sudarea metalelor si aliajelor

SUDAREAMETALELORSIALIAJELORTANAVIOSOFT2011 C

SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR

2011Autor : profesor Tnase Viorel

SUDAREAMETALELORSIALIAJELORTANAVIOSOFT2011 C1

Capitolul 1

PROCEDEE DE SUDARE1.1.CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDAREDupa modul de topire al marginilor: 1. Sudarea prin topire. 2. Sudarea prin presiune. La sudarea prin topire, marginile pieselor de mbinat snt aduse n stare topit, iar dup solidificare se formeaz sudura. La sudarea prin presiune, marginile de mbinat, nclzite local sau nu, snt presate una contra celeilalte pn la obinerea mbinrii necesare. Dupa tipul incalzirii marginilor imbinarii: sudarea chimic, la care marginile snt nclzite i topite local prin cldura dezvoltat de o reacie chimic exotermic sau prin turnarea unui metal. Din aceast grup fac parte procedeele de topire cu flacra de gaze sau cu termit; sudarea electric, la care marginile snt topite prin efectul caloric al arcului electric, fr exercitarea vreunei solicitri mecanice. Din aceast grup fac parte procedeele de sudare cu arc electric descoperit sau acoperit; sudarea electrochimic, la care marginile de mbinat sn.t topite cu arc electrio n mediu de gaz protector inert sau reductor sau n mediu de gaze reductoare ; sudarea termomecanic, la care marginile de mbinat snt nclzite cu ajutorul unei reacii chimice, iar mbinarea se realizeaz n urma unei solicitri mecanice (presare, laminare, lovire). In aceast grup intr procedeele cu flacra de gaze i cu termit, realizate prin presiune, precum i procedeul de sudare prin forjare; sudarea electromecanic, la care nclzirea marginilor se realizeaz electric, iar mbinarea se obine printr-o solicitare mecanic. Din aceast grup fac parte procedeele de sudare; prin rezisten electric i presiune: cap la cap, n puncte, n linie etc.

1 Autor : profesor Tnase Viorel


sudarea mecanic prin presiune la rece sau prin frecare, la care mbinarea se obine prin aciunea unei fore de presare, frecare sau oc. Dupa sursa de energie: Tabelul 1.1.1Felulenergiciutilizate Energietermochimic Procedeedesudare Sudareacuflacradegaze Sudareacutermit Energieelectrotermic Sudareaprinpresiune SudareaelectricInbaiedezgur Sudareanvidcufasciculdeelectroni Sudareaprininductie Sudareadielectrica Energiemecanica Sudarealarece Sudareaprinpercuie Sudareaprinexplozie Sudareaprinfrecare Sudareaprinultrasunete Energieradianta Sudareaprinradiaii(MaserLaser) Sudareaprinlipire Sudareaprinforjare Sudareainaercald(pentrumaterialeplastice) Sudareacuelementenclzite

Energietermicanespecificata

Conform STAS 832577, procedeele de sudare sunt urmatoarele:



Sudarea cu arc electric. In aceast grup intr toate procedeele de sudare cu arc electric vizibil sau acoperit (sub strat de flux), cu electrod fuzibil sau nefuzibil, cu electrod de crbune, cu plasm . Sudarea cu arc electric. n aceast grup intr toate procedeele de sudare prin rezisten electric: cap la cap, n puncte, n relief. Procedeele cap la cap pot fi prin topire intermediar sau n stare solid. Tot n aceast grup intr i sudarea prin presiune cu cureni de nalt frecven. Sudarea cu gaze. Aceast grup cuprinde procedeele de sudare cu flacra de gaze cu oxigen: sudarea oxiacetilenic, oximetanic, oxihidric. Tot din aceast grup fac parte i procedeele de sudare cu flacra de gaze i aer: aeroacetilenic, aeropropanic. Sudarea n stare solid. Aceast grup cuprinde procedeele de sudare la care marginile nu snt aduse n stare de topire: cu ultrasunete prin frecare, prin forjare, cu energie mecanic mare (sudarea prin explozie), sudarea prin difuzie, sudarea cu gaz prin presiune, sudarea la rece sau prin presiune la rece. Alte procedee de sudare. Din aceast grup fac parte procedeele de sudare: cu termit prin presiune sau prin topire electric n baie de zgur, sudarea electrogaz. prin inducie, cu radiaii luminoase, cu fascicul de electroni. Lipirea. Aceast grup cuprinde procedeele de lipire tare i moale, precum i de sudare prin lipire. Sudarea cu flacra de gaze i sudarea cu arc electric n numeroasele ei variante de mare aplicabilitate, care fac parte din grupa procedeelor de sudare prin topire, precum i sudarea electric prin rezisten din grupa procedeelor de sudare prin presiune, snt cele mai folosite procedee n industrie. La fabricarea armelor, a ornamentaiilor metalice i la confecionarea unor obiecte metalice de uz casnic se foloseau diferite mbinri. Procedeele de mbinare folosite erau lipirea i forjarea.



Descoperirea procedeelor moderne de sudare a nceput n a doua jumtate a secolului trecut, odat cu dezvoltarea industriei metalurgice i a inveniilor n domeniul electricitii. Descoperirea nclzirii metalelor prin rezistena electric, cu arc electric i a carburii de calciu, necesar obinerii acetilenei pentru sudarea cu flacra de gaze, au creat sursele de energie cele mai corespunztoare sudrii.

1.2.SUDAREA CU FLACARA DE GAZESudarea cu flacra de gaze este procedeul la care sursa termic o constituie flacra care rezult prin arderea unui gaz combustibil n amestec cu oxigen la ieirea din arzator.

Fig.1.2.1.Sudarea cu flacara de gaze

Suflaiul de sudare a fost inventat n 1896 de B. Drger n Germania, iar in 1001 Foucher i Picard n Frana execut suflaiul de nalt presiune cu amestec interior de gaze. O mare contribuie la dezvoltarea procedeului o au i cercetrile fcute de Karl von Linde, A. Messer i E. Weiss din Germania, privind fabricarea4 Autor : profesor Tnase Viorel


oxigenului, folosirea acetilenei dizolvate, construcia diferitelor tipuri de generatoare de acetilen i de suflaiuri. n funcie de gazul folosit, flacra poate fi oxiacetilenic dac gazul combustibil este acetilena, oximetanic dac gazul combustibil folosit este metanul (gazele naturale) i oxihidric dac gazul combustibil este hidrogenul. n general, sudarea cu flacra de gaze se recomand la mbinarea tablelor i a profilelor cu grosimea sub 4 mm din metale i aliaje.

Fig.1.2.2.Sudarea electrogaz Pentru sudarea grosimilor mai mari, procedeul se aplic pe scar redus. Flacra de gaze este, de asemenea, mult folosit la procedeele conexe sudrii pentru executarea diferitelor prelucrri la cald, cum snt: tierea, scobirea, lipirea, flamarea, ndoirea.



1.3.SUDAREA CU ARC ELECTRICSudarea cu arc electric formeaz grupa de procedee la care topirea marginilor pieselor de mbinat este realizat cu un electrod-vergea fuzibil sau cu o srmelectrod n mediu de gaz protector; sudarea cu arc acoperit de un strat de flux, precum i cu arc descoperit cu electrod nefuzibil de crbune n aer sau cu electrod nefuzibil de wolfram n mediu de gaz protector. Procedee cu arc electric descoperit: Arcul electric se formeaz ntre un electrod metalic nvelit, nenvelit, sau cu miez i piesa de sudat; sudura se formeaz din metalul topit din electrod i metalul de sudat . Sudarea poate fi executat cu in curent continuu sau alternativ, n funcie de felul electrodului folosit.

Fig.1.3.1.Sudarea cu arc electric cu electrod invelit Arcul electric se formeaz ntre un electrod de crbune i metalul de sudat, iar sudura se formeaz dintr-o srm topit n arc sau din metalul de baz topit. La acest procedeu se sudeaz cu curent continuu, polaritate direct.6 Autor : profesor Tnase Viorel


Arcul electric se formeaz ntre doi electrozi de crbune, independent de piesa de sudat meninut deasupra liniei de mbinare. Arcul electric se formeaz ntre un electrod nefuzibil de wolfram i piesa de sudat, peste care se sufl un gaz protector inert . Sudura este format din metalul topit al unei srme introduse in arc sau numai din metalul de baz topit. Acest procedeu este numit procedeul WIG (wolfram-inert- gaz) sau Argonarc, deoarece gazul folosit este argonul.

Fig.1.3.2.Sudarea in mediu protector de gaze Procedeul n mediu de gaz protector la care arcul electric se formeaz ntre o srm electrod fuzibil i piesa de sudat, peste care se sufl un gaz protector inert: procedeul MIG (metal-inert-gaz) procedeul MAG (metal-activ-gaz), n funcie de gazul folosit pentru metalul respectiv de sudat.



Fig.1.3.3.Sudarea in mediu protector de gaz Procedeul arc-atom, la care arcul electric se formeaz ntre doi electrozi de wolfram, independent de piesa de sudat, peste care se sufl hidrogen. n timpul meninerii arcului, hidrogenul suflat se disociaz n hidrogen atomic. Metalul de adaos l formeaz o srm care este introdus n arcul electric format. Procedeul de sudare electric sub flux, la care arcul electric este acoperit de un strat de flux, presrat pe linia de sudare naintea arcului format ntre o srm fuzibil, derulat dintr-o bobin de srm i piesa de sudat . La acest procedeu, arcul electric nu este vizibil; procedeul este folosit pe scar larg la sudarea semiautomat i automat a oelurilor carbon i slab aliate.



Fig.1.3.4.Sudarea automata sub strat de flux Procedeul de sudare n baie de zgur. La acest procedeu, topirea srmei de adaos se produce prin cldura dezvoltat de rezistena electric a bii topite de zgur la trecerea curentului electric . Piesele de sudat se aaz n poziie vertical; procesul se desfoar automat ntre piesele de sudat.

Fig.1.3.5.Sudarea in baie de zgura9 Autor : profesor Tnase Viorel


1.4.SUDAREA PRIN PRESIUNEProcedeele de sudare sunt urmatoarele: Sudarea cap la cap pentru mbinarea seciunilor pline: bare, profile etc., la care piesele de sudat prinse ntre dou flci de strngere snt aduse n contact pe suprafeele de sudat i apoi sudate dup nclzirea capetelor prin rezisten electric . Sudarea se execut fie n stare solid fr topirea marginilor, n care caz rezult o sudare ngroat, fie prin topire intermediar, n care caz nainte de presarea final, capetele snt topite superficial cu cureni de mare intensitate pe suprafeele de sudat; n acest caz, dup sudare rezult o bavur subire.

Fig.1.4.1.Sudarea cap la cap Sudarea prin puncte, folosit la mbinarea tablelor sau a pieselor subiri suprapuse, strnse ntre doi electrozi de sudare, dup care se anclaneaz curentul electric, astfel nct se obine un punct sudat ntre tablele prinse ntre cei doi electrozi.



Fig.1.4.1.Sudarea prin presiune in puncte Sudarea in linie, procedeu prin care se obine o sudur continu la aezarea pieselor de sudat ntre dou role-electrozi, prin care trece curentul electric; prin presare i rotire, rolele antreneaz piesele de sudat, realiznd ntre ele o sudur n linie continu.

