Echipamente si despozitive pentru sudarea otelurilor patinabile

Ce este otelul patinabil?

OTEL

      Otelul este un aliaj pe baza de fier cu un mic procent de carbon (de la 0.05 la 2% din masa),beneficiul sau major consta ,de o parte in,in cumulul de valori ridicate in proprietatile mecanice fundamentale:rezistenta mecanica,elasticitate,duritate,rezistenta la socuri.Pe de alta parte,costul de productie este relativ moderat.Otelurile sunt practic reciclabile datorita fierului.Totusi,trebuie sa recunoastem cateva incoveniente:de notat rezistenta scazuta la coroziune,dar care se poate remedia prin diverse tratamente de suprafata:electrozincarea si galvanizarea la cald fiind cele mai bune tratamente posibile.

OTEL CORTEN

      Otelul Corten (numit si otel patinat sau otel auto-patinabil):In 2006 Metalco dezvolta o noua gama de produse impreuna cu Marc Aurel,m.a studio.Farmecul materiei brute,forta,soliditatea,nuantele variate,nobilitatea materialelor caracterizeaza otelul patinat.Numele sau provine de la principiul protectiei impotriva coroziuni care formeaza la suprafat un strat fin de oxizi impermeabili,de culoare bruna-ruginie.Acesti oxizi se formeaza cand metalul este expus la intemperii.Acest fenomen este obtinut gratie adaugarii in compozitia otelului a unui mic procent de cupru,nichel si crom.Prezenta cuprului amelioreaza si proprietatile mecanice ala otelului,ridicand gradul de elasticitate.

Tratamentul suprafetelor de otel CORTEN 

Principiul autoprotectiei

Toate metalele care au contact cu aerul sunt supuse fenomenului de oxidare,care tinde spre starea initiala de oxidare.Se spune ca metalele care au contact cu aerul sunt reactive.Pentru a evita acest fenomen de oxidare incercam de a face aceste aliaje pasive (non reactive).Acest procedeu se numeste pasivizare.Procedeul de autoprotectie a otelurilor CORTEN consta in formarea,la suprafata,a unui strat de oxizi stabili care sa il transforme in aliaj pasiv.Acest strat de suprafata se numeste patina.

Patina

Acest strat de patina este foarte aderent,el prezentand un aspect granulat fin,culoarea sa sub efectul oxidarii este ruginie evoluand intr-o tenta de portocaliu pana la brun tracand prin diferite nuante de maroniu.Formarea acestei patine protectoare poate lua un timp de utilizare,in conditii de expunere ,de pana la 5 ani  si procesul nu a fost accelerat artificial.De retinut,ca formarea patinei protectoare nu este posibila decat daca produsul este expus intemperiilor,in interior necesita o ventilare pentru a se evita condensul si formarea patinei..In timpul perioadei initiale  de formare a patinei protectoare,o parte din oxizii formati,neaderenti,sunt eliminati de ploaie,deci exista riscul de a pata hainele sau solurile deschise la culoare.

Solutii Metalco pentru tratamentul otelului CORTEN    

Tratamentele realizate de Metalco sunt destinate a accelera artificial fenomenul formarii patinei.Ca optiune Metalco aplica unstrat de vopsea incolora,mata si rezistenta la UV.Aceasta permite evolutia oxidarii,fara riscul de a lasa pete.In timp aceasta vopsea dispare progresiv sub efectul ciclurilor climatice.

Caracteristicile otalurilor de constructie:

o telul

-se obtine din minereul de fier printr-o succesiune de operatii:

•separarea fierului

•transformarea fierului brut în otel, prin eliminarea impuritatilor

•reducerea continutului de carbon

-material izotrop (poate fi solicitat la fel în toate directiile, atât la întindere cât si la compresiune)

c lasificarea   oteluril or    in functie de rezistenta la întindere marca otelului

OL 37 - otel normal pentru constructii metalice, denumit si otel  „moale” sau „ductil”

OL 52 - otel de înalta rezistenta pentru constructii metalice

caracteristici fizicegreutatea specifica:

otel: 7.85 - 8.00 kN/m3

aliaj usor de aluminiu: 2.70 kN/m3

caracteristici mecanice

•maleabilitatea

•elasticitatea

•plasticitatea

•duritatea

•tenacitatea

•sudabilitatea

•fragilitatea  

•coroziunea    

m aleabilitatea

-proprietatea anumitor metale de a se deforma la rece sau la cald fara a se rupe si de a putea fi trase în foi subtiri

