Procedee de realizare a rosturilor

Rostul unei Imbinari sudate reprezinta spatial dintre marginile pieselor care urmeaza a fi sudate.

In functie de grosimea compenentelor si de procedeul de sudare folosit, rostul imbinarii sudate este standardizat si poate fi in: I, V, Y, X, U etc.

Rostul este necesar pentru a asigura patrunderea sudurii pe intreaga grosime a materialului de baza.

La alegera formei rosturilor imbinarilor se va tine seama de urmatoarele aspect:

- Comportarea in exploatare a imbinarilor sudate(importanta constructiei sudate);- Factorii constructive;- Factorii tehnologici;- Factorii metalurgici;- Factorii economici;

Prelucrarea rostului in cazul de fata se face respectand normele de calitate in domeniul naval si cele ale societatii de clasificare sub supravegherea caruia se executa nava.

Conform acestor norme avem:

Tip de îmbinare Tip de sudură

Standard Limita Remediere

1. CAP LA CAP FĂRĂ PRELUCRARE

Sudură manuală

G = t / 2 G 5 mm

t 6 mm. max.Când 5 < G < 12 mm suprafaţa de îmbinare se va prelucra cu inclinare, se va monta plăcuţa de sudare şi se va suda îmbinareaDupă îndepărtarea plăcuţei se va creiţui şi completa sudura.Când G>12 mm. se va reface îmbinarea

Sudură automată

G = 02 mmt = 19 mm max. Vezi 5.2.3.

2. PRELUCRARE ½ V Sudură manuală

G 3 mmR =2-3 mm = 50°-75°

G 5 mmR 5 mm = 45°-75°

t = 6 la 16 mm.

Sudură automată

Vezi 5.2.3.

Tip de îmbinare Tip de sudură

Standard Limita Remediere

3. PRELUCRARE K Sudură manuală

G 3 mmR =2-3 mm = 50°-75°

G 5 mmR 5 mm = 45°-75°

t = 19 la 38 mm.

Sudură automată

Vezi 5.2.3.

4. ÎMBINARE CU PRELUCR. V DOAR PE O PARTE

Sudură manuală

G 3 mm = 60° +/-5°

G 5 mm =40° 50°

t = până la 16 mm.

Sudură automată

G 2 mm G 3 mm Vezi 5.2.3.

5. ÎMBINARE IN V PE O PARTE

Sudură manuală

G =2-6 mm = 60°

+/-5°t = pana la 38 mm.Material temporar pe partea opusă

Sudură automată

G =2-6 mm = 60°

+/-5°t = până la 38 mm.Vezi 5.2.3.

6. ÎMBINARE ÎN V NORMALĂ ŞI CRAIŢUIRE PE SPATE

Sudură manuală

G 3 mmR =2-3 mm = 50° 70°

G 5 mmR 5 mm = 45° 75°

t = 6 16 mm.

Sudură automată

G 2 mmR 3 mm 45°

t = 8 25 mm.Vezi 5.2.3

7. ÎMBINARE CU PRELUCRARE ÎN X CU ÎNCLINĂRI UNIFORME

Sudură manuală

G 3 mmR =2-3 mm = 50° 70°

G 5 mmR 5 mm = 45° 75°

t = până la 38 mm

Tip de îmbinare Tip de sudură

Standard Limita Remediere

Sudură automată

G 3 mmR 3 mm 45°

Ambele părţi sudate în poziţie orizontalăt = 19 mm 38 mmVezi 5.2.3.

8. ÎMBINARE CU PRELUCRARE ÎN X CU ÎNCLINĂRI NEUNIFORME

Sudură manuală / automată Combinaţii

G 3 mmR 2 mm6mmht/3

G < 5 mm

t = 16 la 39 mm.R max.depinde de limitele aprobate ale procedurii h = t/3Poziţie răsturnată (partea ) întâi

45° 40°

= 50° to 70°

= 45° to 70°

9. ÎMBINARE DE COLŢ CU O SINGURĂ ÎMBINARE ÎNCLINATĂ

Sudură manuală

G 3 mmR =2-3 mm 50°

G 5 mmR 3 mm 45°

t = 6 la 19 mm.

Sudură automată

G 1 mmR 3 mm 45°

Vezi 5.2.3.

10. ÎMBINARE IN “T” CU PRELUCRARE IN “K”

Sudură manuală

G 3 mmR =2-3 mm 50°

G 5 mmR 5 mm 45°

t = 19 la 38 mm.Vezi şi tipul 11

Sudură automată

G 1 mmR 3 mm 45°

Vezi 5.2.3.

Tip de îmbinare Tip de sudură

Standard Limita Remediere

11. ÎMBINARE ÎN “T” CU PRELUCRARE ÎN “JJ”

Sudură manuală

G 1.5 mmR 5 mm 25°r = 6 8 mm

G 5 mmR 7 mm 20°r = 6 10 mm

Această îmbinare poate fi utilizată când grosimea materialului depăşeşte 38 mm.Pentru t< 38 mm se utilizează îmbinarea nr.10.

12. ÎMBINARE DE COLŢ FĂRĂ PRELUCRARE

lungimea piciorului sudurii

G 3 mm.

1. Când 3 < G 5 mm lungimea piciorului va fi mărită adică lungimea normată + (G–3)

2. Când 5 < G 16 mm sudura pe plăcuţa de sudură temporară, îndepărtarea plăcuţei şi completarea cu sudură pe spate

3. Când 10 G 16 mm in alte zone decât contururile tancurilor etanşe şi de ulei şi care sunt supuse la sarcină

In cazul duzei vom alege rost in X; V pe support precum si imbinare de colt fara prelucrare a marginilor.

Prelucrarea marginilor se executa in scopul obtinerii formei si preciziei cerute si se realizeaza pe cale termica sau prin prelucrare mecanica.

Modul de prelucrare se stabileste in functie de grosimea piesei de realizat.

Prelucrarea termica se executa dupa o tehnologie similaracu taierea,iar in cazul rostului in V operatia se realizeaza dintro singura trecere.

Desi fata de prelucrarea mecanica,cea termica este mai productiva, suprafetele prelucrate termic tremic nu prezinta un grad de puritate si o precizie dimensional buna. De aceea prelucrarea termica este urmata de o curatire prin polizare,periere etc.

Analiza materialului de baza si de adaos: sudabilitate, proprietăţi

La alegerea materialelor necesare realizării unei construcţii sudate se au în vedere următoarele:

- elementele de calcul (presiune, temperatură), valorile de serviciu maxime şi minime ale acestora ca si în timpul probei (încercarea de presiune hidraulică);

- dimensiunile construcţiei, în special grosimea peretelui;- condiţiile de lucru (dacă există variaţii ale presiunii şi temperaturii, evaluarea

numărului de cicluri, viteza de variaţie a temperaturii şi presiunii;- mediul de lucru, natura lui şi influenţa mediului ambiant

La stabilirea materialelor trebuie ţinut seama, încă din această fază, de posibilităţile acestora de a fi modelate, de a putea fi sudate şi în acest scop de a putea fi preîncălzite şi supuse la tratamente termice.

Materialele trebuie să prezinte garanţii de calitate pentru caracteristicile mecanice, compoziţie chimică, proprietăţi tehnologice şi fizice necesare în evaluarea capacităţii lor de a face faţă sarcinilor la care este supusă construcţia sudată.

Alegerea materialului de bază pentru realizarea unei îmbinări sudate este o problemă esenţială şi este determinată atât de posibilităţile de execuţie şi de condiţiile de exploatare cât şi de sudabilitatea materialului.

Materialele metalice folosite în construcţiile sudate sunt:- materiale feroase ( Oţeluri, fonte )- materiale neferoase (Al, Cu, Ni, Ti)

1.1 OţelurileDatorită caracteristicilor de rezistenţă superioare, proprietăţilor de prelucrare mari,

preţ de cost scăzut, oţelul este cel mai utilizat material de bază.Metalul de bază este definit prin însuşirile sale: compoziţia chimică - evidenţiază elementele componente structura metalurgică – evidenţiază componentele structurale. geometria primară – elementul geometric cel mai important pentru sudare este

grosimea s (mm).Oţelurile pentru structuri sudate se împart în două categorii: oţeluri nealiate, cu puţin carbon oţeluri slab aliate

1.1.1 Oţelurile nealiate, prezintă următoarele caracteristici:a) compoziţia chimică este cuprinsă între limitele: C=0,20%; Mn=0,3 – 0,8%; Si=0,03-0,6% şi S+P0,07%b) caracteristici mecanice:σ r

max=42 daN /mm2 ;σc

max=25 daN /mm2 ; Amin=25 %

c) structura, este ferito-perlitică cu grăunţi de ferită în reţea de perlită, în cazul în care nu sunt aplicate tratamente termice, care conduc la structuri corespunzătoare tratamentului aplicat.

Creşterea fineţei lamelelor de perlită face ca duritatea să crească, iar creşterea fineţii greutăţilor cristalini conduce la creşterea plasticităţii.

Pentru construcţii sudate sunt recomandate mărcile până la OL50.Proprietăţile mecanice ale acestor oţeluri sunt influenţate în cea mai mare măsură de

conţinutul de carbon.

1.1.2 Oţelurile slab aliate, păstrează conţinutul de carbon scăzut pentru a nu dăuna sudurii, dar conţin elemente de aliere ce măresc însuşirile de rezistenţă fără a diminua

plasticitatea. În general, se urmăreşte să se obţină o limită de plasticitate c cât mai mare şi o energie de rupere KV cât mai ridicată, la cea mai scăzută temperatură de exploatare .

1.1.2.a. Oţeluri slab aliate netratate termic ( ex.: OL52 ), cu maximum 0,20% C.Principalele caracteristici sunt: Rm = 510 – 630 N/mm2; A = 22%; energia de rupere

la o temperatură de –200C, Kv = 27J. Sudabilitatea acestor oţeluri este condiţionată de apariţia constituenţilor fragili în ZIT.

1.1.2.b. Oţeluri slab aliate cu granulaţie fină ( non QT )La aceste oţeluri se garantează energia minimă de rupere de 28J pînă la – 500C.

Principalele caracteristici sunt: Rm = 570 – 750 N/mm2; A = 19%; Sudabilitatea acestor oţeluri este influenţată de modificări ce apar în ZIT şi de

formarea structurilor dure si fragile de călire. Datorită supraîncălzirii metalului de bază în ZIT la 1200 …14000C zona cu granulaţie mărită are proprietăţi mecanice scăzute.

Se recomandă:- limitarea cantităţii de căldură introdusă la sudare;- preîncălzirea pentru reducerea vitezei de răcire;- sudarea în straturi succesive şi suprapuse

1.1.2.c Oţeluri slab aliate, călite şi revenite cunoscute sub denumirea QT ( tratate termic după elaborare.

Prin tratament termic Rmax = 900 – 1200 N/mm2. Problema principală ce apare la sudarea acestor oţeluri este înmuierea unei porţiuni din ZIT.

Se recomandă utilizarea de surse termice pentru sudare foarte concentrate, care să influenţeze cât mai puţin metalul de bază.

