Sudarea otelurilor carbon si aliate

Sudarea otelurilor carbon si aliate

Procedeul de sudare cu arc electric cu electrozi inveliti a otelurilor carbon si aliate este in prezent procedeul cel mai folosit atat in ateliere, cat si pe santiere. Pentru sudarea acestora se fabrica sortimente largi de sorturi de electrozi, destinati celor mai diferite calitati , incat pentru fiecare marca de otel se poate gasi o calitate corespunzatoare de electrozi.

Otelurile de uz general cu continut de carbon sub 0,22%, adica otelurile

OL 32.OL38, respectiv otelurile carbon de calitate si superioare OLC 1, OLC20, se sudeaza cu electrozii EL-38T si EL-38A. Pentru otelurile OL 42 sau OLC25 cu continutul de carbon pana la 0,30% se recomanda electrozii EL-42A, EL-44C, EL44T, EL-42TFE, EL42B si EL-42BFe. Otelul OL 00, continand impuritati, se recomanda sa fie sudat cu electrozi cu invelis bazic, de exemplu EL-42B. Otelurile cu continut de carbon de peste 0,3%C se sudeaza numai cu electrozi cu invelis bazic, marcile EL-46B, EL-50B, EL55B si EL-60B, ultimile doua marci fiind destinate otelurile cu continut de carbon sub 0,2% nu este necesara preincalzirea, de indata ce continutul de carbon depaseste aceasta valoare, se recomanda preincalzirea intre 100 si 350°C , iar sudura sa fie executata in straturi multiple .

Temperaturile de preincalzire variaza in functie de continutul de carbon si de grosimea tablei si, cu cat acestea sunt mai mari, cu atat temperatura de preincalzire trebuie sa fie mai mare. Dupa sudare este necesar ca racirea sa fie efectuata cat mai lent. Aceste masuri evita formarea structurilor dure si a fisurilor.

Piesele turnate din oteluri carbon se sudeaza ca si otelurile carbon laminate, tinandu-se seama de continutul de carbon sa fie recoapte sau supuse unei operatii de detensionare, deoarece in caz contrar in zonele sudate se pot produce crapaturi in timpul operatiei de sudare. Piesele turnate se vor suda cu preincalzire. In cazul cand continutul de carbon din aceste piese este mai mare de 0,45%C, preincalzirea se executa la 500-600°C. La repararea pieselor sparte sau uzate se vor lua pentru sudare aceleasi precautii , dupa ce locurile defecte au fost scobite si curatate la luciul metalic . In multe cazuri, pentru anumite ansambluri sudate se prevad dupa sudare si tratamentele termice de recoacere sau de normalizare.

Otelurile carbon laminate in table groase pentru cazane si recipiente sub presiune , marcile OLK1, OLK2.OLK3 si otelurile carbon pentru tevi, marcile OLT32, OLT35.OLT65 se sudeaza fara si cu preincalzire, cu electrozi cu invelis titanic sau bazic, in functie de continutul de carbon al otelului respectiv, grosimea de sudat.

Otelurile carbon laminate in table groase pentru cazane si recipiente sub presiune, marcile OLK1, OLK2.OLK3 si otelurile carbon pentru tevi, marcile OLT32, OLT35.OLT65 se sudeaza fara si cu preincalzire, cu electrozi cu invelis titanic sau bazic, in functie de continutul de carbon al otelului respectiv, grosimea de sudat etc la fel ca si celelalte calitati de oteluri carbon aratate.

In industria constructiilor sudate, o importanta tot mai mare a capatat-o in ultimul timp folosirea otelurilor slab aliate, in care continutul de carbon este mentinut la valori reduse (sub 0,20%C); prin introducerea de elemente de aliere Mn, Si, Cr etc, in proportii reduse, otelurile capata caracteristici superioare, in special creste rezistenta la rupere si limita de curgere, aceasta conducand la constructii de masa mai redusa cu un mare efect economic. Prin sudarea constructiilor din oteluri slab aliate este necesar ca acestea sa aiba proprietati de sudabilitate. Sudabilitatea otelurilor slab aliate se apreciaza cu relatia sudabilitatii tinandu-se seama ca, in cazul cand continutul de carbon echivalent Ce < 0,45%, nu este necesara preincalzirea otelului respectiv in vederea sudarii. In cazul cind continutul de carbon echivalent depaseste aceasta valoare, preincalzirile se executa dupa cum urmeaza:

intre 100 si 200°C, cand Ce

intre 200 si 350°C, cand Ce >

Temperaturile de preincalzire nu sunt limitative si, in unele cazuri, ele pot fi depasite, deoarece trebuie sa se mai tina seama de solicitarile la care este supusa constructia, de grosimea pieselor de sudat, precum si de o serie de factori metalurgici ca: modul de elaborare, elementele modificatoare din otel, granulatia etc. In multe cazuri, daca otelul este supus unor solicitari dinamice, preincalzirea trebuie efectuata chiar daca continutul de carbon echivalent este sub 0,45% daca grosimile de sudat sunt prea mari.

Pentru imbunatatirea calitatii otelurilor slab aliate, in afara de elementele de aliere, se introduc si elemente modificatoare, ca : aluminiu, vanadiu, bor etc., al caror rol este de a finisa granulatia. Acest fapt conduce la obtinerea unor caracteristici superioare, precum si la imbunatatirea aptitudinii de sudare.

In general, otelurile slab aliate cu continut de carbon sub 0,2% si cu elemente de aliere in proportie sub 3% se sudeaza fara preincalzire, cand grosimea de sudat nu depaseste 10-12 mm.