-otelul utilizat pentru structurapoate avea o deformatie de 20%înainte de rupere

e lasticitatea

-proprietatea corpurilor care, deformându-se sub actiunea unei forte, tind sa revina la forma initiala atunci când forta înceteaza sa mai actioneze      

p lasticitatea

-aptitudinea anumitor metale care, deformându-se sub actiunea unei forte, îsi conserva deformatia atunci când forta înceteaza sa mai actioneze

 

d uritatea

-caracteristica metalelor de a rezista la diferite actiuni mecanice

tenacitatea

-proprietatea unui metal de a putea suporta simultan, fara daune, eforturi ridicate si alungiri mari

s udabilitatea

-proprietatea pe care o poseda unele metale de a se uni între ele atunci când sunt aduse la temperatura de fuziune

 

f ragilitatea

-caracteristica metalelor „casante” de a se rupe brutal în anumite conditii, cum ar fi temperaturile scazute

c oroziunea

-fenomen electrochimic ce conduce la formarea de oxizi; degradarea (lenta) a

pieselor metalice în mediu umed si în prezenta oxigenului

-protectie

*prin aplicare de vopsitorii sau diverse straturi protectoare         

sensibilitate   la foc

•îsi pierde rapid rezistenta la temperaturi relativ joase (400 – 600o C)

•prin conductivitatea sa termica mare, risca sa propage incendiul

protectia la foc

beton

ipsos

tencuieli termoizolante din: vermiculita, perlita, fibre minerale, etc. + liant (frecvent ciment sau ipsos)

vopsele intumescente (termospumante)

Beton t=172 min. Tencuiala ipsos t= 73 min.

Placi ipsos t= 107 min

Tencuiala ipsos t= 63 min

Placi de ipsos t= 87 min

Argila expandata +tabla inox 3 mm t=247 min.

Tencuiala vermiculita – ipsos t = 116 min.

Placi vermiculita t = 117 min

Tencuiala vermiculita –ipsos t= 97 min

Placi vermiculita t = 84 min

otelurile speciale

•oteluri inoxidabile

•oteluri patinabile

•oteluri refractare

•oteluri speciale de înalta rezistenta            

otelurile inoxidabile

-rezistenta chimica mult superioara otelului obisnuit, datorita alierii cu alte metale cum ar fi crom, vanadium, molibden sau cupru

-duritate mare

otelurile patinabile

-în anumite conditii de expunere, au proprietatea de a se acoperi progresiv cu un strat protector de oxizi care le confera o buna rezistenta la coroziune

 

otelurile refractare

-aliaj cu crom-nichel sau crom-molibden

-se utilizeaza pentru confectionarea unor elemente supuse la temperaturi înalte (tuburi de cazane, rezervoare, furnale, etc.)

otelurile speciale   de înalta rezistenta

-mai dificil de sudat datorita continutului ridicat de carbon

-utilizate în cazuri particulare, cum ar fi precomprimarea

 

produse din ote l

            oteluri laminate         

            oteluri trase sau trefilate

            oteluri turnate

            oteluri forjate

            produse uzinate

asamblarea elementelor din otel

            mecanice: cu „tije” - nituri

                                               - buloane         

            coezive: prin sudare

                           prin încleiere

aspecte   de proiectare a   constructiil or   din otel

            forma rationala a elementelor structurale

            caracteristicile nodurilor

            tipul de structura si schema statica asociata

            verificarea prin calcul a rezistentei si stabilitatii structurii

             alcatuirea închiderilor si compartimentarilor

aspecte   de proiectare a   constructiil or   din otel

-alegerea rationala a formelor elementelor structurale (grinda, stâlp, tirant, etc.) se bazeaza pe câteva notiuni fundamentale de statica si rezistenta materialelor

  

 

Clasificarea incarcarilorIncarcare statica Greutate proprie, incarcari utile uniform

repatizate sau concentrete, presiunea pamantului sau a apei

Incarcare dinamica Vant, trepitatii ale unor utilaje, vibratii din trafic auto

Incarcare ocazionala Variatii de temperatura, atacuri chimice, contractia betonului

Incarcare spaciale Cutremur, impact, incediu

           

principii de dimensionare

            rezistenta la solicitari

            stabilitatea locala si de ansamblu a structurii

            limitarea deformatiilor

 

stâlpi-variante de alcatuire

•profil laminat I (a) sau H (b)