Fig.1.4.2.Sudarea prin presiune in linie11 Autor : profesor Tnase Viorel


Fig.1.4.3.Sudarea prin presiune cu flacara Dup ce au fost stabilite procedeul i metoda de sudare pentru execuia ansamblului sau a construciei respective i dup ce a fost efectuat asamblarea pieselor de sudat, se trece la execuia operaiei de sudare.Operaia se efectueaz cu un regim de sudare precis, stabilit n functie de metoda aleas, de poziia rostului de sudat, de grosimea pieselor sudat, dup ce au fost efectuate toate pregtirile necesare sudrii i a fost ales metalul de adaos corespunztor. Operaia de sudare prezint o serie de particulariti fizico-chimice i tehnologice, cum snt: gradiente nalte de temperaturi, datorit faptului c snt folosite temperaturi nalte de nclzire. Ca urmare a acestui fapt, metalul topit sau nclzit va fi nconjurat de mase metalice reci, astfel nct gradientul de temperatur de la baie scade; metalul rece va fi foarte mare, ceea ce atrage dup sine apariia de tensiuni interne mari, de deformaii i eventual formarea de fisuri; reacii chimice produse n afara strii de echilibru, deoarece vitezele mari de nclzire i rcire nu permit ca reaciile din baia de sudura s se produc n timp suficient desfurrii unei reacii normale. Fata de aceast situaie este necesar ca materialele folosite i locurile sudat s fie ntr-o perfect curenie; de asemenea, s fie folosite materiale care, pentru calitatea sudurii, nu necesit reacii n timp prea lung; schimbarea compoziiei chimice i a structurii metalului care are loc datorit faptului c procesul de sudare se produce n condiii specifice, ca: temperatur nalt, mediu ionizant, prezena cmpurilor magnetice i electrice, vitez mare de topire etc.12 Autor : profesor Tnase Viorel


Metalul depus ; o structur de turnare, fa de structura n general laminat a metalului de baz. Se produc arderi intense, urmate de puternice nitrurri oxidri, iar viteza mare de rcire provoac structuri de topire tip sudurilor, ceea ce conduce la micorarea caracteristicilor mecanice, fizice ale metalului sudurii, dac nu se iau msuri speciale de protectie; schimbarea structurii metalului de baz. Lng baia de sudura metalul de baz ajunge la temperatura de topire, iar zonele nvecinate acestuia snt nclzite; datorit rcirii rapide se produc structuri caracteristice zonei influenate termic. Prin aplicarea oricrui procedeu de sudare, sudura realizat are compoziia chimic i structura diferite de cele ale metalului de baz, zonele influenate termic au structuri diferite de cele ale metalului baz. Realizarea unei omogenizri este posibil ntr-o msur oarecare numai prin aplicarea tratamentelor termice.

1.5.LIPIREALipirea, la fel ca i sudarea este un procedeu de mbinare nedemontabil a materialelor metalice sau nemetalice, executat ns la temperaturi inferioare temperaturii de topire a metalului de baz. La metale, lipirea se realizeaz prin difuzia aliajului de lipire n metalul pieselor de mbinat, dup ce aliajul a fost adus n stare de topire (spre deosebire de sudare, la care mbinarea se produce prin legtur interatomic). Lipirea metalelor este numit moale, dac temperatura aliajului de topire nu depete 500C, i tare (brazare), dac temperatura aliajului depete aceast valoare. Una dintre importantele caracteristici ale lipirii este aceea c formeaz o legtur eterogen, iar rezistena lipiturii se obine prin difuziunea metalului de adaos n metalul de baz. In ultimul timp, o mare dezvoltare a luat-o lipirea cu adezivi sintetici, la care mbinarea se realizeaz la rece prin adeziune i coeziune. In tehnica mbinrii tablelor subiri se folosesc n prezent mbinri mixte (sudate-lipite), la care sudarea prin puncte asigur rezistena mbinrii, iar lipitura etaneitatea necesar.

1.6.TAIEREA TERMICATierea cu flacra de gaze, cu arcul electric, cu jetul de plasm etc., dei este o operaie de separare sau de desprindere, adic contrar mbinrii, formeaz un13 Autor : profesor Tnase Viorel


procedeu conex sudrii, deoarece folosete sursele de energie termic de la sudare. Tierea oelurilor moi cu flacr de gaze i jet de oxigen este o tiere prin ardere i se bazeaz pe faptul c, temperatura de ardere n oxigen a acestor oeluri este inferioar temperaturii de topire. n acest scop, locul de nceput de tiere se aduce la temperatura de aprindere, respectiv de ardere, dup care se proiecteaz un jet de oxigen de tiere care produce o ardere rapid a metalului pe ntreaga grosime, rezultnd o tietur de calitate. Arcul electric este, de asemenea, folosit la tiere, care poate fi realizat fie prin topire, fie prin ardere; n ultimul caz, la locul de incandescen se insufl un jet de oxigen. Folosirea noilor surse de temperaturi foarte nalte i cu densiti mari de energie (jet de plasm, laser etc.) face posibil i tierea metalelor sau a aliajelor greu fuzibile.

Fig.1.6.1.Taierea cu flacara de gaze

Fig.1.6.2.Sudarea cu jet de plasma14 Autor : profesor Tnase Viorel


Scobirea i rabotarea snt prelucrri care se execut pe suprafee plane sau cilindrice. Pentru aceste prelucrri, jetul de oxigen se proiecteaz foarte nclinat fa de suprafaa de prelucrat, obinndu-se o adncime de scobire mai redus. Gurirea cu flacr de gaze i oxigen poate fi, de asemenea, realizat in plinul tablei, printr-o anumit manevrare a suflaiului de tiere. Flamarea este operaia de curire cu ajutorul flcrii de gaze i oxigen a suprafeelor blocurilor turnate sau a semifabricatelor prelaminate de zgur, incluziuni, oxizi etc. Aceast operaie este folosit n industria siderurgic i permite obinerea unor suprafee curate a pieselor turnate sau prelaminate. Acoperirea const n depunerea de straturi foarte aderente, subiri sau foarte subiri de metale, oxizi, carburi, nitruri, bronzuri etc., pe suprafeele active ale pieselor, n vederea realizrii de suprafee rezistente la medii corosive, la temperaturi nalte etc., n scopul prelungirii duratei de exploatare a pieselor respective. Pentru acoperiri se folosesc aceleai surse de energie ca i la sudare; flacra de gaz, arcul electric, jetul de plasm etc. Aderena acoperirii pe materialul de baz se obine prin difuzie i. adeziune. n cazul acoperirii cu metale, operaia se numete metalizare, efectundu-se prin topirea i pulverizarea unui metal topit asupra suprafeelor ce urmeaz a fi protejate.



Capitolul 2

SUDABILITATEA METALELOR SI ALIAJELORSudabilitatea este o caracteristic complex a unui metal sau aliaj care determin, n condiii de sudare date, aptitudinea lor tehnic de realizare a anumitor mbinri. Ea nu este caracteristic proprie a materialului respectiv, aa cum snt maleabilitatea, forjabilitatea etc., ci depinde de proprietile materialului, de condiiile tehnologice de sudare de soluiile constructive, precum i de ali factori. In STAS 7194-70 (Sudabilitatea oelurilor) este indicat modul cum trebuie apreciat sudabilitatea oelurilor, iar in STAS 7718-74 snt sta bilite elementele i condiiile necesare pentru aprecierea sudabiliti oelurilor prin ncercri de ndoire a epruvetelor plate prevzute cu un canal longitudinal, n care s-a depus un strat de sudur. Pentru o buna sudabilitate, materialul supus operaiei de sudare trebuie s aib caracteristici de aptitudine de sudare i de siguran la sudare. Aptitudinea de sudare a unui material este condiionat de numeroi factori, care determin de fapt proprietile materialului: compoziia chimic, modul de elaborare i de turnare, prelucrri termice ulterioare etc. Sigurana la sudare cuprinde n noiunea ei, n afar de proprietile materialului enumerate, i condiiile tehnologice de sudare, soluiile constructive i concepia mbinrilor sudate. Oelurile moi se elaboreaz numai dup ce au fost efectuate cercetrile de sudabilitate. Numeroii factori care influeneaz sudabilitatea unui oel pot fi de natur diferit: metalurgic, constructiv, tehnologic. Factorii de natur metalurgic sunt: compoziia chimic, procedeul de elaborare, coninutul de gaze i de elemente stabilizatoare, tratamentele termice aplicate nainte de sudare etc.1 Autor : profesor Tnase Viorel


Factorii de natur constructiv, se pot meniona: grosimea metalului de sudat i amplasarea custurii, deoarece aceti doi factori influeneaz n mare msur producerea tensiunilor interne. Factorii de natur tehnologic snt cei mai numeroi i n acest sens se pot meniona: modul de asamblare i succesiunea de prindere, procedeul i regimurile de sudare aplicate la executarea construciei sudate, succesiunea de sudare a rndurilor i a custurilor, modul de combatere a tensiunilor interne. Modul cum este exploatat construcia respectiv are, de asemenea, o mare influen asupra durabilitii construciei sudate, astfel nct la ncercrile de sudabilitate trebuie s se in seama i de aceti factori, care n multe cazuri au o influen determinant. Dei carbonul este un element important pentru oeluri, tendina actual n construciile sudate este de folosire a oelurilor cu coninut de carbon ct mai redus, ns complex aliate cu elemente care conduc la obinerea unor caracteristici superioare de rezisten i tenacitate. Aceste oeluri complex aliate, n afar de elementele obinuite de aliere ca mangan, siliciu, nichel i crom, conin i elementele: aluminiu, zirconiu, titan, cobalt, vanadiu etc., care conduc la obinerea oelurilor cu caracteristici superioare i cu o bun sudabilitate. Tabelul 2.1.Caracteristicaoelu lui Rezistenalatraciune Duritate Limitadecurgere Alungirea Rezilien C Si Mn Cr Ni MO Al

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

+ + + + +

+ + +

+ +

Prelucrabilitatealarece Forjabilitatea

+


SUDAREAMETALELORSIALIAJELORTANAVIOSOFT2011 C2 Rezistenalacald Rezistenalacoroziune + 3 Sudabilitate bun 0,25 0,20 0,17 Coninutuldecarbonaloelurilor1%) Sudabilitatecondiio nat Sudabilitatelimi tat 0,35...0,45 0,30...0,40 0,25...0,35 Sudabilitatenecorespun ztoare >0,45 >0,40 >0,35

0,25...0,35 0,20...U,3U 0,17...0,20

Oelurile de rezisten mare sau nalt cu valori mari ale rezistenei de rupere i ale limitei de curgere i totodat cu bune valori de tenacitate permit realizarea de construcii sudate mai uoare. Micorarea masei construciei, care se obine prin micorarea grosimii peretelui, prezint un avantaj din punctul de vedere al sudabilitii. Noile oeluri cu rezistena nalt, datorit unei alieri mai complexe,6 Autor : profesor Tnase Viorel


permit micorarea cu mult a coninutului de carbon; de asemenea, prin folosirea de elemente care finiseaz granulaia (Al, Ti etc.) sau de elemente stabilizatoare (Ni, Ti etc.) care formeaz carburi stabile, se oonfer oelului respectiv o bun sudabilitate, nlturndu-se n special pericolul de formare a fisurilor, care sint cele mai grave defecte. Oelurile nalt aliate cu coninuturi de elemente de aliere care uneori ajung pn la 45%, n majoritatea lor, se fabric n prezent sudabile. Din aceast grup fac parte oelurile refractare, oelurile antiacide, oelurile pentru instalaii criogenice etc. Pentru mbuntirea sudabilitii lor, ele conin elemente stabilizatoare, iar n multe cazuri coninutul de carbon nu depete valoarea de 0,05%. Acestor oeluri nu li se aplic relaia carbonului echivalent, sudabilitatea lor fiind apreciat prin ncercrile prealabile care se execut n condiiile la care vor fi supuse mbinrile sudate n exploatare.