Principalele caracteristici ale oţelurilor slab aliate sunt:a) compoziţia chimică, este cuprinsă între limitele:C≤0 , 20%; Mn=0,6−1,6 %; Si=0,3−0,6 %; Ni=1−1,5 %Cr=0,3−1,3 %; Mo=0,2−0,6 %,V =0,1−0,2 %; Zr≈0,5 %B≈0 , 0005%Suma elementelor prin aliere nu depăşeşte 5%

b) caracteristici mecanice: σ c≥32 daN /mm2 şi KV >35 J la cea mai mică

temperatură de exploatarec) structura este ferito-perlitică atunci când nu intervin tratamente termice după

elaborarea lor. Se pot aplica tratamente termice de normaliziare sau călire + revenire. Din punct de vedere al tratamentelor termice aplicate, oţelurile slab aliate utilizate în construcţiile sudate se pot împărţi în:

1) oţeluri non QT, la care rezistenţa mare se obţine numai prin introducerea elementelor de aliere, livrându-se în stare laminată sau normalizată (σr max=65−70 daN /mm2 ).

2) oţeluri QT, la care rezistenţa mare se obţine atât prin aliere cât şi printr-un

tratament de îmbunătăţire ajungându-se la valori ale lui σ>900 daN /mm2 şi

chiar 1200daN /mm2.

În industrie în afară de oţelurile descrise se mai folosesc şi alte oţeluri, ca de exemplu cele mediu şi înalt aliate.

Principalele mărci de oţeluri şi aliaje neferoase standardizate folosite la structuri sudate, cu principalele lor caracteristici sunt indicate în tabelele 1,2,3,4,5,6,7,8,9. din Anexa 1

1.1.3. Oţelurile aliate cu nichelOţelurile aliate cu nichel numite şi oţeluri criogenice (rezistente la temperaturi

scăzute) conţin: 2,3 %…..9% Ni şi 0,15 %C. După structură pot fi: oţeluri perlitice, martensitice ( sunt fragile şi se utilizează mai rar) şi austenitice – înalt aliate. Oţelurile criogenice îşi menţin tenacitatea şi la temperaturi foarte scăzute.

Spre exemplu, rezilienţa unui oţel cu 0,15%C şi 5%Ni este :- la +200C de 15daNm/cm2

- la –700C de 11,4 daNm/cm2

- la –1830C se menţine la 5,7 daNm/cm2 ( o valoare destul de ridicată )Sudarea oţelurilor criogenice nu ridică probleme deosebite. a) Oţelurile cu 9% Ni se sudează bine cu condiţia evitării impurificării cu C,P şi

S şi utilizării unui metal de adaos identic cu MB. b) Oţelurile cu 9% Ni prezintă pericolul apariţiei constituenţilor fragili în ZIT, mai

ales la grosimi peste 40 mm

Recomandări:a) reducerea vitezei de răcire a sudurii prin preîncălzirea piesei;b) tratament termic după sudare (revenire la 5800C);c) sudarea cu energii reduse;d) sudarea cu electrozi bazici sau în mediu de gaz protector de argon pentru a

reduce tendinţa de formare a porilor prin absorţia hidrogenului, sau în amestecuri de argon şi heliu

1.1.4. Oţelurile aliate cu crom Oţelurile aliate cu crom pot fi : a) martensitice, b) feritice c) semiferitice.

a) Oţelurile martensitice Tendinţa puternică spre călire a oţelurilor cu crom martensitice le situează printre

aliajele cu comportare la sudare foarte dificilă. Oţelurile martensitice se pot grupa în trei categorii:

- oţeluri cu 0.15% C şi 12….14 % CrPrin călire capătă caracteristici mecanice bune : Rmax = 1400 N/mm2;

- oţeluri cu C = 0,20…..0,40 % şi Cr = 13 – 15 %Prin călire capătă rezistenţă mare Rmax = 2000N/mm2, însă rezilienţa scade la

jumătate ( 20daJ/cm2)- oţeluri cu 0,16% C şi 15….20% Cr şi adaos de 2…4 % NiComportarea la sudare a acestor oţeluri implică analiza transformărilor ce au loc în

cusătură şi în ZIT, care determină tendinţă accentuată spre fisurare

Recomandări:- utilizarea de materiale de adaos cu conţinuturi de hidrogen scăzute;- protejarea băii de metal lichid cu gaze inerte;- aplicarea preîncălzirii şi menţinerea îmbinării la temperaturi înalte un anumit

timp;- aplicarea de tratamente termice călire-revenire.

b) Oţelurile feritice şi semiferitice în funcţie de conţinutul de crom şi carbon [Cr = 13…18% (25….30%) şi C 0,12% (maximum 0,30%)] pot fi inoxidabile sau refractare.

Comportarea acestor oţeluri la sudare este legată de faptul că prezintă tendinţă accentuată spre fisurare.

Recomandări:- aplicarea preîncălzirii la temperaturi de 150….2500C;- micşorarea cantităţii de martensită în cusătură şi ZIT prin adaosul de : Al, Si şi

Mo;- utilizarea Ti şi Nb, care stabilizează ferita şi reduce cantitatea de austenită şi

respectiv martensită;- sudarea cu energie liniară redusă;- utilizarea materialelor de adaos austenitice;- aplicarea de tratamente termice după sudare- încălzirea la 7500C (la conţinut de crom redus) şi respectiv, la 8500C, urmate de

răcire în aer, cu menţinere la temperatura de tratament de minimum 30 min.

1.1.5 Oţelurile aliate cu crom şi molibdenAceste oţeluri sunt destinate fabricării structurilor sudate ce lucrează la temperaturi

ridicate, de 475 – 580 0C. Conţinutul de crom determină gruparea acestor oţeluri în două clase:

- oţeluri slab aliate, ce conţin 0,45… 1,70 % Cr; 0,15 … 0,40 % Mo şi C 0,30 – 0,46%

- oţeluri mediu aliate, ce conţin 0,7 … 6 %Cr; 0,25 … 1,1 % Mo şi C 0,10– 0,15%Sudabilitatea acestor oţeluri este determinată în principal de cantitatea de elemente

de aliere, astfel:a) la oţelurile cu 0,5% Cr şi 0,5 % Mo şi 0,15 % C sunt caracteristice următoarele

aspecte:- apariţia constituenţilor fragili în ZIT şi în cusătura sudată;- modificarea dimensiunilor grăunţilor în cusătura sudată, scăzînd astfel

proprietăţile mecanice- la concentraţii mari de S,P 0,02% şi Ni < 0,008%, tendinţă accentuată de

apariţie a fisurilor;- la un conţinut ridicat de siliciu ( Si 0,40% ) apare tendinţa de fragilizare a

materialului.Recomandări: aplicarea preîncălzirii : 1000C pentru table subţiri şi 2000C pentru table groase, iar

după sudare o revenire la 6500C.

b) la oţelurile cu 1,25 % Cr 0,5% Mo şi 0,15 % C, în urma sudării în ZIT vor rezulta martensită + ferită + bainită, iar pericolul apariţiei fisurilor este foarte ridicat. In acest caz se recomandă preîncălzirea la circa 2000C.

c) la oţelurile cu 2,25 % Cr şi 1 % Mo apare tendinţa puternică de fragilizare a cusăturii şi a ZIT-ului. Prin răcirea în aer liber se formează structuri tipice de călire. Această tendinţă se poate reduce prin:

- preîncălzire la 1500C la s 100 mm grosimi şi la peste 1500 C cînd s 100 mm- aplicarea unui tratament termic de revenire la temperaturi de peste 6500C.

d) la oţelurile cu 4….6% Cr şi 0,5 % Mo se vor aplica:- preîncălzire la 250…3000C;- tratamente termice după sudare la temperatura de 8700C cu menţinere de 2h

1.1.6 Oţelurile austeniticeOţelurile austenitice pot fi cu Cr-Ni şi manganoase. 1.1.6.a. Oţelurile austenitice Cr – Ni conţin ca principale elemente de aliere cromul (

18%) şi nichelul ( 8% ), conţinutul de carbon fiind foarte scăzut ( C 0,15% ). Sudabilitatea acestor oţeluri este influenţată de : sensibilitatea la fisurare a cusăturii, apariţia fenomenului de coroziune şi formarea compusului intermetalic (sigma).

Eliminarea tendinţei de fisurare la cald se realizează prin stimularea creşterii cantităţii de ferită în oţel, care se poate realiza prin :

- utilizarea unor materiale de adaos corelate cu compoziţia metalului de bază;- răcirea în domeniul temperaturilor peste 12500C cu viteze mari;- creşterea procentului de mangan şi reducerea în metalul de adaos pe cît posibil a

conţinutului de sulf şi fosforReducerea tendinţei de coroziune (intercristalină) se realizează prin utilizarea de:- oţeluri cu conţinut redus în carbon;- oţeluri stabilizate cu titan şi niobiu;- aplicarea de regimuri de sudare cu viteze mari de răcire în intervalele critice de

temperaturi;- aplicarea de tratamente termice, de recoacere, de difuzie şi de călire;- utilizarea de energii liniare mici la sudareFaza (sigma) apare după sudare în zonele ce au fost încălzite la temperaturi

cuprinse în intervalul 600…900 0C. Înlăturarea fragilizării prin sigmatizare se realizează prin încălzirea la circa 10000 C timp de 2…4h şi răcire rapidă.

1.1.6.b. Oţelurile austenitice manganoase conţin 10 … 15% Mn şi 0,9 …1,4 % C, cu raportul Mn/C 10.La sudare aceste oţeluri au tendinţă accentuată de fisurare, datorită apariţiei martensitei, dure şi fragile şi a tensiunilor interne produse de coeficientul mare de dilatare termică. Principalele măsuri de evitare a tendinţei de fisurare a cusăturii şi a ZIT-ului sunt:

- răcirea cu viteze mari a îmbinării;- utilizarea de energii liniare reduse.

1.1.7. Oţelurile durificabile prin precipitare ( PH, oţeluri maraging)Oţelurile durificabile prin precipitare se împart în funcţie de conţinutul de elemente

de aliere în două categorii:- oţeluri PH slab aliate- oţeluri PH aliateNumite şi oţeluri maraging ( martensită îmbătrînită), ambele au conţinut foarte scăzut

de carbon (C< 0,03%). Aceste oţeluri au caracteristici mecanice foarte bune; de exemplu, un oţel maraging

cu : 17,5% Ni, 12,5% Co; 3,8% Mo; 1,7% Ti; 0,1%Al, atinge valori maxime de Rm = 2500 N/mm2; A5=5%. Se folosesc la structuri sudate ce lucrează în intervale largi de temperatură de la –1000C pînă la +4000C.

Oţelurile PH au o comportare bună la sudare deoarece în timpul răcirii austenita se transformă în martensită plastică cu tendintă redusă spre fisurare.

1.2 FonteleFontele sunt aliaje ale fierului cu carbonul, în care conţinutul de carbon depăşeşte

două procente. În afară de carbon, în fonta tehnică, folosită pe scară largă în industrie se găseşte mangan, siliciu, sulf şi fosfor. Fontele aliate conţin în plus : crom, nichel, aluminiu, titan, molibden, cupru, cobalt etc. Structura fontelor este determinată de acţiunea a doi factori: compoziţia chimică şi viteza de răcire.

Principalele tipuri de fontă la care se aplică sudarea sunt:- fonta cenuşie cu grafit lamelar, turnată în piese;- fonta maleabilă, turnată în piese;- fonta cu grafit nodular turnată în piese;- fontă turnată în piese pentru maşini-unelte- fonta austenitică, turnată în piese;Comportarea la sudare a fontelor este înrăutăţită faţă de cea a oţelurilor din

următoarele motive:- la viteze mari de răcire în sudură şi ZIT apare fonta albă, dură şi fragilă;- încălzirile locale provoacă tensiuni interne mari, determinînd apariţia de fisuri

favorizate de caracteristiclie reduse de plasticitate ale fontelor;- absorţia intensă de gaze de către baia de metal lichid duce la apariţia porilor;- fluiditatea ridicată a fontelor generează scurgeri intense de metal din sudură.-Recomandări:-preîncălzirea pieselor la temperaturi joase (150 – 300)0C, sau înalte (600…700) 0C;- tratament termic după sudare;- aplicarea unei tehnologii adecvate pentru sudarea pieselor, la care se ţine seama

în mod deosebit de condiţiile de dilatare respectiv de contracţie ale piesei în timpul sudării;

- folosirea materialelor de adaos austenitice ( în cazul preîncălzirii înalte se pot folosi electrozi din oţel înalt aliat).

