SUDAREA CU ARC ELECTRIC
Sudarea reprezinta procedeul fizico-chimic prin care se realizeaza o imbinare nedemontabila intre doua componente.
Procesul de sudare a metalelor se realizeaza prin formarea unor graunti cristalini comuni intre componentele de sudat datorita recristalizarii provocate de introducerea localizata de energie si de apropierea componentelor.Sudarea metalelor sau aliajelor se realizeaza daca la locul de contact temperature si presiunea au valori tehnologice specifice.in functie de acesti parametric avem sudarea prin topire(cand presiunea este zero) sau sudarea prin presiune (cand presiunea este factorul principal si temperatura calcul auxiliar)
O clasificare a procedeelor de sudare prin topire sau prin presiunein functie de sursa de energie care realizeaza incalzirea locala este sudata .
Procedee de sudare:
-prin topire
515f51f -prin presiune
1)Prin topire
-Cu surse electrice:
-arc electric
-curenti de inalta frecventa
-cu fascicol de electroni
-prin efect joule
-Cu alte surse:
-flacara oxigaz
-plasma
-laser
2)Prin presiune:
-Cu surse electrice:
-prin efect joule
-curenti de inalta frecventa
-energie inmagazinata electrostatic
-Cu alte surse :
-prin frecare
-energie inmagazinata kinetic
-ultrasunete
-fara incalzire
-explozibil.
Se prezinta in continuare sistemele de sudare robotizata care utilizeaza tehnologiile de sudare prin topire cu arc electric.
Procedee de sudare cu arc electric:
Sudarea cu arc electric in sistemele robotizate se realizeaza prin mai multe procedee clasificate in functie de:
A-miscarea electrodului si arcului care poate fi:
-sudarea semiautomata ,cand miscarea electrodului se face constant.
-sudarea automata,cand miscarea electrodului si a arcului se face controlat.
B-tipul de electrod undeputem avea:
-sudarea cu electrod fuzibil,cand acesta participa la formarea baii metalice.
-sudarea cu electrod nefuzibil (wolfram) ,cand acesta nu participa la formarea
baii metalice .
C-natura curentului electric care poate fi:
-sudarea cu arc electric in curent alternative(AC)
-sudarea cu arc electric in curent continuu(DC) cu polaritate directa sau inversa(cc polaritate directa sau cc polaritate inversa).
D-protectia baii metalice unde putem avea:
-sudarea cu electrozi inveliti sau sarma sub strat de flux.
-sudarea cu electrod in mediu de gaz protector inert sau activ.
E-domeniul de aplicatie:
-sudarea prin procedee de larga aplicatie(L).
-sudarea prin procedee de restransa aplicatie(R).
515f51f SUDAREA CU ARCUL ELECTRIC
Arcul electric este o descarcare electrica stabile intre doi electrozi la densitati mari de curent in mediu gazos.
Punctele de contact intre electrod si piesa care constituie locurile de strangulare a liniilor de curent se vor incalzi pana la temperatura de topire ,datorita curentului de scurtcircuit mare.sub influenta fortei de apasare F numarul punctelor de contact va creste continuu si zona de trecere electrod si piesa va fi formata dintr-o punte de metal lichid.
La ridicarea electrodului de pe piesa odata cu alungirea puntii de metal,datorita fortelor electromagnetice F se produce si o strangulare a ei.Aceasta determina o crestere a rezistentei electrice care conduce la cresterea temperaturii acestei portiuni.La atingerea temperaturii de fierbere a metalului are loc ruperea puntii metalice si formarea vaporilor metalici care fiind usor ionizabili asigura trecerea curentului in continuare sub forma unei descarcari in arc.
Procesul de formare a arcului electric dureaza doar cateva fractiuni de secunda si se caracterizeaza prin fenomene fizice complexe:
-emisie termoelectronica
-ionizarea gazului din spatiul arcului
-accelerarea electronilor in camp electric.
Datorita transportului de ioni de la anod la catod,anodul va aparea sub forma unui crater iar catodul sub forma unui con.
Pata catodica se formeaza pe suprafata catodului si este locul cel mai incalzit al electrodului ,fiind sursa emisiei electronilor .Fara pata catodica arcul electric nu s-ar putea forma.
Zona catodica se intinde pe o lungime foarte mica .Este de marimea parcursului liber al electronilor in gazul ce inconjoara catodul(10-10)cm.
