele proprietăţi termo-fizice şi chimice ale gazelor de protecţie utilizate la

sudarea MIGMAG sunt

- potenţialul de ionizare

- energia de disociere-recombinare

- conductibilitatea temică

- densitatea

- activitatea chimică

- puritatea

Acţiunea şi efectele acestor proprietăţi icircn procesul de sudare sunt prezentate icircn cele ce

urmează

Potenţialul de ionizare Acţionează asupra condiţiilor de amorsare şi a stabilităţii

arcului electric respectiv asupra puterii arcului Un potenţial de ionizare de valoare redusă

(argonul) uşurează amorsarea şi creşte stabilitatea arcului reducacircnd stropirile pe cacircnd un

potenţial de ionizare de valoare ridicată (heliul) măreşte puterea arcului cu efecte asupra

productivităţii la sudare (creşterea pătrunderii respectiv a vitezei de sudare)

6

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 8: Sudarea in Argon

Energia de disociere ndash recombinare Este specifică gazelor biatomice CO2 H2 O2

Influenţează icircn mod favorabil bilanţul termic icircn coloana arcului electric prin icircmbunătăţirea

transferului de căldură spre componente cu efect asupra geometriei cusăturii vitezei de sudare

Conductibilitatea termică Este proprietatea fizică cu cele mai cuprinzătoare efecte şi

influenţe asupra desfăşurării procesului tehnologic de sudare Conductibilitatea termică a

gazului de protecţie acţionează asupra modului de transfer a picăturii prin coloana arcului (este

factorul principal care determină modificarea tipului de transfer globulal sau prin

pulverizare) repartiţiei căldurii icircn coloana arcului şi la suprafaţa componentelor

conductibilităţii electrice a arcului parametrilor tehnologici de sudare (tensiunea arcului)

puterii arcului (lungimea arcului) stabilităţii arcului temperaturii maxime şi repartiţiei

acesteia icircn coloana arcului formei şi geometriei cusăturii stropirilor etc

Figura 3 Conductivitatea termică a gazelor de protecţie

Variaţia conductibilităţii termice cu temperatura pentru principalele gaze de protecţie

folosite la sudare este prezentată icircn figura 3 Se observă că argonul are conductibilitatea

termică cea mai scăzută fiind denumit icircn tehnica sudării bdquogaz caldrdquo icircn timp ce dioxidul de

carbon are conductibilitatea termică mult mai mare fiind denumit bdquogaz recerdquo Cea mai mare

conductivitate o are hidrogenul

7

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 9: Sudarea in Argon

Diversitatea influenţei conductibilităţii termice asupra procesului de sudare este uşor

de icircnţeles dacă analizăm distribuţia gradientului de temperatură icircn coloana arcului icircn cazul

argonului respectiv dioxidului de carbon figura 4 Conductibilitatea termică scăzută a

argonului determină un grad mic de temperatură icircn arcul electric ceea ce conduce la

repartizarea liniilor de curent din arc pe o secţiune mărită a coloanei acestuia (vezi porţiunea

icircnnegrită) avacircnd drept consecinţă creşterea conductibilităţii electrice a coloanei arcului

electric (conductibilitatea electrică este invers proporţională cu conductibilitatea termică)

Caracteristici ale gazelor de protecţie

Gazul

de

protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Gazul

de protecţie

Potenţialul

de ionizare

(V)

Energia

de

disociere

(eV)

Ar 158 CO2 144 43

He 246 H2 136 45

N2 145 98 O2 136 51

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul coloanei arcului (cel care conduce curentul

electric) este foarte icircngust ca efect a conductibilităţii termice mari a gazului respectiv a

fenomenului de disociere ndash recombinare Pierderea rapidă a căldurii din coloana arcului este

echivalentă cu o constracircngere din exterior a zonei centrale a miezului coloanei ceea ce

conduce la creşterea densităţii de curent din arc şi prin urmare aşa cum se poate observa la

creşterea temperaturii icircn axa coloanei arcului la valori mai mari decacirct cele corespunzătoare

arcului icircn argon

8

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 10: Sudarea in Argon

Figura 4 Gradientul de temperatură al arcului electric funcţie de gazul de protecţie

Conductibilitatea electrică diferită a coloanei arcului icircn cazul celor două gaze are

consecinţe asupra rezistenţei electrice a acestuia Astfel rezistenţa arcului icircn argon este mai

mică decacirct icircn dioxid de carbon Rezultă o cădere de tensiune mai redusă a arcului icircn Ar decacirct

icircn CO2 şi prin urmare o valoare mai mică a mărimii tensiunii arcului la sudarea icircn Ar

comparativ cu sudarea icircn CO2 cu toate că potenţialul de ionizare al Ar este mai mare decacirct la

CO2 Icircntr-adevăr la sudarea icircn Ar sau amestecuri de gaze Ar cu CO2 tensiunea arcului se

reduce cu 2 ndash 4 V icircn funcţie de procentul de CO2 din amestec desigur luacircnd icircn considerare

aceeaşi valoare a curentului de sudare

Repartiţia liniilor de curent icircn cazul celor două gaze explică şi influenţa asupra

transferului de metal aşa cum se va demonstra icircn continuare Icircn cazul argonului miezul

coloanei arcului face ca arcul electric să bdquoicircmbrăţişezerdquo capătul liber a sacircrmei electrod

extinzacircndu-se de la vacircrful ei pe suprafaţa laterală a sacircrmei datorită diametrului mic al

acesteia Practic arcul electric icircnconjoară sacircrma pe o anumită porţiune a capătului liber ceea ce

determină transferul căldurii arcului la electrod atacirct prin suprafaţa frontală a sacircrmei cacirct şi prin

suprafaţa laterală a ei conducacircnd la icircncălzirea neuniformă şi progresivă a capătului sacircrmei icircn

zona de acţiune a arcului Aceasta determină topirea capătului sacircrmei icircn toată secţiunea ei la

vacircrf şi o topire parţială pe secţiune de la exterior spre interior icircn funcţie de nivelul

temperaturii atinse icircn fiecare punct a secţiunii considerate Intensitatea gradului de topire

scade evident o dată cu icircndepărtarea de vacircrf Sub acţiunea conjugată a forţei de tensiune

superficială şi a forţei electromagnetice (pinch) are loc concentrarea metalului topit icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unei picături sferice icircnsoţită de efectul de ldquoautoascuţirerdquo a electrodului pe

9

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 11: Sudarea in Argon

porţiunea icircn care s-a produs topirea parţială a secţiunii sacircrmei icircn zona de acţiune a arcului

electric Fenomenul de ascuţire a capătului sacircrmei determină reducerea secţiunii şi icircn

consecinţă creşterea densităţii de curent la interfaţa picătură de metal ndash sacircrmă ceea ce conduce

la creşterea puternică a temperaturii pacircnă la atingerea temperaturii de evaporarea a punţii

topite Sub acţiunea vaporilor de metal picătura este icircmpinsă icircn baia topită creindu-se

premisele formării unei noi picături Acest mecanism de formare şi desprindere a picăturii din

vicircrful sacircrmei determină formarea unor picături de dimensiuni mici (dplt= ds) echivalente

transferului prin pulverizare

Icircn cazul dioxidului de carbon miezul foarte icircngust al arcului determină concentrarea

punctiformă a acestuia icircn vacircrful sacircrmei (icircn pata anodică) Prin urmare transferul de căldură al

arcului se face numai prin suprafaţa frontală a sacircrmei electrod Totodată datorită temperaturii

ridicate a miezului coloanei (mai mare ca la Ar) şi a densităţii foarte mari a curentului icircn pata

anodică (concentrare punctiformă) are loc creşterea locală a temperaturii petei atingacircnd

temperatura de vaporizare a fierului (aprox 3200degC) Jetul de vapori formaţi acţionează ca o

forţă de reacţie icircmpingacircnd icircn sus şi lateral metalul topit Sub acţiunea forţei de tensiune