1.3 Cuprul şi aliajele luiCuprul şi aliajele lui sunt caracterizate prin conductivitate termică şi electrică

deosebit de bune, avînd şi o rezistenţă bună la coroziune în atmosferă. Proprietăţile fizico-chimice deosebite influenţează direct sudabilitatea aliajelor de cupru prin următoarele aspecte:

- conductivitatea termică mare disipă rapid căldura în masa metalică a pieselor de sudat; se recomandă preîncălzire şi sudarea cu surse termice foarte concentrate;

- deformaţiile mari, datorită coeficientului mare de dilatare liniară pot produce fisurarea sudurii şi a ZIT-ului;

- apariţia fisurilor de cristalizare şi a porilor, datorită absorţiei de oxigen în timpul sudării

- eutecticul Cu+Cu2O situat la limitele grăunţilor avînd temperatura de topire mai scăzută (10640C) faţă de cupru(10830C) provoacă fragilizarea la cald.

Principala dificultate ce apare la sudarea alamelor o constitue arderea zincului.La sudarea bronzurilor apar următoarele dificultăţi:- la cele cu staniu, există pericolul fisurării la cristalizare;- la cele cu aluminiu se formează pelicula de oxid de aluminiu(Al2O3) care este

greu de eliminat din baia de metal lichid.

1.4 Aluminiu şi aliajele lui

Material

SudabilitateComportare metalurgică la

sudareComportare în

constructia sudata

Puritatea aluminiului tehnic este de 96,5 …99 % Al. Datorită proprietăţilor mecanice slabe nu se foloseşte în tehnică. Pentru îmbunătăţirea caracteristicilor fizico-mecanice se produc diferite aliaje, cum sunt: Al-Si-Cu, Al-Si-Cu-Mn, Al-Mg-Zn, Al-Cu-Mg etc.

Comportarea la sudare a aliajelor de aluminiu este determinată în principal de :- formarea peliculei de Al2O3 în timpul sudării;- formarea porilor de hidrogen dizolvat în baia de metal lichid;- apariţia fisurilor de cristalizare;- modificări structurale în ZIT.

Recomandări:- îndepărtarea mecanică a peliculei de Al2O3 înainte de sudare şi în timpul sudării;- alegerea unei tehnologii de sudare care să limiteze cantitatea de impurităţi şi

umiditatea;- folosirea unor fluxuri uşor fuzibile pe bază de cloruri şi floruri;- aplicarea unor tratamente termice pentru refacerea structurii în ZIT

1.5 Nichelul şi aliajele saleNichelul este unul din metalele cu o mare rezistenţă la coroziune, din această cauză

este utilizat ca element de aliere în elaborarea aliajelor cu proprietăţi speciale. Comportarea la sudare a nichelului şi a aliajelor cu conţinut ridicat de nichel este condiţionată de :

- fisurarea sudurii şi a ZIT-ului şi de apariţia porilor în metalul depus;- înrăutăţirea caracteristicilor mecanice în ZIT.

Recomandări:- sudarea cu energie liniară scăzută- tratamente termice pentru îmbunătăţirea structurii în ZIT.

2 Comportare la sudare a materialelor de bază2.1. Comportarea metalurgică şi tehnologicăComportarea metalurgică la sudare (compoziţie chimică, caracteristici structurale,

caracteristici mecanice, tendinţa de fisurare la cald sau la rece) definită de modul cum reacţionează oţelul faţă de acţiunea unui anumit proces de sudare, acţiunea localizată în zona de trecere şi în zona influenţată termic.

Comportarea tehnologică la sudare, definită ca posibilitate de a realiza îmbinări printr-un anumit procedeu de sudare, în vederea realizării anumitor cerinţe.

Capacitatea unui metal sau aliaj de a forma îmbinări sudate de bună calitate în condiţii economice de realizare, se apreciază cu ajutorul sudabilităţii.

Sudabilitatea este definită pe baza unui ansamblu de factori tehnologici, constructivi şi de exploatare.

Comportarea metalurgică la sudare şi comportarea în construcţia sudată sunt legate între ele în sensul că o bună comportare metalurgică la sudare este o condiţie prealabilă pentru obţinerea siguranţei construcţiei.

Sudabilitatea ca noţiune complexă este arătată în figura 1

120011001000

900800700600500400300200100

0

P1100oCT=290oC;t=300s;Vi=5o4s

A

Ca urmare a introducerii localizate de energie în metalul de bază, se produce o creştere a nivelului energetic, creştere ce activează procese fizice şi chimice în metal. Procesele fizice sunt: dilatări şi contracţii, transformări structurale, absorbţii de gaze, iar procesele chimice constau din reacţii ca oxidări, reduceri, nitrurări, formări de faze intermetalice, precipitări şi dizolvări de precipitate.

După sudare aceste procese modifică structura metalurgică şi starea de tensiune în ZIT, ceea ce are drept consecinţă variaţia caracteristicilor mecanice în zona respectivă. În foarte multe cazuri, metalul de bază în ZIT îşi măreşte caracteristicile de rezistenţă şi scad cele de plasticitate, cea ce duce la fragilizarea metalului de bază în ZIT.

Există şi cazuri când metalul de bază se înmoaie în ZIT, situaţii întâlnite la metalele întărite prin precipitare dispersă sau prin tratamente termice.

Datorită vitezelor mari de răcire şi încălzire, precum şi a duratelor scurte de menţinere, structurile din ZIT sunt în marea majoritate a cazurilor, foarte departe de a fi structuri de echilibru.

În practică pentru a obţine informaţii la structura ZIT-ului se folosesc diagramele de descompunere a austenitei la răcire continuă. (TTTC= timp, temperatură, transformare, răcire continuă).

Diagramele TTTC pentru a fi utile la predeterminarea structurilor din ZIT, trebuie stabilite pentru condiţiile de austentizare realizate în diferite fîşii din ZIT.

În figura 2 este arătată diagrama TTTC pentru un oţel moale cu (0,13%C, 0,26%Si, 0,56%Mn), valabilă pentru fâşia de ZIT în acare s-a realizat 1100oC, pentru parametrul de austentizare P, fiind introduse şi curbele de răcire 1-7.

Curba 1, corespunde călirii în apă (t8

5

≃0,3 s), arată că la circa 570oC din austenită

se separă ferită, proces care se termină la circa 520oC, când cantitatea de ferită formată este de 1% din volumul total al aliajului.

La 520oC începe transformarea bainitică care se încheie la circa 450oC, după formarea a 25% bainită. Sub 450 oC începe transformarea martensitibă, formându-se 75% martensită.

Cu aceiaşi metodă se poate stabili structura pentru o tablă sudată fără preâncălzire, cu

grosimea de 30 mm când este valabilă curba 2 cu t8

5

≃2,7 s. Se vede că la temperatura

camerei structura este alcătuită din 40% ferită proeutectoidă, 1% perlită, 40% bainită, 19% martensită, iar duritatea este HV=204.

În cazul aplicării unei preîncălziri la 350 oC, rezultă curba de răcire 6 cu t8

5

≃400 s,

obţinându-se o structură cu 90% ferită şi proeuteoică şi 10% perlită, iar duritatea este HV=157.

Astfel pentru orice tehnologie de sudare dată, se poate determina structura şi duritatea unei fâşii din ZIT.

Metoda prezintă dezavantajul că pentru fiecare fâşie din ZIT, sunt necesare tot atâtea diagrame TTTC, câte una pentru fiecare valoare lui P corespunzător fâşiei respective.

AC3

F

Fig 2Un alt tip de diagrame pe care le poate utiliza inginerul sudor pentru predeterminarea

structurii şi însuşirilor tuturor fâşiilor din ZIT, sunt diagramele PTR (parametru de austentizare, timp de răcire). Asemenea diagrame se stabilesc supunându-se analizei metalografice şi încercările mecanice epruvete omogene obţinute cu simulatorul de cicluri termice.

Materialele de adaos folosite la sudare sunt: electrozi înveliţi, sârme (pline sau tubulare) fluxuri şi de gaze de protecţie:

1. Electrozi înveliţi

Electrozii înveliţi sunt alcătuiţi dintr-o vergea metalică şi un înveliş format din diverşi compuşi chimici.

Vergeaua metalică se fabrică din aceleaşi materiale ca MB, dar cu o elaborare mai îngrijită. Astfel electrozii înveliţi fabricaţi pentru sudarea oţelurilor, au compoziţia chimică a vergelei cu un conţinut scăzut de C, S, P, adică de elemente care prezintă pericolul de fragilizare a oţelurilor şi care au o tendinţă pronunţată de segregare, deci de neomogenizări chimice şi structurale.

1.1 Învelişul aplicat pe vergeaua metalică prin presare sau prin imersare, conţine compuşi chimici, care la sudare se topesc, şi apoi se gazeifică.

Învelişul asigură următoarele funcţiuni:

Funcţia ionizatoare, arderea stabilită a arcului; Funcţia protectoare, gazele din zona de sudare protejează baia metalică; Funcţia moderatoare, formarea unei cruste de zgură care reduce viteza de răcire şi în

felul acesta măreşte proprietăţile de plasticitate; Funcţia de aliere, în unele cazuri unele elemente de aliere sunt trecute în baia de metal

din înveliş, Funcţia metalurgică, dezoxidare, rafinare.

Electrozii înveliţi se clasifică după următoarele criterii:

a) Tipul învelişului: acid (A), bazic (B), rutilic (R), celulozic (C), oxidant (O).

b) După grosimea învelişului:

- Înveliş gros, cu pulbere de fier, cu randament mărit;- Înveliş normal

c) După caracteristicile funcţionale:

- Electrozi care permit sudarea cu viteze de sudare mari, numiţi electrozi rapizi, Er- Electrozi cu randament mărit (electrozi de umplere) Eu.

- Electrozi pentru sudare la poziţie, la care zgura se solidifică rapid, ES.

În tabelul 1 şi 2 sunt date elementele din învelişuri şi încadrarea electrozilor înveliţi româneşti după caracteristicile funcţionale.

d) După caracteristicile mecanice ale metalului depus.

Tabelul 1

Tipul înveli-şului

Compoziţia chimică %

SiO2 TiO2 Al2O3

FeO+

Fe2O3MnO MgO CaO CaFe

Na2O+

K2OOrganice

Altele

A 37,3 - 3 19 30 - 1,7 - 4 5

B 15 9 - 4 5 - 27 34 4 - 2

R 27 43,2 6 3,7 14,6 2,2 0,3 - 3 - -

O 18,8 29 2 8,2 15 7 2 - 8 5 5

Tabelul 2Er Eu Es

E 42B

E 46B

E 50B

Superbaz

Ferotit

Zirbaz

Carten

MoCrB

MoCrlB

MoCr2B

VMoCr5B

Cr18Ni8Mn6x

Cr5Ni20B

E 42A

E 44T

Supertit

Supertit fin

Sudofer

MoTi

E 48T Favorit

Celtin

E 44C

UnibazMoB

MoCrlTi

Nibaz 55

Nibaz 65

1.2. Comportarea electrozilor înveliţi după tipul învelişului este următoarea:

a) Învelişurile A, R, O Au potenţiale de ionizare mici, deci se sudează uşor atât în c.c. cât şi în c.a.

