METALE DE BAZA SUDURA

METALE DE BAZĂ SUDURA

Cel mai usor metal este Litiu Li.

Cel mai greu metal este iridiu Ir.

Temperatura de topire cea mai scazuta are cesiul Cs 88,6 ⁰C.

Temperatura de topire cea mai ridicata o are Wolframul 3420⁰C

Materiale fabricate de om cu temperatura de topire cea mai ridicata este carbura de tantal 4000⁰C

Metalul cel mai plastic este aurul Au din 28,35g se poate face o sārma lung 323e42d a de 70 km

Rezistenta la rupere cea mai mare o are zafirul (oxid de aluminiu cu crom) tine pe 1 mm² 4,36 tonne.

Cel mai raspāndit element este Al 8,13% din scoarta terestra

Cel mai rar element este astatium

3.1 Oteluri pentru structuri sudate

Formeaza 85% din ceea ce se sudeaza sub aceasta denumire exista cca. 500 marci de otel.

Otelurile nu contin īn mod voit alte elemente chimice īn afara de Fe si de C doar acele elemente care sunt impuse de conditiile de elaborare Si, Mn, Al. etc

Exista o multime de oteluri carbon care sunt standardizate de exp.

Oteluri de uz general pentru constructii sudate OLS

Oteluri de calitate

Oteluri carbon pentru scule

Otel turnat

Otel beton

Otel pentru tevi

Oteluri pentru arcuri, etc.

Prin oteluri pentru structuri sudate īntelegem oteluri care sunt folosite īn structuri sudate solicitate mai ales mecanic si exploatate īn interval de temperatura -50⁰ -+50⁰C. Exemple de astfel de structuri sunt pentru autovehicule, vagoane de cale ferata, avioane, structuri pentru constructii industriale si civile, poduri , recipiente, utilaje agricole, tevi etc.

Avānd īn vedere volumul mare al structurilor definite rezulta ca otelurile pentru structuri sudate trebuie sa satisfaca trei conditii:

sa fie ieftine,

sa se sudeze cu cāt mai putine probleme si cu cāt mai multe procedee;

sa aibe rezistenta mecanica ridicata

3.2. COMPORTARE LA SUDARE A OŢELURILOR CARBON

Comportarea la sudare a unui otel carbon depinde de continutul īn carbon ale acestuia si caracteristicile mecanice ale otelurilor sunt influentate de continutul īn Carbon. Cu cresterea continutului de carbon creste caracteristicile de rezistenta adica limita de curgere si rezistenta la rupere si scad caracteristicile plastice.

Exemplu o crestere a continutului de carbon cu 0,1% rezulta o crestere a rezistentei la rupere de cca. 50N/mm²

Continutul de carbon influenteaza comportare la sudare.

Īn cazul sudarii unui otel cu continut mai mare de carbon exista pericolul durificarii Zonei influentate termic (ZIT) aceasta devine fragil si chiar la solicitari relativ scazute poate fisura

Duritate mare conduce la producerea unei structuri fragile

Īn general se considera ca valoarea maxima a duritatii īn ZIT acceptat pentru oteluri carbon si slab aliate est de 350 HV _5/10

HV_max ≤ 350 HV_5/10 (3.1)

Aceasta duritate de 350 HV₅ reprezinta duritatea pe care un otel cu 0,22% C o are īn cazul īn care structura contine īn proportie de 50% martensita.

Concluzie. Se considera ca un otel carbon are o comportare la sudare corespunzatoare daca are un continut de C sub 0,22%

Daca continutul de C>0,22% se vor impune anumite precauti la sudare care favorizeaza evitarea durificarii metalului. Dintre acestea amintim:

sudarea se va face cu preāncalzire si viteza de racire sa fie mai mica. Valoare temperaturii de preīncalzire depinde de continutul de carbon al otelului fiind influentat si de grosimea acestuia, de tipul īmbinarii.

Tabelul 3.1 Temperatura de preīncalzire

sudarea cu energie liniara mare, curenti mari de sudare, procedeu de sudare energointensive, pendularea electrodului.