superficială şi a forţei de reacţie a vaporilor de metal metalul topit se acumulează icircn vacircrful

sacircrmei sub forma unor picături mari de metal (dp gt 12ds) Picătura creşte icircn continuare pacircnă

cacircnd sub acţiunea greutăţii proprii se detaşează şi se transferă icircn baia metalică sub forma unor

picături mari sau globule aşa numitul transfer globular specific sudării icircn CO2 sau

amestecurilor bogate icircn CO2 Icircn cazul amestecurilor de gaze Ar + CO2 fenomenul este

insesizabil dacă proporţia de CO2 este mai mică de 20 se manifestă tot mai pregnant dacă

procentul depăşeşte 20 şi are o comportare similară cu cea a transferului icircn CO2 100 dacă

procentul depăşeşte 30 CO2 icircn amestec

Icircn fine gradientul de temperatură diferit din coloana arcului icircn cazul celor două gaze

de protecţie influenţează semnificativ şi geometria cusăturii sudate Icircn cazul argonului

valoarea ridicată a temperaturii arcului electric este limitată doar la zona centrală

corespunzătoare miezului coloanei după care temperatura scade brusc la valori reduse ce nu

pot produce o icircncălzire semnificativă a zonelor de incidenţă ale arcului pe componente

Concentrarea puternică a căldurii icircn miezul coloanei arcului la argon produce o icircncălzire

locală a metalului de bază icircnsoţită de o topire adacircncă respectiv o pătrundere mare dar limitată

la o zonă restracircnsă Aceasta este amplificată suplimentar de disiparea rapidă a căldurii icircn

10

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 12: Sudarea in Argon

zonele adiacente (reci) ale metalului de bază fără să producă o icircncălzire semnificativă la

nivelul temperaturii de topire a acestor zone Efectul acestor fenomene este formarea unei

zone topite icircnguste şi adacircnci aşa numitul bdquodeget de argonldquo specific sudării icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon deosebit de defavorabil din punct de vedere tehnologic datorită

pericolului de apariţie a defectelor de icircmbinare lipsă de topire sau lipsă de pătrundere

respectiv pericol de fisurare (concentrator de tensiune)

Icircn cazul dioxidului de carbon temperatura din coloana arcului se menţine icircncă la valori

ridicate capabile să producă icircncălziri semnificative a zonelor de incidenţă la distanţe mult

mai mari faţă de axa coloanei decacirct icircn cazul argonului Are loc astfel o icircncălzire şi topire a

metalului de bază pe o zonă mai extinsă atacirct icircn adacircncime cacirct mai ales lateral cu efecte asupra

icircmbunătăţirii geometriei cusăturii caracterizată printr-o pătrundere uniformă La această

icircncălzire a metalului de bază contribuie de asemenea şi căldura cedată prin fenomenul de

recombinare a gazului ce are loc icircn zona componentelor respectiv a băii metalice ca efect a

temperaturii scăzute din această zonă (1800-2000degC) propice reacţiilor de recombinare Se

apreciază că din punct de vedere tehnologic geometria cusăturii la sudarea icircn CO2 este cea

mai favorabilă Prin urmare amestecarea celor două gaze Ar şi CO2 va conduce şi la

modificarea geometriei cusăturii sudate Aceasta este una din raţiunile principale care stau la

baza sudării icircn amestecuri de gaze Ar+CO2 a oţelurilor nealiate sau slab aliate şi anume

obţinerea unei geometrii mai favorabile a cusăturii sudate

Densitatea Influenţează nivelul de protecţie a arcului electric şi a băii de metal topit

respectiv producerea fenomenului de microsablare la sudarea icircn mediu de gaze inerte

Activitatea chimică Prin reacţiile chimice ce au loc icircn coloana arcului şi la nivelul băii

metalice activitatea chimică a gazului de protecţie influenţează comportarea metalurgică Din

acest punct de vedere la sudarea MIGMAG se disting două categorii de gaze Gazele inerte

sunt gazele care nu reacţionează chimic cu elementele din coloana arcului şi din baia metalică

Din această grupă fac parte argonul şi heliul Gazele active sunt gazele care reacţionează

chimic cu elementele din arc şi din baia de metal Cel mai utilizat gaz din această grupă este

dioxidul de carbon la care se mai adaugă şi oxigenul Icircn acest caz icircn coloana arcului şi la

nivelul băii au loc următoatele reacţii chimice

bull disocierea dioxidului de carbon la T gt 1600degC (disocierea este completă la T gt 4000degC)

CO2 = CO + O

11

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 13: Sudarea in Argon

bull reacţiile de oxidare şi reducere

Fe + O = FeO FeO + Mn = MnO + Fe

Si + 2O = SiO2 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe

Mn + O = MnO 2FeO + Ti = TiO2 + 2Fe

Ti + 2O = TiO2 FeO + C = CO + Fe

Se constată că prezenţa oxigenului icircn coloana arcului determină oxidarea sau arderea

unor elemente de aliere Aceasta conduce la pericolul formării oxizilor de fier icircn cusătură cu

efecte nefavorabile asupra reducerii caracteristicilor mecanice şi de rezilienţă Diminuarea

fenomenului se face prin alierea sacircrmei electrod cu elemente dezoxidante ca Mn Si Ti care au

aviditate mai mare faţă de oxigen decacirct fierul reducacircnd pericolul de oxidare a acestuia Cel

mai puternic dezoxidant este titanul Oxizii de mangan siliciu titan formaţi fiind insolubili icircn

metalul topit ies la suprafaţa băii şi se regăsesc pe cusătură sub formă de mici bdquoinsulerdquo de

zgură de culoare brună cu aspect sticlos

Reacţiile chimice la nivelul băii de metal topit pot conduce de asemenea la pericolul

formării gazelor icircn baia metalică ca de exemplu oxidul de carbon avacircnd drept consecinţă

pericolul apariţiei porilor icircn cusătura sudată Evitarea apariţiei porilor icircn cusătură se poate

realiza prin alegerea corectă a cuplului sacircmă-gaz de protecţie corelată şi cu alegerea optimă a

parametrilor tehnologici de sudare icircn special tensiunea arcului Prezenţa oxigenului icircn coloana

arcului conduce la oxidarea suprafeţei picăturilor de metal formate la capătul sacircrmei electrod

şi prin urmare la micşorarea tensiunilor superficiale ce acţionează asupra picăturii Prin urmare

desprinderea picăturii din vacircrful sacircrmei electrod se face mult mai uşor şi mai rapid Efectul

benefic este finisarea transferului picăturilor de metal icircmbunătăţirea stabilităţii arcului şi

reducerea icircmproşcărilor de metal prin stropi Se remarcă icircn acest sens utilizarea oxigenului icircn

proporţie de 13 sau a dioxidului de carbor icircn proporţie de 25 icircn amestec cu argonul la

sudarea oţelurilor inoxidabile Procente mai mari de gaz oxidant nu sunt recomandate

deoarece se produce o oxidare nepermisă a metalului cusăturii respectiv la utilizarea

dioxidului de carbon icircn plus pericolul alierii cu carbon şi prin urmare pericolul fragilizării

cusăturii ca urmare a formării carburilor de crom

Reacţiile de oxidare la nivelul băii de metal topit fiind reacţii exoterme conduc la

creşterea temperaturii băii (de la 1800degC la 2200degC) cu consecinţe asupra creşterii fluidităţii

acesteia creşterii pătrunderii sau posibilităţii măririi vitezei de sudare Corelată cu reducerea