Cele mai folosite oteluri cu rezistenta marita pentru constructii sunt otelurile slab aliate cu Mn, marcile 19M16, 10M16, 17M13, otelurile slab aliate cu Mn-Si, si marcile 18SM14, 25SM14, noul otel OL52-4B si otelurile slab aliate cu Mn-V, cu granulatia fina. Aceste oteluri se sudeaza in bune conditii cu marcile de electrozi EL-50B, EL-55B, EL-60B si in functie de grosimea de sudat, se foloseste si o usoara preincalzire.

Otelurile pentru tevi slab aliate cu Mo si Cr-Mo, rezistente la temperaturi pana la 600°C, marcile de otel OAT1, OAT2, se sudeaza cu electrozii EL-MoB, EL-MOCrB, fara preincalzire sau cu preincalzire la 100-200°C, in cazul grosimilor peste 10mm.

Otelurile slab aliate pentru imbunatatire, cu continut de carbon peste 0,25%, se sudeaza cu preincalzire la temperaturi de minimum 200°C, in functie de continutul de carbon, de elementele de aliere si de grosimea materialului. Dupa sudare, in vederea obtinerii structurii necesare, otelurile se supun tratamentelor termice de recoacere normalizare sau de calire.

Otelurile de constructie slab aliate contin elemente de aliere in proportie de 5-10% iar carbon pana la 0,35-0,40%; rezistenta la tractiune este de minimum 55daN/mm², iar in cazul starii calite -revenite, chiar peste 90daN/mm ². Otelurile mediu aliate destinate constructiilor rezistente la foc contin circa 5%Cr si pana la 25% C; se sudeaza cu preincalzire cu electrozi cu invelis bazic, folosindu-se curent continuu, polaritate inversa, iar dupa sudare se supun tratamentului termic. Sudurile se executa prin metoda in cascada, iar in cazul otelurilor cu sudabilitate necorespunzatoare, prin metoda in sectii , dupa preincalzire , la minimum 300°C.

Otelurile inalt aliate sunt cele cu continut de elemente de aliere peste 10% si care in ultimile cazuri pot ajunge pana la 50%. Dintre otelurile inalt aliate cele mai dificil de sudat sunt otelurile inoxidabile feritice, aliate cu crom cu continut peste 12% si unele aliate suplimentar in proportie redusa cu unul sau mai multe elemente : molibden , titan, niobiu, aluminiu etc.; continutul de carbon al acestor oteluri este de 0,07%-0,2%.

Otelurile feritice se sudeaza dupa preincalzirea prealabila a pieselor subtiri la 300.400°C si a pieselor groase la 500.600°C.

Dupa sudare, piesele pot fi supuse diferitelor tratamente termice:

de normalizare la 1000.1100°C, cu racire in aer;

de calire in apa de la temperatura de incalzire de 1000.1100°C

de revenire la temperatura de 600.700°C, in special daca piesele au fost calite ; prin revenire se inlatura tensiunile interne provocate de calire.

Tinand seama de faptul ca in timpul sudarii se produce o incalzire prea mare a electrozilor din cauza rezistentei electrice mari a acestor oteluri, iar metalul de adaos curge cu debit mare, fara ca eventual metalul de baza sa fie incalzit suficient pentru formarea unei bai patrunse, se recomanda folosirea electrozilor de lungimi pana la 250 mm. In acest caz, rezistenta electrica la trecerea curentului prin electrod este mai mica si nu se produce o curgere prea rapida. Se vor folosi numai electrozi cu invelis bazic si curent redus, fiind preferati curentii minimi indicati in tabel

Sudarea otelurilor inoxidabile (contin crom 18%, nichel minim 8%) se recomanda sa fie executata cu curent continuu cu polaritate inversa (polul + la electrod), cu curenti de sudare redusi, la fel ca si otelurile feritice cu crom. Sunt de preferat compozitiile care contin in proportie de 0,4.0,8% titan sau niobiu, deoarece micsoreaza sensibilitatea otelului la sudare. Dupa sudare este necesar ca linia de sudura sa fie ciocanita dupa fiecare rand depus, ceea ce imbunatateste calitatea sudurii. Dupa terminare, linia de sudura se polizeaza, se spala cu solutie de acizi, se neutralizeaza si apoi se spala cu apa.

Otelurile austenitice manganoase cu continut de 12-14% Mn si 1,2-1,4%C se sudeaza dupa ce au fost incalzite la 1000°C; dupa sudare, piesele se incalzesc la 1100°C, dupa care se calesc in apa. In cazul in care suprafetele de sudat sunt mici, in locul incalzirii se foloseste ciocanirea inainte de sudare. Prin aceasta se obtine o deformare a cristalelor care in timpul sudarii sunt in contact cu baia de sudura, ceea ce face sa nu mai fie necesara incalzirea; contractiile care se produc dupa sudare previn fisurarea sudurii si a zonelor influentate termic.Otelurile manganoase se sudeaza cu electrozii EI-M12Mo si EI-M13S.

Se recomanda ca imediat dupa sudare cand inca metalul depus este rosu, randul incarcat sa fie usor ciocanit cu lovituri dese.; in modul acesta, se mareste compactitatea sudurii si caracteristicile de rezistenta. Se mai foloseste si calirea fiecarui rand depus prin racire cu apa rece, ceea ce mareste tenacitatea si rezistenta sudurii.

In cazul sudarii otelurilor inalt aliate cu oteluri slab aliate sau cu oteluri carbon, electrozii se aleg in functie de otelul cel mai aliat, cu conditia ca sudura care rezulta sa aiba caracteristici mecanice corespunzatoare constructiei, deoarece in timpul formarii baii de sudura se produc amestecuri si dizolvari care pot influenta negativ calitatea sudurii; este necesar ca in prealabil sa fie executate incercari.