2.1.SUDABILITATEA ALTOR METALE I ALIAJEn tehnica construciilor de maini, precum i la alte construcii, n afar de oeluri se folosesc numeroase alte metale i aliaje, iar pentru calitatea mbinrilor sudate este necesar s fie apreciat sudabilitatea acestora. Fonta este un material nesudabil, deoarece coninutul nalt de carbon provoac uor fisurarea sau ruperea, dac sudarea nu se execut la cald; dup o nclzire la temperatur pn la rou-nchis (650700C), rcirea piesei sudate trebuie s fie efectuat n anumite condiii, astfel nct s nu se formeze structuri dure. Metalele neferoase snt n general greu sudabile, inindu-se seama n special de afinitatea pe care o au unele din ele fa de gaze i de conductivitatea lor termic mare. Aluminiul i aliajele de aluminiu, dei snt greu sudabile, pot fi mbinate corespunztor, dac se iau anumite precauii la sudare, cele mai importante fiind: folosirea fluxurilor de dezoxidare a oxizilor care se formeaz uor n baia de sudur, prenclzite n timpul sudrii, folosirea de surse puternice la sudare. Noile procedee, i n special cele n mediu de gaz inert, permit realizarea de suduri de calitate. Cuprul i aliajele de cupru (alam, tombac, alpaca, bronz), de asemenea, se sudeaz dificil; la fel ca i pentru aluminiu snt necesare prenclziri, surse puter7 Autor : profesor Tnase Viorel


nice la sudare i fluxuri de dezoxidare sau folosirea de procedee n mediu de gaz inert. Titanul i aliajele de titan se sudeaz numai n mediu de gaz inert, care s asigure o protecie complet fa de mediul nconjurtor. Zirconiul, fiind la fel un metal reactiv, necesit o protecie complet n timpul operaiei de sudare. Metalele rare, cum snt: niobiul, beriliul sau uraniul, se sudeaz n bune condiii n vid naintat sau n mediu de gaz inert cu protecie total. Metalele greu fuzibile (molibdenul, wolframul etc.) se sudeaz n mediu de gaz inert cu electrod de wolfram sau cu procedeele noi cu surse de energie concentrate, cum snt jetul de plasm, sudarea cu fascicul de electroni etc. Metalele neferoase obinuite: plumbul, zincul, nichelul, se sudeaz prin procedeele cu flacr, folosindu-se fluxuri decapante.

2.2.MASURI GENERALE DE TEHNICA A SECURITII MUNCII LA SUDAREDegajarea intens de cldur i temperaturile nalte pe care le dezvolt flacra de gaze i arcul electric fac ca acestea s formeze sursele de energie adecvate pentru sudare i pentru procedeele conexe sudrii. La sudarea cu gaze, temperatura flcrii variaz n funcie de gazul folosit ntre 2 500 i 3 000C; la sudarea cu arc electric, temperatura in coloana arcului depete uneori chiar temperatura de 6 000C. Aceste temperaturi nalte se dezvolt prin arderea gazelor inflamabile n oxigen sau prin descrcri electrice produse de sursele respective, ceea ce produc topirea materialelor folosite. innd seam de faptul c sursele de energie sau materialele folosite la sudare pot produce explozii, incendii i radiaii foarte periculoase, arsuri, intoxicri etc., este foarte important ca nainte de punerea n funciune a aparatelor, n timpul operaiilor de sudare, precum i dup executarea acestora s fie luate msuri corespunztoare de tehnic a securitii muncii. innd seam de faptul c diferitele procedee de sudare difer ntre ele att prin utilaj, ct i prin tehnica de prelucrare, fiecare avnd specificul su, la descrierea acestora se va da atenia necesar modului cum ele trebuie pregtite sau deservite, pentru ca accidentele s fie evitate. Este necesar ca ntregul personal, n special muncitorii-sudori, care n orice moment se pot accidenta, s fie periodic i temeinic instruii asupra pericolelor la care snt expui i modul de evitare. Sudorii trebuie s. cunoasc amnunit modul de manipulare a utilajului de sudare, unde i cum trebuie depozitate sculele i materialele necesare, n special cele ce pot provoca accidente, ntreaga pregtire a echipamentului i a pieselor nainte de8 Autor : profesor Tnase Viorel


sudare, manipularea acestora n timpul i dup operaia de sudare, urmat de depozitarea corect a ansamblurilor sudate. n cele ce urmeaz se vor da indicaiile generale privind tehnica securitii muncii, n special cauzele care pot provoca diferitele accidente sau rniri, urmnd ca n cadrul capitolelor unde vor fi descrise utilajele i tehnologia de lucru a diferitelor construcii, s fie date indicaii detaliate legate de manipularea utilajului sau de tehnica operaiilor. Prevenirea exploziilor i a incendiilor. Exploziile, care uneori snt nsoite i de incendii, la sudarea cu gaz pot fi prevenite dac se iau msuri de evitare, n special nainte de punerea n funciune a instalaiilor i naintea nceperii operaiei de sudare. Generatoarele de acetilen trebuie amplasate n ncperi separate de cele n care se sudeaz, la distane de cel puin 10 m de orice surs de foc, iar manipularea lor s fie fcut n conformitate cu prescripiile ntreprinderilor productoare. Deoarece umiditatea din aer n contact cu carbidul degaj acetilen, care este exploziv, butoaiele de carbid se vor pstra nchise etan n ncperi uscate, separate de alte materiale innd seam c oxigenul n contact chiar cu urme de grsime provoac explozii, buteliile, reductoarelc i tuburile de oxigen se vor pstra absolut curate, complet lipsite de grsimi. La sudarea cu arc electric, periodic, se vor efectua verificri ale izolaiei conductoarelor, ale contactelor i ale legturilor electrice. Att la sudarea cu flacra ele gaze, cit i la sudarea electric, se vor nltura materialele inflamabile din apropierea locurilor de munc, deoarece pot provoca incendii urmate chiar de explozii, datorit scnteilor i picturilor de metal sau ele zgur mprtiat n timpul lucrului. Nu se vor efectua lucrri la recipientele aflate sub presiune. La intrarea n atelierele de sudare, se va afia vizibil: Fumatul interzis", Nu privii flacra", Nu privii arcul electric", Pericol de orbire", Atenie, se sudeaz" etc. Prevenirea electrocutrii i radiaiilor arcului electric. Deoarece tensiunile peste 24 V cu cureni de peste 0,01 A snt periculoase organismului omenesc, este necesar ca sudorii s nu vin n contact cu piese neizolate ale circuitelor electrice. Toate legturile electrice la instalaiile pentru sudarea cu arc electric se vor efectua numai de ctre electricieni. nainte de nceperea lucrului, sudorul va examina da9 Autor : profesor Tnase Viorel


c cablurile de sudare nu snt deteriorate sau cu izolaie defect i dac legturile snt corecte; conductoarele de curent trebuie verificate cel puin o dat la trei zile. Deoarece contactul direct cu prizele neizolate ale circuitelor electrice snt foarte periculoase, sudorul trebuie s poarte permanent mnui de piele. Toate aparatele, precum i masa de sudare, trebuie s fie legate la pmint; aceste legturi se execut de ctre electricieni. La sudarea n interiorul recipientelor, se vor utiliza covoare izolante sau grtare de lemn cu covoare ignifuge. Contra radiaiilor produse de arcul electric, se vor utiliza mti de cap sau ecrane de mn, prevzute cu filtre din sticl colorat. Prevenirea rnirilor. Pentru prevenirea rnirii ochilor, sudorii vor purta obligatoriu ochelari de protecie, iar pentru prevenirea rnirii minilor mnui de piele. Nu este permis sudorilor s efectueze pregtirea pieselor nainte de sudare sau curirea i ndreptarea acestora dup sudare fr ochelari de protecie i mnui. La sudarea la nlimi i la locuri periculoase, sudorii vor fi echipai cu centuri de siguran. Pentru prevenirea rnirilor provocate de arsurile picturilor de metal sau de zgur topit, sudorul va purta mnui de piele, iar n picioare jambiere (ghetre). n timpul lucrului, sudorul va purta haine din pnz de cort sau un or de piele; pantalonii trebuie s acopere ghetele. Prevenirea intoxicrilor. Deoarece n timpul sudrii se degaj fum, vapori i gaze toxice, amestecate cu un praf foarte fin, este necesar, ca la locurile de munc n cabine s fie amenajate aspiratoare fixe, prevzute la mesele de sudare, iar pentru lucru pe fluxul de fabricaie aspiratoare portative. In cazul gazelor toxice, care se degaja la prelucrarea plumbului sau zincului, este necesar s fie folosite cti de protecie. La sudarea n interiorul recipientelor nchise, se vor lua msuri speciale de ventilare a acestora. n unele cazuri, se vor folosi cti prevzute cu racorduri de aer comprimat. Prevenirea incendiilor. Incendiile pot fi provocate de scntei, picturi de metal topit, zguri , topite, capete de electrozi aruncate etc., dac se lucreaz n apropierea materialelor inflamabile. nainte de sudare, locurile de munc se vor curi atent de orice materiale inflamabile sau, n cazuri deosebite, acestea se vor acoperi cu materiale ignifuge. La ntreruperea lucrului, chiar pentru un timp foarte scurt, la sudarea cu gaz, suflaiurile vor fi stinse, iar la sudarea electric, se va scoate aparatul din priz. La izbucnirea incendiilor, se vor folosi stingtoarele cu spum, ca10 Autor : profesor Tnase Viorel


re snt cele mai recomandabile, deoarece nu afecteaz aparatura. Incendiile la sudarea cu gaz se pot stinge cu glei sau furtunuri de ap sau cu nisip; mai recomandabile ns snt stingtoarele chimice sau cu bioxid de carbon. n cazul izbucnirii unui incendiu la sudarea electric, dup ce au fost scoase din priz toate aparatele, stingerea incendiilor se va face nurnai cu stingtoare cu spum. innd seam de faptul c procedeele de sudare i procedeele conexe sudrii difer ntre ele, fiecare avnd specificul su, la descrierea lor vor fi date ndrumri detaliate de modul cum trebuie pregtite i folosite utilajele i materialele respective pentru evitarea accidentelor. nainte de nceperea lucrului, sudorul trebuie s cunoasc perfect utilajul respectiv i ntregul proces de lucru, astfel nct s lucreze n condiii totale de securitate a muncii.



Capitolul 3

MBINRI SUDATE3.1.TIPURI DE IMBINARI SUDATEmbinarea sudat a unui ansamblu este partea format din sudur i zonele nvecinate acesteia. Indiferent de procedeul de sudare aplicat la execuia mbinrii sudate, sudura trebuie s asigure rezistena necesar construciei respective, precum i continuitatea de material. La procedeele de sudare prin topire, sudura de mbinare se formeaz n general din metalul de adaos, depus n rostul custurii, adic n spaiul delimitat de marginile pieselor de sudat. La procedeele de sudare prin presiune, sudura rezult n urma ntreptrunderii materialelor celor dou piese aduse n stare plastic sau de topire superficial. Formele i dimensiunile rosturilor snt foarte importante pentru realizarea mbinrilor sudate de calitate; de aceea, pentru cele mai folosite procedee industriale rosturile snt standardizate. La stabilirea formei rostului se ine seama de grosimea i calitatea materialului tablelor, precum i de energia caloric de sudare introdus n unitatea de timp la aplicarea procedeului de sudare respectiv. La procedeele mecanizate sau automate, sudura este format n cea mai mare parte din metalul de baz, iar n multe cazuri la tablele subiri sau de grosime mijlocie nu este folosit metal de adaos. In acest fel, pe lng c se obine o sudur mai omogen n raport cu materialul de baz, mai rezult i alte avantaje: volum de prelucrare mai redus la piesele de sudat, consum mai redus de material de adaos sau nu este necesar material de adaos, cost mai redus al mbinrii etc. Formele rosturilor sunt n funcie de grosimea pieselor de sudat sau de poziia lor dup alturarea acestora. In general, este economic ca rosturile s nu fie prelucrate, adic marginile pieselor s fie plane. Tablele subiri se sudeaz cu rostul n I, ceea ce se obine prin simpla alturare a materialelor neprelucrate. La stabilirea formei rostului se tine seama de grosimea si calitatea materialului tablelor precum si energia calorica de sudare introdusa in unitatea de timp la aplicarea procedeului de sudare respective .