12

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 14: Sudarea in Argon

tensiunilor superficiale la interfaţa baie topită ndash metal solid determină icircmbunătăţirea

procesului de umectare cu efecte favorabile asupra lăţirii respectiv reducerii supraicircnălţării

cusăturii sudate

Tot din punctul de vedere al activităţii chimice remarcăm utilizarea hidrogenului ca şi

gaz reducător icircn amestecurile gazelor de protecţie bdquode formareldquo folosite la protecţia rădăcinii

pe partea opusă sudării la sudarea oţelurilor aliate Inox şi nu numai Amestecul cel mai

frecvent utilizat este format din azot plus 5hellip10 hidrogen Hidrogenul reduce eventualele

urme de oxigen rămase icircn zona rădăcinii evitacircnd astfel oxidarea acesteia cu consecinţe asupra

scăderii rezistenţei la coroziune Utilizarea hidrogenului trebuie făcută cu grijă avacircnd icircn

vedere pericolul de explozie pentru anumite concentraţii icircn aer

Caracterizarea succintă a gazelor de protecţie

Prezentarea succintă a gazelor de protecţie utilizate la sudarea MIGMAG din punctul

de vedere al activităţii chimice şi al proprietăţilor termo-fizice permite icircnţelegerea facilă a

acţiunilor şi efectelor pe care acestea le au icircn procesul de sudare Cele mai utilizate gaze de

protecţie la sudarea MIGMAG sunt argonul heliul dioxidul de carbon oxigenul hidrogenul

azotul

Argonul (Ar)

1048707 gaz inert ndash nu reacţionează cu materialul

1048707 mai greu ca aerul ndash protecţie bună a băii de metal

1048707 potenţial de ionizare scăzut ndash amorsare uşoară a arcului

1048707 produce microsablarea suprafeţelor

Nu se recomandă utilizarea argonului icircn proporţie de 100 deoarece produce un arc

electric instabil formarea inevitabilă de pori icircn cusătură aspect mai puţin plăcut a icircmbinării

sudate Baia metalică este deosebit de vacircscoasă ceea ce duce la pori icircn cusătură crestături

marginale supraicircnălţare excesivă solzi puternic conturaţi Rezolvarea problemei se realizează

prin adaosuri de elemente oxidante O2 şisau CO2

13

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 15: Sudarea in Argon

Capitolul 3

Tehnologia de sudare in Argon

Elaborarea tehnologiei de sudare icircn general presupune stabilirea condiţiilor icircn care are

loc execuţia icircmbinării sudate pornind de la pregătirea pentru sudare alegerea materialelor de

adaos stabilirea parametrilor tehnologici de sudare stabilirea prelucrărilor post sudare

alegerea echipamentelor de sudare şi a dispozitivărilor etc

Stabilirea tehnologiei de sudare este specifică fiecărui procedeu icircn parte Elaborarea

unei tehnologii de sudare urmăreşte icircn general două aspecte importante şi anume aspectul

calitativ asigurarea calităţii impuse icircmbinării sudate la cel mai icircnalt grad respectiv aspectul

economic preţul de cost cacirct mai redus Aceasta presupune cunoaşterea icircn primul racircnd a

comportării la sudare a metalului de bază cunoaşterea performanţelor procedeului de sudare

utilizat a parametrilor tehnologici de sudare şi a recomandărilor tehnologice specifice

cunoaşterea performanţelor echipamentelor de sudare şi exploatarea acestora

Elaborarea tehnologiei de sudare reprezintă o etapă importantă icircn cadrul acţiunii de

calificare a procedurii de sudare conform SR EN 288-792 şi anume pe baza ei se icircntocmeşte

specificaţia procedurii de sudare WPS (Welding Procedure Specification) documentul care

cuprinde toate informaţiile necesare execuţiei icircmbinării sudate Elaborarea tehnologiei de

sudare presupune parcurgerea unor etape icircntr-o succesiune logică Etapele parcurse pentru

stabilirea tehnologiei de sudare MIGMAG sunt prezentate icircn cele ce urmează

Alegerea formei rostului şi a icircmbinării

Prezentarea formei rostului si stabilirea dimensiunilor efective ale acestuia avacircnd icircn

vedere condiţiile concrete de execuţie ale icircmbinării Alegerea dimensiunilor efective ale

rostului la sudarea MIGMAG se face icircn principal icircn funcţie de tehnologia de sudare respectiv

modul de transfer utilizate la realizarea stratului de rădăcină Acestea depind la racircndul lor de

comportarea la sudare a metalului de bază şi recomandările tehnologice de sudare (material

sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) de grosimea componentelor accesul la sudare

importanţa icircmbinării sudate (clasa de execuţie) metoda de susţinere a rădăcinii poziţia de

sudare etc Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte fără suport la

14

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 16: Sudarea in Argon

rădăcină iar la rădăcină nu se admit defecte (clasă de calitate superioară) pentru execuţia

rădăcinii se recomandă sudarea cu transfer prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat caracterizate

prin energie liniară mică respectiv pericol scăzut de străpungere la rădăcină In acest caz

asigurarea unei pătrunderi bune la rădăcină cu o uşoară supraicircnălţare impune alegerea unei

deschideri a rostului b = 2hellip4 mm respectiv a umărului rostului c= 0hellip1 mm mărimi corelate

icircn principal cu valoarea curentului de sudare respectiv cu gazul de protecţie utilizat (mai mici

la sudarea icircn CO2 100 respectiv mai mari la sudarea icircn amestecuri de gaze bogate icircn argon

Ar +CO2 cel mai comun amestec fiind Ar + 18 CO2 - Corgon 18)

Icircn cazul icircn care accesul la sudare este dintr-o singură parte cu suport la rădăcină

execuţia stratului de rădăcină se poate realiza folosind oricare din modurile de transfer prin

scurtcircuit prin pulverizare sau icircn curent pulsat icircn funcţie de grosimea componentelor poziţia

de sudare natura metalului de bază (sensibil sau insensibil la supraicircncălziri) productivitatea

urmărită la sudare modul de execuţie (semimecanizat sau mecanizat) performanţele

instalaţiei etc Forma şi dimensiunile rostului depind de grosimea componentelor respectiv de

puterea arcului electric

Umărul rostului respectiv deschiderea rostului icircn acest caz au mai puţină importanţă

urmărindu-se icircn principal evitarea pericolelor de străpungere a suportului fuzibil de topire sau

lipire a suportului de Cu sau a suportului ceramic Icircn cazul folosirii unui suport fuzibil se

impune asigurarea unei pătrunderi de cel puţin 2 mm icircn acesta Icircn cazul accesului din ambele

părţi pentru execuţia rădăcinii este posibilă de asemenea folosirea oricărui mod de transfer In

cazul utilizării transferului prin scurtcircuit sau icircn curent pulsat sunt valabile recomandările

din primul caz cu b = 2hellip4 mm respectiv c = 1hellip2 mm In cazul utilizării transferului prin

pulverizare avacircnd icircn vedere puterea mare a arcului electric şi pericolul mare de străpungere

sau de curgere a băii de metal topit la rădăcină se recomandă ca deschiderea rostului să fie

mică b = 0hellip1 mm respectiv umărul rostului să fie mare c = 4hellip6 mm corelate cu viteza de

sudare Principala grijă icircn acest caz este evitarea pericolului de străpungere a rădăcinii

respectiv diminuarea dimensiunilor defectelor de la rădăcină Icircn acest caz la majoritatea

icircmbinărilor sudate icircnainte de execuţia trecerii pe partea opusă realizării primei treceri se

impune prelucrarea rădăcinii (polizare sau scobire-crăiţuire arc-aer) pentru eliminarea

eventualelor defecte specifice sudării stratului de rădăcină lipsă de pătrundere lipsă de topire

pori fisuri sau microfisuri

15

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 17: Sudarea in Argon

Icircn ceea ce priveşte unghiul rostului se remarcă faptul că acesta are valori mai mici

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit datorită diametrului redus a sacircrmei electrod (08hellip