Uk=U ionizare=8-20V
Zona anodica are un volum si intindere mai mare decat cea catodica,lungimea zonei anodice este de (10-10 )cm,
U an=2-3V
Coloana arcului este practic egala cu lungimea arcului.Aici au loc ionizari ,excitari si recombinari intre particulele gazului.
Ucol=f (lungimea arcului )
Tk=4140 C Tk=3900 C Tk=4925 C in curent continuu
Tk=3380 C Tk=2580 C Tk=4925 C in curent alternative
Stabilitatea statica a arcului electric si caracteristicile statice si
dinamice ale surselor de sudare
Se considera sistemul format dintr-o sursa de alimentare SA si arcul electricAE. Regimul stationar al sistemului ce consta din SA si AE este determinat de egalitatea tensiunilor si curentilor.
Caracteristicile statice trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:
-tensiunea de mers in gol sa fie sufficient de mare pentru amorsarea arcului
-dupa aprinderea arcului sursa trebuie sad ea o tensiune mai redusa conform
cerintelor caracteristicii statice a arcului
-valoarea curentului in timpul arderii trebuie sa fie cat mai constanta
-raportul dintre curentul de scurtcircuit si curentul de sudare trebuie sa fie:
Ik=(1,2-1,4) Is
Reglarea curentului de sudare pentru diferite diametre de electrozi se realizeaza prin modificarea formei caracteristicilor externe ale surselor.
In figura 2.20.sunt prezentate trei posibilitati de modificare a formei caracteristicilor externe .analizand aceste posibilitati se pot arata urmatoarele:
-sursele care au caracteristicile din figura 2.20.a., sunt acceptabile ,tensiunea de mers in gol neschimbandu-se la diferite valori ale curentului de sudare.
-sursele care au caracteristicile din figura 2.20.b;nu corespund deoarece la curenti de dudare mici,tensiunea de mers in gol este redusa ceea ce inrautateste mult stabilitatea arcului electric.
-sursele care au caracteristicile din figura 2.20.c,sunt considerate ideale deoarece la curenti de sudare mici(cand starea de ionizare a coloanei arcului este slaba)tensiunea de mers in gol este ridicat.
Deoarece prin arcul electric cu electrozi fuzibili intr-o secunda trec 20-30 de picaturi ,acestea tot de atatea ori scurtcircuiteaza sursa,determinand o incarcare dinamica a ei.Datorita acestui fapt se produc variatii rapide ale curentului si tensiunii arcului.Deci sursa trebuie sa modifice la timp cei doi parametrii(U,I).Sursa de sudare care reactioneaza rapid la aceste faze va avea o caracteristica dinamica buna.Trecerea de la o stare stationara la alta stare stationara se face prin intermediul unui proces tranzitoriu datorita inertiei electromagnetice a sursei.
Experimental s-a stabilit ca tensiunea sursei trebuie sa creasca de la valoarea 0 la 25V intr-un anumit timp numit timp de restabilire.Dupa I.I.S.(institutul international de sudura)timpul de restabilire este Tl=0,03 sec.Daca acest timp este mare atunci electrodul se raceste.
2.2.2.1.SUDAREA CU ELECTROZI INVELITI
Sudarea cu arc electric ,la care arcul se mentine intre electrod si piesa fiind protejat numai de gazelle si/sau zgura rezultate prin topirea electrodului ,electrodul constituie metalul de adaos.
Se deosebesc:
-sudarea manuala cu electrod invelit,la care electrodul este fixat int-un portelectrod care este condus manual de catre sudor,
-sudarea gravitationala cu electrod invelit la care acesta se aseaza inclinat in rost si care pe masura consumarii,se deplaseaza sub actiunea fortei de gravitatie.
-sudarea mecanizata cu electrod invelit,la care electrodul se deplaseaza sub actiunea fortei de apasare a unui resort .
-sudarea cu sarma tubulara autoprotectoare
-sudarea cu electrod culcat.
Sudarea cu arc electric cu electrozi (inveliti)fuzibil este procedeul cel mai des aplicat,deoarece prin utilizarea arcului electric poate fi concentrate o mare cantitate de caldura,iar operatia de sudare incepe din momentul amorsarii arcului electric.