Se folosesc la sudarea la poziţie, aspectul cusăturii fiind regulat. Zgura se desprinde uşor. Aceste învelişuri se folosesc la electrozii înveliţi pentru sudarea oţelurilor carbon şi slab aliate. Nu se folosesc pentru oţelurile aliate, inoxidabile, aliaje neferoase.

Cusătura rezultată are rezistenţa mare, dar plasticitate redusă.

b) Învelişul B Are potenţial de ionizare mai mare, stabilitate a arcului mai slabă, numărul de împuşcături mai

mare. Nu se poate suda decât în c.c.

Învelişul bazic este higroscopic şi de aceea, înainte de utilizare se calcinează la temperatura 150 – 300oC timp de 3 – 3.5h.

Cusătura rezultată este curată, proprietăţile mecanice sunt ridicate. Învelişul bazic se utilizează la electrozii înveliţi pentru sudarea tuturor materialelor de bază enunţate mai sus.

1.3. Simbolizarea electrozilor înveliţi

După recomandările I.I.S., electrozii înveliţi se simbolizează după schema următoare;E - c – KV compoziţia chimică – tip înveliş – poziţie de sudare – curent tensiune la

mers în gol – conţinut în hidrogen şi randament. Această schemă de simbolizare este folosită la electrozii înveliţi pentru sudarea oţelurilor carbon

Pentru celelalte materiale , schema prezintă unele diferenţe cum ar fi:

Pentru sudarea oţelurilor rezistente la fluaj, electrozii înveliţi nu conţin în schemă conţinutul în hidrogen, randamentul şi caracteristicile mecanice (c, kV).

Pentru sudarea oţelurilor inoxidabile, electrozii înveliţi nu au în schemă caracteristicile mecanice (c, kV) şi conţinutul în hidrogen.

Pentru fontă schema nu conţine caracteristicile mecanice, conţinutul în hidrogen şi randamentul

Caracteristicile mecanice şi compoziţia chimică se referă la metalul depus şi nu la vergeaua metalică, excepţie făcând electrozii folosiţi pentru sudarea fontei.

2. Sârme folosite pentru sudare

Sârmele de sudură se fabrică în următoarea gamă de diametre: 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3,5; 4; 5; 6; 10; [mm]

Simbolizarea sârmelor pentru sudare se face după compoziţia chimică a lor (Ex: Slo Mnl Ni l).

Sârmele pentru sudare au în principiu, aceeaşi compoziţie chimică ca MB.

Sârmele utilizate la procedeul MAG (CO2) trebuie să conţină elemente dezoxidante (Si şi Mn) care să asigure caracteristicile mecanice ale cusăturii la nivrlul MB.

Sârmele utilizate la sudarea MAG se simbolizează (S1 ; S5) după activitatea de dezoxidare.

S1 = acţiune dezoxidantă slabă

S5 = acţiune dezoxidantă înaltă

3. Fluxuri şi gaze de protecţie

3.1. Fluxurile pentru sudare se simbolizează după:a) Procedeul de fabricaţie; F (flux topit); B (flux legat); M (fluxuri realizate prin

amestec dintre fluxuri topite şi ceramice).b) Compoziţia chimică a fluxului; CS; MS; AR; AB; BF;

CS :CaO+MgO+SiO2>50 % , flux acid

MS : MnO+SiO2>50 % , flux acid, produce o îmbunătăţire în Mn a cusăturii

AR : Al2 O3+TiO2>45% , flux folosit la structurile de colţ caracter rutilic.

AB : Al2 O3≥20 %

l2 O3+CaO+MgO>45%

Sunt fluxuri bazice, ce formează proprietăţi mecanice ridicate cusăturii,

BF :CaO+MgO+MnO+CaF2>50%SiO2<20%

Fluxuri bazice, caracteristici mecanice ridicate.

c) Influenţa chimică a fluxului asupra cusăturii

Ex: FB F (-0,05; +0,2; +0,1).

Flux topit F, caracter bazic BF, produce în cusătură o scădere a conţinutului de carbon de 0,05%, o creştere a Mn de 0,2% şi creştere a Si de 0,1%

3.2 Gazele de protecţie după EN 439În 1994 a intrat în vigoare norma DIN EN 439 şi a înlocuit din acest moment norma

DIN 32526. Codificarea gazelor de sudare, după compoziţia lor este prezentată în tabelul .Se poate vedea că pentru sudarea în mediu protector de gaze se folosesc doar 5 gaze şi anume: CO2, Ar, He, O2, H2 . O excepţie este azotul, care este utilizat în principal numai la tăierea cu plasmă sau unele aplicaţii de sudare a oţelurilor înalt aliate ce conţin adaosuri de azot.

Tabelul 3Descriere Componente volumice Utilizare Obs.

Grupa NumărCodi-ficare

Oxidant Inert Redu-cător

Reactiv

CO2 O2 Ar He H2 N2

R 1

2

Rest

Rest

> 0..15

>15..30

WIG, Sudare – tăiere cu plasmă,

Protecţia rădăcinii

Reducător

I 123

100

Rest100

> 0..95

MIG, WIG, Sudare cu plasmă, Protecţia rădăcinii

Inert

M1 1234

> 0…5> 0…5

> 0…5> 0…3> 0…3

RestRestRestRest

> 0…5 MAG, Uşor oxidant

M2 1234

> 5…25

> 0…5> 5…25

> 3..10> 3..10> 0…8

RestRestRestRest

Puternic oxidant

M3 123

> 25...50

> 5…50>10…15> 8…15

RestRestRest

C 12

100Rest > 0…30

F 12 > 0..50

100Rest

Tăiere cu plasmă, Protecţia rădăcinii

Reducător

Cerinţe privind gazele de protecţie la sudare:a) cerinţe generale

- aptitudinea gazului pentru procedeul de sudare ales ( MAG/WIG,plasmă ),- protecţia de atmosferă a metalului topit, independent de poziţia şi geometria

rostului- insensibilitate la factorii externi cum este necurăţirea tablei,- evitarea stropirii

b) cerinţe fizice- comportarea bună la amorsare la începerea sudării, formarea unui jet de

plasmă- conductibilitatea electrică- stabilitatea arcului electric

c) cerinţe termice- transfer termic atât în stare de plasmă cât şi neionizată- capacitate calorică- conductibilitate termică

d) influenţe metalurgice- arderea elementelor de aliere- arderea carbonului şi/sau a oxigenului şi azotului în metalul topit,- solubilitate nulă (redusă) a gazelor în metalul topit (formare metalurgică de

pori)- formare redusă de zgură- oxidare redusă a suprafeţei- menţinerea proprietăţilor mecanice-tehnologice ale materialului, de exemplu a

tenacităţii- menţinerea rezistenţei la coroziune

Proprietăţile fizice ale gazelor de protecţie şi influenţa acestora asupra procesului de sudare.

Ar:- gaz inert ceea ce înseamnă că nu reacţionează cu materialul;- mai greu ca aerul protejează metalul topit de interacţiunea aerului;- este uşor de ionizat amorsarea procesului de sudare este uşurată;- se utilizează pentru sudarea oţelurilor aliate şi înalt aliate, a titanului,

aluminiului, zincului, nichelului folosind procedeele MIG şi WIG.- se livrează în 5 tipuri: A,B,C,D şi E. Pentru sudare se utilizează numai primele

trei la care puritatea este :A min. 99,996%; B min. 99,990%; C min 99,986%

He:- gaz inert ceea ce înseamnă că nu reacţionează cu materialul;- mai uşor ca aerul faţă de argon este cu greutatea de circa 10 ori mai mică

fiind nevoie de debite mai ridicate pentru protecţia băii metalice;

- potenţial de ionizare mai ridicat dificultatea amorsării arcului creşte cu cantitatea de He, sunt necesare tensiuni de sudare mai ridicate;

- conductivitate termică şi potenţial de ionizare ridicate aport de căldură mai ridicat în materialul de bază pătrundere mai lată, suprafaţă mai plană, viteză de sudare mai mare.

CO2:- gaz activ reacţionează cu hidrogenul;- este mai dens ca aerul protejează metalul topit de aerul atmosferic;- se disociază în spaţiul arcului în CO + O creştere de volum îmbunătăţirea

protecţiei metalului topit;- la disociere completă, acţiune de oxidare, în măsură mică acţiune de carburare;- potenţial de ionizare ridicat amorsarea dificilă, transport de căldură

îmbunătăţit;- recombinarea CO + O în CO2 duce la o eliberare intensă de căldură

pătrundere mai lată, viteză de sudare mai mare;- odată cu creşterea conţinutului de CO2 stropire mia intensă, în special la

sudarea cu arc lung;- efect oxidant formarea zgurii se intensifică odată cu creşterea ponderii CO2.- se livrează în tipurile A ( în scopuri alimentare ), S ( pentru sudură ) şi T în

două calităţi (pentru turnătorii). Co2 pentru sudură trebuie să aibe o puritate de peste 99,5% şi o umiditate de max 0,3g/m3. Gazul se utilizează îmbuteliat la 50 atm.

O2:- gaz activ efect puternic oxidant ( de 2 – 3 ori mai intens decât la CO2 );- efect stabilizator al arcului electric;- reduce tensiunea superficială a oţelului cusături cu stropire extrem de

redusă, foarte plată;- tensiunea superficială redusă la oţel baia metalică curge spre înainte la

sudarea descendentă ( pericol de defecte de îmbinare );- gaz de protecţie foarte sensibil la formarea porilor- potenţial de ionizare redus tensiune mică de sudare aport termic scăzut- se livrează în 5 tipuri : A,B,C,D,şi E

H2:- gaz activ efect reducător;- potenţial de ionizare ridicat şi conductivitate termică ridicată aport termic

extrem de ridicat în materialul de bază;- arcul electric este strangulat de H2 arc cu densitate mare de energie

creşterea vitezei de sudare;- riscul formării de fisuri şi pori la oţelurile nealiate;- cu creşterea ponderii H2 creşte riscul de formare a porilor la sudarea

oţelurilor Cr-Ni austenitice.- Se livrează în 2 calităţi, I şi II. Puritatea hidrogenului I min 99,3% şi pentru II

min 99,9%. Oxigenul ca impuritate nu trebuie să depăşească 0,3% respectiv 0,1%.

N2:- gaz reactiv reacţionează cu metalul numai la temperaturi scăzute,

comportare inertă, ceea ce înseamnă nici o reacţie;- formează pori la sudarea oţelurilor;- duce la îmbătrânirea (durificarea) materialului, ceea ce este o problemă în

special la oţelurile cu granulaţie fină;

100 10030

16

1020

250 - 300

1 bucată epruvetă de tracţiune

6 epruvete rezistenţă

12

60

70

10

Epruvetă de rezistenţă

2

555

510

Modul de prelevare a epruvetelor de rezilienţă

Fig. 1

- formator de austenită, reduce proporţia de ferită de ex. la oţelurile austenitice.- se livrează în 4 calităţi : extra, I, II şI III. Azotul utilizat pentru sudarea sau

tăierea metalelor este de calitatea II şI III cu o puritate de 98,5% ….99,9%.- se recomandă pentru sudarea cuprului cu care nu reacţionează.