•teava cu sectiune circulara (c) sau rectangulara (d)

•profile si/sau table asociate pentru a forma sectiuni compuse (e, f, g, h)

grinzi-variante de alcatuire

•grinzi cu inima plina

•grinzi reticulare (în zabrele)

grinzi cu inima plina

•profile laminate I (a) sau H (b), eventual ranforsate cu platbande sudate (c)

•grinzi 'expandate' obtinute din profile I (d)

•profile U câte unul (e) sau câte doua cuplate (f) - pentru grinzi de bordaj sau de planseu ranforsare cu platbande (g)

•sectiuni compuse din laminate sudate (h, i, j) cu inima rigidizata cu nervuri (k)

grinzi în zabrele

•talpa superioara

•talpa inferioara

•montanti si/sau diagonale

•noduri

talpile si barele de inima

•profile laminate (L, U)

•tevi, cu sectiune circulara sau rectangulara, îmbinate direct, prin sudura (j)

nodurile - realizate cu ajutorul unor „gusee” (c - i)

APRECIEREA SUDABILITĂŢII OŢELURILOR DE CONSTRUCTIE1.            Aspecte teoretice         Sudabilitatea este proprietatea unui material de a se îmbina nedemontabil cu un alt material prin formarea unor legaturi atomice între atomii marginali ai suprafetelor de îmbinat în anumite conditii de temperatura si/sau presiune. Sudabilitatea este o însusire complexa determinata de: proprietatile materialului de baza si de cele ale materialului de adaos, de tehnologia de sudare si de nivelul solicitarilor în exploatare.         Metodele de încercare, utilizate în prezent pentru determinarea sudabilitatii, sunt numeroase si variate, fara sa se fi ajuns la standardizarea unor metode unice. Pentru aprecierea sudabilitatii se fac încercari laborioase asupra materialului de baza, asupra zonei influentata termic (ZIT), asupra sudurii propriu-zise si asupra îmbinarilor sudate.         Conform STAS 7194, aprecierea sudabilitatii otelurilor considerare:   comportarea metalurgica la sudare (compozitie chimica, caracteristici metalografice, caracteristici mecanice, tendinta de fisurare la cald sau la rece), definita de modul cum reactioneaza otelul fata de actiunea unui anumit proces de sudare, actiune localizata în zona de trecere si în zona influentata termic;   comportarea tehnologica la sudare, definita ca posibilitatea de a se realiza îmbinari printr-un anumit procedeu de sudare, în vederea realizarii anumitor cerinte;   comportarea în constructia sudata, definita de capacitatea otelului de a prelua încarcari în anumite conditii de exploatare.

         În cadrul lucrarii se va aprecia sudabilitatea unor oteluri numai pe baza factorului metalurgic.Comportarea metalurgica la sudare se poate determina având în vedere compozitia chimica a otelului si tendinta de fisurare la cald si la rece.         Influenta compozitiei chimice asupra sudabilitatii otelurilor nealiate si slab aliate se exprima cu ajutorul conceptului de carbon echivalent, determinat dupa relatia (STAS 7194):

  [%]

(1)

         În functie de procentul de carbon echivalent obtinut otelul se încadreaza în una din cele trei grupe de sudabilitate:-                grupa Ia - sudabilitate buna neconditionata (Ce< 0,25%);-                grupa Ib - sudabilitate buna conditionata (0,25% < Ce < 0,5%);-                grupa II – sudabilitate posibila (0,5% < Ce  < 0,65%);-                grupa III – sudabilitate necorespunzatoare ( 0, 65 < Ce < 1%).         Cu masuri tehnologice speciale (preîncalzirea pieselor, folosirea unor anumite materiale de adaos, folosirea unor procedee speciale adecvate), se pot suda si oteluri cu Ce > 0,65%.         Otelurile care se încadreaza în grupa Ia de sudabilitate pot fi sudate prin toate procedeele de sudare prin topire sau prin presiune fara restrictii speciale.         Grupa Ib se refera la categoria otelurilor la care garantarea calitatii îmbinarii sudate se face numai în anumite conditii. Astfel, se limiteaza grosimea maxima sudabila, se prescriu metode de sudare adecvate, preîncalziri, tratamente termice, se interzice sudarea la temperaturi sub 5ºC, în vânt sau în ploaie, etc.         Cu otelurile din grupa II se pot realiza constructii sudate de calitate corespunzatoare numai în anumite conditii, fara a se garanta calitatea si siguranta în exploatare. Conditiile restrictive se refera la preîncalziri, tratamente termice, metoda de sudare, parametrii regimului de sudare, etc.         Otelurile care se încadreaza în grupa II de sudabilitate, în general, nu permit realizarea de îmbinari sudate de calitate buna. 