Curentul de sudare este furnizat de o sursa de curent care poate fi:
-transformator
-convertizor
-redresor
-invertor
a) Transformatoarele -sunt surse de curent alternative coboratoare de tensiune (valorile aproximative ale tensiunii si curentului secundar sunt 70V-500A).Pot fi racite natural sau in ulei.
Avantaje: -este simplu si are constructie ieftina
515f51f -nu are parti in miscare care se uzeaza
-are durata mare de viata
-randamentul este ridicat 70-90%
-pierderile de mers in gol sunt foarte reduse
-suflaju magnetic este foarte slab
Dezavantaje -factori de putere foarte slabi cos de alfa =0,3-0,45
-fiind monofazat incarca ne-uniform reteaua de fazat
Partile constructive principale ale unui transformator electric sunt:
-miezul feromagnetic ,care este sediul campului magnetic principal
-infasurare
-partile de asamblare si accesorii
Schema unui transformator monofazic cu doua infasurarieste prezenta in figura2.21
Curentul de scurtcircuit este:
I2sc ≡ U /k·X
Din aceasta relatie rezulta ca,curentul de scurtcircuit poate fi modificat fie prin modificarea raportului de transformare al transfotmatorului:
k=W /W
in care: W1=numar spire primare
W2=numar spire secundare
Fie prin modificarea reactantei Xt(cu infasurare mobila,reglare in treptea a numarului de spire in primar, cu sunt magnetic, cu bobina de reactanta separate).
b)CONVERTIZOARE DE SUDARE- sunt surse de curent continuu si se compun dintr-un motor de antrenare care poate fii motor cu ardere interna sau motor electric asincron si un generator de curent continuu cu caracteristica coboratoare.
Avantaje:- incarca uniform reteaua de curent trifazata
-are randament ridicat 50-60%
-au factori bun de putere
-stabilitatea arcului este mai buna in curent continuu decat in curent
alternativ
Dezavantaje:-cost ridicat
-consum mare de energie la mersul in gol
-intretinere costisitoare si pretentioasa
Generatoarele cele mai des utilizate sunt:
-cu excitatie separatasi serie antagonista(GESSA) (fig 2.22,a)
-cu excitatie derivatie(fig 2.22,b)
-cu poli divizati
-cu camp transversal.
Reglarea curentului se face prin doua moduri:
-modificarea curentului de excitatie prinRe(Ue)
-cu reostatul Rs care modifica Isc.
c)Redresoarele-sunt surse de sudare de curent continuu compuse dintr-un transformator de putere si un redresor(de seleniu,diode sau tiristoare de putere.)
515f51f Avantaje:-lucreaza fara zgomot,si asigura suduri uniforme de calitate;
-are factor de putere ridicat cos =0,6-0,7;
-este mai simplu si mai ieftin decat convertizorul
515f51f Dezavantaje-este un utilaj scump;
-se defecteaza usor(elementele semiconductoare).
d)Invertoarele-Masa acestor surse este mult mai mica decat a surselor clasice.De exemplu pentru a produce un curent de sudare de 10 A in cazul
surselor clasice aceasta sursa va avea o masa cuprinsa intre 8-10 kg,iar in cazul surselor cu invertor masa acestora va fi cuprins intre
515f51f 1-1,2 kg.
Principiul de functionare a sursei cu invertor este prezentat in fig 2.23.
Fig.2.23.Schema sursei cu invertor.
1-redresor;2-comutator cu tranzistor;3-transformator cu inalta frecventa;4-redresor;5-bobina de netezire;6-pupitru de comanda ;7-sunt;8-
electrod si arc electric;9-reteaua trifazata.
Curentul alternativ dat de reteaua de alimentare trifazata este redresat(1) si prin intermediul comutatorului cu tranzistor (2) este transformat in curent alternativ de inalta frecventa f 20 kHz.
Pentru obtinerea unei tensiuni de frecventa inalta este necesar un transformator (3) mult mai mic decat la frecventa de 50 Hz.Dupa transformator un redresor(4) produce din nou curent continuu.Pentru netezirea acestui curent este introdusa in circuit o bobina de netezire (5) a carei masa la fel este mult mai mica decat sursa de sudare clasica.
Forma caracteristicii sursei in timpul operatiei de sudare cu impulsuri se modifica cu ajulorul celor doua tranzistoare aflate in comutatorul(2).