16 mm) şi absenţei icircnvelişului de pe sacircrmă luacircnd valori cuprinse icircntre 30deghellip50deg Aceasta

conduce la importante economii de material de adaos Reducerea exagerată icircnsă a unghiului

rostului poate avea consecinţe grave asupra pericolului de defecte icircn icircmbinarea sudată ca

urmare a tendinţei de scobire (săpare) ciupire a arcului electric pe feţele rostului cu efecte

asupra pericolului de scurgere a băii de metal topit icircn faţa arcului şi diminuarea pătrunderii sau

lipsei de pătrundere respectiv a pericolului de lipsă de topire icircntre cusătură şi metalul de bază

icircn zonele scobite prin scurgerea metalului topit icircn aceste scobituri Acest fenomen este

amplificat o dată cu creşterea exagerată a tensiunii arcului electric

Calculul ariei rostului se face icircn funcţie de forma şi dimensiunile acestuia cu ajutorul

uneia din relaţiile de mai jos

- rost I Ar = bs

- rost V Ar = bs + s2tg α2

- rost Y Ar = bs + (s-c)2tg α2

- rost U Ar = bs + _r22 + 2r[s-(c+r)]+[s-(c+r)]2tgszlig

- rost X Ar = bs + 12(s- c)2tg α2

- rost K Ar = bs + 14(s-c)2tg szlig

- rost 12 K Ar = bs + 12(s-c)2tg szlig

- icircmbinări de colţ nepătrunse Ar = a2 sau Ar = 12k2

unde a - icircnălţimea (grosimea) icircmbinării (sudurii)

k - icircnălţimea (mărimea) catetei icircmbinării

Calculul ariei cusăturii Pentru calcul se poate folosi una din relaţiile

Ac = (105 14) x Ar (30a)

Obs Coeficientul care icircnmulţeşte aria rostului ţine cont de secţiunea cusăturii regăsită icircn

supraicircnălţarea acesteia Valorile mici ale coeficientului corespund grosimilor mari de material

iar valorile mari grosimilor mici de material respectiv pentru icircmbinările simetrice Icircn cazul

icircmbinărilor sudate cap la cap cu rosturi neprelucrate (rost I) aplicarea relaţiei de mai sus duce

la erori foarte mari icircn special la table subţiri cu deschideri mici (b=1hellip2 mm) deoarece

ponderea materialului de adaos icircn supraicircnălţare este icircn realitate de două trei ori mai mare decicirct

16

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 18: Sudarea in Argon

cantitatea conţinută icircn secţiunea rostului Mai mult icircn cazul rosturilor I cu deschidere b = 0

ajungem icircntr-o situaţie limită adică să nu putem calcula aria cusăturii cu ajutorul acestei

relaţii In astfel de cazuri se recomandă ca aria cusăturii să se calculeze cu una din relaţiile de

mai jos

Ac = Ar + 23B_h pentru icircmbinări I asimetrice

Ac = Ar +43B_h pentru icircmbinări I simetrice

unde

bull B = lăţimea cusăturii se calculează geometric funcţie de forma si dimensiunile efective ale

rostului la care se adaugă 2 3 mm care reprezintă zona din metalul de bază care se topeşte

la sudare valoarea informativă pentru bdquoBldquo se poate calcula şi cu ajutorul coeficientului de

formă al cusăturii ψ = Bp consideracircnd că ψ = 15hellip25 (valori care diminuează pericolul

fisurării cusăturii la solidificarea băii)

bull h = supraicircnălţarea cusăturii se apreciază icircn funcţie de grosimea materialului de bază după

cum urmează (valori informative)

h = 1 15 mm pt s = 5 10 mm

h = 15 2 mm pt s = 10 25 mm

h = 2 3 mm pt s gt 25 mm

Obs Supraicircnălţarea cusăturii la icircmbinările cap la cap respectiv convexitatea cusăturii la

icircmbinările de colţ este mai mare la sudarea icircn CO2 decacirct icircn Ar Valoarea ariei cusăturii

calculată mai sus se rotunjeşte la icircntreg (calculul este aprox)

Alegerea materialelor de sudare

Stabilirea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie Alegerea cuplului sacircrmă ndash gaz de protecţie pe

baza criteriilor de alegere a sacircrmei respectiv a gazului de protecţie Se precizează marca

(simbolul) sacircrmei electrod şi a gazului de protecţie utilizate

Sacircrma electrod (marca sacircrmei) helliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Gazul de protecţie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip (STAS SR EN sau normă)

Stabilirea diametrului sacircrmei electrod Diametrul sacircrmei electrod poate fi ds = 06 08 10

12 16 mm Alegerea diametrului se face icircn funcţie de grosimea metalului de bază valoarea

curentului de sudare (modul de transfer) poziţia de sudare forma rostului etc Diametrul de

sacircrmă cel mai utilizat şi care acoperă o plajă mare de necesităţi tehnologice la sudare este

17

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 19: Sudarea in Argon

diametrul de 12 mm Pentru grosimi mici de material s lt= 2-3 mm se folosesc după caz

diametrele mai mici 08 mm respectiv 10 mm Diametrele mari gt= 16 mm se recomandă la

grosimi mari de material la sudarea cu transfer prin pulverizare Nu se recomandă diametre

mari de sacircrmă peste 12 mm icircn cazul transferului prin scurtcircuit datorită stabilităţii slabe a

arcului electric Pot fi utilizate icircnsă cu succes icircn cazul sudării icircn curent pulsat icircn special la

sacircrmele moi din aluminiu sau sacircrme tubulare

Stabilirea numărului de treceri Depinde icircn principal de natura metalului de bază (sensibil sau

insensibil la supraicircncălziri) de modul de transfer utilizat (arii de treceri mai mici la transfer

prin scurtcircuit respectiv arii de treceri mari la transfer prin pulverizare) de poziţia de

sudare forma rostului tipul icircmbinării etc Pe baza acestor factori se stabileşte aria trecerilor

poate lua valori cuprinse icircn domeniul 5 hellip 40 mm2

Dispunerea trecerilor icircn rost (schiţă)

Modul de dispunere a trecerilor

Calculul parametrilor tehnologici de sudare

1048707 transfer prin scurtcircuit grosimi mici (s lt 5 mm) sudarea stratului de rădăcină sudarea icircn

poziţii dificile (vertical peste cap etc)

1048707 transfer prin pulverizare la grosimi mari de material pentru sudarea icircn poziţie orizontală

sau icircn jgheab

18

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 20: Sudarea in Argon

1048707 transfer sinergic icircn curent pulsat la grosimi medii de material unde tehnologia de sudare

clasică se plasează icircn domeniul transferului intermediar caracterizat prin stropiri mari pentru

sudarea stratului de rădăcină la sudarea icircn poziţii dificile

Curentul de sudare Is Viteza de avans a sacircrmei electrod vae depinde de modul de transfer

diametrul sacircrmei poziţia de sudareetc Reglarea curentului de sudare respectiv a puterii

arcului electric se face prin modificarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pe baza relaţiei de

proporţionalitate existentă icircntre cei doi parametrii tehnologici Practic la sudarea MIGMAG

viteza de avans a sacircrmei electrod poate fi considerată parametrul principal icircn stabilirea

tehnologiei de sudare care icircn anumite condiţii date (materialul sacircrmei diametrul sacircrmei gazul

de protecţie) determină valorile celorlalţi parametrii tehnologici şi icircn primul racircnd valoarea

curentului de sudare Deci cacircnd stabilim curentul de sudare trebuie să stabilim practic valoarea

vitezei de avans a sacircrmei electrod cei doi parametri fiind indisolubil legaţi unul de altul

