Sudarea în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil (MIG/MAG)

1. Scurtă descriere

Sudarea în mediu de gaz protector se împarte în două mari categorii, sudarea în mediu de gaz inert şi sudarea în

mediu de gaz activ, care pot fi la rândul lor procedee semiautomate sau automate, iar prin intermediul unui

pistolet sunt aduse la locul de sudare gazul de protecţie şi electrodul fuzibil sub formă de sârmă. O sursă de

curent continuu, cu tensiune constantă este uzual utilizată la procedeul de sudare MIG/MAG, insă poate fi folosit

şi curentul alternativ. La acest procedeu sunt patru metode principale de transfer a metalului, transferul globular,

prin scurt circuit, spray-arc şi short-arc, fiecare dintre aceste moduri de transfer conferind anumite proprietăţi

particulare şi avantaje.

2. Echipament

Echipamentul necesar pentru procedeul MIG/MAG este alcătuit dintr-un pistolet, o unitate de alimentare cu

sârmă, o sursa de putere, gaz de protecţie şi sârmă.

2.1 Pistoletul şi unitatea de alimentare cu sârmă

Pistoletul MIG/MAG are în general în componenţa sa: un buton de comandă, duză de contact, cablu electric,

duză de gaz, tub de ghidare al sârmei şi liner, şi manta de protecţie. Când este acţionat butonul de comandă

iniţiază alimentarea cu sârmă, curentul electric şi gazul de protecţie, astfel fiind amorsat şi arcul electric. Duza de

gaz este în general din cupru însa mai poate conţine şi alte elemente chimice pentru prelungirea duratei de viaţă,

şi este conectată la sursa de putere prin cablul electric şi transmite energia electrică la sârmă în timp ce o

ghidează spre locul îmbinării. Aceasta trebuie precis dimensionată deoarece prin aceasta circulă sârma electrod

în timp ce este necesar să se menţină un contact electric ferm. Duza de gaz este folosită pentru distribuirea

gazului de protecţie în zona îmbinării pentru a proteja baia de metal, duzele mari de gaz sunt folosite pentru un

debit mai mare de gaz adus în zona îmbinării folosite la sudarea cu intensităţi mari de curent unde baia de metal

topit are o dimensiune mai mare.

Unitatea de alimentare cu sârmă asigură aducerea electrodului sârmă în zona îmbinării conducând-o prin tubul de

ghidare şi duza de contact. Majoritatea unităţilor de alimentare asigura o viteza constantă de alimentare cu

sârmă, însa sunt si mecanisme care pot varia viteza de avans a sârmei în concordanţă cu lungimea arcului şi

tensiunea.

2.2 Sursa de putere

Majoritatea aplicaţiilor MIG/MAG utilizează o sursa de putere cu tensiune constantă. Ca rezultat orice variaţie a

lungimii arcului implică o variaţie mare a căldurii introduse şi a curentului. O scurtare a arcului implică o

cantitate mai mare de căldură introdusă ceea ce determină o rată mai mare de topire a sârmei electrod şi în

consecinţă se restabileşte lungimea iniţială a arcului electric. Acest lucru ajută sudorul să menţină o lungime

constantă a arcului electric. Pentru atingerea unui efect similar uneori este folosită o sursă de curent continuu în

combinaţie cu o unitate de avans a sârmei cu control al tensiunii arcului. In acest caz o schimbare a lungimii

arcului determină unitatea de alimentare sa menţină relativ o lungime constanta a arcului electric prin ajustarea

vitezei de avans a sârmei. Folosirea curentului alternativ la acest procedeu de sudare este foarte rar întâlnită.

2.3 Sârma

Sârma electrod este aleasă în funcţie de compoziţia materialului de bază, însă depinde şi de variaţiile procesului

folosite, forma rostului şi starea suprafeţei materialului de bază. Alegerea tipului de sârma determină în mare

parte proprietăţile mecanice ale cordonului de sudură şi este un factor important în privinţa calităţii îmbinării

sudate. În general proprietăţile îmbinării sudate sunt asemănătoare cu cele ale materialului de bază, îmbinarea

trebuie să fie fără defecte sau discontinuităţi şi fără elemente nedorite sau pori în cordonul de sudură. Pentru

asigurarea acestor lucruri există o gamă variată de sârme electrod. Toate sârmele conţin în compoziţia lor

elemente dezoxidante cum ar fi titanul, aluminiul, manganul şi siliciul. Gama de grosimi a sârmei electrod este

cuprinsă între 0,7 şi 2,4mm însă se poate ajunge până la grosimi de 4mm.

2.4 Gazul de protecţie

Gazul de protecţie este folosit pentru protejarea băii de metal topit împotriva acţiunii gazelor din atmosferă, cum

ar fi oxigenul şi azotul.

Alegerea gazului de protecţie depinde de mai mulţi factori, cum ar fi: tipul materialului de bază şi utilizarea

variaţiilor de proces. Gazul pur, inert, cum ar fi argonul sau heliul este utilizat la sudarea materialelor neferoase,

la sudarea oţelurilor aceste gaze nu ar asigura o pătrundere suficientă (cazul argonului) sau cauzează

instabilitatea arcului electric şi favorizează formarea stropilor (cazul heliului). Dioxidul de carbon pur asigură

însă o bună pătrundere însă cauzează formarea oxizilor care slăbesc proprietăţile mecanice ale cordonului de

sudură. Ca urmare, argonul si heliul se folosesc adesea în combinaţie cu proporţii de 75%25% până la 90%10%.