Avantajele principale ale surselor cu invertor sunt:
-greutatea sursei este micsorata de circa 10 ori fata de cea specifica surselor precedente.
-reducerea puternica a greutatii transformatorului si a inductiei de netezire.
-posibilitatea oricarei forme de puls pentru curent de sudare.
Dezavantajele principale sunt:
-necesitatea utilizarii unor tranzistoare de putere la tensiuni ridicate(800-1000v)
-sensibilitatea tranzistoarelor fata de supratensiunile ce apar pe reteaua de alimentare datorita altor masini electrice de forta racordate la aceeasi retea de alimentare;
-necesitatea montarii unui filtru de retea de constructie mai deosebita (cat mai usor) care sa protejeze reteaua fata de tensiunile transmise prin diferite cuplaje,cu frecventa de 300Hz care este frecventa maxima a impulsurilor de curent la sudare.
Electrozii folositi la sudarea manuala cu arc electric pot fi:
-nefuzibili:-carbune;
-wolfram;
-fuzibili:-neinveliti;
-inveliti.
Invelisul trebuie sa asigure:
-topirea uniforma a sarmei electrod;
-amorsarea usoara si mentinerea stabila a arcului;
-protectia arcului de atmosfera inconjuratoare;
-alierea metalului depus;
-zgura usor de indepartat.
Arcul electic la sudarea cu electrod invelit este prezentat in figura2.24.
Figura 2.24.Arcul electric protejat
1-inima metalica a electrodului;2-invelisul electrodului;3-picatura de formare;4-coloana luminoasa a arcului;5-metalul de baza;6-baia topita;7-zgura solidiicata;8-zgura lichida;9-curentul de gaz in jurul arcului;10-metalul depus,cusatura;11-picatura de metal topit.
In functie de rolul pe care il au substantele care intra in compozitia invelisului se pt grupa in:
1.Substantele ionizate,care la temperaturi ridicate se ionizeaza usor.
2.Substantele zgurificate,care produc zgura abundenta de greutate specufica mai mica decat a otelului.Asigura racirea inceata a cusaturii.
3.Substante dezoxidate carte intra usor in combinatia cu oxigenul.Compusii lor intra in zgura.
4.Subtante fluidizate si fondate care separa zgura si impuritatile din metalul topit ,au punct de topire scazut.
5.Substante gazefiante care produc gaze cu o suprapresiune in spatiul arcului impiedicand patrunderea aerului in zona metalului topit.
6.Liantiicare asigura rezistenta elasticitatea si mentinerea invelisului pe sarma.
7.Plastifiantii care plastifica invelisul.
8.Substante de aliere si de adaos.
Dupa tipul invelisului electrozii de sudare pot fi:
-oxidanti
-acizi
-titanic-rutilici
515f51f -celulozici
-bazici.
Alegerea electrozilor se face pe baza a doua criterii principale:
a)compozitia chimica sa fie cat mai apropiata de cea a materialului de baza;
b)caracteristicile mecanice sa fie cel putin egale cu cele ale materialului de baza (limita recurgere,rezistenta la rupere,alungirea,rezistenta la incovoiere prin soc).
TEHNICA SUDARII CU ARC ELECTRIC
Se parcurg urmatoarele etape:
1Alegerea diametrului electrozilor si a valorii parametrilor de sudare.
Pentru sudarea stratului de radacina se recomanda utilizarea diametrelor de electrozi (de) mici:2,5 mm sau 3,25 mm(pentru usurarea accesului la radacina se va evita folosirea electrozilor cu invelis gros).Alegerea diametrului electrodului se va corela cu dimensiunile efective ale rostului(vezi fig 2.25)
Pentru executarea straturilor de umplere a rostului se recomanda utilizarea electrozilor cu diametru mai mare (4 mm-5 mm) sau chiar utilizarea electrozilor cu invelis gros cu pulbere de fier in invelis.
Recomandarile sunt valabile in cazul imbinarilor sudate cap la cap si a imbinarilor sudate de colt.
In functie de tipul invelisului electrodului se stabileste natura si polaritatea curentului de sudare Is (curent alternativ sau continuu) in cazul curentului continuu acesta poate fi cu polaritate directa adica electrodul este legat la polul negativ al sursei sau cu polaritate inversa cand electrodul este legat la polul pozitiv al sursei.