Acetilena tehnică dizolvată (C2H2). Acetilena este obţinută prin acţiunea apei asupra carburii de calciu (carbid) cu

conţinut de hidrogen sulfurat de max. ,%, comprimată şi dizolvată în acetonă tehnică, în recipiente – butelii de oţel.

4. Încercări pentru determinarea compatibilităţii dintre MA şi MBAceste încercări se fac cu scopul de a determina însuşirile îmbinării sudate.

4.1. Încercări asupra metalului depusa) Pentru electrozii înveliţi se foloseşte metoda depunerii pe o placă din care se

prelevează metal pentru determinarea compoziţiei chimice. Dimensiunile plăcii şi modul de lucru sunt normalizate prin indicaţiile IIS.

b) Pentru toate materialele de adaos se foloseşte metoda îmbinării sudate. Componentele care sudează au dimensiunile din figura 1.

Sudura se face cu electrozii înveliţi ( 4) sau cu sârmă 4 petru SAF şi 1,6 pentru MIG/MAG. Fiecare trecere va avea lăţimea 5xde şi înălţimea h=2-4mm. După fiecare trecere se schimbă sensul de sudare. Temperatura între straturi 230 – 250oC.

300

60o

2 -3

2 -3 15 -20

Fig. 2.

Se extrag 1 epruvetă pentru tracţiune şi 6 pentru rezilienţă. Epruvetele se degazează în cuptor la 250oC /6-16 ore.

Epruveta de tracţiune se încearcă la 20oC, se măsoară r, c, Epruvetele de rezilienţă se încearcă la temperaturi corelate cu cele pentru care

sunt garantate MA.Temperatura de încercare este 1oC faţă de temperatura impusă de caietul de sarcini.

În funcţie de clasa electrozilor înveliţi sunt 2 nivele ale rezilienţei.Nivel I: kV=28J (3,5 Kgfm/cm2)Nivel II: kV=47J (6,0 Kgfm/cm2)

Mediile aritmetice ale rezilienţei trebuie să aibă valorile minime (28J, 47J) pentru ca materialele de adaos să fie acceptate în clasa respectivă.

4.2 Încercări asupra cusăturii (MA + MB)Pentru cusătura sudată încercările care se fac sunt întocmai ca cele descrise pentru

metalul depus, cu deosebirile; Componentele la care se sudează sunt din MB studiat. Pregătirea componentelor se face conform figurii 2. Se efectuează încercările privind tracţiunea (c, c,) şi rezilienţa.

4.3. Încercări cordonul de sudurăAceste încercări sunt normalizate şi diferă de la o aplicaţie la alta. Aceste încercări

sunt cuprinse în caietul de sarcini a produsului. În marea majoritate a cazurilor se fac încercări pentru determinarea însuşirilor mecanice şi unele încercări particulare.

a) Încercări generale. Tracţiune - r, c, - se specifică locul unde s-a produs ruperea (cusătură, ZIT). Rezilienţă; KCU, KV. Îndoirea statică, . Duritatea HV 10 sau HV 5. Macrostructura şi microstructura cordonului de sudură.b) Încercări particulareAceste încercări depind de natura MB şi pot fi: Încercări privind rezistenţa la coroziune; Încercări privind tendinţa de fisurare la cald sau la rece etc.Încercările privind cordonul de sudură şi metodele de control ale îmbinării sudate,

sunt incluse în procesul de omologare a tehnologiei de sudare.

Procedee de sudare: SMEI, WIG, MIG/MAG, SAF

Procedeul de sudare manuala cu arcul electric și electrozi inveliți

Sudarea manuală cu electrozi înveliţi este cel mai vechi şi cel mai răspândit procedeu de sudare prin topire. Operatorul sudor efectuează toate operaţiile necesare, el conduce procesul de sudare mânuind electrodul învelit cu ajutorul portelectrodului.Sudarea se realizează pe seama căldurii dezvoltate în arcul 6, format între electrodul 1 şi piesa de sudat. De pe vergeaua metalică se desprind picături de metal 4, care se deplasează spre baia de metal 5. Pe măsură ce sursa termică se deplasează, în spate se formează prin solidificare cordonul de sudură. Electrodul este prevăzut cu un strat de înveliş 2, din care se formează prin topire, stratul lichid de protecţie 7, transformat apoi într-o zgură sticloasă 8,protectoare a cordonului 9 în curs de răcire. Arcul electric este alimentat cu curent de sudare, la capătul superior 3, de la sursa de energie electrică 10.

Schema sudării manuale cu electrozi înveliţi

Sudarea cu electrozi înveliţi se desfăşoară în marea majoritate a cazurilor în variantă manuală.

Avantajele sudarii manuale cu electrod invelit:- grad inalt de de universalitate in ceea ce priveste materialul de baza si pozitiile de

sudare- cheltuieli reduse pentru achizitionarea si intretinerea utilajului de sudare- varietate mare de electrozi inveliti cu usurinta de prelucrare.

Dezavantajele sudarii manuale cu arcul electric:- calitatea depinde de indemanarea, pregatirea si constiinciozitatea operatorului uman- productivitate foarte redusa- nu exista posibilitati de mecanizare si automatizare, ceea ce determina folosirea din ce

in ce mai redusa a procedeului.Procedeul de sudare sub flux

Arcul electric 1 se formează între materialul de bază 4 şi cel de adaos sub formă de sârmă electrod 8 sub strat de flux granular 10 . După solidificarea şi răcirea metalului topit se obţine cusătura 5. O parte din flux se topeşte turnând un strat de zgură cu aspect sticlos 6 pe suprafaţa de contact cu partea superioară a cusăturii. Antrenarea sârmei electrod din bobina 7,

în zona de sudare, se face cu ajutorul unor role 9 acţionate de un motor electric prin intermediul unui reductor. Fluxul se dispune într-un buncăr 11 (rezervor) înapropierea sârmei electrod pe direcţia de sudare. Fluxul granular rămas neutilizat pe cusătură este absorbit cu un sistem de aspiraţie 13, se reintroduce în buncăr, printr-o cernere prealabilă. Contactul electric 12 cu sârma electrod în mişcare se realizează cu ajutorul unor piese de

contact din cupru.

Schema procedeului de sudare sub flux:1 – arcul electric; 2 – flux topit; 3 – baia de metal topit; 4 – metalul de bază;

5 – cusătura solidificată; 6 – zgură solidificată (flux topit şi solidificat);7 – bobină cu sârmă de sudare; 8 – electrodul sârmă de sudare; 9 – role de antrenare;

10 – strat de flux; 11 – rezervor cu flux de sudare; 12 – contact electric;13 – aspirator de flux; 14 – sursa de energie electrică.

Sudarea poate fi realizată în curent continuu sau curent alternativ, sursa de sudare 14 având caracteristică externă rigidă sau coborâtoare. De obicei se preferă surse cu caracteristică rigidă în cazul folosirii unor sârme cu diametru sub 4 mm. În prezent se folosesc pe scară largă sursele moderne de sudare, care permit exploatarea în ambele situaţii, atât cu caracteristică rigidă, cât şi cu caracteristică coborâtoare.

Procedeul este mecanizat (practic cel semimecanizat a fost eliminat), atât deplasarea arcului electric în lungul rostului vs, cât şi aducerea metalului de adaos în arcul electric cu viteza va, realizându-se cu mecanisme adecvate. Intervenţiile operatorului sudor sunt:o pornirea şi oprirea sudării;o menţinerea parametrilor tehnologici primari (Is, Ua şi vs) la valorile prescrise;o alte operaţii inerente: umplerea rezervorului cu flux, schimbarea bobinei desârmă etc.

Procedeul de sudare MIG/MAGArcul electric (1) amorsat între sârma electrod (2) şi componentele(3), produce topirea acestora formând baia de metal (4). Protecţia arculuielectric şi a băii de metal topit se realizează cu ajutorul gazului de protecţie(5), adus în zona arcului prin duza de gaz (6) din butelia (7). Sârmaelectrod este antrenată prin tubul de ghidare (bowden), (13) cu viteză deavans constantă vae de către sistemul de avans (8) prin derularea de pebobina (9). Alimentarea arcului cu energie electrică se face de la sursa decurent continuu (redresor), (10) prin duza de contact (11) şi prin cablul demasă (12). Tubul de gidare a sârmei electrod (13), cablul de alimentare cucurent (14) şi furtunul de gaz (15) sunt montate într-un tub flexibil decauciuc (16) care împreună cu capul de sudare (17) formează pistoletul desudare.

Schema de principiu a

procedeului de sudare MIG/MAGUtilizare. Sudarea MIG/MAG are un grad mare de universalitate, putându-se suda în funcţie de varianta de sudare (gazul de protecţie) o gamă foarte largă de materiale, oţeluri nealiate, cu puţin carbon, oţelurile slab aliate sau înaltaliate, metale şi aliaje neferoase (cupru, aluminiu, nichel, titan, etc.), ponderea de aplicare fiind în continuă creştere pe măsura lărgirii şi diversificării gamei de materiale de adaos (sârmă electrod), pentru o varietate tot mai mare demateriale metalice. Utilizarea procedeului se face cu prudenţă în cazul îmbinărilor sudate cu pretenţii mari de calitate (îmbinări 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, în principal de tipul porilor, microporilor şi lipsei de topire. Avantajele procedeului.Principalele avantaje ale procedeului MIG/MAG sunt productivitatea ridicată şi facilitatea mecanizării, automatizării sau robotizării.

Procedeul de sudare WIG

Principiul procedeului WIG constă în formarea unui arc electric între un electrod nefuzibil din wolfram şi metalul de sudat. Arcul electric, electrodul de wolfram şi baia de metal topit sunt sunt protejate de un gaz inert.

   Pentru realizarea cusăturii, în spaţiul arcului se introduce din lateral manual sau mecanizat, metal de adaos sub formă de sârmă .La sudurile pe muchie şi cu margini răsfrânte ,procedeul se aplică fără material de adaos.

Avantaje şi dezavantaje

 Avantaje:

  -se sudează orice metal sau aliaj, obţinându-se cusături cu grad ridicat de puritate

  -arcul şi baia de sudură sunt vizibile şi astfel sudorul poate controla procesul

  - nu se produc stropiri şi nici împroşcări de metal

  - se poate suda în orice poziţie

  - nu rezultă zgură ,deci nu există posibilitatea introducerii de incluziuni nemetalice în cusătură

- datorită gazului inert nu se produc modificări chimice în metalele şi aliajele sudate

- se realizează suduri de mare fineţe începând de la grosimi ale tablelor de 0,3mm

Dezavantaje:

- este un procedeu manual şi ca urmare calitatea sudurii depinde mult de îndemânarea sudorului pentru realizarea mişcărilor pistolet sârmă şi dozării materialului de adaos în raport cu forma îmbinării

- viteze mici de sudare care duc la o productivitate scăzută

  - la materialele cu grosimi mai mari de 6mm ,se foloseşte numai pentru realizarea stratului de rădăcină urmând ca celelalte straturi să fie depuse printr-un procedeu mai productiv.

Alegerea materialului de adaos - criterii de alegere

Alegerea calitatii si a tipului materialelor de· adaos pentru sudare se va face in functie

de procedeele de sudare adoptate, metalul ( metalele ) de baza ce se sudeaza, conditiile de

lUCID impuse elementului si tehnologiile de sudare omologate ce se aplica.

Materialele de adaos vor fi obligatoriu insotite de certificate de calitate si vor

corespunde conditiilor tehnice, regulilor pentru verificarea calitatii, marcarii, livrarii si

documentatiei conform SR EN ISO 544-2004; SR EN 1599-99; SR EN 12070.