Fig.1

Fisurarea datorata factorilor metalurgici se produce în cursul procesului de cristalizare-racire a cusaturii din cauza micsorarii scaderii plasticitatii materialului cu continut mare de elemente însotitoare sau de impuritati. Cel mai frecvent se pot produce fisuri în mijlocul cusaturii (1), în zona de diluare (2), în zona de racordare (3), sub cordon (4) sau în zona influentata termic (5), fig. 1.

         Cele mai periculoase sunt cele de racordare si de sub cordon deoarece sunt greu de identificat si produc desprinderea cusaturii dupa contur. Din punct de vedere metalurgic fisurile se pot forma la cald sau la rece.         Fisurile la cald apar la sfârsitul procesului de recristalizare si formarea lor este favorizata la otelurile si aliajele cu interval mare de solidificare. În scopul aprecierii

comportarii otelurilor din acest punct de vedere se foloseste notiunea de indice de sensibilitate la fisurare la cald HCS, care poate fi determinat cu ajutorul relatiei:

(2)

         Otelul prezinta sensibilitate redusa la fisurare la cald daca indicele determinat rezulta sub 4.         Fisurile la rece se formeaza în cursul racirii cusaturii, un rol important avându-l continutul de hidrogen difuzibil. Pentru aprecierea sensibilitatii la fisurare la rece se foloseste determinarea parametrului de fisurare P, cu relatia:

(3)

în care: H este continutul de hidrogen, în cm3/100g;         s, grosimea materialului, în mm.

Fig. 2

Continutul de hidrogen se determina cu ajutorul graficului prezentat în fig. 2, în functie de carbonul echivalent si de metoda de sudare. Cu cât valoarea lui P este mai mica sensibilitatea la fisurare la rece scade.         De exemplu, otelul carbon de calitate OLC 10, STAS 880-88 are compozitia chimica urmatoare: (0,07…0,14)% C, (0,35…0,65)% Mn, (0,17…0,37)% Si (0,02…0,045)% S, 0,040% P. Pentru a aprecia sudabilitatea pe baza compozitiei chimice se determina carbonul echivalent cu relatia (1):

 %         Deoarece Ce = 0,18 % < 0,25 % , rezulta ca otelul se încadreaza în grupa Ia de sudabilitate, fiind sudabil neconditionat.         Pentru a aprecia tendinta de fisurare la cald se calculeaza indicele HCS cu ajutorul relatiei (2):

         Deoarece indicele HCS a rezultat mai mare decât 4 rezulta ca otelul prezinta tendinta de fisurare la cald.Parametrul de fisurare la rece se determina cu relatia (3):

         Continutul de hidrogen s-a ales din graficul prezentat în fig. 2 pentru Ce = 0, 18% si pentru sudare manuala.3.            Modul de lucru

         Pe baza aspectelor teoretice prezentate se va aprecia sudabilitatea pe baza comportarii metalurgice a urmatoarelor oteluri: OL 32 STAS 500/2-80, OLC 15 STAS 880-88, 19CrNi10 STAS 11512-91, 34MoCrNi16 STAS 791-88.         Compozitia chimica a acestor oteluri este prezentata în tabelul de mai jos:

Marca de otel

Compozitie chimica, %C Mn Si S P Cr Ni Mo

OL 32 0,15 0,6 - 0,0055 0,0055 - - -

OLC 150,12-0,18

0,35-0,65

0,17-0,37

0,02-0,045

0,04 - - -

19CrNi100,16-0,21

0,7-1,1

0,15-0,35

0,035 0,0350,8-1,2

0,8-1,2

≤0,1

34MoCrNi160,3-0,38

0,4-0,7

0,17-0,37

0,02-0,04

0,0351,4-1,7

1,4-1,7

0,15-0,3

Având în vedere compozitia chimica, se calculeaza pentru otelul OL 32 carbonul echivalent cu relatia (1) si se stabileste grupa de sudabilitate din care face parte. În continuare, se determina tendinta de fisurare la cald si la rece, calculând indicele HCS cu relatia (2) respectiv, indicele P cu relatia (3). Continutul de hidrogen se alege din graficul prezentat în fig. 2 pentru, sudare manuala, în functie de carbonul echivalent. Grosimea pieselor de sudat se considera egala cu 3 mm.În mod similar se procedeaza si pentru celelalte marci de otel.