Curentul de sudare depinde de tipul(marca) si diametrul electrodului, pozitia de sudare, felul trecerii, grosimea componentelor.etc.
Pentru stabilirea curentului de sudare se folosesc diferite relatii dar toate sunt functii de diametrul electrodului
Is=f (De)
Tensiunea arcului (Ua) depinde de lungimea arcului, tipul invelisului electrodului , curentul de sudare , diametrul electrodului.etc.
Pentru stabilirea tensiunii arcului se utilizeaza relatia
Ua=f (Is)
Viteza de sudare Vs depinde de metalul de baza prin energia liniara admisa sa se introduca la sudare, aria trecerii, tipul si diametrul electrodului ,pozitia de sudare ,etc.Calculul vitezei de sudare se executa cu o relatie care este functie de Is.
Vs=f (Is)
Energia liniara (ql) se exprima cu relatia:
q = Is Ua /Vs=n
unde n este randamentul arcului electric
2.Pregatirea materialelor inainte de sudare.Ea consta in curatirea locului care se imbina prin sudare de oxizi ,rugina si pete de grasime prin sablare cu peria de sarma sau prin aschiere.Rosturile se pregatesc prin aschiere conform desenului de executie al constructiei metalice .Se pot pregati si prin taiere termica.
3.Aprinderea si conducerea arcului.In functie de pozitia in spatiu a sudurilor ,electrodul trebuie tinut intr-o pozitie corespunzatoare,operatorul trebuie sa fie preocupat totdeauna ca pozitia electrodului sa fie inscrisa intr-un plan perpendicular pe suprafata baii de metal necesara realizarii sudurii.
Sudarea tablelor si a profilelor groase
Tablele si profilele cu grosimea peste 6 mm,fiind groase,se sudeaza numai cu rosturile prelucrate ;in functie de grosime ,ele pot fi (conform tabelului 3.2 dat dupa STAS 6662-74): in V cu sau fara suport,in Y,X,K,de colt, in gauri etc.La sudarea in T sau L, latura in contact executata este de colt, sau prelucrata ,in care caz sudura poate fi cu suprafata plana a peretelui poate fi neprelucrata, in care caz sudura in 1/2 V, 1/2 Y, K etc.la sudarea grosimilor mari, imbinarile sunt formate din straturi multiple, iar straturile la randul lor pot fi executate din mai multe randuri, in special daca grosimile sunt mari.Sudurile bilaterale in X, dublu U, K etc. sunt simetrice fata de planul mediu de grosime,astfel incat straturile se executa in aceiasi ordine ca si pentru rosturile unilaterale.In masura posibilitatilor este indicat ca sudurile sa fie executate in pozitie orizontala sau orizontala in jgheab ,acestea fiind cel mai comod de executat , cu productivitate maxima.In vederea prevenirii deformatiilor se recomanda ca sudurile bilaterale sa fie executate prin intoarceri succesive ,pe baza indicatiilor din tehnologie, pentru sudura respectiva.In mai multe cazuri insa ,grosimile mari, in special la sudarea pe santiere, se executa si la pozitiile orizontale pe perete vertical ,verticale sau peste cap.In figura 5.42 se prezinta imbinari de rosturi executate in diferite pozitii in spatiu si ordinea de executie a randurilor ,respectiv a straturilor de sudura.Randul de la baza cusaturii se executa in general filiform, insa bine patruns pe ambele parti ale rostului .Randurile urmatoare se executa cu oscilatii transversale.Este foarte important ca la sudarea unui rand sa se realizeze o buna imbinare cu materialul de baza si cu randul adiacent sau cu randurile adiacente depuse anterior.Randurile de umplere a rostului se executa cu latimea de maximum 3-4 ori diametrul electrodului folosit.Randurile de la suprafata, numite si rqanduri de acoperire, pot fi executate cu latimea de 4-6 ori diametrul electrodului (la sudarea in pozitie orizontala). Desi depunerile late sunt comod de executat la grosimi mari, mai indicate sunt randurile inguste, care prezinta avantaje din punct de vedere metalurgic , deoarece in acest caz granulatia sudurii fiind mai fina, datorita influentei termice pe care o au randurile posterioare asupra celor anterior depuse, tenacitatea sudurilor este mai buna ;de aceea, in prezent, nu se recomanda la sudarea grosimilor mari executia randurilor late decat numai a straturilor de acoperire.