Stabilirea corelaţiei curent de sudare ndash viteză de avans sacircrmă electrod se face din nomograme

de tipul Is = f(vae) figura 50divide54 trasate pentru anumite condiţii concrete de lucru (tip

material de adaos diametru sacircrmă gaz de protecţie lungime capăt liber sacircrmă mod de

transfer clasic sau icircn curent pulsat) din tabele tehnologice (sau şabloane) funcţie de condiţiile

concrete de lucru Icircn tabelele de mai jos sunt prezentate corelaţiile dintre viteza de avans a

sacircrmei electrod şi valoarea curentului de sudare pentru diametrele de 10 şi 12 mm folosind

ca şi gaze de protecţie CO2 100 şi CORGON 18 (amestec 82 Ar + 18 CO2 cel mai

frecvent utilizat la sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate) iar ca sacircrmă electrod sacircrma

nealiată SG2 (cea mai utilizată pentru sudarea oţelurilor nealiate şi slab aliate cu Mn) icircn

varianta clasică sau icircn current pulsat

Valorile pentru viteza de avans a sacircrmei din tabelele de mai jos şi 30 se vor corecta cu

coeficientul 08

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin

)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 68 153 8 8 17

2 3 96 16 8 8 17

19

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 21: Sudarea in Argon

Transfer

Prin

Circuit

3 4 128 168 8 8 17

4 5 132 188 10 8 17

5 6 144 20 10 10 20

6 7 156 215 10 10 20

71 8 180 225 10 10 20

72 8 172 225 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 80 ndash 180 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 10 mm)

Nr

crt

Vas

(mmin

Is

(A)

Ua

(V)

Icl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin) Obs

1 2 53 153 8 8 15 Arc

instabil

IS ndashmic

2 3 90 158 8 8 15

Transfer

prin

scurtcircuit

3 4 120 163 8 8 15

4 5 140 17 10 8 15

5 6 160 18 10 10 20

6 7 175 188 10 10 20

71 8 200 198 10 10 20

72 8 184 20 12 12 25

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 10 mm Is = 60 ndash 180 A

Gazul de protecţie CORGON 18

Sensul de sudare spre stacircnga (prin icircmpingere)

20

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 22: Sudarea in Argon

Corelaţia viteza de avans a sacircrmei ndash curent de sudare (ds = 12 mm)

Nr

crt

Vae

(mmin)

Is

(A)

Ua

(V)

lcl

(mm)

Q

(lmin)

Vs

(cmmin)

Obs

1 2 74 185 10 10 16

Transfer

Prin

scurtcircuit

2 3 112 193 10 10 16

31 4 144 208 10 10 16

32 4 136 21 12 12 25

4 5 160 223 12 12 25

5 6 184 235 12 12 25

Transfer

Intermediar

6 7 204 253 14 15 30

7 8 224 275 14 15 30

8 9 248 288 14 15 30

91 10 268 305 14 15 30

92 10 256 31 16 18 40

10 11 280 323 16 18 40 Transfer

Globular11 12 300 335 16 18 40

12 13 290 333 20 20 45

Marca sacircrmei OK AUTROD 1251 (ESAB) (echivalentă cu SG2)

Diametrul sacircrmei 12 mm Is = 120 ndash 350 A

Gazul de protecţie CO2 100

Sensul de sudare spre dreapta (prin tragere)

Viteza de sudare depinde de grosimea metalului de bază (grosimea sudurii de colţ) modul de

transfer tehnica de sudare (număr mare sau număr mic de treceri) poziţia de sudare varianta

de sudare (semimecanizată sau mecanizată) etc Domeniul de valori este cuprins icircntre 15-100

cmmin cu precizarea că viteza de sudare la sudarea MIGMAG este substanţial mai mare

decacirct la sudarea manuală cu electrod icircnvelit Recomandări utile privind viteza de sudare

1048707 15 - 30 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin scurtcircuit sau la sudarea

stratului de rădăcină

21

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 23: Sudarea in Argon

1048707 30 - 50 cmmin la sudarea semimecanizată cu transfer prin pulverizare sau icircn curent pulsat

există o valoare optimă a vitezei de sudare situată icircn jurul valorii de 40 - 45 cmmin pentru

care se obţine pătrunderea maximă

1048707 30 - 100 cmmin la sudarea mecanizată icircn funcţie de grosimea componentelor

Materiale de sudare

Materialele utilizate la sudarea ST sunt sacircrma electrod icircn cazul sudării cu sacircrmă

tubulară cu autoprotecţie respectiv sacircrma electrod şi gazul de protecţie la sudarea cu sacircrmă

tubulară cu protecţie suplimentară

Sacircrma electrod se prezintă sub forma unei teci metalice umplute cu un miez

pulverulent icircn următoarea gamă de diametre 10 12 14 16 18 20 24 28 (32)

Icircnvelişul metalic se execută icircn general dintr-un material nealiat caracterizat prin

proprietăţi bune de ductilitate pentru a permite laminarea şi trefilarea uşoară a tecii grosimea

acesteia avacircnd valori sub 02 mm Alierea cusăturii cacircnd este cazul se face icircn general prin

miez Icircnvelişul metalic (teaca) are următoarele roluri

bull asigură prin topire cantitatea de material de adaos pentru realizarea icircmbinării sudate sau

icircncărcarea prin sudare

bull asigură contactul electric şi realizează icircnchiderea circuitului electric de sudare icircntre vacircrful

sacircrmei şi piesă

bull păstrează şi protejează miezul de pulbere icircmpotriva umidităţii

Miezul este un amestec de substanţe similare icircnvelişului electrozilor şi fluxurilor de

sudare După rolul pe care icircl au icircn procesul de sudare substanţele din miez se icircmpart icircn

bull substanţe zgurifiante pentru protejarea metalului topit

bull substanţe gazeifiante pentru protecţia spaţiului arcului icircmpotriva pătrunderii aerului

bull substanţe dezoxidante şi de rafinare a băii metalice

bull substanţe ionizatoare pentru icircmbunătăţirea stabilităţii arcului

bull substanţe (elemente) de aliere pentru alierea icircn arc

Echipamente pentru sudare MIGMAG

Din punctul de vedere al tehnologului respectiv al utilizatorului echipamentului de

sudare nu este atacirct de importantă cunoaşterea detaliilor de proiectare a acestor instalaţii

22

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 24: Sudarea in Argon

(sursă de sudare pupitru de comandă scheme electrice si electronice etc) cacirct mai ales

cunoaşterea părţilor componente ale echipamentului şi a rolului acestora a particularităţilor

specifice a performanţelor de sudare a modului de reglare şi control a parametrilor

tehnologici de sudare icircn vederea obţinerii rezultatelor dorite sau impuse de tehnologia de

sudare cu performanţe maxime

Echipamentele de sudare MIGMAG constituie sisteme mult mai complexe atacirct icircn

ceea ce priveşte părţile componente cacirct şi pregătirea pentru sudare respectiv modul de

comandă şi reglare a parametrilor tehnologici de sudare icircn comparaţie cu echipamentele

clasice utilizate la sudarea manuală cu electrozi icircnveliţi (transformatoare convertizoare

redresoare) Din punct de vedere a reglării parametrilor tehnologici icircn practică lucrurile nu

sunt de loc complicate icircn general aceasta implicacircnd reglarea a doi parametri şi anume

selectarea treptei de tensiune (tensiunea de mers icircn gol şi implicit tensiunea arcului) respectiv

ajustarea vitezei de avans a sacircrmei electrod pentru asigurarea curentului de sudare necesar

Figura 5

Părţile componente ale unei instalaţii de sudare MIGMAG

a - furtun gaz b ndash sacircrmă electrod c ndash tur-retur apă d ndash comandă pistolet

e ndash conductor curent f ndash tub de protecţie g ndash cablu de masă

Icircn cazul surselor moderne de sudare sinergice cu invertor problema este şi mai mult

simplificată oferind utilizatorului (operatorului sudor) prin programele icircncorporate icircn

microprocesor o tehnologie apropiată de optim prin reglarea unui singur parametru

tehnologic viteza de avans a sacircrmei electrod respectiv tensiunea arcului Icircn funcţie de

