Sudare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Sudare cu mască de protecţie

Generalități[modificare | modificare sursă]

Prin sudare se înțelege unirea, împreunarea a două obiecte, din materiale de obicei metalice sau termoplastice, utilizând căldura sau presiunea - cu sau fără ajutorul unor materiale de adaos.

Atunci cand îmbinarea este realizată în urma schimbării de fază (topirii) a materialului, procesul se numește sudare prin topire. Sudării prin topire îi este specifica apariția unei zone denumite zona influențată termic (ZIT), în care pot apărea modificări microstructurale ce conduc la reducerea rezistenței produsului metalic sudat. Se recomandă ca această zonă sa fie cât mai mică pentru a nu afecta proprietățile mecanice ale celor doua materiale ce trebuie îmbinate prin sudare. Îmbinarea este asigurată de cordonul de sudură, care este un volum de material solidificat care realizează continuitatea structurii cristaline a celor două materiale. Sudarea este o asamblare nedemontabila intre 2 sau mai multe piese:prin incalzireprin presiunesau prin soc. Avantajele sudarii:

  • -pret scazut
  • -se pot realiza piese complexe
  • -nu necesita o pregatire foarte specializata
  • -se poate automatiata
  • -nu apare zgomote puternice

dezavantajele sudarii:

  • -in zona carburatorului de sudura apar tensiuni interne care pot da nastere la fisuri
  • -avem nevoie de aparete de sudura
  • -apar raze ultraviolete,ataca cotpul uman
  • -verificarea amigeni aparatului de sudura se face cu aparate speciale
  • -putem avea sudura de rezistenta etansabila

Materiale utilizate la sudare[modificare | modificare sursă]

Materiale supuse procesului de sudare sunt materialul de bază (MB) și material de adaos (MA), care este opțional. De obicei materialul de adaos este prezent în operația de sudare doar atunci când rostul (spațiul dintre componente) care trebuie umplut este mare sau când materialele ce trebuie îmbinate nu sunt compatibile metalurgic. Trebuie astfel ales un material care să interacționeze (formeze soluții solide sau constituenți nefragili) atât cu un material, cât și cu celălalt material, astfel încât materialul de adaos să realizeze puntea de legătură între cele două materiale. Materialul din care se confecționează electrodul (ME) este un alt factor important care afecteaza operația de sudare. Alegerea acestui material depinde de natura materialelor utilizate în proces și de caracteristicile pe care trebuie sa le aibă cordonul sudat. Aceste caracteristici pot privi duritatea, tenacitatea, rezistența la coroziune șamd.

Procedee de sudare[modificare | modificare sursă]

  • Procedeul de sudare electrică cu arc

Sudarea electrică cu arc definește toate procedeele de sudare electrică prin topire (temperatură ridicată, presiune redusă), la care cordonul sudat se formează prin solidificarea comună a materialelor de bază și a materialului de adaos.

  • Procedeul SEI (Sudarea cu Electrod Învelit) - este de fapt procedeul tradițional de sudare și mai este întâlnit sub denumirea de sudare manuală electrică.

Sudarea efectivă este realizată cu ajutorul unei surse de tensiune/curent. Această tensiune este aplicată unui electrod. Piesa ce urmează să fie sudată este conectată la masa sursei de tensiune. Prin apropierea electrodului de piesa legata la masă, se închide circuitul electric prin intermediul unei scântei. Intensitatea curentului este reglabilă și este cea care determină cât de tare va fi pătruns materialul de sudat. La acest procedeu materialul de adaos folosit este furnizat de către electrodul de sudare. Sudarea cu electrod (inițial de cărbune) a fost îmbunătățită de Kjellberg în 1902 ajungându-se la sudarea cu electrod învelit.