Din cauza multiplelor randuri, necesare umplerii rosturilor la sudarea grosimilor mari, tensiunile interne si deformatiile ce rezulta pot fi si ele foarte mari si in multe cazuri se produc fisuri.La capitolul 2 s-a aratat ca sudabilitatea unui metal depinde si de grosimea acestuia ;de aceea, pentru sudarea grosimilor mari este indicata, in multe cazuri, preincalzirea, iar operatia de sudare se recomanda sa fie executata printr-o anumita succesiune a depunerii randurilor, corespunzatoare grosimii de sudat.Sudarea in trepte inverse ,succesive, aratata la sudarea tablelor si profilelor de grosime mijlocie se aplica numai pana la grosimi de maximum 15 mm.Aceasta se aplica prin faptul ca sudarea in trepte inverse, aplicandu-se si pe lungimea rostului ,prezinta dezavantajul ca sudurile depuse se racesc , iar la sudarea unui nou rand se executa peste suduri reci.La sudarea grosimilor mari este necesar ca randurile posterioare sa nu fie depuse peste randurile reci, ci aceasta sa fie cat mai calde, ferind astfel formarea structurilor fragile.
Materialele peste 15 mm grosime se sudeaza prin alte metode ,dupa cum urmeaza:
-metoda in cascada ,la care, dupa ce s-a depus un rand de 100-300mm, randul al doilea se incepe la 100-300mm de capatul primului rand ,adica la o distanta cat lungimea randului depus, si de sudeaza spre el si peste el pana aproape de capatul primului rand; urmeaza randul al treilea departat cu acelasi pas de-al doilea(100-300mm), sudandu-se spre randurile depuse, si se trece peste el ,pana aproape de capatul celui de-al doilea rand depus, continuandu-se astfel si cu celelalte randuri.
-metoda in cocoasa ,care consta in executarea unui rand de 100-300 mm, dupa care de la o distanta de aceeasi lungime cu randul efectuat ,dintr-o parte sau alta ,se executa un nou rand spre cel executat anterior ,se trece peste ele si se executa in continuare randul pana ce a fost depasit cu o aceeasi distanta.
-metoda in blocuri, folosita in special la sudarea de incarcare la piese groase, care consta din executia de blocuri de 80-100mm lungime, la intervale intre ele de 30-40mm si care, dupa ce au fost terminate complet, se sudeaza intre ele , depunandu-se sudura in intervale in general, aceasta metoda se aplica dupa preincalzirea piesei, atat inainte de executia blocurilor, cat si inainte de inceperea sudarii intervalelor dintre blocuri.
Dupa cum se consta din descrierea metodelor de sudare a tablelor groase, randurile superioare se depun imediat peste cele inferioare , astfel incat sudura nu are timp sa se raceasca.Lucrul , in general, incepe din mai multe locuri, de catre mai multi sudori deodata.Umplerea cusaturilor ramase sub nivel, la metoda in cocoasa ,se executa imediat ce sa ajuns la nivelul superior, dupa care se incepe executia unei noi cocoase in ordinea prevazuta in tehnologie.Este foarte important, de asemenea, ca randurile executate sa nu fie cu capetele terminate in acelasi plan, ci declarate intre ele , spre a se preveni formarea de cratere marginale in aceeasi sectiune a sudurii , in care caz nu se produc pori si fisuri.
Lungimea pasului randurilor poate fi marita pana la 500-600 mm la primele doua metode , daca materialul are o buna sudabilitate, deoarece prin marirea pasului randului depus pana la depunerea randului anterior, sudura nu se raceste de sudura materialului de baza sa fie sudate cu electrozi grosi, de minimum 5 mm diametru.In cazul cand la executia randurilor se produc scurgeri , se trece la electrozi cu diametrul mai mic.