Sudarea MAG a otelurilor de constructie

Parametri de sudare recomandati

Diametru sarma

sudare [mm]

Valori recomandate Rata de depunere

Tensiune sudare [V]

Curent sudare [A]

La curent max. [kg/h]

In pozitii dificile [kg/h]

1.0 16 - 25 70 - 220 3.9 2.5

1.2 18 - 28 100 - 280 5.4 3.5

Aceste valori sunt orientative si sunt in functie de tipul de aliaj, gaz de protectie si de distanta intre duza de contact si piesa.

Distanta intre duza de contact – piesa recomandata:Arc scurt: ~ 8 - 12 mm

Spray-arc si arc in impulsuri: ~ 12 - 18 mmDependenta intre tensiune arc – curent de sudare / viteza de avans a sârmei

este functie de gazul de protectie utilizat si tipul arcului.

Pregatirea pentru sudare – executia procedeului

Spre deosebire de otelurile de constructie nealiate, otelurile CrNi rezistente la coroziune prezinta o dilatare termica foarte mare si o conductivitate termica mica.Din acest motiv, pentru evitarea deformatiilor mari la sudarea tablelor subtiri acestea trebuie heftuite la distante mai mici in cazul in care nu exista dispozitive de prindere.Datorita acestor proprietati nivelul tensiunilor proprii este foarte ridicat. Acest fapt impune realizarea unor sectiuni de sudare mici si utilizarea unor energii liniare mici – tehnica cu depuneri filiforme multistrat.In cazul in care dupa sudare partea dinspre radacina nu mai este accesibila in vederea indepartarii stratului superficial oxidat, se impune utilizarea gazelor de protectie a radacinii (gaze de formare).Asigurarea unei suduri corecte, cu patrunderea si formarea corecta a radacinii este posibila numai daca pregatirea rostului este exacta si corecta.Pentru indepartarea oxizilor este permisa numai utilizarea unor scule adcvate ca de exemplu pile si polizoare. Este interzisa utilizarea sculelor pentru prelucrarea otelurilor rezistente la coroziune si pentru oteluri de constructie obisnuite.Periile pentru curatire trebuie de asemenea sa fie confectionate din sârma de otel rezistent la coroziune si este interzisa utilizarea acestora la oteluri de constructie

Asigurarea rezistentei la coroziune

Rezistenta la coroziunea acestor oteluri se bazeaza pe existenta unui strat superficial foarte subtire aderent si invizibil de oxid de crom.La temperaturi peste 250° C, care în cazul sudarii apar si în imediata apropiere a sudurii, datorita prezentei oxigenului din aer are loc o noua oxidare. Aceasta oxidare suplimentara duce la aparitia unui strat oxidat mai gros si vizibil datorita culorii lui. Acest strat nu mai este rezistent la atacul mediilor corozive si prin urmare afecteaza rezistenta la coroziune. Prin utilizarea gazelor de formare, înainte si în timpul sudarii oxigenul din aer poate fi îndepartat din zona sudurii si poate fi evitata aparitia acestei colorari superficiale.Aceasta protectie a gazelor de formare trebuie asigurata

pâna la atingerea temperaturii de cca. 250° C.Dupa sudare aceasta coloratie superficiala poate fi îndepartata prin:

Periere Polizare Sablare Baituire

Alegerea procedeului utilizat depinde de cerintele impuse produsului, ca de exemplu:

Perierea în cazul unor cerinte mai reduse.

Polizarea sudurilor acoperite cu zgura – a se acorda atentie presiunii cu care se face polizarea, în caz contrar pot aparea noi oxidari.

Sablare combinata cu baituire pentru cerinte înalte.

Se recomanda stabilirea metodei de curatire înca din faza de pregatire a fabricatiei.