La procedeele mecanizate sau automate , sudura este formata in cea mai mare parte din metalul de baza , iar in multe cazuri la tablele subtiri sau de grosime mijlocie nu este folosit metal de adaos . In acest fel, pe langa ca se obtine o sudura mai omogena in raport cu materialul de baza , mai rezulta si alte avantaje :columul de prelucrare mai redus la piesele de sudat , consum mai redus de material de adaos , cost mai redus al imbinarii etc.Formele rosturilor sunt in functie de grosimea pieselor de sudat sau de pozitia lor dupa alaturarea acestora . In general , este economic ca rosturile san u fie prelucrate , adica marginile pieselor sa fie plane. Tablele subtiri se sudeaza cu rostul in I ,ceea ce se obtine prin simpla alaturare a materialelor neprelucrate . O imbinare des intalnita in constructiile sudate este imbinarea de colt(D), care rezulta dupa sudare, prin alaturarea pieselor neprelucrate cu laturile marginilor perpendiculare intre ele. Pentru tablele si piesele de grosimi mari, in functie de procedeul de sudare aplicat, marginile se prelucreaza prin tesirea muchiilor in diferite forme.

3.2.TIPURI DE ROSTURI DE SUDARE

Fig.3.2.1.Rost Y

Fig.3.2.2.Rost U

Fig.3.2.3.Rost 1/2Y

Fig.3.2.4.Rost 1/2U

Fig.3.2.5.Rost V

Fig.3.2.6.Rost 1/2V Fig.3.2.7.Rost 1/2U

Fig.3.2.8.Rost U



Fig.3.2.9.Rost K

Fig.3.2.10.Rost X

Fig.3.2.11.Rost 1/2H Fig.3.2.12.Rost H

Dupa tesire si prin alaturarea capetelor, se obtin diferite rosturi sau combinatii de rosturi: -rosturi in V, Y, X, U, K, V etc; -combinatii de rosturi in V/I, U/V, 2Y etc. Diferite rosturi sau combinatii se executa in functie de grosimea pieselor de sudat, de pozitia in spatiu, de clasa de executie a imbinarii etc.

Fig.3.2.13.Rost de sudura 1/2V

Fig.3.2.14.Rost de sudura V

Fig.3.2.15.Rost de sudura 1/2U

Fig.3.2.16.Rost de sudura U

Fig.3.2.17.Rost de sudura K

Fig.3.2.18.Rost de sudura X

Fig.3.2.19.Rost de sudura 1/2H

Fig.3.2.20.Rost de sudura H



Imbinarea tablelor suprapuse prin procedeele de sudare prin topire se realizeaza prin suduri de colt sau suduri in gauri, in functie de destinatia ansamblului sudat.

Fig.3.2.21.Sudura in gaura rotunda

Formele dimensiunile rosturilor diferitelor imbinari se considera cele care rezulta dupa executarea sudurilor de prindere in vederea ansamblarii sau dupa pozitionarea si fixarea pieselor de sudat in dispozitivele de manipulare sau de asamblare inaintea operatiei de sudare. Imbinarile in V pot fi executate sip e support de otel de aceeasi calitate ca a materialului de baza, in cazul grosimilor de table de s>6 mm; pentru aceste imbinari, unghiul de tesire al rostului pentru o tabla se ia de 16-24, iar rostul b se mareste intre 4 si 8 mm, in functie de grosimea tablelor. Sudura in K pentru grosimi de table s de 12- 40 mm poate fi executata pentru grosimi de table s 4-20 mm in V, adica numai cu o muchie tesita, in care caz grosimea netesita c este de 0-3mm; la aceste imbinari se recomanda si completarea la radacina, pe partea opusa, in care caz se obtine continuitatea necesara de material. Spre deosebire de rosturile date la sudarea manuala cu arc electric, la sudarea sub flux pot fi folosite, datorita petrunderii mari care se obtine, rosturi in I pana la grosimi de 10 mm, daca se sudeaza dintr-o singura parte, si pana la 50 mm grosime, daca se sudeaza in ambele parti(bilateral); in acest din urma caz, rostul este denumit in 2I. Atat sudurile in I, cat si sudurile in V pot fi executate sip e suport de otel din acelasi material, cu grosimea de 3-6 mm si cu latimea intre 15 si 30 mm pentru sudurile in I, si de 25- 30 mm, pentru sudurile in V. Rostul b trebuie sa fie intre 0 si 5 mm pentru primul caz (in I) si intre 1 si 10 mm pentru cel de-al doilea caz (in V). Sudura in K ce se aplica grosimilor de table s de 10-60 mm, poate fi executata, la fel ca si la sudarea manuala, pentru grosimi de table s de 5-24 mm, cu rostul in4 Autor : profesor Tnase Viorel


1/2V, adica numai cu o muchie tesita, in care caz grosimea netesita c este de 0-4 mm; grosimile de table s de 10-24 mm la rostul in 1/2Vse sudeaza cu completare la radacina pe partea opusa . Sudarile excutate in mediul de gaz protector pentru oteluri carbon si slab aliate cu rosturi asemanatoare celor descries mai inainte , adica in I , 2I , V/ I , X etc. Tinand seama de patrunderea mai mare care se obtine la sudarea prin procedeele cu sarma- electrod , rosturile pot fi executate cu deschideri mai mici , adica se apropie de cele executate pentru sudarea sub flux . Pentru sudarea in mediu de gaz protector inert cu electrod nefuzibil (de Wolfram ) , procedeun folosit , in special la sudarea otelurilor inalt aliate sau la diferite aliaje , rosturile sunt asemanatoare celor de la sudarea manuala cu arc electric sau celor de la sudarea cu gaz . Forma rostului pentru imbinarea sudata este mult influentata de procedeul de sudare aplicat . De exemplu , pentru sudarea in baie de zgura , toate rosturile imbinarilor cap la cap sau in unghi , indiferent de gosimea materialului de baza , se executa cu marginile drepte . Pentru sudarea cu jet de plasma , imbinarile cap la cap se executa cu rosturi in I , fara nici un interstitiu , de la grosimile cele mai mici de 0,1 mm pana la grosimi de 10 mm si fara sa fie folosit metal de adaos ; grosimile mai mari se sudeaza cu o foarte mica prelucrare . La sudarea cu fascicul de electroni , grosimile de material foarte mici , pana la 50 mm , se sudeaza cu rostul in I fara interstitiu . pentru oteluri inalt aliate sau pentru aliaje neferoase , formele si dimensiunile rosturilor sunt inluentate de conductivitatea termica a materialului de baza , temperature de topire , de afinitatea acestuia pentru faze , de fluiditate etc. La descrierea diferitelor procedee de sudare , in tehnologia de executie a diferitelor suduri se vor arata si formele de rosturi cele mai corespunzatoare . Asa , de exemplu , pentru cuplu fata de oteluri sunt necesare unghiuri de tesire mai mari (pentru o aceeasi grosime de metal de baza) sau in anumit rost se aplica pentru sudarea mai reduse. Alegerea clasei de executie a imbinarilor sudate este foarte improtanta pentru constructiile sudate cu anumite conditii de rezistenta.Din punct de vedere al5 Autor : profesor Tnase Viorel


clasei de executie ,STAS 9398-83 stabileste patru clase pentru imbinarile sudate prin topire al otelurilor : I ,II ,III,IV. In cazul cand imbinarile sudate prin topire al otelurilor trebuie e fectuate pe clase de executie ,la notarea sudurilor si in continuare a simbolului sudurii se indica si cifra corespunzatoare clasei de executie , de exemplu : K XK D aX 1-IV

3.3.CLASIFICAREA IMBINARILOR SUDATEImbinarile sudate pot fiu clasificate dupa mai multe criterii. Dupa grupa procedeului de sudare ,imbinarile sudate pot fi: imbinari obtinute prin topire ; imbinari obtinute prin presiune. Dupa sectiunea transeversala ,imbinarile sudate realizate prin procedee de topire pot fi : cap la cap ,obtinute prin alaturarea tabelelor sau a profilelor de sudat; de colt (in unghi),obtinute prin asezarea tabelelor perpendiculare sau putin inclinate ,si ele pot fi:de colt , pe una sau pe ambele parti, pe muchie,table suprapuse etc.; in gauri ,care pot fi :rotunde sau alungite ,cu gauri tesite sau netesite etc.

Fig.3.3.1./Fig.3.3.2./Fig.3.3.3.Imbinare cap la cap pe o parte

Fig.3.3.4./Fig.3.3.5./Fig.3.3.6.Imbinare cap la cap pe ambele parti



Fig.3.3.7.Sudura in colt



Fig.3.3.10.Sudura de colt

Fig.3.3.11.Sudura pe muchie












La sudurile executatea prin procedeele prin presiune ,imbinarile din punctul de vedre al sectiunii transversale ,pot fi : cap la cap ,care la randul lor ,in functie de procedeul de sudare aplicat sau de forma capetelor ,pot fi clasificate in imbinari :prin topire intermediara in stare solida,prin stivire etc.; cu margini suprapuse care pot fi :in linie continua sau intrerupta ,prin puncte pe un rand sau doua ,prin puncte in relief etc.

Fig.3.3.21./Fig.3.3.22./Fig.3.3.23.Imbinare cu margini suprapuse

Fig.3.3.24./Fig.3.3.25./Fig.3.3.26.Imbinare cap la cap 8 Autor : profesor Tnase Viorel


Fig.3.3.27./Fig.3.3.28./Fig.3.3.29.Imbinare cu margini suprapuse

Fig.3.3.30./Fig.3.3.31. Imbinare cu margini suprapuse

Fig.3.3.32.Imbinare cap la cap

Fig.3.3.33. Imbinare cu margini suprapuse

Dupa forma suprafetei exterioara ,imbinarile sudate realizate prin topire pot fi : plane,cu suprafata exterioara plana ,care este forma cea mai obisnuita a sudurilor de colt ; convexe ,cu suprafata exterioara ingrosata ,care este forma cea mai obisnuita a sudurilor cap la cap; concava ,cu suprafata exterioara scobita ,folosita la suduri de colt cand constructia respective este supusa sarcinilor de oboseala ;aceasta forma se prescrie in caietele de sarcini.



Fig.3.3.34.Sudura convexa

Fig.3.3.35.Sudura concava

Fig.3.3.36.Sudura plana

Dupa pozitiile principale ale cusaturilor .Se dau notarile pozitiilir principale ale sudurilor A ,B,C,D,E,V.