La sudarea verticala si la sudarea orizontala pe perete vertical, se recomanda ca sudurile sa fie executate simultan de catre doi sudiri, asezati unul de o parte si cealalta de partea opusa a rostului.La fel ,si in acest caz ,se va evita producerea de bai de sudura prea mari, care provoaca scurgeri.La sudarea de pozitie , nu se recomanda folosirea electrozilor cu diametrul de 4 mm, iar intensitatile de curent se vor micsora fata de cele folosite la sudarea orizontala.Se vor evita ,de asemenea , depunerile cu sectiuni prea mari; sectiunea sudurii se recomanda sa nu depaseasca de trei ori sectiunea electrodului .La radacina, stratul depus nu trebuie sa fie de sectiune mare, in schimb sa fie bine patruns si aliat uniform cu marginile rostului.La suprafata exterioara, randurile sau straturile depuse pot fi late (pana la maximum sase ori diametrul electrodului), pentru obtinerea unui aspect corespunzator .Intoarcerile, in vederea executiei randurilor pe partea opusa,se vor face in conformitate cu prevederile din tehnologie pentru evitarea deformatiilor, care sunt foarte dificil de indepartat , in special in cazul ansamblurilor executate din teble groase.Se va da o deosebita atentie obtinerii unor patrunderi perfecte cu randurile de la radacina depuse pe partea opusa.
Pentru sudarea in V si de colt a tablelor groase , in tabelele 5.15 si 5,16 se dau ,pentru diferite grosimi ale tablelor( inV ) , cu diferite interstitii , si pentru diferite grosimi ale sudurilor ( de colt ), dimensiunile cele mai recomandabile ale electrozilor si masa cusaturii in kg/m de cusatura.
In tabelul 5.15 sunt date separat masele depunerilor la radacina de masele straturilor de umplere .In cazul cand este prevazuta si completarea la radacina pe partea opusa, la masa cusaturii data in tabele ,se va mai adauga inca o data masa data pentru radacina.Masa cusaturii data in tabel nu prevede pentru ingrosare nici o cantitate.daca ingrosarea este de circa 10%din grosimea tablei, se va prevedea un adaos de 5-6% la masa cusaturii.Pentru imbinarile in X se vor socoti mase duble (la grosimi duble) fata de cele date in tabelul 5.15, pentru sudurile in V.
In tabelul 5.16, sectiunea teoretica si masa cusaturii sunt date pentru suduri de colt, fara ingrosari.Pentru sudarea verticala si pe plafon ,masa cusaturii se mareste pana la 5 %.
Din masa cusaturii data in tabelele 5.15 si 5.16 se calculeaza masa electrozilor necesari executarii cusaturilor la fel ca la calculul electrozilor pentru sudarea tablelor de grosime medie.
SUDAREA CU ARC ELECTRIC IN APA
Pentru repararea navelor , a docurilor plutitoare sau a constructiilor metalice aflate in apa, care pentru a fi sudate in aer necesita instalatii complicate de ridicat,poate fi aplicata sudarea in apa cu electrozi inveliti.Pentru sudare, sunt necesare aceleasi sorturi de electrozi ca si la sudarea in aer, cu conditia ca acestia sa fie impermeabilitati cu un strat de:parafina, celuloid dizolvat in acetona, nitrolac, bitum dizolvat in benzina etc, care se depune peste invelisul electrodului.De asemenea sunt necesare scule si accesorii complet etanse fata de apa, in primul rand un cleste portelectrod cu legatura la cablu si contactul la electrod complet etanse.Sudorul trebuie sa fie echipat cu un costum de scafandru.In figura 5.87 se arata modul cum se sudeaza in apa.La sudare, in jurul arcului , se formeaza o bula de gaze protectoare fata de apa, formata din hidrogen, oxigen si gaze provenite din descompunerea invelisului si a stratului impermeabil; in imediata apropiere de arcul electric,ascendent se formeaza nori de tulbureala de culoare galbena-bruna, din cauza oxizilor de fier formati in urma combinatiei intense dintre oxigen si stropii incandescenti de otel.
Se sudeaza cu curent continuu sau alternativ, cu intensitati marite cu 15-20 % fata de cele folosite in aer; la sudare nu se folosesc electrozi cu diametrul de 4 mm.Tensiunea arcului trebuie sa fie , de asemenea, mai mare din cauza presiunii apei; de exemplu, la adancimea de 20 m sunt necesare tensiuni de peste 30 V.
Caracteristicile mecanice ale sudurilor executate in apa sunt inferioare celor executate in aer, deoarece oxigenul degajat in contact cu picaturile de metal din electrod si cu sudura incandescenta influenteaza negativ caracteristicile mecanice , in special cele de tenacitate ale sudurii, alungirea si rezilienta.