Reguli de lucru pentru evitarea defectelor

La sudare trebuie respectate urmatoarele recomandari: Baia topita trebuie mentinuta mica – se sudeaza continuu. Pistolet înclinat la 10 - 15° împins. Distanta teava de contact – piesa se mentine cât mai mica. Conducerea pistoletului sa fie cât mai uniforma. In cazul depunerilor multistrat eventuala instabilitate a arcului se

inlatura prin polizarea sudurii. Se va utiliza un pachet de furtune cat mai scurt. Pentru transportul sarmei bowdenele de teflon sunt avantajoase. Se vor utiliza gaze de protectie cu componente active reduse, ca de

exemplu CRONIGON® S 2 sau CRONIGON® S 1. Este avantajoasa utilizarea surselor de sudare cu impulsuri la sudarea

tablelor subtiri. Ele permit utilizarea unor sarme mai groase, cu avans mai stabil.

9.6.1.Sudarea manuala cu electrozi înveliti

Electrozii se aleg în functie de tipul materialului de baza :

a.)     pentru sudarea otelurilor inoxidabile de acelasi tip, se vor folosi electrozi de acelasi tip cu materialul de baza;

b.)     pentru sudarea otelurilor inoxidabile de tip diferit, se vor folosi electrozi de tipul materialu-lui de baza mai aliat;

c.)     pentru sudarea otelurilor inoxidabile cu oteluri carbon, se vor folosi electrozi de tip E 309.

Pentru punctele a.) si b.) , cei mai uzuali sunt electrozii E 316L.

Se va suda în curent continuu –polaritate inversa DC  (polul plus la electrod ) .

Diametrul electrodului se alege astfel :

-           2 / 2,5 mm pentru primele treceri la îmbinarile cap la cap si colt cu prelucrare; respectiv pentru îmbinarile de colt fara prelucrare cu calibru mai mic de 3 mm;

-           3,25 mm pentru umplere canal la îmbinarile cap la cap si colt cu prelucrare; respectiv pentru  îmbinarile de colt fara prelucrare cu calibru mai mare de 3 mm.

Parametrii de sudare prezentati în continuare sunt orientativi , de aceea se va  tine cont si de valorile recomandate de producator  de pe pachetele de electrozi .

    

Diametrul electrodului[ mm ]

Curentul de sudare[ A ]

2 35-502,5 50-803,25 80-120

9.6.2. Sudarea   WIG

   Pentru sudarea otelurilor inoxidabile se vor folosi materialele de adaos sub forma de vergele. Alegerea lor se va face pe aceleasi criterii ca la sudarea electrica manuala

Gazul de protectie este ARGON  tip I1- conform EN 439 -cu puritate min. 99,996%.

Se va suda în curent continuu , polaritate directa DC – (electrodul de wolfram la polul negativ)

Electrozii de wolfram utilizati mai des sunt din wolfram thoriat ( 2% thoriu), diametrul de 1,6 mm sau 2,4mm.Valorile curentilor la care acestia sunt folositi se gasesc in tabelul de mai jos .

                 Tabelul   5

Diametrul electodului[ mm ]

Valoarea curentului[ A ]

Diametrul vergelei[ mm ]

1,62,4

40 – 100100 - 160

1,62 – 2,4

 

La sudarea tevilor se foloseste obligatoriu perna de argon pentru protectia radacinii Tehnica sudarii este aceeasi ca la sudarea otelurilor carbon (este prezentata în cursul de sudare WIG)

                                                                                                                             

9.6.3. Sudarea   MIG/MAG

 Pentru sudarea otelurilor inoxidabile se vor folosi sârme cu diametrul de 1 - 1,2mm.

 Alegerea materialului de adaos se va face pe aceleasi criterii ca la sudarea electrica manuala.

 Gazul de protectie:

-  pentru sadarea MIG se utilizeaza sârma plina + gaz argon

-  pentru sudarea MAG se utilizeaza sârma tubulara + gaz amestec Corgon (80% Ar + 20% CO2).

Se va suda în curent continuu , polaritate inversa DC + (sârma electrod la polul pozitiv).

Tehnica sudarii este aceeasi ca la sudarea otelurilor carbon (este prezentata în cursul de sudare MAG)

Parametrii de sudare, orientativi, pentru sârma tubulara sif gaz amestec sunt prezentati in Anexa 1:

   Toate sudurile implica un grad de oxidare a zonelor adiacente coronului de sudare . Atunci cînd în documentatia de executie sunt specificate cerinte speciale de curatare a oxizilor ramasi dupa sudare, acestia pot fi îndepartati prin : decapare , periere sau slefuire .