Fig.3.3.36.Sudura verticala in plan vertical

Fig.3.3.37.Sudura pe plafon


Fig.3.3.39.Sudura in jgheab

Fig.3.3.40.Sudura in colt in plan vertical Fig.3.3.41.Sudura in cornisa 10 Autor : profesor Tnase Viorel


Fig.3.3.42.Sudura orizontala

Fig.3.3.43.Sudura orizontala in plan vertical

Fig.3.3.44./ Fig.3.3.45./ Fig.3.3.46.Sudura circulara

Fig.3.3.47.Imbinare orizontala/verticala in plan vertical

Fig.3.3.48.Imbinare de plafon

Fig.3.3.49.Imbinare orizontala cu suport

Fig.3.3.50.Imbinare orizontala



Dupa continuitate imbinarile sudate pot fi : continue ; discontinue. Sudurile discontinue in cazul can dele formeaza aceeasi imbinare (in T) ,pot fi dispuse diferit ; fata in fata sau in zigzag. Dupa pozitia sudurilor fata de directia fortei de solicitare care actioneaza asupra pieselor sudate, imbinarile sudate pot fi: frontale; laterale; inclinate; combinate. Directia de actiune a fortei fata de cusatura este foarte importanta pentru calculul de rezistenta al sudurilor. Dupa clasa de executie. Tinandu-se seama ca nu toate constructiile sudate sunt supuse la eforturi deosebite, unele norme prevad clasificarea sudurilor si din punctual de vedere al clasei de executie ce defineste solicitarea la care sunt supuse diferitele suduri, precum si modul cum trebuie efectuata receptia acestora la predarea constructiei sudate. La imbinarile sudate , pentru cele 4 clase de executie mentionate defectele care pot fi admise sunt: La clasa de executie I, nici un fel de defect. La clasa de executie II, se admit crestaturi marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusaturii si cu adancimea maxima de: 0,3mm pentru grosimi de piese pana la 10 mm; 0,4 mm pentru grosimi de piese intre 11 si 17 mm; 0,5 mm pentru grosimi de piese peste 17 mm.



Pentru crestaturile marginale dispuse fata in fata sau de o parte si de alta a cusaturii, prescriptiile se refera la suma adancimilor crestaturilor. La clasa de executie III, se admit crestaturi marginale pe o lungime tot de 10% din lungimea cusaturii si cu adancimea maxima de: 0,3 mm pentru grosimea piesei pana la 5 mm; 5% din grosimea piesei pentru grosimi intre 6 si20 mm; 1,0 mm pentru grosimi de piese peste 20 mm. Pentru crestaturile marginale dispuse fata in fata sau de o parte si de alta a cusaturii, prescriptiile se refera la suma adancimilor crestaturilor. La aceasta clasa de executie se admit si cratere insa de adancimi mici si cu treceri line. La clasa de executie IV se admit crestaturi marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusaturii, cu adancimea maxima de: 0,3 mm pentru grosimea piesei pana la 5 mm; 7% din grosimea piesei pentru piese cu grosimea intre 6 si 20 mm; 1,5 mm pentru piese cu grosimea peste 20 mm. Pentru crestaturi marginale dispuse fata in fata sau de o parte si de alta a cusaturii se dau aceleasi conditii ca la clasele de executie II si III; si la aceasta clasa de executie se admit cratere cu adancime mica. Pentru toate clasele de executie, sudurile se vor executa numai de sudori autorizati; volumul controlat al aspectului exterior trebuie sa fie de 100%. Pentru toate clasele de executie nu sunt admise defecte, ca: fisuri in cusatura sau in zona influentata termic, arderi, suprafete spongioase sau pori deschisi, curgeri de metal topit. Pentru clasele de executie I si II nu se admit crestaturi marginale, cratere si defecte de racordare.

3.4.REPREZENTAREA SI NOTAREA SUDURILOR



Sudurile in desene pot fi reprezentate detaliat, in care caz se deseneaza forma rostului si se indica toate cotele, sau schematic, prin simboluri si notary conventionale.Cea mai folosita reprezentare este cea schematica. Simbolul fundamental al sudurii indica forma rostului, iar diferitele notatii in jurul simbolului indica dimensiunile dupa cum urmeaza: s -este grosimea de calcul a materialului de baza, in mm (se inscrie dupa simbol ); l lui); b - interstitial rostului la radacina, in mm (se inscrie in deschiderea simbolului rostului); h - grosimea tesita la imbinarile in Y, Y, X, U etc., in mm ( se inscrie inaintea simbolului); a - grosimea sudurii la colt, in mm ( se inscrie dupa simbol); - lungimea cusaturii, in mm (urmeaza dupa s ); - unghiul rostului, in grade ( se inscrie in deschiderea simbolului rostu-

k si k sunt cotele sudurii de colt, iar k in cazul cand sunt egale, in mm ( se inscrie inaintea simbolului); d -este diametrul sudurii in gaura, in mm ( se inscrie dupa simbol)

Simbolul cu notatiile indica, cu ajutorul unei sageti, locul sudurii. Forma suprafetei exterioare care, dupa cum s-a aratat la clasificarea sudurilor , poate fi plana , convexa sau concave , se poate reprezenta marcandu-se uneori deasupra simbolurilor fundamentale ale sudorilor simbolurile suplimentare cap la cap .

Fig.3.4.1.Imbinare sudata 14 Autor : profesor Tnase Viorel


Fig.3.4.2.Sudura in colt pe doua parti



Fig.3.4.5.Sudura in colt in 3 parti

Fig.3.4.6.Sudura in V

Fig.3.4.7.Sudura plana in V

Fig.3.4.8.Sudura in U 15

Fig.3.4.9.Sudura in U cu completare

Autor : profesor Tnase Viorel


Fig.3.4.10.Sudura V

Fig.3.4.11.Sudura V pe ambele parti

Fig.3.4.12.Sudura V

Fig.3.4.13.Sudura U

Fig.3.4.14.Sudura cu margini rasfrante Fig.3.4.15.Sudura cu o margine rasfranta

Fig.3.4.16. Sudura cu margini rasfrante Fig.3.4.17. Sudura cu o margine rasfranta



Fig.3.4.18.Sudura in V cu suport

Fig.3.4.19.Sudura in U cu suport

Fig.3.4.20.Sudura in V plana

Fig.3.4.21.Sudura in U cu completare

Fig.3.4.22.Sudura V

Fig.3.4.23.Sudura V in doua parti

Fig.3.4.24.Sudura V

Fig.3.4.25.Sudura U



3.5.FORMELE SI DIMENSIUNILE ROSTURILOR DE SUDARE LA SUDAREA OTELURILORSudarea cu flacara de gaze(tabel 3.5.1)



Sudarea manuala cu arc electric cu electrozi inveliti(tabel 3.5.2)



Sudarea manuala cu arc electric cu electrozi inveliti(tabel 3.5.2)



Sudarea automata si semiautomata sub strat de flux(tabel 3.5.3)



Sudarea in mediu protector de gaz-CO2(tabel 3.5.4)



Sudarea in mediu protector de gaz-WIG(tabel 3.5.5)



3.6.FORMELE SI DIMENSIUNILE ROSTURILOR DE SUDARE LA SUDAREA CUPRULUI SI A ALIAJELOR SALESudarea in mediu protector de gaz-procedeul WIG(tabel 3.5.6) Sudarea cu flacara de gaze





Sudarea in mediu protector de gaz-procedeul MIG(tabel 3.5.7)

Fig.3.6.3.Imbinare in colt Fig.3.6.4.Imbinare in colt

Fig.3.6.5.Imbinare in colt

Fig.3.6.6.Imbinare cu margini suprapuse




Sudarea in mediu protector de gaz-procedeul MIG(tabel 3.5.8)

Fig.3.6.8.Imbinare verticala

Fig.3.6.9.Imbinare pe muchie


Fig.3.6.11.Imbinare cu margini suprapuse Fig.3.6.10.Imbinare in colt Fig.3.6.10.Imbinare in colt 26 Autor : profesor Tnase Viorel

Tanaviosoft

2008

An de completare calificarea: SUDOR Modulul

Documentaia tehnicPlane de desen tehnic Unitatea de nvare: Reprezentarea mbinrilor sudateNivelul 2

profesor Tnase Viorel

2008


Capitolul 4

SUDAREA CU FLACARA DE GAZE4.1.CONSIDERENTE GENERALESursa termic pentru nclzirea local a pieselor de mbinat o formeaz flacra generat de un gaz combustibil, care, n amestec cu oxigenul, formeaz flacra de sudare. In cazul metalelor i aliajelor cu temperaturi joase de topire, n locul oxigenului poate fi folosit i aerul. Gazul combustibil cel mai folosit este acetilena, datorit faptului c aceasta dezvolt n amestec cu oxigenul pur o temperatur nalt, de circa 3 170C. Se pot utiliza si alte gaze (gazele naturale, vaporii de gaze lichefiate, hidrogenul etc.) sau vaporii de lichide combustibile (benzina, petrolul etc), care, n amestec cu oxigenul, dau flcrii temperaturi mai joase, variind ntre 1 900 i 25000C. Flacara este produsa intr-un arzator sau suflai. Prima zon foarte redus, abia vizibil, la ieirea din suflai, format din amestec de acetilena i oxigen, este nconjurat de o zon de forma unui con, coninnd carbon incandescent care lumineaz alb orbitor, numit conul luminos. Urmeaz o zon suficient de mare, care nu este vizibil; aici se produce arderea acetilenei cu oxigenul, n urma reaciei formndu-se hidrogen i oxigen.

Fig.4.1.1.Arzator



4.2.GAZE I LICHIDE COMBUSTIBILEMetalele i aliajele de sudat folosite curent au temperaturi de topire sub Pentru mbinarea prin topire a acestora, este necesar ca flacra de sudare s degaje o cantitate de cldur ct mai mare, n care scop pentru sudare sau lipire este folosit zona primar a flcrii, unde temperatura este cea mai mare. Flacra de sudare se obine, prin arderea unui gaz combustibil sau vapori de lichide combustibile n amestec cu aer sau cu oxigen pur. n amestec cu aer, temperatura flcrii este mai mic i nu poate fi folosit dect pentru metale i aliaje cu temperaturi joase de topire i cu o conductivitate termic mai redus, sau lipire. Pentru sudarea oelului, a aluminiului i a cuprului, flacra cu amestec de aer nu este corespunztoare. n general, pentru sudare i tiere, flacra de gaze i lichide combustibile nu este folosit n amestec cu aer, ci numai cu oxigen. n flacra format de gazul combustibil i oxigen, aerul particip numai n flacra secundar, care degaj cldura i ajut parial la nclzirea piesei n timpul operaiei de sudare. 15000C. Gazele i vaporii de lichide combustibile folosite la sudare, tiere i lipire snt: acetilen, gazele naturale, hidrogenul, vaporii de benzin, de benzen, de gaze lichefiate . Acetilena (C2H2) constituie gazul cel mai propriu sudrii, deoarece are o temperatur de ardere n oxigen foarte nalt, cuprins ntre 3 100 i 3 200C. Se folosete la sudarea oelului, a fontei, metalelor neferoase etc. Prezint dezavantajul c n amestec cu oxigen sau aer este exploziv. Se prepar n generatoare de acetilen, din carbur de calciu(carbid), care n contact cu apa produce acetilen, conform reaciei: CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2+Q Carbura de calciu (CaC2) se obtine din oxid de calciu i crbune pe cale electrochimic; are aspectul de granule compacte de culoare galben-brun pn la neagr-albastr, iar n sprtur proaspt are o structur cristalin. Se fabric n ase grupe de granulaie de la dimensiunea de 80120 mm pentru tipul O, de 5080 mm pentru tipul I, pn la granule mici de 27 mm pentru tipul V. Carbidul se livreaz n butoaie.Butoaieie cu carbid trebuie ferite de umezeal i foc i de acea se pstreaz n magazii anume destinate acestui scop. Granulaiile mici se folosesc n centralele de acetilen, iar cele mari pentru producerea acetilenei n generatoarele de acetilen. Reziduul rezultat la producerea acetilenei, hidroxidul de calciu Ca(OH)2l sub form de nmol, se ndeprteaz din generatoare i se 2Autor : profesor Tnase Viorel