Din cauza mediului rece in care se executa operatia (apa racind intens metalul), structura sudurii este nefavorabila; de asemenea, zona influentata termic este foarte redusa si cu constituienti de calire.De aceea , sudarea in apa se recomanda numai in cazuri de urgenta.Productivitatea operatiei este redusa, coeficientul de depunere variind intre 6 si 8 g/Ah .Prin folosirea procedeelor in mediu de gaz protector(argon sau CO ) pot fi obtinute rezultate mai bune; de aceea , in prezent aceste procedee sunt folosite mai larg pentru sudarea in apa.
MASURI DE TEHNICA SECURITATII MUNCII
Nerespectarea masurilor de tehnica a securitatii muncii la sudarea cu arc electric pot produce numeroase accidente, ca: electrocutari, incendii, arsuri cauzate de scantei si picaturile de metal si zgura, imbolnaviri ale ochilor, arsuri ale pielei provocate de radiatiile arcului electric, intoxicari cu gazele si fumul degajat.
Toate locurile de sudare trebuie protejate cu paravane, iar la intrari se va scrie ,,SE SUDEAZA ,, , ,,PERICOL DE ORBIRE,, etc.
Tensiunile retelei electrice si in unele cazuri si tensiunile surselor de curent de sudare fiind periculoase, sudorul trebuie sa poarte echipamentul de protectie necesar, descris la punctul 5.3, manusi , sort, bocanci si ghete din piele sau jambiere.Acestea asigura paza contra electrocutarilor si totodata protectia necesara contra stropilor de metal si de zgura.Sortul de piele ,manusile si ghetrele -jambiere protejeaza pieptul, mainile si picioarele sudorului.Pantalonii (fara mansete) trebuie sa acopere bocancii sudorului, pentru ca sa nu patrunda stropii de metal si zgura.Echipat cu acest echipament , impreuna cu casca de cap sau masca de mana , sudorul este protejat si contra radiatiile arcului.
Toate aparatele , dupa instalarea lor pe locul de munca , trebuie legate la borna de pamant .Aceste legaturi se rxrcuta de catre electricien odata cu instalatia electrica.
Inainte de punerea in functiune a grupului, a redresorului sau a transformatorului de sudare, sudorul, echipat, verifica daca nu sunt scurcircuite, daca legaturile din circuitul de sudare si toate contactele sunt corecte.Sudorul trebuie sa cunoasca instructiunile de folosire a aparatelor care lucreaza si sa mentina locul de munca intr-o perfecta ordine si curatenie.Capetele cablurilor trebuie sa fie cositorite in papuci si numai dupa aceea se strang la bornele aparatului , la cleste sau la clema de contact.
Cablurile de sudare trebuie sa fie in stare perfecta, fara fire legate iar toate legeturile izolate cu banda de cauciuc ;pentru prelungirea cablurilor se vor folosi numai racorduri fixe sau demontabile, conform figurii 5.19.Clestele de sudare trebuie sa fie perfect izolat.Sudorului nu-i este permis sa desfaca capacele aparatelor, sa execute lucrari de reparatii sau legaturi la retea; toate aceste operatii se executa numai de catre electriciene.
La producerea scanteielor la colectorul generatorului , sudorul va anunta organele superioare, fara ca el personal sa intervina la inlaturarea defectului din aparat si a legaturilor de la reteaua electrica.Singurele defecte pe care el este dator sa le inlature sunt de la cablul de sudare.
Arcul electric , dupa amorsare, emana intense radiatii luminoase, insotite de radiatii ultraviolete si infrarosii.Radiatiile luminoase au un efect orbitor, cele ultraviolete provoaca insolatii, arsuri ale pielei si inflamatii ale ochilor cu dureri mari, iar razele infrarosii produc in timp cataracte la ochi.De aceea , sudorul, inainte de amorsarea arcului, trebuie sa puna ecranul pentru protejarea capului contra tuturor radiatiilor si contra stropilor de metal si zgura.De asemenea , sudorul trebuie sa poarte si ochelari de protectie cu vizoare din sticla alba, nefiind permisa curatirea zgurilor si a picaturilor de metal de pe piesele sudate fara ei.
la terminarea lucrului , aparatele se vor scoate de sub tensiune, la fel si la parasirea locului de munca.Transportul aparatului este interzis sa se faca daca aparatele sunt nlegate la retea.
|