  • Procedeul de sudare automată sub strat de flux - este o metodă automatizată de sudare prin energie electrică la care învelișul pulverulent existent pe suprafața electrodului este înlocuit cu o pulbere fină, denumită flux ce se presară înainte de trecerea electrodului pe suprafața materialului.
  • Procedeul MIG/MAG - este o îmbunătățire a procesului de sudare SEI. Cu toate că procesul de sudare este asemănător, totuși aparatele de sudare precum și pistoletul de sudare se deosebesc semnificativ.
Detailuri

Diferența majora o constă introducerea de gaz protector la locul sudării care înlocuiește învelișul electrodului. Gazul protector, cum reiese și din denumirea lui, are rolul de a proteja zona de sudare efectivă (arcul electric și baia metalică). Deoarece majoritatea metalelor reacționează cu aerul formându-se oxizi, care deteriorează grav caracteristicile mecanice ale îmbinării, este necesar ca în imediata vecinatate a procesului de sudare să nu fie aer. Acest lucru se realizează prin intermediul gazului protector. Acest gaz poate fi de două tipuri MIG (Metal Inert Gas) sau MAG (Metal Activ Gas). Gazele inerte, de exemplu Argonul, Heliul sau amestecuri ale lor se folosesc la sudarea metalelor și aliajelor reactive cum sunt cuprul, aluminiul, titanul sau magneziul. Gazele active se folosesc la sudarea oțelurilor obișnuite, de construcții sau înalt aliate. În cazul proceselor de sudare MIG/MAG electrodul folosit este așa-numita sârmă de sudură. Aceasta este împinsă în baie de către un sistem de avans. În vecinătatea băii, înainte de contactul mecanic ea trece printr-o diuza de curent de la care preia energia electrică a sursei de curent necesară creerii arcului și topirii materialului. Diuza de curent este poziționată în interiorul diuzei de gaz. Astfel prin orificiul dintre cele două diuze va curge gazul protector. Tensiunea aplicată arcului electric este cu mici excepții continuă, cu formă de undă staționară sau pulsată Rata de depunere ajunge în aplicațiile industriale curente la 3 - 4 kg/h. O evoluție nouă a procedeului MIG-MAG este Procedeul MIG/MAG Tandem dezvoltat de firma CLOOS (Germania) care a introdus subprocedeul "MIG/MAG-TANDEM", ca pe o unealta tehnologica de mare productivitate. Aceasta reprezinta o versiune flexibila si performanta a procedeului de sudare MIG/MAG cu doua arce, la care cele doua sarme electrod sunt avansate pe directii concurente, intr-o baie topita comuna. Pentru a permite un transfer dirijat, cu un grad de stropire cat mai redus, cele doua surse de sudare sunt sincronizate electronic. In acelasi timp parametri celer doua surse pot fi reglati individual, astfel ca e posibil sa se sudeze de exemplu cu doua diametre de sarma, sau chiar cu doua procedee diferite (normal si pulsat). Ca rezultat se pot obtine cusaturi sudate avand o calitate deosebita, rate mari de depunere si in acelasi timp o stropire redusa, toate acestea la viteze de sudare care ating frecvent 3~4 m/min. La sudarea tablelor subtiri (2-3 mm) procesul TANDEM poate asigura chiar viteze de pana la 6 m/min. La sudarea tablelor medii/groase se pot obtine cote ale imbinarilor de colt de pana la 8 mm, dintr-o singura trecere. Rata de depunere, de pana la 26 kg/h face din acest procedeu o alternativa foarte avantajoasa la sudarea sub flux(UP).

  • Procedeul WIG (TIG) - (Wolfram Inert Gas) sau sudarea cu electrod nefuzibil in mediu de gaz inert este o alta varianta derivata din sudarea SEI.
Sudare WIG

