SUDAREA IN MEDIU DE GAZ PROTECTOR

SUDAREA IN MEDIU DE GAZ PROTECTOR

La procedeele de sudare cu arc electric in mediu de gaz protector, protectia baii de sudura se obtine cu ajutorul unui suflu de gaz inert sau activ, care trimis asupra arcului de sudare impiedica accesul oxigenului si azotului din aer.

Conditia de baza pe care trebuie sa o indeplineasca gazul protector este de a nu reactiona cu metalul sudurii sau cu componentii de aliere din baia de sudura, iar in cazul cand intra in reactie, gazul sa aiba un efect reducator.

Gazele care ofera protectia cea mai buna sunt gazele inerte (argonul si heliul), deoarece ele nu reactioneaza cu nici un element. Folosirea lor insa este conditionata de pretul de cost, deoarece sunt scumpe si deficitare, si de aceea este limitata la constructii executate din metale si aliaje cu anumite caracteristici: oteluri inalt aliate, aliaje speciale etc.

Cu gazele inerte pot fi sudate si metalele reactive sau rare, cum sunt: titaniul, zirconiul, niobiul si beriliul precum si aliajele acestora la care cu procedeele de gaz sau arc electric obisnuite nu pot fi obtinute suduri de calitate.

1. Sudarea cu electrod de wolfram (WIG)

Este procedeul la care arcul electric se produce intre electrodul de wolfram si piesa de sudat, iar protectia se asigura de un curent de gaz inert suflat in jurul electrodului, conform figurii.

Prin acest procedeu se asigura o buna calitate sudurilor si, de aceea, este folosit la sudarea metalelor si aliajelor unde este absolut necesara obtinerea sudurilor cu caracteristici inalte.

Sudarea WIG este folosita la sudarea aluminiului si a aliajelor de aluminiu, a otelurilor inoxidabile, a cuprului, etc.

Electrodul de wolfram fiind practic nefuzibil, procedeul este folosit si mecanizat, in special la sudarea fara material de adaos (suduri pe muchie sau cu margini rasfrante), in care caz se pot obtine viteze de sudare de peste 200 m/h.

Sudarea manuala este, de asemenea, larg folosita, deoarece arzatoarele, fiind usoare si de dimensiuni reduse, sunt accesibile in locuri stramte.

Aluminiul si aliajele de aluminiu se sudeaza prin acest procedeu, fara sa fie necesara folosirea fluxurilor; piesele de aluminiu se degreseaza cu tetraclorura de carbon; iar dupa sudare se spala pentru prevenirea coroziunii.

In tabela de mai jos se dau regimurile pentru sudarea orizontala cap la cap a aluminiului si a aliajelor de aluminiu cu curent alternativ.

Otelul inoxidabil se sudeaza cu curent continuu, polaritate directa (polul minus la electrod). Poate fi folosit si curentul alternativ, care este recomandabil pentru sudarea pieselor cu grosimi sub 1 mm. La sudarea tablelor subtiri se recomanda folosirea garniturilor de cupru, care evita formarea strapungerilor.

Regimurile pentru sudarea orizontala a tablelor din otel inoxidabil sunt tabelate.

Cuprul se sudeaza cu tablele pozitionate orizontal, dar mai favorabila prin acest procedeu este imbinarea in pozitia urcatoare, cu tablele pozitionate vertical. Tablele cu grosimi peste 4 mm se recomanda sa fie sudate de doi sudori simultan.    Regimurile de sudare pentru fiecare arzator se dau in tabela de mai jos.

1.2. Sudarea MIG (cu sarma electrod fuzibila)

Procedeul de sudare cu sarma - electrod fuzibila in mediu de gaz inert este folosit atat in varianta automata, cat si in cea semiautomata.

Pentru sudarea otelurilor aliate se foloseste amestec de argon cu 1-5% O sau amestec de argon cu CO , ceea ce mareste productivitatea, fara sa influenteze negativ caracteristicile mecanice. Diametrul sarmelor-electrod si curentii de sudare folositi sunt:

Aluminiul si aliajele de aluminiu se sudeaza automat sau semiautomat, folosindu-se curent continuu, polaritate inversa, in care caz, pelicula de oxid poate fi mai bine inlaturata.

In tabela se dau regimurile de sudare semiautomata a tablelor de aluminiu in mediu de argon; poate fi folosit si argon mestecat cu 4-6% H , in care caz productivitatea este marita.

Cuprul se sudeaza folosindu-se sarma de cupru aliata cu aluminiu (0,1% Al) si titan (0,2% Ti).

1.3. Sudarea MAG

Gazele inerte fiind scumpe, pentru sudarea otelurilor de constructie se foloseste gazul CO , care este un gaz activ. Deoarece gazul fabricat in tara are un continut pana la 0,1% H O , este necesar ca, pentru sudare, sa fie prevazute: un incalzitor, care inlatura inghetul in cazul detentei prea mari, si un deshidrator pentru inlaturarea continutului de umiditate din gaz.