Adesea argonul se mai foloseşte în amestec şi cu alte gaze cum ar fi oxigenul, heliul, hidrogenul sau azotul.

Amestecul cu până la 5% oxigen ajută la sudarea oţelurilor inoxidabile şi a diferitelor materiale de grosimi mici,

totuşi, în marea majoritate a aplicaţiilor este preferată folosirea dioxidul de carbon. O concentraţie a heliului de

50-70% creşte tensiunea curentului şi totodată temperatura arcului electric, cantităţile mai mari de heliu cresc

calitatea îmbinării sudate şi a vitezei de sudare la folosirea curentului alternativ pentru sudarea aluminiului.

Folosirea hidrogenului însă în cantităţi mici (până la 5%) este benefică pentru sudarea nichelului şi a pieselor

subţiri din oţel; concentraţii ale hidrogenului de până la 25% sunt necesare pentru sudarea materialelor cu

conductivitate mare cum ar fi cuprul. Hidrogenul nu trebuie utilizat la sudarea oţelurilor, a aluminiului sau a

magneziului deoarece există riscul formării porilor în cusătura sudată din cauza incluziunilor de hidrogen.

Amestecurile dintre trei sau mai multe gaze este de asemenea folosit pentru îmbunătăţirea calităţii îmbinării

sudate. Debitul de gaz dorit se calculează în funcţie de geometria rostului, viteza de sudare, curentul de sudare,

tipul gazului şi modul de transfer al metalului.

3. Operare

În majoritatea aplicaţiilor sale, sudarea MIG/MAG este relativ uşor de învăţat şi aplicat nu necesitând mai mult

de două-trei săptămâni pentru ca sudorul să deprindă bazele procedeului de sudare.

3.1 Modul de operare

Tehnica de bază a sudării MIG/MAG este relativ simpla mai ales că sârma electrod este adusă automat în zona

îmbinării prin intermediul pistoletului. Faţă de alte procedee de sudare, în acest caz, sudorul mânuieşte pistoletul

doar cu o singura mână nefiind nevoit să schimbe electrodul la anumite perioade de timp sau să aducă în arcul

electric material de adaos, cum se întâmplă la alte procedee. Acest procedeu necesită doar ca sudorul să

mânuiască pistoletul în lungul rostului pentru a forma cusătura sudată. Păstrarea constantă a lungimii arcului este

importantă deoarece o creştere a acestei lungimi determină o supraîncălzire a sârmei şi o creştere inutilă a

debitului de gaz. Orientarea pistoletului este de asemenea importantă şi anume înclinarea lui la 45° la sudarea

circulară şi la 90° la sudarea orizontală; însă unghiul optim se poate stabili şi în funcţie de gazul de protecţie

folosit.

3.2 Calitatea

Cele mai des întâlnite defecte la sudarea MIG/MAG sunt apariţia porilor şi a arsuri marginale. Dacă nu sunt

controlate aceste defecte pot conduce la fisuri sau la formarea unor cusături slabe. Arsurile apar adesea la

sudarea aluminiului; piesele de sudat şi sârma nu trebuie să conţină oxizi. Acest defect mai poate apărea şi dacă

baia de metal topit este contaminată cu oxigen din atmosfera înconjurătoare, de aceea alegerea gazului de

protecţie şi a debitului acestuia este un parametru important.

Apariţia porilor se datorează gazelor care pătrund în baia de metal; metalul solidificându-se înainte ca acestea să

iasă din îmbinarea sudată. Aceste gaze care pot pătrunde în baia de metal lichid pot fi din cauza unor impurităţi

din gazului de protecţie sau de pe suprafaţa pieselor de sudat. În general cantitatea de gaze rămase în cusătura

sudată după solidificare este direct proporţională cu viteza de răcire a cusăturii sudate. Datorită conductivităţii

termice, aluminiul, este susceptibil la viteze mari de răcire, deci la apariţia porilor; preîncălzirea pieselor ajută la

scăderea vitezei de răcire a pieselor şi a materialului de bază.

3.3 Siguranţa în operare

Procedeul MIG/MAG poate fi periculos dacă nu se iau masurile de protecţie necesare. Din moment ce sudarea

implica folosirea unui arc electric descoperit sudorul trebuie sa poarte salopetă şi mănuşi de protecţie pentru a se

feri de căldura degajată de arcul electric şi de eventualii stropi. În plus, arcul electric degajă o cantitate mare de

luminozitate şi de ultraviolete care pot cauza rănirea iremediabilă a ochiului uman sau pot cauza arsuri ale pielii,

de aceea este important ca sudorul sa poarte şi mască de protecţie.

Sudorii sunt adesea expuşi unor gaze periculoase şi particule de materie; sudarea MIG/MAG degajă o cantitate

de fum care poate conţine diferite tipuri de particule de oxizi, de aceea este importantă folosirea unui sistem

absorbţie şi ventilaţie a aerului în zona de lucru.

Sursa: http://en.wikipedia.org/wiki/Mig_welding