23

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 25: Sudarea in Argon

principiul de reglare al puterii (energiei) arcului specific sursei de sudare utilizate se setează

sau se reglează după necesităţi un singur parametru tehnologic considerat parametru de bază şi

anume viteza de avans a sacircrmei icircn cazul surselor cu invertor cu tranzistoare de putere cu

reglare continuă a tensiunii arcului respectiv tensiunea icircn cazul surselor de sudare cu reglare

icircn trepte a tensiunii arcului Restul parametrilor tehnologici de sudare sunt reglaţi automat prin

intermediul programelor microprocesorului icircn funcţie de datele de intrare specifice aplicaţiei

date introduse icircn prealabil de la consola sursei tipul de transfer (clasic sau pulsat) materialul

de adaos (compoziţia chimică) diametrul sacircrmei gazul de protecţie etc Echipamentul

permite şi efectuarea corecţiilor necesare dacă este cazul Acest mod de reglare al puterii

arcului necesar procesului de sudare dat este cunoscut sub denumirea de bdquoONE KNOBldquo adică

reglarea instalaţiei pentru sudare de la un singur buton ceea ce simplifică foarte mult sarcinile

operatorului sudor conducacircnd la regimuri de sudare optime fără să fie nevoie de multe

cunoştinţe tehnologice temeinice icircn afara celor de bază necesare sudării propriu zise Un

echipament de sudare MIGMAG se compune icircn principiu din următoarele părţi componente

figura 5

1048766 1 Sursa de sudare

1048766 2 Pupitrul de comandă

1048766 3 Dispozitivul de avans al sacircrmei electrod DAS

1048766 4 Pistoletul de sudare

1048766 5 Alimentarea cu gaz de protecţie

1048766 6 Instalaţia de răcire cu apă

Sursa de sudare

Sursele de sudare utilizate la sudarea MIGMAG sunt surse de curent continuu

convertizoare redresoare invertoare Datorită performanţelor modeste (timp de răspuns mare

dinamică redusă) icircn prezent convertizoarele de sudare se utilizează din ce icircn ce mai rar la

sudarea MIGMAG (aproape deloc) ele fiind icircnlocuite de redresoarele de sudare şi icircn ultimul

timp pe scară tot mai largă de sursele cu invertor pentru sudare (pe scurt invertoare pentu

sudare) Redresoarele la racircndul lor pot fi clasice cu diode sau comandate electronic cu

tiristoare sau tranzistoare de putere Particularitatea principală a surselor de sudare MIGMAG

este forma caracteristicii externe Ua=f(Is) Din motive de asigurare a stabilităţii arcului

24

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 26: Sudarea in Argon

electric prin fenomenul de autoreglare specific sudării MIGMAG forma caracteristicii

externe a sursei este rigidă (1) sau uşor coboracirctoare (2) (sub 7V100A)

Din motive de stabilitate maximă a procesului se preferă caracteristicile externe uşor

coboracirctoare a căror pantă (ΔUaΔIs) depinde de gazul de protectie respectiv de diametrul

sacircrmei electrod prin funcţia REGTYPE (valabilă numai la sursele cu invertor) Panta

caracteristicii externe este mai mare la sudarea icircn dioxid de carbon decacirct icircn argon sau

amestecuri bogate icircn argon La sudarea icircn CO2 caracteristica externă are panta maximă la

sacircrma electrod cu diametrul cel mai mic 08 mm şi scade cu creşterea diametrului sacircrmei

La sudarea icircn amestecuri bogate icircn argon panta caracteristicii externe este aceeaşi

pentru toate diametrele de sacircrmă şi mai mică decacirct cele corespunzătoare sudării icircn CO2

Datorită acestei forme a caracteristicii externe se observă că tensiunea arcului este apropiată

de tensiunea de mers icircn gol a sursei Icircn consecinţă reglarea tensiunii arcului la sudarea

MIGMAG se face prin reglarea tensiunii de mers icircn gol a sursei de sudare Aceasta se poate

face prin reglaj icircn trepte la sursele cu diode sau prin reglaj continuu la sursele cu tiristoare şi la

invertoare Reglajul continuu este cel mai bun permiţacircnd o infinitate de curbe acoperind toate

cerinţele tehnologice dar este mai costisitor Reglajul icircn trepte se face de obicei icircn două etape

un reglaj brut respectiv un reglaj fin şi este mai uşor de realizat constructiv (mai ieftin)

Numărul curbelor caracteristici externe este limitat icircntre o valoare minimă U20min şi o

valoare maximă U20max specific fiecărei surse Icircn acest caz obţinerea regimului optim pentru

o valoare dată a tensiunii se face prin corecţia vitezei de avans a sacircrmei electrod De aici

decurge cea de-a doua particularitate a surselor de sudare MIGMAG şi anume tensiunea de

mers icircn gol este mai mică decacirct la sursele de sudare cu electrod icircnvelit respectiv sursele WIG

fiind cuprinsă icircn intervalul de valori 20-50V Forma caracteristicii externe şi valoarea redusă a

tensiunii de mers icircn gol fac ca sursele de sudare MIGMAG să nu poată fi folosite la sudarea

SE şi WIG Icircn ultimul timp au apărut sursele de sudare universale (cu tiristoare sau cu

invertor) care permite sudarea cu toate cele trei procedee de sudare printr-o simplă comutare

pe procedeul utilizat (prin modificarea formei caracteristicii externe)

Cea de-a treia particularitate a surselor de sudare MIGMAG o constituie prezenţa unei

inductanţe icircn circuitul de sudare necesară icircn cazul sudării cu arc scurt cu transfer prin

scurtcircuit (sau la sudarea cu arc lung icircn bioxid de carbon icircn cazul scurtcircuitelor aleatoare)

pentru limitarea vacircrfului curentului de scurtcircuit şi prin urmare pentru reducerea stropirilor

25

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 27: Sudarea in Argon

Inductanţele fizice (reale) pot fi fixe variabile icircn trepte (cu ploturi) sau variabile continuu (cu

miez magnetizat

Surse de sudare sinergică - Invertoare

Dezvoltarea electronicii icircn general şi a electronicii de putere icircn special icircn ultimul timp

(a doua parte a secolului al XXndashlea) a impulsionat aşa cum era de aşteptat dezvoltarea şi

modernizarea echipamentelor de sudare icircn general şi a echipamentelor de sudare prin topire icircn

special producacircnd se poate spune o adevărată revoluţie icircn acest domeniu nebănuit cu puţin

timp icircn urmă atacirct din punctul de vedere al greutăţii proprii şi al dimensiunilor de gabarit cacirct

mai ales a performanţelor atinse Motorul acestei bdquorevoluţiildquo a fost folosirea invertoarelor de

frecvenţă ridicată cu transformator pe miez de ferită icircn construcţia surselor de putere şi

comanda lor cu ajutorul microprocesoarelor A fost posibilă astfel atingerea unor performanţe

tehnologice inimaginabile şi a unui control perfect al procesului de sudare icircn ansamblul lui

Atingerea acestor nivele icircnalte se datorează vitezei foarte mari de răspuns a invertoarelor de

ordinul microsecundelor funcţie de frecvenţa invertorului care a permis modelarea după

dorinţă a parametrilor tehnologici de sudare şi controlul riguros al acestora Comparativ viteza

de răspuns a redresoarelor clasice cu diode sau tiristoare nu putea fi scăzută sub 5 ms

Icircn anul 1970 redresoarele cu tiristoare au icircnceput să fie utilizate la sudarea manuală cu

electrozi icircnveliţi SE şi sudarea MIGMAG standard Tot cam icircn aceeaşi perioadă au apărut şi

sursele standard MIGMAG icircn curent pulsat formate prin combinarea a două surse obişnuite

una pentru curentul de baza alta pentru curentul de puls dar care funcţionează pe frecvenţe

fixe 25 33 50 75 100Hz Datorită vitezelor mari cu care se desfăşoară fenomenele icircn zona

arcului (de exemplu timpul de scurtcircuit tsc = 15-3 ms) şi avacircnd icircn vedere că timpul de

reacţie al tiristoarelor este de min 5-6 ms (deci mult mai mare) la redresoarele pentru sudarea

MIGMAG nu era posibilă modelarea acestor fenomene iar controlul variaţiei curentului de

scurtcircuit s-a putut face numai folosind o inductanţă fizică reală

Icircn jurul anului 1980 au apărut tiristoarele rapide cu timp de blocare redus Astfel s-au

realizat primele surse de tip invertor cu tiristoare care funcţionează pe o frecvenţă de 15