La acest procedeu arcul arde intre un electrod de Wolfram si piesa care se sudeaza (de unde si denumirea Wolfram Inert Gas). Acest electrod are doar rolul de electrod si nu are un rol de material de adaos; ca atare se uzeaza foarte lent in comparatie cu un electrod invelit. Prin procedeul WIG se realizeaza topirea celor doua componente ce urmeaza a fi sudate. Eventual, in unele cazuri, este necesara folosirea unui material de adaos pentru a realiza o imbinare cu geometrie si caracteristici mecanice mai bune . Avantajul procedeului WIG este ca poate fi folosit la majoritatea materialelor sudabile (otelurile carbon si aliate, aluminiul, cuprul, nichelul si aliajele acestora). In unele cazuri mai speciale se foloseste la sudarea materialelor cu afinitate mare la gaze ca titanul, tantalul si zirconiul. Pentru a suda astfel de materiala este nevoie de un spatiu inert în care nu poate patrunde aer (o atmosfera controlata de argon de exemplu) sau duze de gaz protector cu design special.

  • Sudarea cu plasmă - este o dezvoltare a procedeului WIG, destinată sudării mecanizate a materialelor extrem de subțiri (topire progresivă) sau groase, până la 8 mm (tehnica în gaură de cheie)
  • Procedeul de sudare cu flacără oxi-acetilenică - este un procedeu de sudare care face parte din categoria procedeelor de sudare prin topire.

Sursa de căldură este o flacără oxi-gaz. Uzual, cele două gaze sunt acetilena și oxigenul. Acetilena este obținută din reacția a doi constituenți chimici: carbidul și apa și se poate produce in-situ, în generatoare, sau livrată în butelii. Acetilena este un material inflamabil, cu viteză ridicată de ardere. Pentru sudare se folosește flacăra primară (nucleul flăcării). Temperatura ridicată a flăcării este asigurată de arderea cu oxigen.

  • Procedeul de sudare cu fascicul de electroni - este un prodeceu de sudare prin topire la care sursa de energie este un fascicol de electroni.

Acesta se realizeaza prin descarcarea intr-un spatiu vidat, denumit tun de electronic, a unei energii sub forma unui fascicul de electroni, comandata cu ajutorul unor lentile electromangnetice necesare pentru focalizarea si deplasarea fascicolului de electroni pe suprafata materialelor de sudat.

  • Procedeul de sudare cu fascicul de fotoni, denumit neștiințific Sudarea cu laser.
  • Procedeele de sudare prin presiune - sunt o familie de procedee de sudare la care activarea energetică a procesului de sudare este realizată preponderent prin aplicarea unor presiuni de contact ridicate.

Sudarea electrică prin pressiune poate realiza in puncte sau in linie.

  • Sudarea electrică prin presiune în puncte - Imbinarea sudata se realizeaza prin trecerea curentului intre electrozi si piesele de sudat. Nucleul punctului sudat se formeaza la suprafata de separatie dintre cele doua (sau mai multe) materiale de sudat.

Sursa de putere poate fi unul sau mai multe transformatoare sau mai nou, invertoare. Strangerea electrozilor se poate face mecanic, pneumatic sau hidraulic. Prin acest procedeu se pot suda o gama larga de materiale (table, sarme, etc.), de diferite tipuri de otel sau neferoase. In functie de tehnologie si dimensiunile produselor se proiecteaza (alege) masina.

  • Sudarea electrică prin presiune în linie - Îmbinarea sudata se realizeaza prin trecerea curentului intre două role - electrod si piesele de sudat. Se formează o serie de nuclee (puncte) sudate care se pot suprapune (sudură etanșă) sau nu la suprafata de separatie dintre cele doua (sau mai multe) materiale de sudat.

Sursa de putere poate fi unul sau mai multe transformatoare sau mai nou, invertoare. Strangerea electrozilor se poate face mecanic, pneumatic sau hidraulic. Prin acest procedeu se pot suda o gama larga de materiale (table, sarme, etc.), de diferite tipuri de otel sau neferoase. In functie de tehnologie si dimensiunile produselor se proiecteaza (alege) masina. Gama de echipamente se intinde de la clesti de sudare portabili de putere mica 2 kVA si 11 kg pana la masini stationare de 630 kVA si sute de kilograme.

Legături externe[modificare | modificare sursă]


...