   Decaparea  este considerata a fi cea mai buna metoda de curatare -din punct de vedere al rezistentei la coroziune – si trebuie aleasa ori de câte ori este posibila . Înainte de decapare cusaturile sudate trebuie curatate complet de zgura . Aceasta se face prin periere cu o perie de otel inoxidabil .

SUDAREA ÎN MEDIU DE GAZE PROTECTOARE MIG-MAG

6.3. TOPIREA MATERIALULUI PATRUNDEREA SI FORMA CORDONULUI

            Baia topita se deplaseaza odata cu  arcul electric cu o viteza egala cu viteza de sudare. Topirea si solidificarea materialului are un ritm bine definit. Topirea materialului de baza si a vîrfului electrodului este un proces bilateral astfel picaturile desprinse de pe vîrful electrodului vor ajunge totdeauna în baie de sudura.

            Forma unei bai topite este reprezentat în figura 6.17

Figura 6.17 Dimensiunile caracteristice ale unui cordon de sudura

            Dimensiunile caracteristice ale unei bai de sudura sunt reprezentate în figura de mai sus daca aceste dimensiuni variaza între anumite limite restrânse în cazul sudarii cu parametrii regimului de sudare stabilizata.

            Aceste dimensiuni sunt în functie de parametrii regimului de sudarea, de grosimea materialului de baza respectiv de proprietatile fizice si termice ale materiualului de baza. Dintre aceste parametrii cele mai importante sunt: intensitatea curentului de sudare, tensiunea arcului electric si viteza de sudare.

            Latimea baii respectiv a cordonului de sudura depinde de tensiunea arcului, de viteza de sudare si în mai mica masura de unghiul de înclinare a pistoletului de sudare si de lungimea libera a sârmei electrod.

            Patrunderea este functie de natura gazului protector si creste odata cu cresterea curentului de sudare.(vezi figura 6.18)

Figura 6.18 Forma patrunderi la sudareai cu electrozi fuzibili în cazul diferitelor gaze protectoare

a) argon.           b)helium            c)bioxid de carbon

Forma patrunderii în cazul sudarii cu diferite amestecuri de gaze protectoare este 858c26i reprezentat în figura 6.19.

Figura 6.19. Forma patrunderii pentru diferite gaze si amestecuri de gaze

            Daca dorim sa avem o patrundere mare la realizarea unor cordoane ( sudarea în mediu de CO2 este acest procedeu) atunci la sudarea radacinii a unui cordon cap la capcare se realizeaza din mai multe treceri respectiv sudarea unui cordon de colt sanfrenat dau astfel de fectori de forma ( b/h) care conduc la aparitia unor fisuri. La realizarea astfel de cordoane este foarte important alegerea acestor dimensiuni. Recomandarile sunt trecute în diagrama din figura 6.20

Figura 6.20 Recomandari de alegere a formei cordonului

            Arcul electric actioneaza cu o forta destul de mare asupra baii În acest loc baia se scufunda sub nivelul componentelor formând un craterde sudura care este în prelungirea sârmei electrod. Metalul topit de la acest loc cald se deplaseaza în sens

invers deplasarii electrodului (sensul de sudare) si se solidificaDeci craterul de sudura se formeaza în continuu în timpul sudarii dar în acelasi timp si dispare din cauza topiturii de pe vîrful electrodului.

Nasterea craterului este favorizat de intensitatea mare a curentului, tensiune mica a arcului, elemente de aliere exoterme (prin aliere produc caldura) si marirea continutului de oxigen în arc. Frânarea nasterii craterului sunt procesele sau materialele care reduc tensiunile superficiale respectiv maresc vâscozitatea bai topite..

Formarea craterului tine în miscare baia de metal topit care favorizeaza procesul metalurgic al procesului de sudare.

Crater de sfârsit de cordon se formeaza la întreruperea arcului. Formar craterului de sfârsit de cordon este eliptic.Este mai lung cu cât viteza de sudare este mai mare.. Craterul de sfârsit de cordon este concentrator de tensiune. În imediata apropiere pot aparea pori, sectiunea este mai mica deci si rezitenta portiunii este mai mica Din aceste cauze este bine ca ele sa fie eliminate fie prin încarcare fie prin placute de început si sfârsit de cordon

La surse moderne exista metoda automata de eliminare a craterului de sfârsit de cordon, dupa oprirea procesului arcul mai arde un timp încarcând craterul.