arunc n gropi special destinate acestui scop, deoarece din ele se degajeaz acetilen n continuare care poate provoca explozie. n urma descompunerii carbidului, se produce o mare cantitate de cldur. n practic n generatoare cantitatea de ap se ia de peste 10 1 pentru fiecare kilogram de carbid, deoarece in caz contrar temperatura produs depete 60C. Apa absoarbe cldura dezvoltat, ceea ce previne temperaturile mari i pericolele legate de acestea. Temperatura de aprindere a acetilenei este de 350C. n general, acetilen este debitat din generatoare la presiuni foarte mici, sub 0,1 x105 Pa., ceea ce asigur securitatea necesar. Acetilena dizolvat. Acetilen la presiune de peste 1,6 x105 Pa, la temperatura de 60C, se descompune n hidrocarburi foarte explozive. De aceea, acetilena nu se livreaz n butelii la presiuni mari, ca majoritatea celorlalte gaze, ci numai n butelii speciale prevzute cu mas poroas, deoarece n capilaritile porilor acetilen se poate transporta fr pericol de explozie. n aceste butelii se introduce i acetona, care are proprietatea de a dizolva acetilen comprimat. n buteliile prevzute cu mas poroas i aceton, acetilena se poate comprima la 1516 x105 Pa la temperatura de 20C, fr s prezinte pericole. Buteliile conin circa 25% mas poroas, 40% aceton i 29% acetilen dizolvat (n volume), restul de 6% formnd spaiul de siguran n partea superioar a buteliei. Acetilena dizolvat n butelii prezint urmtoarele avantaje: puritate mare a gazului; securitate n exploatare; posibilitate de folosire n orice loc de munc. Buteliile de acetilen dizolvat snt vopsite n alb i poart o inscripie roie. Hidrogenul este cel mai uor gaz cunoscut; temperatura flcrii de hidrogen n amestec cu oxigenul este de 2 2000C. Gazele naturale conin n general 9497% metan (CH4), iar n unele cazuri puritatea lor ajunge la 99% CH4. Dei are o putere caloric destul de mare, cldura dezvoltat n zona reductoare a flcrii este numai cu puin mai mare dect cea a hidrogenului. Temperatura de ardere n oxigen este de 2 000C. Temperatura de aprindere n aer este de 340C. Gazele naturale sunt folosite la sudarea aliajelor uor fuzibile i la tiere. Snt foarte explosive n amestec cu aerul. 3Autor : profesor Tnase Viorel


Vaporii de benzin, de petrol lampant sau de benzen pot fi folosii cu bune rezultate la sudarea metalelor uor fuzibile i la tiere. Temperatura flcrii amestecului de vapori de benzin cu oxigen este de 2 550C, a vaporilor de petrol lampant n amestec cu oxigen de 2 475C, iar a celor de benzen de 2 500C. Vaporii de gaze lichefiate, propanul i butanul, au dezavantajul c n zona reductoare degajeaz cantiti reduse de cldur. Vaporii acestor gaze se folosesc la tiere i lipire. Gazele lichefiate se livreaz n butelii cu capacitatea de circa 26 1; greutatea buteliei este de circa 12 kg i este vopsit n albastru-inchis. Pentru sudarea metalelor i aliajelor uor fuzibile, ca i la tiere, se mai folosesc: gaze de iluminat, gaz de ap, gaz de cocserie etc, a cror temperatur de ardere n oxigen variaz ntre 1 900 i 21000C. Aceste gaze conin H i CO, care le fac combustibile. Temperaturile de ardere a acestora n oxigen variaz ntre 1 900 i 2 000C.tabelul 4.2.1 Combustibilulfolosit,cuIndica reaformuleichimice Temperatura flcrii Puterea caloric Clduradega jatnzona primara flcrii Acetilen Hidrogen Metan Propan Butan Gazdeiluminat Gazdecocserie Benzen Benzin 3170 2100 2000 2000 2100 1900 2200 2500 2400 12600 2570 8500 22500 28500 1000 4500 33500 30000 5050 1300 1400 1150 1100 900 1000 1400 1200 1,11,2 0,25 1 1,5 2 0,7 0,6 3 Cantitateadeoxigen necesardeIntro dusInsuflai



n rile cu industrie dezvoltat se folosete un nou gaz lichefiat, metilacetilen-propadien, cunoscut sub numele de gazul MAPP. Vaporii acestui gaz au caracteristici apropiate de cele ale acetilenei, cu temperatura de ardere n oxigen de 2 925C.Noul gaz lichefiat are limitele de explozie n amestec cu aer i oxigen mult reduse fa de acetilen, ceea ce-i confer o mare siguran n exploatare. Pentru obinerea temperaturilor nalte la arderea gazelor combustibile este folosit oxigenul industrial care, amestecat cu acestea n proporii corespunztoare, dup aprindere, genereaz flacra de sudare. Oxigenul tehnic se livreaz de trei tipuri: tip 99, tip 98 i tip 97, numerele reprezentnd puritatea oxigenului respectiv. Pentru sudare i tiere, oxigenul cel mai corespunztor este de tip 99. Oxigenul se livreaz n butelii de oel de 40 1, la presiunea de 150 x105 Pa.



4.3.METALE DE ADAOS I FLUXURIPentru sudarea diferitelor metale i aliaje este necesar folosirea de metale de adaos corespunztoare calitativ cu materialul de baz, adic de o compoziie chimic care s confere custurii sudate aceleai caracteristici mecanice. Pentru oel, tipurile de srme sunt marcate cu simbolul S (srm), urmat de cifre i litere, care indic atunci cnd este cazul elementelor de aliere cuprinse n aceste srme, precum i coninutul maxim de carbon. Unele caliti de srme pentru sudarea oelului nealiat au i litera X, care indic un material cu puritate mai nalt (S i P redus, de maximum 0,03% pentru fiecare). Srma de oel nealiat este marcat cu S10 i cea de calitate mai pur cu S10X; cifra 10 indic coninutul de maximum 0,10% C din srm. Srmele aliate snt marcate cu literele M (mangan), S (siliciu), Mo (molibden), C (crom) etc.; astfel marca srmei S12M2 indic srma cu 0,12% C i cu un coninut pn la 2% Mn, iar S12M2S indic o srm cu aceleai elemente componente ca i srma S12M2, i cu un coninut pn la 1% siliciu; marca srmei S12MoC indic o srm cu 0,12% C, molibden i crom n proporie sub 1%. Pentru sudarea oelurilor speciale, inoxidabile, antiacide, refractare etc., srma de sudare se livreaz odat cu materialul de baz. Srmele au diametrul de la 0,5 pn la 12,5 mm i se livreaz n colaci sau n legturi de vergele. Pentru sudarea fontei cenuii se folosesc vergele turnate VT-S30 i VT-S36, cu diametrul de 414 mm i cu lungimi de 450700 mm. Prima marc are un coninut de siliciu de 35% Si, iar a doua de 3,64,8% Si i snt folosite pentru sudarea fontei la cald. Pentru sudarea cuprului se folosete srma de cupru electrolitic CuE sau vergele cu CuAg cu 1% Ag de 1 m lungime, cu diametrul de 4, 5, 6 i 8 mm. Pentru sudarea alamei snt folosite srme (13 mm) i vergele (28 mm) de alam pentru sudare i lipire, i anume mrcile Am Si Lp i Mn Sn Lp, prima coninnd 5862% Cu i 0,20,3% Si i a doua 5961% Cu, 0,2O,3o/0 Si, 0,8 1,2% Sn, restul Zn. Aceste srme snt folosite att la sudarea alamei, ct i la lipirea cuprului, a bronzului, oelului, fontei etc. Srmele se depoziteaz n locuri uscate i curate, pentru ca s nu se degradeze. Srmele nu se vor proteja prin ungere cu ulei sau substane organice, deoarece 6Autor : profesor Tnase Viorel


acestea impurific baia de sudur. La folosire, srmele se vor terge cu bumbac curat; ndreptarea i tierea srmelor se vor face n condiii de curenie, iar dup tiere i ndreptare, fiecare bar se va terge cu bumbac curat. n timpul sudrii se formeaz oxizi care impurific sudura. Este necesar folosirea fluxurilor sub form de pulberi, paste sau lichide, pentru asigurarea proteciei metalului topit. n general, la sudarea oelurilor obinuite nu este necesar folosirea fluxurilor, n schimb, la sudarea oelurilor speciale, a metalelor i aliajelor neferoase, a fontei etc., folosirea fluxurilor este absolut necesar. Fluxurile formeaz deasupra bii de sudur zguri uoare, cu temperaturi de topire mai joase dect cele ale materialelor de sudat. Fluxurile se ndeprteaz uor dup sudare, prin periere, dup care piesa sudat trebuie splat bine. Fluxurile snt constituite din compui chimici care au o mare capacitate de dizolvare a oxizilor formai. Cele mai folosite substane care compun fluxurile snt: boraxul amestecat cu acid boric i sare de buctrie pentru sudarea cuprului i a alamei. Un amestec recomandabil de flux este: 6 0 - 70% borax, 10-20% acid boric, 20-30% clorur de sodiu; tabelul 4.3.1Componeni Clorurdepotasiu,KCl Clorurdelitiu,LiCl Fluorurdesodiu.NaF Fluorurdepotasiu,KF ClorurdesodiuNaCl ClorurdecalciuCaCl 50 14 8 28 Proporia.n% 1060 530 515 rest 50 16 30 4



4.4.UTILAJE PENTRU SUDAREA CU FLACR DE GAZE4.4.1. Generatoare de acetilenPentru obinerea acetilenei prin descompunerea carburii de calciu (carbid) cu ajutorul apei se folosesc generatoare sau gazogene de acetilen. n atelierele mari, prevzute cu multe posturi de sudare, unde o distribuie centralizat este economic, se recurge la generatoare staionare sau centrale de acetilen cu debitul orar de la 5 la 80 m3/h. acetilen. Pentru posturile de sudare obinuite se folosesc generatoare de acetilen transportabile, cu debite orare de 0,8; 1,25; 2 i 3,2 m3/h. Presiunea la care este debitat acetilen din generatoare poate varia, i din acest punct de vedere se deosebesc: generatoare ele presiune joas, la care presiunea nominal, adic presiunea de lucru maxim admis, s nu depeasc 0,1 x105 Pa; generatoare de presiune medie, cu presiune nominal peste 0,1 x105 Pa, care ns s nu depeasc 1,5 x105 Pa. Dup modul in care se realizeaz contactul intre carbid i ap, generatoarele se clasific n:1. generatoare

cu carbid n ap; 2. generatoare cu ap peste carbid, cu rcire umed sau uscat; 3. generatoare cu contact intermitent (prin refularea apei). Dup forma colectorului de acetilen, generatoarele pot f i :1. generatoare

cu colectorul de gaz cu clopot plutitor; 2. generatoare cu colectorul de gaz cu vase comunicante;



Fig.4.4.1.1

Nu este permis ca temperatura apei de rcire din generatoare s depeasc 70C; la sistemele cu ap peste carbid, n orice punct al spaiului de gazeificare nu trebuie s se depeasc temperatura de 100C la generatoarele cu rcire umed i temperatura de 110C la cele cu rcire uscata. Se folosesc generatoare de acetilen transportabile de presiune joas, care funcioneaz cu contact intermitent prin reglarea apei. Cele mai cunoscute snt generatoarele: CD 11 cu ncrctur de carbid de maximum 5 kg i cu un debit orar de 3,2 m3/h i generatoarele de construcie mai recent Ga 1250-C cu ncrctur de carbid de maximum 4 kg i cu un debit orar de 1,25 m3 h. n figura 4.4.1.2 este reprezentat generatorul de acetilen CD-11, la care, dup ce se ncarc coul de carbid 4, acesta se introduce n vasul de reziduuri 14, peste care se aaz clopotul 3 ce se prinde cu trei crestturi n cuiele vasului de reziduuri 14. Dup ncrcare, clopotul se aaz n locaul plutitorului, nurubndu-se cu piulia olandez 15 de plutitor. Se toarn apoi ap. Acetilen degajat trece prin evile 5, 6 i 7 din spaiul 8 al plutitorului, iar apa de sub plutitor este refulat n partea superioar a rezervorului, astfel nct n spaiul 8 nceteaz contactul dintre carbid i ap. Din eava 7 acetilena trece prin epuratorul 9, de unde prin eava 10 ajunge n supapa de siguran 11, iar de aici prin robinetul 12 trece la consum. Pentru curirea acetilenei amestecate cu aer, nainte de a ncepe consumul ei se folosete robinetul 17.