Materialele de adaos pentru sudare vor corespunde cerintelor din PT ISCIR CI-2003,

art. 4.3.5-4.3.8.

Materialele de adaos pentru sudare vor fi insotite de certificate de calitate minim tip

2.2 conform SR EN 10204.

Metalul de adaos se prezinta sub forma de vergele metalice: sarme, granule sau pulberi

metalice, etc.

Metalul de adaos folosit la operatiile de sudare se stabileste astfel incat sa asigure in cusatura

sudata cerintele impuse din punct de vedere al solicitarilor mecanice, compozitiei chimice si

structurii.

In general se accepta 0 diferenta de pana la 5% intre caracteristicile de rezistenta mecanica

ale metalului cusaturii cu cel de baza.

Problema alegerii materialului de adaos este destul de complexa. Ea are in vedere asigurarea

in cordon a unor caracterlstici de rezistenta cel putin egale cu ale metalului de baza, cu

asigurarea unei omogenitati chimice acceptabile din punct de vedere functional si economic.

La alegerea materialelor de adaos se va ţine seama de:

Se va ţine seama de faptul că materialul depus trebuie să corespundă condiţiilor de exploatare impuse.

Se vor alege materialele de adaos care dau o structură omogena şi o granulaţie care sa poată

suporta solicitările care apar în urma utilizării construcţiei sudate.

Documentaţia necesara operaţiilor de sudare

Atelier prelucrari la cald

Sector Plan de operatii pentru sudura

0 Fila

Produsul Denumirea reperului

Nr. Desenului Material

Total file

Buc/prod

Numarul Denumire Utilaj Scule Dispozitiv Calitate electrod/

sarma

Nr. Straturi

Diam. electord

OBS

Op Faz

Prim. Urm.

Modificari Materiale auxiliare

Nr Natura modificarii

Data Semnatura Nr. Denumire material

STAS U.M. Cant.

Desenat Tehnolog Sef grupa

tehnolog

Birou norme

Metalurg sef

WPAR nr.001

Nr de referinta al Nr. de referinta altehnologiei de sudare examinatorului sau organis -

a producatorului : mului de verificare:

Producator: BMM S.A.

Adresa…………………………………………………………………………

Cod/standard de verificare……………………………………………………Data sudarii……………………………………………………..

DOMENIUL DE VALABILITATE AL APROBARII

Procedeul de sudare : MAGTipul imbinarii : VMetal de baza : 1.4362Grosimea piesei : 15mm,12mmTipul metalului de adaos : LEXAL T 22 9 3 NGaz de protectie :Tipul curentului de sudare : CC/DC+

Pozitiile de sudare : PFPreincalzire : Tratament termic ulterior:

Se certifica faptul ca probele sudate au fost pregatite, sudate si incercate in mod satisfacator in conformitate cu conditiile codului/standardului de verificare mentionat mai sus.

Loc: Bucuresti

Data eliberarii Examinator sau organism de verificare…………………….. ………………………………

( Nume, data, semnatura)

DETALII ALE VERIFICARII TEHNOLOGIEI DE SUDARE

Localitatea: Bucuresti Examinator sau organism de verificare ……. Nr. de referinta a procedurii de sudare a producatorului…………........... Nr.WPAR 001 Metoda de pregatire si curatare ………

Specificatia metalului de baza 1.4362Producator: BMM S.A. Procedeu de sudare: MAG Grosimea materialului[mm]: 15mm, 12 mm Tipul imbinarii :cap la cap Pozitia de sudare: orizontala

Schema de pregatire a imbinarii Succesiunea operatiilor de sudare

Pozitionarea pieselor

Curatare

Sudarea stratului 1-n

Control LP, RX si US

Detalii de sudare:

Rand Procedeu Dimensiuneametalului de

adaos

Intensitateacurentului

[A]

Tensiune[V]

Tipul curentului/Polaritatea

Viteza de sudare

[cm/min]prindere 136 Φ1,2 180 23 CC/DC+ 60

1 136 Φ1,2 160 22 CC/DC+ 84n 136 Φ1,22 180 23 CC/DC+ 60

Metal de adaos,codificare si marca Informatii suplimentare : de fabricatie : LEXAL T 22 9 3 N Pendulare(latimea max. randului) Gaz/Flux: de protectie:M21 Distanta de mentinere: Debitul gazului de protectie: 15 – 20 l/min Temperatura de preincalzire: Tratament termic dupa sudare :

Intocmit Examinator sau organism de verificare ……………….. ………………………………………..

( Nume, data, semnatura) ( Nume, data, semnatura)

REZULTATELE VERIFICARII

Procedura de sudare a producatorului, Examinator sau organism de examinare,

Nr. de referinta: ……………………. Nr. de referinta: ………………………..

Examinare vizuala:………………. Examinare cu radiatii penetrante:…….. Examinare cu lichide penetrante/pulberi magnetice: …………………… Examinare cu ultrasunete:…………

Incercari la tractiune:…………............. Temperatura:………………….

Tip/Nr. Re

[N/mm2]Rm

[N/mm2]A5

[%]Z

[%]Localizarea

ruperiiObservatii

Conditia

Incercari la indoireTip/Nr. Unghi de

indoireAlungire Rezultat

Incercari la incovoiere prin soc Dimensiuni: Conditii:Pozitia crestaturii/

orientareTemperatura

[°C]Valori

1 2 3Media Observatii

Incercari de duritateTip/sarcina Pozitia masurarilor (schita)Metal de baza:ZIT:Sudura:

Alte incercari

Incercari efectuate conform conditiilor prevazute in:Raportul de incercari ale laboratoruluiRezultatele incercarilor sau corespunzatoare/necorespunzatoareIncercarile au fost efectuate in prezenta:……………………………………………….

BMMCONSTRUCT

SPECIFICATIE PROCEDURII DE SUDARE /

WELDING PROCEDURE SPECIFICATION (EN 15609)

WPS Nº1

Rev. / Issue:00

Normativ/ Standard : EN 15614-1:2004 WPQR:

Materiale de baza/ Base Metal

(BM)

Grosime MB 1 / BM 1 thickness 15mm Calitate/ Quality 1.4362 Grup/Group

G rosime MB 2 / BM 2 thickness 12mm Calitate/ Quality 1.4362 Grup/Group

Grosime suport / support thickness

5mm Calitate/ Quality 1.4362 Grup/Group

Material(e) de adaos / Filler(s)

Sarma tubulara/Cored wire

CITOFLUX R00 Clasificare/ Classification

EN 758 : T42 3 P M 1 H5 Furnizor/Supplier

OERLIKONLot/ Batch

Solid wire/ sarma plina

Lot/ Batch

Flux/ flux Lot/ Batch

Sanfren /Groove: In V Unghi / Angle: 40° ± 3°

Inaltime rost(mm) / Depth of root face: 0-2 Deschidere rost(mm)/ Gap : 8 mm

Schema imbinare / Detail of joint: Succesiune treceri/ Welding Sequences

Pre-incalzire / Preheat

Metoda/ Method Temp. / Temperature (ºC) Temperatura intre straturi/Interpass Temp. ≤ 250°C

Para

met

ri de

sud

ura/

W

edin

g Pa

ram

eter

s

Secventa de sudura / Welding Sequence 1 2-3

Procesul de sudura / Welding process 136 136Pozitia sudurii / Welding Position PF PFMaterial de Adaos / Filler Metal LEXAL T 22 9 3 N LEXAL T 22 9 3 N

Diametru / Diameter (mm) 1,2 1,2Gaz de protectie / Shielding Gas EN 439: M21 EN 439: M21Debit / Flow Rate (l/min) 15 - 18 15 - 18Compozitie / Composition (%) 82Ar + 18CO2 82Ar + 18CO2

Polaritate / Polarity (-/+) DC + DC +Intensitatea curentului / Welding Current (A) 160 180 Tensiune / Arc Voltage (V) 22 23 Viteza sarmei / Wire Feeding Speed (m/min) 5,6 5,7

Viteza de sudare / Travel Speed (cm/min) 84cm/min 60cm/min

N º de treceri/ Run nTratament termic /

Post Weld Heat TreatmentN/A

Incalzire / Heating (ºC/h) Racire/ Cooling. (ºC/h) Temp.palier + timp

Durata / During (h) Durata/ Soak temp (ºC)

Verificare si incercari / Inspection and Tests

Vizual / Visual Examination X

Radiatii penetrante /Radiographic Examination

X Ultrasunete/ Ultrasonic Examination

XDimensional /Dimensional Examination

X

Lichide penetrante la radacina/ Dye Penetrant on root

Pulberi magnetice/Magnetic Powder Examination

Fazorul/ PAUT Altele/ Others

Elaborat de / Issued by:Besliu Mihai ___/___/___

Aprobat de / Approved by: ___/___/___ Organism calificare :

___/___/___

Controlul distructiv si nedistructiv al îmbinărilor sudate

Defectele de proiectare şi de execuţie îşi pun amprenta asupra îmbinării sudate. Nedepistarea defectelor de execuţie a îmbinărilor: porozităţi, fisuri, lipsă de topire, nepătrundere, incluziuni de zgură cu ocazia controlului nedistructiv, efectuarea incorectă a tratamentului termic ceea ce duce la prezenţa în structură a: tensiunilor remanente, structurilor dure şi fragile, hidrogenului difuzibil constituie factori cu cea mai mare susceptibilitate la apariţia ruperilor fragile. De asemenea alegerea incorectă a: tehnologiei de sudare, materialelor de adaos şi de bază, tipurilor de rosturi sunt factori care determină prezenţa unor: tensiuni suplimentare în construcţia sudată, structuri necorespunzătoare, concentratori de tensiuni, fenomene de eroziune/coroziune care determină avaria duzei.

Toate defectele care se vor prezenta în cele ce urmează îşi pun amprenta asupra modului de funcţionare a produsului deoarece ele determină apariţia tensiunilor suplimentare, concentratorilor de tensiune, efectului de crestătură, deformaţiilor excesive care duc la avaria produsului parţială sau totală .

Defecte specifice materialelor folosite

În această categorie de defecte se regăsesc cele care au la origine o anumită comportare a materialului în raport cu tehnologia de fabricaţie.

- 1.Defecte datorate nerespectării compoziţiei chimice care determină : formarea de carburi, de constituenţi fragili; neomogenitatea proprietăţilor mecanice.

- 2.Defecte datorate operaţiei de laminare la cald care determină: incluziuni de oxizi; fisuri; zgârieturi; rizuri; crestături; pelicule intergranulare de compuşi fuzibili; neomogenitatea proprietăţilor mecanice; decarburarea; oxidarea superficială.

Defecte introduse de tehnologia de fabricatie

Tehnologia de fabricatie poate introduce defecte ca: fisura, porozitati, lipsa de patrundere, lipsa de topire, latime neconforma, suprainaltare neconforma, neregularitati ale cordonului.

Se reţin defectele care pot apare în urma aplicării tehnologiei de obţinere a produsului.

1.Defecte datorate operaţiei de prelucrare mecanică care determină : exfolieri;suduri reci; incluziuni de oxizi; fisuri; zgârieturi; rizuri; crestături.

2.Defecte datorate operaţiei de roluire care determină:fisuri; abateri de circularitate.

3.Defecte datorate tehnologiei de sudare, parametrilor de sudare, geometriei îmbinărilor sudate care determină: fisuri;sufluri; pori; retasuri; incluziuni metalice şi nemetalice; lipsă de topire; lipsă de pătrundere; stropi; arsuri; crestătură; îngroşare excesivă; picătură; retasură la rădăcină; înălţime insuficientă; lăţime neregulată.