Sudarea in mediu de CO prezinta avantajul ca pot fi folosite sarme cu diametrul incepand de la 0,6-0,8 , in care caz arzatoarele sunt foarte usoare si accesibile in orice loc de sudat.

Pentru sudarea semiautomata, cele mai folosite sarme sunt cele cu diametrul de 1,2 si 1,6 mm, iar in cazul sudarii automate, pot fi intrebuintate si sarme mai groase. La temperatura inalta a arcului electric, gazul CO se descompune in CO si o; gazul CO este reducator, deci protector, iar pentru preintampinarea actiunii oxigenului in special cu carbonul din metalul de baza topit se recurge la folosirea sarmelor slab aliate cu mangan si siliciu, care impiedica formarea in baia de sudura a oxidului de carbon, producator de porozitati in sudura.

Oxizii de mangan si siliciu, formati, in urma actiunii oxigenului asupra elementelor dezoxidante si de aliere din sarma, plutesc la suprafata baii si, fiind in cantitati reduse , se indeparteaza usor dupa racirea sudurii.

Sarma S11M2S, fabricata in tara, continand 1,8-2,1%Mn; 0,7-1,05%Si si in prportie redusa de aluminiu (maximum 0,05%), un alt dezoxidant puternic, dezoxideaza bine baia de sudura, astfel incat rezulta o sudura compacta, cu continut de circa 0,5%Si si 0,9%Mn, avand o rezistenta la tractiune de peste 50 kgf/mm² si o foarte buna tenacitate, corespunzatoare sudurilor pentru constructii supuse la sarcini mari.

Sudarea in mediu de CO poate fi executata cu variatii mari de densitati de curent, de la 80 A/mm² pana la peste 200 A/mm² .Variatia densitatii de curent face ca transferul metaluzlui prin coloana arcului sa fie foarte diferit. Transferul metalului poate fi realizat prin scurtcircuite (arc scurt si densitati reduse de cuerent), adica, pe masura ce sarma vine in contact cu baia de sudura, se produc topirea si transferul picaturii de metal, fie cu curenti mari de sudare, in care caz transferul se produce prin globule, fie cu curenti foarte mari (pentru sarma cu diametrul de 1,6 mm, curenti de 460-500 A), in care caz transferul are loc prin pulverizare. Diferite moduri de transfer se folosesc in functie de grosimea de sudat si daca tipul de instalatie de sudare permite.

Sudarea in mediu de CO a tablelor subtiri cu grosimea de 1 mm se executa cu curenti de 50-60 A si tensiuni de 18-20 V, folosindu-se sarme de rabil cu marginile rasfrante.Tablele cu grosimea intre 2 si 12 mm se sudeaza cap la cap in I sau 2I, fara prelucrarea marginilor (pana la 6 mm in I fara interstitiu, iar intre 6 si 12 mm, in 2I cu interstitiu de 1-2 mm).

Tablele mai groase de 12 mm se sudeaza cu rost in V, V/I sau X, cu un unghi de tesire redus de 30-50⁰ . Pentru table cu grosimea peste 4 mm se folosesc sarme de 1,2 si 1,6 mm; pentru sarma de 1,2 mm se folosesc    curenti de sudare de 140-220 A, la tensiuni de 20-25 Vsi de viteze de inaintare a sarmei intre 150 si 250 m/h, iar pentru sarma cu diametrul de 1,6 mm, curenti de 220-230 A, la tensiuni de 25-32 V si viteze de inaintare a sarmei intre 220-360 m/h. Se obtin viteze de sudare de 20-30 m/h. Consumul de gaz este cuprins intre 15-20 l/min, in functie de forma rostului.

La sudare, arzatorul se tine inclinat cu 5-10⁰ fata de verticala. Arzatoarele cele mai comode la folosire sunt cele de tip pistolet, deoarece sunt usoare si au o mare accesibilitate in locurile cele mai inguste.

Sudarea in mediu de CO este larg folosita la sudarea ansamblurilor din oteluri carbon obisnuite si de calitate, cu continut pana la 0,45%C, si din oteluri slab aliate cu mangan si siliciu.

Daca sunt folosite sarme aliate corespunzatoare, prin acest procedeu pot fi sudate si oteluri mediu sau inalt aliate. Pentru imbinarea otelurilor aliate se folosesc sarme cu miez sau fluxuri introduse in gazul de protectie.

In figura este reprezentata schema de sudare automata a imbinarilor orizontale sau orizontal-circulare pe perete vertical, cu sarma electrod    cu miez.

Tablele de sudat 1, pozitionate vertical cu rostul in I sau K, pot fi imbinate dintr-o singura trecere de fiecare parte; tablele cu grosimi de 5-10 mm se sudeaza cu rostul in I, iar intre 10 si 18 mm, cu rostul in K.Tablele cu grosimi I mai mari se sudeaza in mai multe treceri. Procedeul este folosit la sudarea imbinarilor circulare ale rezervoarelor mari.

In locul sarmei - electrod cu miez poate fi folosita sarma electrod fara miez si flux antrenat de gazul protector, prin care se obtine o protectie suplimentara a baii de sudura.