Fig.4.4.1.2

Fig.4.4.1.3



n figura 4.4.1.4 este reprezentat generatorul Ga 1250-C. Se umple corpul 1 cu 72 1 ap pn la 150 mm de marginea de sus. Se ncarc cu carbid coul 4, care se introduce sub clopotul 2, zvorndu-se cu nchiztoarele 18, i se nchide robinetul 7. Se introduce n rezervor clopotul 2, asamblat cu coul 4 i cutia 3 (sudate ntre ele), introducndu-se prghia 22 n ureche, i se nurubeaz cu piulia 16. Cutia 3 se asambleaz cu clopotul 2 prin nchiztoarele 18 i se sprijin de fund cu picioruele 19. Se deschid robinetele 7 i 8 pentru eliminarea aerului cu acetilen, apoi acestea se nchid. Nivelul apei din supapa de siguran se controleaz cu robinetul 15, dup ce se umple cu ap prin prghia 17. La ncrcarea courilor de carbid pentru ambele generatoare se folosete carbid tip 0,1 sau 2, adic cu granulaie peste 25X50 mm.

Fig.4.4.1.4



Generatoarele de acetilen trebuie plasate n ncperi bine aerisite, separate de postul de sudare, iar n cazul cnd se afl ntr-un atelier, ele trebuie pstrate la o distan de cel puin 10 m de orice foc. La fiecare dou-trei zile de utilizare, rezervorul generatorului se spal cu ap, iar din trei n trei luni se spal filtrul generatorului i se nlocuiete cocsul. De asemenea, se verific dac garniturile i nurubrile generatorului nu au scpri de acetilen. Verificrile se execut cu soluii de spun i se sufl cu aer comprimat. n cazul unui consum mare, se folosesc generatoare centrale de producere a acetilenei.

4.4.2. SUPAPE DE SIGURAN, EPURATOARESupapele ele siguran snt dispozitive destinate opririi trecerii flcrii de ntoarcere i a undei de soc n generatoarele de acetilen, n recipientele de gaz sau n conductele principale dc acetilen.Ele au rolul de protecie mpotriva ptrunderii aerului sau a oxigenului provenit de la punctul de utilizare a acetilenei. Supapele de siguran asigur trecerea acetilenei prin ap sub form de bule, astfel nct s nu se formeze un curent continuu de gaz, prin care ar putea s se propage flacra de ntoarcere, i asigur totodat, n cazul ntoarcerii flcrii, evacuarea rapid a gazelor arse n atmosfer. Supapele de siguran pentru acetilen se execut de urmtoarele tipuri: deschis cu evi paralele; deschis cu evi concentrice; nchis Supapele deschise se folosesc pentru presiuni pn la 0,1 x105 Pa, iar cele nchise pentru presiuni medii pn la 1,5 x105 Pa.

Fig.4.4.2.1

Fig.4.4.2.2



n cazul cnd consumul de gaz este depit, nu este admis antrenarea apei din supap sub form de picturi sau mprocri. n cazul ntoarcerii flcrii, presiunea acetilenei evacueaz apa prin eava de siguran 3 i totodat i amestecul de gaze, rmnnd nc o pern de ap la baza evii de admisie 2 a gazului, care s asigure neptrunderea amestecului pe eava de admisie 2; evacuarea amestecului de gaze explozive se produce integral numai prin eava de siguran 3, n aer. Generatoarele deschise snt echipate cu supape de siguran de tipul deschis cu evi concentrice, varianta B.,. Supapele nchise, variantele C, i C., se folosesc la presiuni medii, respectiv 0,7 i 1,5 x105 Pa, la care presiunea de ntoarcere blocheaz intrarea spre eava de admisie, iar evac.uarea amestecului de gaz exploziv n aer se face prin spargerea membranei 8. Epuratoarele snt aparate destinate curirii acetilenei de impuriti. Epuratoarele montate pe generatoare au rolul numai de a curi acetilena de impuriti mecanice, reinnd n special umiditatea din gaz. Epuratoarele se ncarc cu cocs sau buci mici de crmid. Ele au forma unei cutii cilindrice. Gazul intr pe la partea inferioar a epuratoarelor i iese pe la partea superioar, de unde prin conducte este dirijat spre supapa de siguran.

4.4.3. BUTELII DE OXIGEN I ACETILEN, REDUCTOARE DE PRESIUNEOxigenul se ncarc n butelii din oel i astfel este transportat la locul de munc. Butelia de oxigen are un diametru interior de 220 mm, iar grosimea peretelui este de 8 mm; la partea inferioar, buteliile snt montate pe un suport, iar la partea superioar au un gt ngroat n care este nurubat robinetul de nchidere; pe gtul buteliei se nurubeaz capacul de nchidere . Lungimea total a buteliei este de 1 740 mm. Buteliile se vopsesc n albastru i poart n alb inscripia OXIGEN. Masa unei butelii ncrcate este de 81 kg, din care 8,5 kg este masa celor 6 m3 oxigen comprimat la presiunea de 150 at. Buteliile au montate n partea superioar robinete de nchidere, care snt prevzute cu un capac. Pentru montarea reductorului se deurubeaz capacele 4 ale buteliei i 10 al robinetului de nchidere. Se purjeaz puin oxigen prin deschiderea rozetei robinetului pentru eliminarea eventualelor impuriti lsate de garnitura capacului; se nchide robinetul, dup care se nurubeaz reductorul de presiune pentru oxigen. Reductorul de oxigen servete la micorarea presiunii oxigenului din butelii sau din conducte, la presiunea de 115 x105 Pa i la meninerea constant a pre13Autor : profesor Tnase Viorel


siunii reglate. Reductoarele funcioneaz pe principiul a dou fore opuse: fora de presare a unui arc care nchide admisia oxigenului i fora de presare a unei membrane acionate de presiunea oxigenului, opus arcului i care tinde s deschid admisia oxigenului.

Fig.4.4.3.1

Fig.4.4.3.2

Fora de presare a membranei la rindul ei este stabilit de presiunea gazului ptruns n camera de joas presiune i de arc care se regleaz manual. In corpul reductorului 1 snt nurubate: n locaul 18, manometrul de nalt presiune (0250 x105 Pa), care indic presiunea oxigenului din butelie, i n locaul 19, manometrul de joas presiune (025 x105 Pa) cu care se stabilete presiunea .

Fig.4.4.3.3



Presiunea de lucru se stabilete cu urubul 14 acionat manual, care prin arcul 13 i membrana 11 d natere unei fore antagoniste celei date de arcul 9. Dup stabilirea presiunii, la deschiderea rotiei 21, oxigenul trece din canalul 16 n canalul 17 spre racordul tubului de oxigen.

Fig.4.4.3.4

Fig.4.4.3.5

Robinetul buteliilor de oxigen i reductoarele de oxigen trebuie s fie foarte etane, cu corpului executat din alam, iar n timpul exploatrii se vor feri de a se murdri cu ulei, deoarece se pot provoca explozii. Carcasele metalice ale manometrelor trebuie s poarte inscripia OXIGEN! A SE FERI DE ULEI!

Fig.4.4.3.6

Fig.4.4.3.7

Buteliile de acetilen au aceeai capacitate ca i cele de oxigen i conin circa 5 500 1 acetilen la presiunea de 16 x105 Pa. Au aceleai dimensiuni ca i buteliile de oxigen, cu excepia lungimii buteliei, care este mai mic (1 640 mm). Buteliile de acetilen snt vopsite n alb i poart inscripia n rou. n interiorul buteliilor snt introduse 20 kg mas poroas i 10,5 kg aceton, ceea ce permite nmagazi15Autor : profesor Tnase Viorel


narea acetilenei la presiunea de circa 16 x105 Pa fr pericol.Buteliile trebuie meninute numai n poziie vertical, n special la folosire, pentru a nu se produce scurgeri de aceton. De asemenea, nu se permite un consum mai mare de 650 l/h, deoarece acetilena degajat ar putea antrena acetona din butelie. Reductorul de presiune la buteliile de acetilen se racordeaz la robinetul cu ventil al buteliei, nurubat n capul buteliei care lateral are un cep de care se prinde cu ajutorul bridei reductorul. Reductorul de acetilen are acelai principiu de funcionare ca i cel de oxigen, cu deosebirea c presiunile snt cu mult mai joase; la acest reductor, manometrul de nalt presiune este gradat pn la 30 at, iar cel de joas presiune pn la 6 x105 Pa. Pentru debite i presiuni mari, reductoarele se aleg n funcie de felul gazului, de presiunea de alimentare, de presiunea de folosire i de debitul orar necesar. Pentru baterii de butelii pentru oxigen, reductoarele reduc presiunea nalt de 150 -200 x105 Pa la presiunea de utilizare de maximum 20 x105 Pa pentru consumuri pn la 100 m3/h. Dac presiunea de utilizare este sub 4 at, atunci se folosesc dou trepte de reducere a presiunii, prin ataarea la primul reductor de nalt presiune a unui reductor de presiune joas. n cazul unor consumuri nari de oxigen, instalaiile se prevd i cu dispozitive electrice de nclzire, montate pe evi, naintea reductoarelor de presiune ale bateriilor.

4.4.4. BATERII DE BUTELIIn cazul atelierelor mari de sudare, prevzute cu mai multe posturi le sudare, cu consum mare de acetilen i oxigen, aprovizionarea locurilor de munc nu se mai face separat pentru fiecare post, ci centralizat, prin conducte. Bateriile de butelii pot fi legate n paralel, simplu sau dublu.



4.4.5. TRUSA DE SUDARE OXIACETILENIC

Fig.4.4.5.1

Fig.4.4.5.2

Flacra oxiacetilenic se obine cu ajutorul arztorului (suflaiului) de sudare sau de tiere, n care se face amestecul gazului combustibil cu oxigen i la extremitatea cruia se formeaz flacra. Arztorul este nurubat ntr-un mner, care, la captul opus, este prevzut cu racordurile pentru tuburile de oxigen i de acetilen. Tijele arztoare ale flcrii snt de opt mrimi, cuprinse n trusa de sudare sau de sudare-tiere. O trus complet conine: minerul simplu sau combinat; arztoarele pentru sudare i pentru tiere; anexele i piesele de rezerv (dispozitiv de tiere, becuri, piulie etc.); cutia trusei. Un suflai complet de sudare este format din minerul 1, n care se nurubeaz tija arztorului, cu ajutorul piuliei olandeze 12. Pe mner snt prevzute racordurile: 2 pentru oxigen i 4 pentru acetilen. Oxigenul dup ce trece prin eava din interiorul minerului i robinetul de oxigen, este dirijat spre gaura injectorului 7 i de acolo trece cu vitez mare n ajutajul de amestec 11 al tijei arztorului i n continuare n eava de amestec 14. Suflaiul lucreaz dup principiul injeciei, adic curentul de oxigen la ieire din injectorul 7 aspir acetilena din spaiul 8, respectiv din orificiile 9, unde ea intr n spaiul minerului, dup ce a 17Autor : profesor Tnase Viorel


fost deschis robinetul de acetilen 6; n ajutajul de amestec 11, respectiv n continuare n eava de amestec 14, acetilena se amestec intim cu oxigenul. La ieirea din orificiul 17 a becului de sudare 16, amestecul se aprinde, formnd flacra de sudare.