KHz Datorită cerinţelor complexe ale regimului de sudare şi a vitezelor mari de derulare a

fenomenelor din arcul electric au fost realizate surse cu tranzistoare de putere icircn circuitul de

26

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 28: Sudarea in Argon

sudare care au permis creşterea frecvenţei invertoarelor la valori mult mai mari decacirct cu care

se desfăşoară fenomenele icircn arc

Tehnologia de sudare a tablelor din OL32

Tehnologii de sudare pentru oţel carbon nealiat şi slab aliat

1048766 Tipul icircmbinării de colţ

1048766 Poziţia de sudare vertical ascendentă

1048766 Tipul de transfer prin scurtcircuit

1048766 Gazul de protecţie 75 Ar + 25 CO2

27

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 29: Sudarea in Argon

Capitolul 4

Metode de control a icircmbinărilor sudate

Controale nedistructibile

Controalele nedistrucitve nu duc la deteriorarea imninarii sudate şi nu influenţează asupra

comportării icircn exploatarea acestuia Cele mai utilizate controale nedistructive sunt

- controlul vizual

- controlulu cu raze Roentgen sau gama

- controlul cu ultrasunete

- controlul cu utilizarea unor metode magnetice

- controlul cu lichide penetrante

- expunerea icircmbinării sudate pe bancă de probă sau pe maşini de icircncercări la solicitare

cacirct mai apropiate de cele icircn exploatare la suprasolicitari avacircnd o valoare dinainte stabilită

sau la solicitări variabile după un ciclu determinat verificarea se face prin examninarea

ulterioară fie prin efectuarea unor măsurători tensometrice proba hidraulică

- proba pneumatică

- proba cu petrol

- proba cu amoniac

- proba cu etansietate utilizacircnd metoda spectometrului de masă

Controale distructive

Controalele distructive se execută la o anumită icircmbinare sudată sau asupra unor

porţiuni din această Porţiunile supuse acestor controale nu mai pot fi utilizate ulterior icircn

exploatare Controalele distrucitve se pot executa utilizacircnd plăci de control din acelaşi material

de baze sudate cu acelaşi material de adaos şi realizate cu acelaşi regim ca şi icircmbinările sudate

ale utilajuluipentru care se fac Icircn cazul unor verificări sau expertize se pot preleva din

icircmbinarea sudată a materialului Se urmăreşte verificarea respectării materialelor de bază de

adaos şi auxiliare prescrise depistării eventualelor abateri de la procesul tehnologic stabilit

iniţial care au dus la existenţa unor defecte şi scăderea calităţii icircmbinării

28

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 30: Sudarea in Argon

Analiza metalografică se poate face prin

- microstructura care permite depistarea unor defecte (pori sulfuri fisuri incluziuni etc)

stabilirea configuraţiei icircn sectinue a cordonului de sudura şi ZIT determinarea numărului de

straturi depuse pentru formarea cordonului punerea icircn evidenţă a cristalizării primare a

metalului depus

- microstructura care permite punerea icircn evidenţă a unei microzone ale icircmbinării sudate a

conţinutului aproximativ de carbon a metalului de bază şi a precipitării carburilor la oţeluri

anticorosive

- sacrificacircnd una sau mai multe piese icircn cazul unei producţii de mare serie şi supunacircndu-se

unor solicitări cacirct mai apropiate de cele din exploatare şi a căror mărime este crescută pacircnă la

ruperea construcţiei se urmăreşte verificarea viabilităţii soluţiilor constructive a calităţii

materialelor de bază şi de adaos a regimului tehnologic Metoda poate servi şi la stabilirea

fiabilităţii produsului respectiv

Prezentarea unor metode de depistare a icircmbinărilor sudate

Urmează o prezentare ceva mai detaliată a unor metode de control nedistructiv cu

rolul de a oferi celor care nu se ocupă direct cu controlul imbunarilor sudate date generale

privind modul de efectuare a fiecărui control

Controlul prin găurire

Cusătura se găureşte cu ajutorul unui burghiu cu unghiul de ascuţire de 90 grade

Diametrul burghiului se alege astfel icircncacirct să fie găurita icircntreaga secţiune transversală a

cusăturii şi să fie cuprins metalul de bază pe aproximativ 2mm Se execută icircntacirci o găurire de

circa 3 mm adacircncime şi se examinează cu atenţie Se adacircnceşte gaura cu icircncă 2-3 mm se

examinează din nou şi astfel se continuă pacircnă se ajunge la rădăcina cusăturii Examinarea se

face cu ajutorul unei lupe

Controlul prin găurire se recomandă a se executa icircn special pentru stabilirea cauzelor

de deteriorare parţială a construcţiilor sudate icircn exploatare atunci cacircnd prelevarea eprubetelor

de macrostructure este imposibilă sau nedorită

Controlul cu raza Roentgen şi gama generalităţii

Lumina vizibilă este formată din oscilaţii electromagnetice Razele Roentgen şi razele

gama sunt de asemenea oscilaţii electromagnetice care se deosebesc numai prin lungimea

29

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 31: Sudarea in Argon

undei Razele Roentgen pătrund icircn icircmbinările sudate fiind parţial absorbite şi dispersate

Capacitatea de pătrundere a razelor depind de lungimea de undă Controlul cu radiaţii

penetrante este cea mai răspacircndită metodă de control nedistructivă asiguracircnd un document

asupra mărimii formei poziţiei icircn plan şi frecvenţei defectelor Normele romacircneşti precum şi

norme din alte ţări dau recomandări cu privire la aprecierea calităţii icircmbinărilor sudate

obţinute la controlul Roentgen

Icircmbinarea sudată trebuie examinată cu direcţia razelor perpendiculare pe direcţia să

sau un anumit unghi

Controlul etansitatii utilizacircnd metoda spectometrului de masă

(probă cu helium freon argon)

Generalităţi

Pentru detectarea defectelor se utilizează un gaz trasot a cărui prezenţă icircn urmă foarte

fine poate fi pusă icircn evidenţă prin metoda spectrometului de masă

Controlul cu helium fiind scump se recomandă a fi utilizat pentru piese mici de la

detectarea uneor defecte foarte fine putacircnd localiza defecte la fluxul gazos Un alt gaz

freonul poate asigura icircn funcţie de metoda utilizată detectarea unor masivităţi prin care sunt

pierderi de fluxuri gazoase

Metoda presupune utilizarea unei aparaturi speciale care icircn prezenţa urmelor de gaz

trasot emit semnale ascuţite şi luminoase caracteristică a fiecărui gaz trasot utilizat Pentru a

putea face o legătură icircntre mărimea defectului şi fluxului de gaz scurs prin neetansietati se

prezintă după Duquenes mărimea fluxului de heliu scurs prin neetansietati icircn funcţie de

grosimea piesei (lungimea defectului) şi diametrul acestuia

30

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 32: Sudarea in Argon

Capitolul 5

Securitatea şi sănătatea muncii

Reguli ce trebuie respectate la sudare

- La sudarea manuală cu electrod icircnvelit icircn afară de măsurile generale de protecţie care

se iau la lucrările de sudare trebuie luate o serie de măsuri speciale specifice procedeului