Realizarea unor suduri avānd plasticitate buna prin folosirea unor materiale de adaos adecvate

Cu cāt plasticitatea este mai mare cu atāt cusatura poate sa suporte tensiuni ridicate.

si celelalte elemente chimice prezentate īn otel influenteaza comportare la sudare si caracteristiciile mecanice ale metalului.

Un procent de mangan Mn conduce la cresterea rezistentei cu 120N/mm². Manganul are rolul de dezoxidant īn otel. El leaga sulful rezulta ca scade pericolul de fisurare la cald. Se recomnada ca raportul

Mn/S>20   (3.2)

Siliciu Si este un element cu efect dezoxidant, influenteaza mai putin caracteristicile mecanice. Lipsa siliciului īntr-un otel arata ca otelul nu a fost calmat.

Fosforul P conduce la marirea rezistentei de rupere, īnrautateste prelucrabilitatea materialului. Afecteaza fragilizarea la rece a otelului. Este prezent īn factorul de apreciere a sensibilitatii la fisurare la rece.

Sulful S daunator, accentueaza rezistenta la fisurare la cald. Sulful este activ īn micsorarea rezistentei la destramare lamelara.

Īn cazul sudarii otelurilor carbon este recomandat ca sa se limiteze concentratia īn sulf si fosfor adica:

P+S ≤ 0,05% (3.3)

Azotul N influenteaza rezistenta la īmbatrānire. Se limiteaza continutul de azot. Efectul azotului poate fi redus prin aliere cu aluminiu Al care are efect dezoxidant

Aluminiu Al ofera otelului o structura stabila īn timp si de granulatie fina

Cupru Cu īmbunatateste rezistenta otelului la coroziune atmosferica daca este īn proprotie de 0,15%, 0,2%

Comportarea la sudare a otelurilor carbon este influentat, īn afara de compozitia chimica si de modul de elaborare. Din acest punct de vedere se mentioneaza particularitatile comportarii la sudare a otelurilor necalmate, a otelurilor deformate plastic la rece si a otelurilor turnate

3.2.1 OŢELURI NECALMATE

Otelurile necalmate se remarca prin faptul ca zona din apropierea suprafetei este curata si are proprietati plastice bune, neridicānd probleme la sudare, īn timp ce zona centrala este bogata īn segregatii si are un continut ridicat de carbon, fosfor, sulf, mangan. Neuniformitatea compozitiei chimice a unui otel necalmat este exemplificata īn tabelul 3.2.

Tabelul 3.2. Neuniformitate a compozitiei chimice a unui otel necalmat

Reguli de sudare

Se va incerca sudarea astfel īncāt sa nu sa topeasca zona centrala pe cāt posibil. Este simplu la o sudura de colt. Patrunderea sudurii trebuie sa fie cāt mai mica. La cap la cap nu se poate evita sudura zonelor centrale, cu segregatii.Se recomanda alegerea unor procedee care dau patrunderi relativ mici (sudarea cu electrozi inveliti SE), utilizarea unor materiale de adaos cu caracter bazic cu plasticitate ridicata,

Coeficientul de participare a materialului de baza poate fi redus prin forma rostului.

Electrozii cu invelis bazic produc o patrundere mica au continut mai īnalt de Mn ce leaga sulful īn zgura elimina o parte din fosfor. Produc un metal depus cu plasticitate īnalta si cu rezistenta la īmbatrānire.

3.2.2. Oteluri deformate plastic la rece

Īn cazul sudarii otelurilor deformate plastic la rece apar urmatoarele probleme:

a)     Īn zona sudurii (ZIT) se anihileaza efectul deformarii la rece asupra limitei de curgere a materialului (prin recristalizare), deci are loc o scadere a acestei caracteristici

b)     Īn portiunile īncalzite la temperaturi de 200-400⁰ C se produce īmbatrānirea materialului.

Din aceste motive, la sudare se impune reducerea cāt mai mult a volumului ZIT prin utilizarea unor procedee de sudare cu energie concentrata respectiv folosirea unor energii liniare de valoare redusa. Īn general se recomanda ca la depasirea unei deformari plastice la rece de cca. 5% materialele sa fie normalizate īnainte de sudare.

