Procedee de sudare (2)

PROCEDEELE ŞI ECHIPAMENTELE TEHNOLOGICE DE SUDARE  (2)

 

     Prof. univ. dr. ing. Gh. P. ZAFIU


Procedeul SEI/MM


Procedeul de sudare electrică, denumit sudarea manuală cu arc electric, realizat cu ajutorului unei surse de tensiune/curent, este un procedeu tehnologic tradiţional de asamblare nedemontabilă a două piese prin topirea locală a marginilor lor, datorită căldurii dezvoltate de un arc electric format şi întreţinut între piesele de sudat şi electrod. În cazul acestei metode se utilizează un electrod metalic, fuzibil, care reprezintă şi metalul de adaos, necesar formării cordonului de sudură în rostul de sudare.

Piesa ce urmează să fie sudată este conectată la masa sursei de tensiune (polul –). Prin apropierea electrodului de piesa legată la masă, se închide circuitul electric prin intermediul arcului electric. Intensitatea curentului, care se poate regla, este cea care determină cât de tare va fi pătruns materialul de sudat.

Sudarea cu electrod a fost îmbunătăţită de Kjellberg în 1902 ajungându-se la sudarea cu electrod învelit (SEI) sau aşa cum mai este denumită sudarea manuală cu electrozi înveliţi (în englezăManual Metal Arc  MMA). 

Sudarea manuală cu electrozi înveliţi (fig. 3 ) este realizată cu ajutorul arculuielectric creat şi întreţinut între miezul metalic al electrodului şi piesa de sudat.


    

                                                  Fig. 3

Alcătuirea generală a unui post de tip MMA (fig. 4, documentare Cemont) este constituită din următoarele componente: sursa de curent (1), cablul de legare la masă a piesei sudate (secundar, 2), cablul conductor de sudare (principal, 3), port electrodul izolat (4), electrodul învelit (5), conectorul la masă al piesei sudate (6), piesa sudată (7), aspiraţia fumului (8), masca (9), îmbrăcămintea de protecţie (10).


        

                                            Fig. 4

Energia termică a arcului produce topirea locală a pieselor ce se asamblează şi a miezului metalic al electrodului pentru constituirea băii de fuziune care după răcire formează cordonul de sudură învelit într-o zgură protectoare, rezultată prin topirea învelişului electrodului (fig. 5, documentare Cemont)


    

                                         Fig. 5
Stratul de zgură se îndepărtează cu uşurinţă, după răcirea cordonului, prin ciocănirea uşoară cu ciocanul special de sudare şi frecarea cu peria de sârmă.

Electrodul este constituit din două părţi distincte:

• Armătura (miezul), partea metalică cilindrică, cu diametrul de 3,25…6,0 mm, plasată în centrul electrodului. Rolul său principal este de a conduce curentul electric şi de a constitui metalul de aport depus în cordon.
• Învelişul, partea exterioară a electrodului cu o compoziţie chimică şi fizică complexă. Acesta, generând o atmosferă gazoasă care înconjoară metalul topit, contribuie la protecţia topiturii din baie de oxidarea datorită aeruluiambiant. Învelişul, depus prin topirea sa, formează o zgură protectoare pe suprafaţa cordonului de sudură. În plus, această zgură împiedică răcirea prea rapidă a băii de fuziune. Învelişul are atât un rol electric, asigurând stabilitatea şi continuitatea arcului prin acţiunea sa ionizantă, cât şi un rol metalurgic prin aportul de elemente chimice speciale de adaos necesare. 

După natura învelişului electrodul poate fi: acid(A); bazic(B); celulozic(C); oxidant(O); rutilic(R); titanic(T).

Proprietăţile acestor învelişuri sunt următoarele [12]:

a) Învelişul acid (A). Zgura se desprinde uşor. Are viteză mare de topire şi se utilizează la curent de mare intensitate. Pătrunderea este bună. Se recomandă pentru sudare la orizontală, dar şi pentru alte poziţii. Se utilizează în curent continuu sau alternativ. Metalul de bază trebuie să prezinte o bună sudabilitate. Se recomandă pentru suduri care se supun controlului radiografic foarte sever.

b) Învelişul bazic (B). Zgura este compactă şi puţin abundentă. Are culoarea maron-maron închis cu aspect lucios. Ea se desprinde uşor şi se ridică repede la suprafaţa metalului topit. Dă un arc cu pătrundere medie şi este aplicabil pentru sudare în toate poziţiile. Se utilizează pentru secţiuni groase şi rigide din oţel moale. Este preferabil curentul continuu cu polaritate inversă. Sunt recomandabili şi pentru oţelurile mediu aliate. Pentru a evita porozitatea, învelişul electrozilor trebuie să fie foarte bine uscaţi.

c) Învelişul celulozic (C)Grosimea învelişului este medie. Se produce un volum mare de gaze protectoare. Zgura este puţin abundentă şi se desprinde uşor.Arcul are o pătrundere mare şi o viteză de topire foarte mare. Pierderile prin stropire sunt mari, iar suprafaţa cusăturii are aspect neregulat. Se recomandă pentru sudare în toate poziţiile, sudare în curent continuu cu polaritate inversă sau alternativ.

d) Învelişul oxidant (O)Învelişul este gros. Zgura este grea, compactă şi se desprinde de la sine. Are pătrundere medie. Se recomandă pentru grosimi mici. Utilizarea lor este limitată pentru poziţiile orizontală şi în jgheab (curent continuu sau alternativ).

e) Învelişul rutilic (R)Zgura este densă şi suficient de vâscoasă. La sudare se produc puţini stropi. Se recomandă pentru sudare în toate poziţiile, la curent continuu sau alternativ. Au tendinţă de fisurare la cald (sudarea în poziţie verticală). Se utilizează în construcţii.

f) Învelişul Titanic (T)Zgura este mai puţin fluidă şi densă. Se utilizează pentru sudare în poziţiile verticală şi de plafon. Se sudează în curent continuu sau alternativ. Au tendinţa de fisurare la cald.