Fig.4.4.5.3

Fig.4.4.5.4

Fig.4.4.5.5



Fig.4.4.5.6

Pentru manipulare se deschide mai nti robinetul de oxigen i dup ce se constat cu degetul c se produce absorbia la racordul 4 de acetilen, se monteaz tubul de acetilen, se deschide robinetul 14 al racordului de evacuare a acetilenei de la generator. Se ateapt cteva secunde pn cnd amestecul de aer cu acetilen din evile i tuburile de acetilen au fost complet evacuate. Cum pentru majoritatea lucrrilor de sudare este necesar o flacr neutr, la aprinderea flcrii, dup deschiderea complet a robinetului de oxigen i de acetilen, se obine la nceput o flacr cu exces de acetilen , dup care se micoreaz debitul de acetilen prin nchiderea parial a robinetului 6 , pn cnd se formeaz con'tul luminos al flcrii neutre. La terminarea operaiei de sudare se nchide nti acetilena i apoi oxigenul. Dac se produc ntoarceri ale flcrii, se nchide complet robinetul de acetilen, iar suflaiul se cufund ntr-o gleat cu ap.



tabelul 4.4.5.1Numrulbecului Diametrulguriibecului,nmm 0 0,7 1 0,9 2 1,25 3 1,6 4 1,9 5 2,4 6 2,8 7 3,4

Diametrulguriiinjectorului,nmm

0,22

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

1

1.2

Grosimeametaluluidesudat,inmm

0,51

1 2 150

24

16

69

9 14 1 200 1 300 19

1420

2030

Consumuldeacetilen,nl/h

75

300

500

750

1700

2500

Consumuldeoxigen,inl/h Lungimea"nucleuluiluminos,nmm

80

165

330

550

825

1850

5750

G

8

12

15

17

21

23

Presiuneadelucruaoxigenului,n daN/cm

1,52

2 2,5

23

2,5 3

2,5 3

3 3,5

34 j 1

31

Presiuneadelucruaacetilenei,n x105Pa

0,01 .

.0,5

Not.Consumuldegazepoatevariacumaximum10%inplus.



4.4.6. TUBURI DE PRESIUNE PENTRU GAZE, ACCESORIIAlimentarea cu oxigen i acetilen a sufiaiurilor de sudare i tiere se face cu ajutorul unor tuburi de cauciuc de execuie supl, colorate dup cum urmeaz: cu albastru la exterior, pentru oxigen; cu rou la exterior, pentru acetilen . n funcie de presiunea de regim, conductele de gaze se clasific n dou clase: clasa P 10, pentru presiuni de maximum 10 x105 Pa; clasa P 20, pentru presiuni de regim de maximum 20 x105 Pa. Tuburile din clasa P 10 pot avea diametrul interior de 6,3 sau 10 mm i snt pentru oxigen i acetilen. Tuburile din clasa P 20 snt cu diametrul interior de 6,3 mm, numai pentru oxigen. Conducerea gazelor pentru suflaiuri mari se face cu tuburi de diametru mai mare fa de cele date, inndu-se seam de debitul de gaz i de presiunea maxim de debitare. Tuburile se racordeaz ntre ele cu nipluri i, dup ce s-a executat racordul, este necesar ca acesta s fie controlat cu soluie de spun.

Fig.4.4.6.1

Fig.4.4.6.2



Accesoriile sudorului cu gaz snt: ochelari de protecie cu vizoare de culoare verde, cu diametrul de 50 mm; pentru sudarea pieselor cu grosimi pn la 3 mm se folosesc vizoare cu numrul filtrului 2 pentru grosimi de 36 mm cu numrul filtrului 3, iar pentru grosimi mai mari, cu numrul filtrului 4; ochelari de protecie cu vizoare albe pentru curirea pieselor de zgur, rugin etc.; mnui, oruri i ghetre (sau jambiere) pentru sudori; ciocane de oel pentru curirea pieselor de zgur; perii de srm de oel pentru curirea sudurii; ace i perii de srm de alam pentru curirea becurilor; dli, ciocane, pile etc., pentru tiere, pilire, ndreptare.

Fig.4.4.6.3

Fig.4.4.6.4

Fig.4.4.6.5

Fig.4.4.6.6

Fig.4.4.6.7

Fig.4.4.6.8



4.4.7. POST DE SUDARE CU FLACRA DE GAZELocul de munc al sudorului este dotat cu:

generator de acetilen (eventual butelie de acetilen) sau conduct de gaze cu racord; butelie de oxigen cu reductor; trusa de sudare; tuburi de cauciuc, accesorii de protecie; mas de lucru i dispozitive de sudare; materiale de adaos, fluxuri de sudare; scule etc.

Fig.4.4.7.1



Fig.4.4.7.2

Un post de sudare cu flacr de gaze poate fi amplasat fie ntr-un loc fix (cabin) pentru sudarea ansamblurilor, fie pe fluxul de fabricaie pentru suduri de montaj. Cabinele se nchid cu paravane sau cu perdele de culoare deschis, mate. Generatorul de acetilen nu trebuie amplasat n cabina sudorului, din cauza pericolului exploziilor; de aceea, lng locul de munc al sudorului se prevede pentru generator un spaiu separat cu perei zidii, bine aerisit; n cabina sudorului se amplaseaz pe unul din perei supapa de siguran a generatorului i o flacr de control pentru gazul combustibil. Butoaiele de carbid se pstreaz nchise ermetic. Reziduul din generatoare trebuie evacuat nainte de ncrcarea cu carbid a generatoarelor i aruncat n gropile special destinate acestui reziduu. Locul de munc al sudoruiui va fi pstrat curat, aerisit i n perfect ordine.



4.5.TEHNOLOGIA SUDARII CU FLACARA OXIACETILENICA4.5.1.GENERALITATISudarea cu flacra de gaze este un procedeu de mbinare folosit nc mult n ateliere i pe antiere la sudarea tablelor subiri de oel i a metalelor neferoase, n special pentru poziii dificile, la recondiionarea pieselor de font i bronz, la ncrcarea cu metale dure etc. Dei din cldura degajat de flacr numai circa 10% este folosit pentru operaia de sudare propriu-zis, procedeul prezint avantajul c nu necesit aparate complicate sau reea electric i deci poate fi folosit oriunde. Procedeul prezint economicitate la sudarea tablelor subiri de oel i la unele metale neferoase, ns, pe msura creterii grosimilor de metal, productivitatea descrete i costul sudurilor executate se mrete, ceea ce limiteaz mult aplicarea lui economic.

Fig.4.5.1.1

naintea operaiei de sudare, piesele de sudat se prind din loc n loc, pentru ca rostul dintre ele s rmn constant n tot timpul operaiei de sudare, astfel nct marginile de sudat s nu se deplaseze ntre ele. n funcie de configuraia piesei, n 25Autor : profesor Tnase Viorel


loc de prinderi de sudur pot fi folosite clame de fixare a pieselor, care permit i o oarecare deplasare; calitatea sudurii este mai bun, deoarece dup sudare tensiunile interne i deformaiile snt mai reduse. Se mai recomand s fie folosite i pene de distanare introduse ntre rosturi, spre a se evita micorarea acestora sau eventual suprapunerea marginilor. Pentru aducerea marginilor de mbinat la temperatura de sudare, este necesar ca acestea s fie n prealabil nclzite, ceea ce constituie un mare inconvenient fa de alte procedee de sudare, deoarece nclzirea produce transformri structurale n zonele nvecinate sudurii i deformaii mari ale pieselor sudate. Pe antierele care nu dispun de reele electrice, sudarea cu gaz este mult folosit chiar la sudarea grosimilor mai mari de metal i de aceea n tehnologiile de sudare care vor fi expuse se va arta i modul de mbinare a acestora; in multe cazuri, ele nu snt recomandabile, n special dac pot fi utilizate procedeele de sudare electric, care snt, mult mai productive i mai economice. Superioritatea procedeului ns const n diversitatea mare a metalelor i aliajelor, precum i a produselor care pot fi sudate cu acest procedeu. Rezultate bune se obin la aplicarea procedeului la sudarea metalelor i aliajelor cu temperaturi de topire sub 1 000C, la sudarea fontei cu perei subiri, la ncrcri cu aliaje dure, la reparaii.



4.5.2. METODE I REGIMURI DE SUDAREAplicarea celei mai corespunztoare metode la sudare conduce la obinerea unei caliti bune a sudurii cu zone influenate termic reduse i cu deformaii mici, cu un consum mai redus de gaz combustibil i oxigen i cu o vitez mai mare de lucru; nclinarea optim care trebuie dat suflaiului, i vrfului srmei de adaos care trebuie topit fa de locul de sudat, ct i orientarea n spaiu a sudurii de executat au dat natere la mai multe metode de sudare. Metodele de sudare se aplic n funcie de grosimea i conductivitatea caloric a materialului de sudat. Sudarea spre sting constituie metoda cea mai simpl i mai uoar de nsuit de ctre sudori; se aplic la sudarea tablelor de oel subiri pn la grosimi de 45 mm. Pentru metale cu conductivitate termic mai mare, metoda se aplic pentrugrosimi pn la circa 3 mm. Metoda const n nceperea sudrii din captul din dreapta al rostului de sudat; custura se execut de la dreapta spre stnga cu suflaiul n mna dreapt a sudorului, meninut nclinat cu un unghi de circa 45 sau mai mic fa de planul tablelor, n funcie de grosimea tablelor de sudat i aplicat peste custura deja executat . Cu cit grosimea tablelor este mai mic, cu att nclinarea fa de planul tablelor este mai mic, ajungnd ca n cazul grosimilor sub 1 mm nclinarea s fie de 10. Srma de adaos inut de sudor n mna sting se afl naintea flcrii de sudare ; deoarece suflaiul este dirijat naintea custurii, aceast metod mai este numit i metoda nainte". Att suflaiului cit i srmei i snt imprimate micri de oscilaii transversale . Tablele pn la grosimi de 4 mm se sudeaz cu rostul n I.

Fig.4.5.2.1



Metoda se poate aplica i grosimilor mai mari de 4 mm, n care caz este necesar prelucrarea marginilor rostului n V, cu o deschidere a rostului de 903. Metoda ns aa cum s-a artat nu este recomandabil grosimilor peste 4 mm, din cauza productivitii reduse i a consumului mrit de oxigen i acetilen. Debitul orar necesar de acetilen, care genereaz puterea flcrii oxiacetilenice, la aceast metod se deduce n funcie de grosimea tablei, i anume: Qa=(80 .. . 120) s [l/h], n care s este grosimea tablelor, n mm. n cazul sudrii cuprului, innd seama de conductivitatea termic mare a acestuia, puterea flcrii se ia mult mai mare: Qa=(200 ... 250) s [l/h], ns este preferabil s se aplice, n cazul cnd este posibil, alte metode mai productive. Cu relaiile de mai sus, pentru o anumit grosime de material, s-a determinat debitul orar necesar de acetilen, se alege mrimea becului necesar obinerii flcrii corespunztoare, adic a tijei i a injectorului. Presiunea de luc

sudarea metalelor si aliajelor

Documents