4.Defecte datorate modului de efectuare a tratamentului termic după sudare care determină: apariţia constituenţilor duri şi fragili; neomogenitatea proprietăţilor mecanice; decarburarea.

Defecte induse de exploatare

Această categorie de defecte reţine defectele care apar în urma exploatării produsului, care afectează parţial sau total modul de funcţionare.

1.Defecte datorate nerespectării parametrilor de lucru: fisuri; lipsa de etanşeitate; deformaţii excesive; coroziune.

Pentru clasa de execuţie fină abaterile limită pentru dimensiunile îmbinărilor din oţel sudate prin topire:

1) Abateri limita de la lungimea cusăturii sudate;

2) Abateri limita de la lăţimea cusăturii sudate ∆e :

Tipul sudurii - cap la cap unilaterală

Schema îmbinării: e1=e+Δe

Abateri limită pentru clasa fină [mm] : +4; +2

3)Abateri limita de la grosimea cusăturii sudate ∆s:

Tipul sudurii - cap la cap unilaterală

Schema îmbinării

Abateri limită pentru clasa mijlocie [mm] : nu se admit

4) Abateri limita ∆a şi∆k de la grosimea sudurii de colţ:

Tipul sudurii - de colţ

Schema îmbinării

Abateri limită pentru clasa fină [mm] : +(0,5+0,1a)≤2; +0,5

Tipul sudurii - de colţ

Schema îmbinării

Abateri limită pentru clasa fină [mm] : nu se admit

Tipul sudurii - de colţ

Schema îmbinării :

Abateri limită pentru clasa fină [mm] : +(0,5+0,1a); +0,5

5) Denivelări admise între piese :

Tipul sudurii - cap la cap rectilinie unilaterală

Schema îmbinării:

Abateri limită pentru clasa fină [mm] : 0,1s≤2

Tipul sudurii - cap la cap curbilinie

Schema îmbinării:

Abateri limită pentru clasa fină [mm] : (0,1s+0,5)≤3

2. Defecte care apar din cauza fenomenelor chimice, metalurgice, termice, hidrodinamice, prezente în procesul încălzirii şi răcirii băii de metal lichid ce formează îmbinarea sudată. Din această categorie fac parte:fisurile ka cald şi la rece, incluziunile metalice, abaterile de la mărimea grăunţilor, etc.

3. Ddefecte de formare a îmbinării sudate, cum ar fi: nepătrunderi, neuniformitatea metalului depus, etc.

Conform cu STAS 7084/1-81 defectele îmbinărilor sudate prin topire se clasifică în şase grupe:1)fisuri; 2)goluri; 3)incluziuni solide; 4) lipsă de topire şi de pătrundere; 5) defecte de formă; 6) alte defecte.

Criteriile A/R

Criteriile de Acceptare/Respingere sunt stabilite de societatea de clasificare.

Extras criteriu A/R al societii de clasificare GERMANISCHER LLOYD pt. US.

Categorii Grosimea Defecte longitudinale Defecte transversale

de evaluare cf. G2.1.

peretelui

[mm]

Nr. defecte pe m de cordon

[mm]

Lungi-mea de inregis-trare

[mm]

Maxi-mul amplifi-carii de-fectului

[db]

Nr. defecte pe m de cordon

[mm]

Lungi-mea de inregis-trare

[mm]

Maxi-mul amplifi-carii de-fectului

[db]

B 10...15 10 10 6 3 10 6

3 20 6

1 10 12

15…20 10 10 6 3 10 6

3 20 6

1 10 12

20…40 10 10 6 3 10 6

3 25 6

1 10 12

>40 10 10 6 3 10 6

3 30 6

1 10 12

C 10…20 10 15 6 3 10 6

3 30 6

1 10 12

20…40 10 15 6 3 10 6

3 40 6

1 10 12

>40 10 15 6 3 10 6

3 50 6

1 10 12

D 10...20 10 15 6 5 10 6

3 50 6

1 10 12

20…40 10 15 6 5 10 6

3 50 6

1 10 12

>40 10 20 6 5 10 6

3 50 6

1 10 12

Anexă criteriu A/R al societii de clasificare GERMANISCHER LLOD pentru radiaţii penetrante.

Alegerea metodelor de control şi prezentarea unei procedure de examinare a îmbinării sudate.

Metode de control de control

Scopul controlului defectoscopic este acela de a detecta defectele de o manieră sigură şi economică. Dintre metodele de control posibile mentionăm:

- metode de control distructiv;- metode de control nedistructiv.

Metode de control distructiv

Analiza chimică se face cu spectometrul de masă pentru a determina procentual elementele chimice componente ale materialului de bază şi ale materialului de adaos.

Analiza metalografică constă în examinarea macro şi microscopică a materialului de adaos, a zonei influenţate termic şi a materialului de bază, în scopul punerii în evidenţă a structurilor şi a constituenţilor metalografici ai îmbinării sudate

Analiza macroscopică se realizează pe probe pregătite conform recomandarilor şi urmăreşte depistarea defectelor de dimensiuni mai mari de 0,5mm: goluri, incluziuni nemetalice, lipsa de penetraţie şi crăpături.

Analiza microscopică se realizează pe probe speciale pregătite conform recomandarilor şi urmăreşte depistarea defectelor cu dimensiuni mai mici de 0,5mm: fisuri, incluziuni solide, goluri, lipsă de topire şi pătrundere.

Determinările privind compoziţia chimică a metalului depus se fac conform recomandarilor.

Încercarea la tracţiune

Prin această încercare se determină rezistenţa la rupere şi plasticitatea metalului depus, în ansamblul ei.

Încercarea la îndoire

Prin această încercare se determină capacitatea de deformare a îmbinării sudate, prin determinarea unghiului de îndoire până la apariţia primei fisuri.

Încercarea la duritate

Prin această încercare se determină duritatea materialului depus din materialul de adaos, în zona influenţată termic şi materialul de bază.

Proba pentru determinarea duritatii metalului depus

Încercarea la oboseală

Această încercare permite să se determine capacitatea metalului de a rezista acţiunii unor sarcini alternative repetate, variabile în timp, mărime şi direcţie. La un număr mare de variaţii a sarcinilor, metalul încercat este distrus la tensiuni mai mici decât limita lui de rezistenţă la rupere.

Încercarea la rupere – se face pentru a determina lipsa de penetraţie.

Penetraţia se consideră suficientă atunci când distrugerea (ruptura) are loc numai în metalul depus.

În urma acestor încercări se obţin rezultate care servesc la aprecierea tenacităţii diferitelor zone ale îmbinării sudate precum şi pentru determinarea sensibilităţii la îmbătrânire.

Zona 1 pentru:-1 epruveta pentru incercarea la tractiune-1 epruveta pentru incercarea la indoiretransversala cu radacina comprimata si 1 epruveta pentru incercarea la indoire transversala cu radacina intinsa, sau2 epruvete incercarea la indoire transversala laterala

Zona 2 pentru:- epruvete pentru incercarea la incovoiere prin soc, pe epruvete cu crestatura si incercari suplimentare daca sunt necesare

Zona 3 pentru:-1 epruveta pentru incercarea la tractiune-1 epruveta pentru incercarea la indoiretransversala cu radacina comprimata si 1 epruveta pentru incercarea la indoire transversala cu radacina intinsa, sau2 epruvete incercarea la indoire transversala laterala

Zona 4 pentru:- 1 proba pentru examinarea macroscopica si microscopica-1 proba pentru incercarea de duritate

Se indeparteaza 25mm

Dire

ctia

de

suda

re

Se indeparteaza 25mm

Modul de realizare a probelor şi desfăşurare a încercărilor sunt detaliate în cadrul procedurii de omologare a tehnologiei de sudare conform capitolului aferent.

Metode de control nedistructiv

O largă răspândire în industrie o au metodele de control defectoscopic nedistructiv.

Activitatea globală în care este implicat controlul defectoscopic nedistructiv poate fi rezumată la următoarele trei etape:

- detectarea, măsurarea şi identificarea defectelor;- compararea rezultatelor obţinute cu valori limită de acceptabilitate a anomaliei

respective;- luarea deciziei privind măsurile ce urmează a se adopta(acceptarea, remedierea sau

rebutarea piesei sau a produsului).

Principalele metode de control defectoscopic nedistructiv se pot grupa în mai multe categorii astfel:

- VT – examinare optico-vizuala;- PT – examinare cu lichide penetrante;(inoxidabil)- MT – examinare cu pulberi magnetice;- UT – examinare cu ultrasunete;- RT – examinare cu radiatii penetrante;- LT – examinarea etanşeităţii.

1. Examinarea optico-vizuală (VT) - însoţeşte toate operaţiile de control pentru detectarea primară a defectelor-80% din defecte. Se efectuează după curăţarea piesei, în condiţii bune de iluminare.

Avantaje: metodă ieftină, simplă, eficientă, rezultatele se obţin direct.

Dezavantaje : sensibilitate relativ redusă, numai pentru defecte exterioare şi necesită competenţă.

Această metodă este generală şi aproximativă.

2. Examinarea etanşeităţii (LT) –în domeniul naval controlul etanşeităţii este foarte mult utilizat. Acestă examinare se poate executa atat cu apă cat şi ca aer.

3. Examinarea cu lichide penetrante (PT) – poate pune în evidenţă numai defectele deschise de tipul crăpăturilor şi fisurilor, precum şi unele defecte de suprafaţă.

Avantajele metodei : posibilitatea de detectare a discontinuităţilor deschise la suprafaţă, indicaţiile pot fi imediat interpretate, examinarea nu este influenţată de geometria piesei supuse examinării iar metoda se poate aplica atât la metale feroase cât şi la cele neferoase ; metodă ieftină de control nedistructiv.

Dezavantaje : se detectează doar defectele de suprafaţă iar rezultatele testării sunt influenţate de existenţa impurităţilor pe suprafaţa materialului, deci de modul de pregătire a suprafeţei ; metoda se poate aplica numai la materiale de grosime mică.

4. Examinarea cu pulberi magnetice (MT) – poate pune în evidenţă discontinuităţile din materialul piesei, situate in apropierea suprafeţei prin care se face examinarea. Calitatea controlului depinde de rugozitatea suprafeţei controlate (Ra < 12,5 μm).

Avantaje: se pot detecta defecte de tipul: crestături(Fc),golurilor(A), incluziunilor (B), fisuri(E).

Dezavantaje : se pot detecta defectele care se situează la adâncimi de 4,maxim 5 mm faţă de suprafaţă, adică la materiale de grosime mică ; daca avem acces la ambele suprafeţe ale materialului se poate extinde domeniul dimensiunii controlate până la 15-20mm.

5. Examinarea cu ultrasunete (UT) – poate pune, în mod obişnuit, în evidenţă defecte de tipul: fisurilor (E), golurilor (A), incluziunilor (B), situate oriunde în masa piesei. Prin metode speciale se pot evidenţia şi defectele de structură. În cazul metodelor de examinare prin contact este necesară prelucrarea prealabilă a suprafeţelor de contact pentru a se realiza un cuplaj acustic cât mai bun şi pentru a avea rezultate cât mai bune.

Avantaje ale metodei: sensibilitate ridicată, mobilitate mare, lipsa efectelor nocive asupra operatorului.

Dezavantaje ale metodei: - oţelurile austenitice,unele aliaje de Ni şi Cu nu pot fi examinate în mod sigur ; nu este concludentă limita inferioară a grosimii materialului de controlat( 3...4 sau 6...8) ; nu se poate evidenţia orientarea şi forma defectului.