Electrodul învelit are diametrul cuprins între 3,6 şi 8 mm iar lungimea de la 250 la 500 mm.

Reglarea intensităţii curentului aplicat electrodului depinde de mai mulţi factori :

• diametrul electrodului utilizat (tabelul 1);
• grosimea învelişului electrodului (tabelul 2, documentare [11])
• natura armăturii (miezului) electrodului;
• tipurile de piese asamblate;
• poziţia de sudare, pentru acelaşi diametru de electrod, la sudarea în plan orizontal se vor alege valori mai mari ale curentului, în timp ce la sudarea în plan vertical se vor utiliza valori mai mici;
• tipul de îmbinare realizată (tabelul 3, documentare [11]);
• grosimea pieselor sudate (tabelul 4, documentare [11]).

Caracteristicile mecanice ale sudurii realizate sunt determinate, în afară de valoarea aleasă a curentului, de diametrul şi calitatea electrodului, lungimea arcului, viteza de execuţie şi de condiţiie de depozitare a electrozilor care trebuie să fie protejaţi contra umidităţii.

Executarea de bună calitate a sudării depinde şi de modul în care sudorul execută amorsarea arcului şi conducerea electrodului în lungul cordonului de sudură.

Metoda corectă de amorsare a arcului electric constă în realizarea unei mişcări similare cu aceea făcută pentru aprinderea unui chibrit. Astfel, pentru amorsarea arcului se procedează în felul următor: ţinând masca de sudare în dreptul feţei, se freacă vârful electrodului de piesă, menţinând în permanenţă masca pe faţă. Încercarea de amorsare prin lovirea electrodului de piesă nu va face decât să deterioreze învelişul electrodului, amorsarea devenind mai dificilă.

Din momentul amorsării arcului, trebuie să se menţină, pe toată durata sudării, distanţa constantă între electrod şi piesăde regulă egală cu diametrul electrodului folositElectrodul se menţine înclinat la 2030° faţă de verticală în sensul de avans. La sfârşitul cordonului de sudură, electrodul se întoarce  puţin înapoi, pentru evitarea formării de cratere, apoi se ridică repede, pentru întreruperea arcului.

Acest procedeu se poate aplica pentru sudarea oţelurilor obişnuite şi a oţelurilor inoxidabile cu grosimi cuprinse între 1,5 mm şi 8 mm, fără măsuri speciale.

BIBLIOGRAFIE

1. Claude Michel, Principaux procédés de soudage par résistance, http://www.magazinemci.com
2. Drui M, Henni A, Heugel M, Martin C, Simon C. Les différents procédés manuels de soudage, leurs risques et leur prévention,http://www.ast67.org/PDF/soudage.pdf
3. Militaru Constantin Echipamente pentru sudare, în Revista de Unelte şi Echipamente, Anul Idecembrie 2000
4. Tondini Fabienne Principaux procédés de soudage. Description, démarche d’évaluation et de prévention des risques, http://www.ast67.org/PDF/soudage.pdf
5. Westgate Steve, Resistance seam Weldinghttp://www.twi.co.uk
6. * * * Procedee de sudurăhttp://www.protools.com.ro
7. * * * Aparate de sudură tip MIG-MAG-TIGhttp://www.metalotehnica.ro
8. * * * EN 50060 - Norma EUROPEANA pentru aparatele de sudare cu arc electric
9. * * * Le soudage manuel à l'arc avec électrodes enrobées. Fiche pratique de sécurité. Edition INRS ED 83. 1999, http://www.inrs.fr 
10. * * * Procédés de Soudage, http://igor.paoletti.free.fr/faq-home.htm
11. * * * Soudage S.A.E.E.CODIFOR – AFPI INTERNATIONALE, CDET_T_SOUDAGE 111_V1
12. * * * Utilajul şi tehnologia sudării manuale cu arc electric, Lucrare de laborator nr. 1, Tanaviosoft-2006, http://www.didactic.ro
13. * * * Utilajul şi tehnologia sudării cu flacără oxiacetilenică, Lucrare de laborator nr. 2, Tanaviosoft-2006, http://www.didactic.ro
14. * * * Utilajul şi tehnologia sudării automate cu arc electric sub flux, Lucrare de laborator nr. 3, Tanaviosoft-2006, http://www.didactic.ro
15. * * * Utilajul şi tehnologia sudării în mediu protector de gaz, Lucrare de laborator nr. 4, Tanaviosoft-2006, http://www.didactic.ro
16. * * * Utilajul şi tehnologia sudării electrice prin rezistenţă electrică, Lucrare de laborator nr. 5, Tanaviosoft-2006, http://www.didactic.ro
17. * * * Education Welding&Cutting, http://www.esab.com 
18. * * * Sudarea metalelor şi aliajelorhttp://www_RegieLive_ro
19. * * * Soudage : définition, applications et généralités, OTUA au service de l’acier, http://www.otua.org

20. * * * HELVI tehnologii de sudare, documentare INTERPRIMA, în Revista de Unelte şi Echipamente, Anul V, noiembrie 2004