- Protecţia icircmpotriva radiaţiilor arcului se realizează după cum urmează

- - protecţia ochiilor şi a feţei prin folosirea măştii de sudură o atenţie deosebită

se va acorda alegerii sticlei de protecţie a ochilor indiferent de intensitatea curentului cu care

se lucrează la alegerea numărului sticlei de protecţie sudorul va avea icircn vedere că o sticlă

prea icircnchisă obligă urmărirea arcului de la mică distanţă fapt care are repercursiuni asupra

igienei respiratorii

- - protecţia pielii şi a organelor interne se realizează prin folosirea obligatorie a

mănuşilor şi şorturilor din piele

- - pentru protecţia celorlalţi muncitori la locul de muncă al sudorilor va fi

icircnconjurat cu paravane de protecţie De asemenea se vor aplica tăbliţe avertizoare bdquoAtenţie se

sudeazărdquo

Protecţie icircmpotriva electrocutării

Toate sursele de curent ca şi piese care icircn mod accidental pot fi puse icircn contact cu circuitul

de sudare vor fi legate de pămacircnt

- tensiunile nu vor depăşi 80V

- icircncălţămintea şi icircmbrăcămintea sudorului va fi icircn bună stare permiţacircnd contactul

direct dintre piesă şi corpul sudorului

- icircn cazul sudării pe sol umed sau pe corpuri metalice se va folosi covorul de cauciuc

- port-izolatorul va fi aşezat cacircnd nu se sudează icircn poziţie sigură pe corpuri izolatoare

- resturile de electrod vor fi eliminate prin port electrod pentru a evita contactele

accidentale

- port electrozii vor fi complet izolaţi

31

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 33: Sudarea in Argon

- icircn perioadele de repaus (peste 10 min) sursă de curent va fi scoasă de sub tensiune

- icircn cazul sudării icircn interiorul pieselor metalice se recomandă supravegherea

permanentă a sudorului

Protecţia icircmpotriva gazelor şi fumului

Locul de muncă al sudorului va fi asigurat cu o bună ventilaţie Icircn cazul aspiraţiei locale

trebuie asigurat un delict de aspiraţie 70Lsecundă la 150 mm de arc sau 280Ls la 300 mm de

arc Icircn cazul aspiraţiei gazelor cu dispozitive la care nu se poate deplasa gura de aspiraţie se

va asigura delict de 7-11 m pe minut şi post de sudură iar icircn cazul ventilaţiei generale 56 m

pe minut şi post de sudură Defecţiunile tehnice se vor remedia numai de către personalul

calificat

Organizarea locului de muncă

La sudarea cu gaze există pericolul arderilor şi accidentelor datorită existenţei gazelor sub

presiune şi a caracteristicilor oxigenului şi a gazelor combustibile Este necesar ca

responsabilii cu protecţia muncii şi sudură să execute

- icircntocmirea şi afişarea la locul de muncă a instruciunilor de funcţionare deservite

icircntreţinere şi verificare a fiecărui utilaj icircn parte cu precizarea defectuarilor posibile şi a

măsurilor ce trebuie luate de sudor

- să instruiască periodic sudorii convingacircndu-se de buna cunoaştere a normelor de

utilizare verificare şi icircntreţinerea utilajului

- să se verifice sistematic la fiecare post de sudură şi sudor starea tehnică a utilajului şi

modul icircn care sudorul respectă normele tehnice

Sudorul icircnainte de icircnceperea lucrului trebuie să verifice buna stare de funcţionare a

icircntregului utilaj şi icircn special al generatorului de acetilenă lentilele de oxigen şi acetilenă

aparatura acestora incluse icircn supapa hidraulica de siguranţă locul de amplasare a acestora

pentru a fi ferit de icircncălzire

Orice defecţiune constatată la utilajul de sudură va fi comunicată responsabilului cu

sudura La orice părăsire a locului de muncă sudorul este obligat să oprească alimentarea

curentului electric a aparatelor

La sudarea electrică prin rezistentă de contact prin presiune şi prin puncte se vor lua

măsuri de protecţie a sudorului icircmpotriva stropilor de metal topit şi icircmpotriva atingerea

pieselor calde Corpul şi macircinile vor fi protejate icircmpotriva stropilor de metal folosindu-se

32

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 34: Sudarea in Argon

şorţul de piele respectiv mănuşi Peste icircncălţăminte se vor icircmbrăca jambiere de protecţie

Dacă icircn timpul lucrului arzatirul se icircncălzeşte excesiv acesta se va răci de cacircte ori

este necesar icircntr-un vas cu apă curată aflat permanent la locul de muncă al sudorului

Se interzice sudarea electrică atunci cacircnd conductoarele electrice au izolaţii

deteriorate iar cleştele port electrod este defect sau are izolaţie termoelectrică

necorespunzătoare deoarece aceste defecte pot provoca electrocutări

PSI

Prevenirea şi stingerea incendiilor

La intrarea icircn atelierele de sudare se vor afişa vizibil bdquoFumatul Interzisrdquo bdquoNu priviţi

flacărardquo bdquoPericol de orbirerdquo bdquoAtenţie se sudeazărdquo etc

Prin nerespectarea normelor de tehnica securităţii muncii se pot produce următoarele

accidente

- electrocutări

- icircmbolnăvirea ochilor şi arsuri de piele

- incendii cauzate de scacircnteile icircmprăştiate de arcul electric

Pentru prevenirea unor accidente se vor respecta următoarele reguli

- nu se va icircncepe lucrul la o maşină pacircnă cacircnd cel ce trebuie să o deservească nu o

cunoaşte perfect

- se va verifica instalaţia de ungere şi de răcire

- se va verifica instalaţia maşinilor unelte

- se va controla buna funcţionare a pieselor de prelucrat a sculelor şi a dispozitivelor pe

maşina unelta

- icircn timpul lucrului să se folosească dispozitive de protecţie icircmpotriva aşchiilor ecrane

ochelari

- nu se admite fracircnarea organelor icircn mişcarea cu macircna

- controlul stării sculei şi a prelucrării piesei nu se admite a fi făcut icircn timpul

funcţionării maşinii

- hainele de protecţie (halat sau salopetă) să fie icircncheiate la toţi nasturii manşetele

stracircnse iar capul acoperit

- locul de muncă trebuie ţinut icircn ordine şi curăţenie

- se va acorda o atenţie deosebită fixării corecte a pieselor şi echilibrării acestora

33

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 35: Sudarea in Argon

- cuţitele trebuie să pătrundă icircn materialul lin pentru evitarea smulgerii piesei la şoc

- ajustarea cu pilă de maşină de unelta a unor muchii se va face ţinacircndu-se macircnerul icircn

macircnă dreaptă iar capătul pilei icircn macircnă stacircngă

- aşchiile se icircndepărtează numai cacircnd maşina unelta este oprită

- la constatarea oricărei defecţiuni se va opri maşina unelta şi se va anunţa maestrul şi

mecanicul de icircntreţinere

Instructajul de protecţie a muncii este obligatoriu şi se efectuează de către cei care conduc şi

controlează procesele de muncă Instructajul cuprinde trei faze

a) Instructajul introductiv general se face icircn prima zi de activitate practică şi are drept

scop prezentarea principalelor măsuri de protecţie a muncii specifice unităţii La terminarea

instructajului se va face verificarea iar rezultatul se consemnează icircn fişa individuală pentru

protecţia muncii

b) Instructajul la locul de muncă are scopul de a prezenta măsurile de protecţie a muncii

specificepostului de lucru respectiv şi se face elevilor şi tuturor angajaţilor noi arătacircndu-se

cauzele principale care pot duce la accidentele de muncă şi măsurile de prevenire a acestora

c) Instructajul periodic se face la locul de muncă pentru a reaminti normele de protecţie a

muncii

34

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35

Page 36: Sudarea in Argon

Bibliografie

CC Teodorescu D Mocanu M Buga- Icircmbinări sudate- ET 1972 Bucureşti

Vasile Ilie C Gheorghe- Tăierea şi prelucrarea cu flacără a materialelor metalice- ET 1978

Bucureşti

M Brezeanu- Icircndrumătorul sudorului- ET 1975 Bucureşti

SI Ozanov- Controlul icircmbinărilor sudate- ET 1982 Bucureşti

C Teodorescu- Icircmbinări sudate- ET 1992 Bucureşti

C Miklos- Sudarea metalelor- ET 1985 Bucureşti

V Drobota- Rezistenţa materialelor şi organe de maşini- Editura Didactică şi Pedagogică

1979 Bucureşti

M Smilovici- Icircndrumător pentru icircmbinările sudate

35