6.3.1 TOPIREA VÂRFULUI ELECTRODULUI

            La capatul electrodului se formeaza o picatura de metal topit energia  sau caldura data este pe de o parte arcul electri iar pe de alta parte efectul Joule a rezistentei capatului electrodului parcurs de curentul de sudare si datorita fortelor care actioneaza asupra acestei picaturi for,mate  aceasta paraseste vârful electrodului si ajunge în baie.(vezi figura 6.21 respectiv 6.22)

Figura 6.21. Degajare de caldura prin efect Joul si arc electric

            Daca lungimea libera creste se observa ca datorita efectului Joul Capatul electrodului s-ar încalzi la cca 32000C  La 25000C otelul se evapora si prin aceasta se reduce lungimea arcului (ezi linie întrerupta) daca se reduce curentul se modifica unghiul α în α' si temperatura finala este în jur de 20000C.ceea ce conduce la un regim de sudare acceptabil.

Figura 6.22. Fortele care actioneaza asupra picaturii care se formeaza la capatul electrodului.

1.- efect Pinch   2.-tensiune superficiala   3. –forta electrostatica.   4.-forta gravitationala.     5.-vâscozitate    6.-forta de inertie.            7.- fortele de reactie a aburilor metalici.   8. forta de aspiratie a coloanei de plasma.           CS.-formarea

picaturii.    -M.-piesa.   E.-sârma electrod

6.4.TEHNOLOGIA SUDARII MIG-MAG

6.4.1. SÂRME ELECTROD

            Este necesar respectarea urmatoarelor reguli:

trebuie sa fie suficient de elastic ca sa se dessurubeze fara ca sârma sa primeasca deformatii

      sa fie suficient de rezistent sa ajunga pâna la pistolet fara deformatii

      trebuie sa fie curat (fara rugina, uleiuri, vopsele etc.)

      stratul de cupru sa fie uniform

      stratul de cupru sa nu permite corodarea sârmei

      suprafata sârmei sa nu prezinte zgârieturi, sa fie neted

      tamburul trebuie sa fie standardizat

      înfasurarea sârmei sa fie spira lânga spira

      sârma electrod nu pot fi înnadit

      daca se taie o spirâ aceasta nu are voie sa mareasca diametrul numai cu cca 100 mm vezi figura 623. si figura 6.24.

Figura 6.23 Masurarea pasului a doua spire adiacente

Figura 6.24 Cresterea diametrului sârmei

      ambalarea si pastrarea în folie si cutie soc uscat

Electrozi pot fi :

        sârma plina

        sârma tubulara

        electrod banda

       

 Avantajele sârmei tubulare:

   productivitate ridicata10-15%

   prin modificarea pulberii se pot obtine o paleta mare de compozitie chimica

   stropirea mai redusa.

   suprafata cordonului mai neted

   consum de energie mai redus

   poate fi utilizat si în curent de aer pâna la 12 m/s

  

Dezavantajele sîrmelor tubulare

   la sudare se produce un fum mare care deranjeaza operatie de sudare

   trebuie respectat cu strictete parametri tehnologici de sudare

   sunt scumpe

   sunt higroscopici

Câteva variante constructive sunt prezentate în figura 6.25.

Figura 6.25 variante constructive de sârme tubulare

Ordinea operatiilor

     preîncalzire

     reglarea parametrilor de sudare

     realizarea cordonului (rînduri, straturi)

     operatii post sudare (tratamente termice, indreptare, prelucrare)

6.5 UTILIZAREA PROCEDEULUI

            1.Realizarea radacinii când aceasta este expusunui atac coroziv. O sina suport asezata sub cusatura sudata produce o stationare a gazului protector. Acelasi efect se obtine cu ajutorul unui dorn de distantare (la cusaturilor circulare) sau folosind o banda de lipit (folie de aluminiucu tesatura din fibra de sticla) figura 6.26

Figura 6.26 Asigurarea protectiei radacinii

            O cantitate mica de gaz protector se poate scurge sub cusatura prin rostul înca nesudat. Daca aceasta scurgere este oprita printr-o sina suport, atunci în canalul sinei poate sa se acumuleze o cantitate suficienta de gaz protector. Radacina nu se oxideaza si ramâne curata. sina reprezinta totodata un suport pentru greutatea baii topite si se evita formarea excesului de patrundere

Dispozitive pentru sudarea grinzilor.