6. Examinarea cu radiaţii penetrante (RT) –pune în evidenţă defectele definite prin STAS 8299-78: incluziuni de gaze(A), incluziuni solide(B), lipsă de topire(C), defecte la rădăcină(D), fisuri(E),defecte de formă(F).Având în vedere grosimea materialului se vor folosi radiaţii X.

Dezavantaje : pentru punerea în evidenţă a defectelor ( în special fisuri),a căror mărime se plasează în afara domeniului de sensibilitate, este necesară aplicarea în paralel a altor metode nedistructive ; costul relativ ridicat şi acţiunea nocivă a radiaţiilor asupra personalului operator ; este necesară amenajarea unui spaţiu închis, blindat, din motive de protecţie a muncii. Metoda este foarte periculoasă.

Se poate aplica atât în timpul execuţiei îmbinărilor sudate , cât şi în timpul funcţionării elementelor sub presiune, pentru urmărirea apariţiei eventualelor defecte.

Prezentarea principalelor metode de control

Examinarea optico-vizuala

Controlul optico-vizual reprezintă cea mai simplă metodă de control defectoscopic nedistructiv. Pentru ca rezultatele controlului să fie satisfăcătoare este necesar ca suprafaţa controlata să fie bine luminată. În acest scop se poate folosi un bec cu incandescenţă de 100w situat la o distanţă de 1 m de suprafaţa examinată ceea ce asigură o intensitate luminoasă pe suprafaţă de circa 500 lux.

Controlul optic asigură o sensibilitate a controlului mai bună, deoarece se efectuează cu aparate optice cu o putere de mărire nedepăşind x40 : lupe de diferite tipuri si puteri de mărire, microscoape.

Examinarea cu lichide penetrante

Controlul defectoscopic nedistructiv cu lichide penetrante se bazează pe proprietatea unor lichide de a uda suprafeţele corpurilor solide si de a pătrunde în cavităţile defectelor aflate pe aceste suprafeţe.

Metoda constă în aplicarea pe suprafaţa sudurii a unui lichid penetrant, care pătrunde în discontinuităţile existente, punându-le în evidenţa prin contrast după aplicarea unui developant. Controlul se efectuează în condiţiile mediului ambiant, cu personal calificat,instruit în acest sens.

Etapele controlului cu lichide penetrante:

1.pregătirea suprafeţei supusă controlului – se îndepărtează murdăria, oxizi şi substanţele grase, astfel încât să se asigure accesul penetrantului la cavităţile defectelor. Pregătirea se face

prin operaţii care nu duc la obturarea defectelor:spălare cu apă caldă, curăţire cu detergenţi sau soluţii organice: benzen, toluen, acetonă;

2.depunerea penetrantului pe suprafaţa – se face prin pulverizare sau cu pensula urmărindu-se umectarea uniformă a suprafeţei, se menţine un anumit timp pentru ca lichidul să pătrundă adânc în cavităţile defectelor ;

3.îndepărtarea excesului de penetrant - dacă penetrantul este solubil în apă , excesul de penetrant se poate îndepărta prin clătire sau stropire cu jet de apă şi ştergerea cu tampoane din materiale textile dacă nu se realizează cu solvenţi organici ;

4.developarea – după uscarea suprafeţei(prin suflare cu aer cald T 0<500C), se realizează developarea care constă în depunerea pe suprafaţă a unui strat subţire şi uniform de developant ( substanţă cu putere mare de absorbţie a lichidelor) capabil care extrage din cavităţile defectelor penetrantul rămas după îndepărtarea excesului;

5.examinarea - se face vizual , la lumină difuză de minim 500 de lucşi. Analiza penetranţilor fluorescenţi se face vizual, la lumină ultravioletă, în camere luminate sau slab luminate.

Se va utiliza metode colorării şi anume penetrantul este un lichid colorat (roşu) iar examinarea se face în lumină alba , obişnuită. Indicaţiile de defect apar ca pete de culoare roşie pe fondul alb al developantului.

Examinarea cu pulberi magnetice

Controlul cu pulberi magnetice se bazează pe punerea în evidenţă a câmpurilor de scăpări produse de către defecte în timpul magnetizării. Se realizează conform procedurii.

Examinarea cu ultrasunete

Schema de examinare:

Etapele controlului cu ultrasunete:

Etapa 0:etalonarea defectoscoapelor şi controlul aparaturii şi materialelor utilizate.

În această etapă, premergătoare controlului propriu-zis, se parcurg trei faze:

1.Etalonarea şi controlul defectoscoapelor – se lucrează după instrucţiunile de folosire a aparatului şi cele ale standardelor în vigoare folosind blocuri de calibrare A1…A4 sau blocuri de referinţă.

2. Controlul palpatoarelor

3.Stabilirea oscilogramelor caracteristice ale diferitelor tipuri de defecte şi a nivelelor de admisibilitate – se folosesc blocuri de referinţă, probe sudate în aceleaşi condiţii şi din acelaşi material cu cel care se controlează în care au fost prevăzute defecte artificiale cunoscute.

Înaintea aplicării etapelor controlului se realizează pregătirea corespunzătoare a pieselor ce urmează ase controla: - curăţarea suprafeţelor ce vor fi palpate de oxizi, grăsimi, stropi; aşezarea în poziţia convenabilă pentru examinare.

Se realizează controlul materialelor de bază înaintea controlului ultrasonic al îmbinării sudate – se utilizează palpatoare normale prin metoda ecoului.

Etapa I: Detectarea şi localizarea defectelor sudurii – se parcurg următoarele faze

1.Detectarea aproximativă a existenţei defectelor, printr-o palpare zigzag, cu un pas egal cu lăţimea palpatorului.

2.Localizarea defectelor în lungul cordonului de sudură – prin palpare zig-zag şi un pas de înaintare mai mic decât lăţimea palpatorului.

3.Verificarea localizării în lungul cusăturii, care se face ca şi faza precedentă dar dintr-o altă poziţie.

4.Stabilirea adâncimii la care se găseşte defectul

5.Stabilirea prezenţei defectelor transversale

Etapa II: Stabilirea formei, orientării şi mărimii aproximative ale defectelor.

Etapa III: Aprecierea naturii defectelor.

Pentru controlul îmbinărilor sudate se vor folosi:

- reprezentarea A a rezultatelor controlului; - metoda este cea a impulsului reflectat(metoda ecoului);- se folosesc unde transversale obţinute cu ajutorul palpatoarelor înclinate;- frecvenţele sunt de :2MHz în prima parte a controlului şi de 4MHz pentru studierea

defectelor;- unghiul de incidenţă este în funcţie de grosime şi anume β0=70

Examinarea cu radiaţii penetranteX

Schema de principiu:

La trecerea prin obiectul controlat, radiaţia ionizantă emisă de sursă este atenuata. Gradul de atenuare depinde de grosimea şi natura materialului obiectului controlat şi de intensitatea şi energia radiaţiei ionizante. Astfel, intensitatea radiaţiei ionizante Io, se modifică după trecerea prin obiectul de grosime s. Diferenţa de intensitate se manifestă prin impresionarea diferită a filmului radiografic. După developarea filmului defectele apar în mod obişnuit sub forma unor pete întunecate pe fondul relativ deschis al imaginii obiectului.

Etapele pentru radiografierea uni piese:

1.Tehnica de radiografiere: – pentru radiografierea sudurilor se foloseşte clasa B – tehnici îmbunătăţite.

2.Stabilirea schemei de iradiere: – având în vedere că se controlează numai sudurile longitudinale ale virolelor schema de iradiere este cea de mai sus.

3.Alegerea distanţei sursa-film: - de ea depinde mărimea neclarităţii geometrice. Se va folosi o distanţă mai mare de 70cm.

4.Alegerea distanţei sursă – piesă: - depinde de dimensiunea sursei şi de distanţa piesă – film. Se vor utiliza nomograme.

5.Alegerea tensiunii tubului de radiaţii: - se face in funcţie de grosimea penetrată 20mm şi natura materialului:tensiunea tubului 150KV.

6.Alegerea sistemului de film:se foloseşte film G3-granulaţie mijlocie film rapid; se vor folosi mai multe filme, filmele vecine se vor suprapune pe o distanţă de 10mm .

7.Stabilirea densităţii de înnegrire D: - pentru clasa B densitatea ≥2,3

8. Stabilirea timpului de expunere: - se folosesc diagrame de expunere grosimea penetrată→Ua →expunerea mA·min→Tmin=2min

9.Alegerea indicatorului de calitate ICI: - se alege indicator ICI modelul W1 cu fire sensibilitatea relativa are valori sub 2%

10.Recomandări suplimentare:

- suprafeţele se curăţă înainte de expunere prin polizare cu biaxul;

- pentru identificarea radiografiilor , pe fiecare porţiune a piesei care se radiografiază se amplasează semne din Pb ale căror imagini apar pe radiografie;

- pentru localizarea cu precizie a fiecărei radiografii, pe piesa examinată se execută marcaje cu vopsea.

Alegerea metodei optime de control este o problemă complexă şi necesită luarea în considerare a numeroşi factori ca:

- particularităţile constructive ale produselor controlate,- natura şi proprietăţile fizice ale materialului pieselor controlate;- tipul şi ampasarea defectelor posibile;- particularităţile metodelor de contol şi performanţele aparaturii disponibile;- gradul de pregătire al personalului operator.

Rezolvarea practică a acestei probleme se bazează pe experienţa celui care întocmeşte tehnologia de control şi pe aplicablitatea metodelor de control nedistructiv.

Defecte [D.M.S.Q.S.]

Metode W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10

VT NS FB FB FB NS NS B B B AR

RT FB - - - A B - - - AR

UT B - - - FB FB - - - AR

MT N - - - NS NS - - - AR

PT N - - - AR NS - - - AR

Legenda cu simbolurile folosite pentru calificative:

- A – aplicabil;- AR – aplicabil cu restrictii;- NS – neaplicabil sau satisfacator;- N – nesatisfacator;- B – bun;- FB – foarte bun.

În urma analizelor efectuate mai sus metodele de examinare alese sunt : examinarea optico-vizuală, examinarea cu lichide penetrante, examinarea cu ultrasunete, examinarea cu radiaţii penetrante şi examinarea finala proba de etanşeitate.

Deplasari la intreprinderi de profil

In cadrul stagiului de practica efectuat la S.C. OMNISUD.SRL, la departametul service am observat repararea echipamentelor de sudare MIG/MAG, SMEI, WIG, si aparate de sudare prin presiune a bolturilor acestea prezentand diferite defectiuni tehnice.

Majoritatea defectiunilor survenite de aparate au fost datorate proastei utilizari ale aparatelor ( uzarea bornelor de contact ale aparatelor de sudare SMEI datorita neinfiletarii pana la capat a mufelor, aceasta problema a fost intalnita cu precadere la aparatele MinArc ), o alta problema a fost cea a manipularii necorespunzatoare(lasarea aparatelor in medii cu umiditate ridicata si pline de praf, precum si depozitarea acestora in zone in care se vopseste). Probleme de nivel tehnic au fost intalnite la aparatele din gama Master 2000 datorita proastei alimentarii de la reteaua de curent, improvizatii facute la aparatele de sudura de catre personalul diferitelor companii.

Majoritatea echipamentelor studiate au fost de tip invertor, acest tip de echipamete fiind printer cele mai performante si cu o greutate redusa.

In cadrul stagiului de practica am mai avut posibilitatea de a experimenta diferitele procedee de sudare (MIG/MAG, SMEI) si de a vedea diferenta dintre diferite moduri de sudare.