3.2.3. Oteluri turnate

Otelurile turnate au o comportare la sudare mai slaba decāt otelurile laminate din urmatoarele cauze:

īn general, au un continut mai ridicat de carbon si de elemente de aliere;

metalul este mai putin compact si prezinta numeroase incluziuni de gaze, avānd o structura de turnare

La acestea se mai adauga faptul ca, īn mod obisnuit, materialele turnate au grosimi ridicate. De cele mai multe ori, sudarea acestor oteluri se face īn scopul remanierii unor defecte de turnare.

3.2.4.RECOMANDĂRI TEHNOLOGICE DE SUDARE

Īn principiu toate procedeele de sudare prin topire pot fi utilizate la sudarea otelurilor carbon.Cele mai frecvent utilizate procedee sunt;

Sudarea manuala cu electrozi inveliti;

Sudarea sub strat de flux;

Sudarea MIG/MAG īn atmosfera de CO₂ , corgon sau alte amestecuri de gaze, etc

Sudarea WIG se utilizeaza, datorita costului ridicat, numai īn cazul īn care este necesara obtinerea unei radacini a sudurii de calitate foarte buna si nu exista posibilitatea resudarii din partea opusa (la sudarea tevilor)

La sudarea otelurilor carbon, regimurile de sudare se aleg, de obicei astfel īncāt sa asigure o productivitate cāt mai mare, lucru care se realizeaza prin depunerea unui numar cāt mai mic de straturi.

Īn cazul otelurilor destinate functionarii īn temperaturi negative si a celor deformate plastic la rece, se recomanda utilizarea unor regimuri de sudare cu straturi multiple, deci caracterizate prin energie liniara mica. Prin aceasta, se asigura o īncalzire mai redusa a materialului, ceruta de comportarea la sudare a acestuia si īn plus, fiecare trecere produce un tratament termic al materialului din vecinatate.

Īn cazul sudarii otelurilor turnate se impune utilizarea unor regimuri de sudare cu energie mare (rānduri late, viteza mica). Aceste rāmduri produc īnsa o amestecare masiva a materialului de baza lucru care trebuie evitat. Pentru a reduce pericolul de fisurare, compozitia chimica a cusaturii trebuie sa fie cāt mai apropiat de cea a materialului depus. Contradictia se rezolva prin aplicarea unei tehnici combinate, placarea rostului cu straturi subtiri si apoi umplerea sa cu straturi late (figura 3.4)

Figura 3.1. Influenta convexitatii sudurilor asupra pericolului de fisurare la sudarea īn mai multe treceri a otelulurilor carbon

1 - suport la radacina; 2 - material de baza; 3 - radacina cusaturii;

4.- rānd concav; 5 - rānd convex

Pentru reducerea riscului de fisurare, la sudarea otelurilor carbon trebuie aleasa tehnica de lucru astfel īncāt sa se obtina cusaturi convexe figura 3.1. problema este mai acuta la realizarea stratului de radacina.

Īn cazul īmbinarilor de colt de grosime mare riscul de fisurare se reduce daca īntre cele doua piese se lasa un spatiu de cca.1 mm pentru a permite miscarea lor īn timpul contractiei la racire. Acest lucru poate fi realizat prin īntroducerea īntre piese a unor sārme subtiri din otel moale.(vezi figura 3.2)

Materialele de sudare se aleg astfel īncāt caracteristicile mecanice ale metalului depus īn primul rānd rezistenta la rupere, sa fie cāt mai aproape de cele ale metalului de baza.

3.3. Sudarea otelurilor slab aliate

Īn general, īn categoria otelurilor slab aliate intra acele oteluri la care suma continuturilor elementelor de aliere este sub 5%

Comportarea la sudare a acestor materiale, avānd o utilizare deosebit de larga, este determinata īn primul rānd de compozitia lor chimica. Ea este apreciata īn mod uzual pe baza marimii carbon echivalent

Exista un numar mare de formule de determinare a unui carbon echivalent. Dintre formulele folosite frecvent este formula IIW (Institutul International de Sudura)

(3.4)

Cu cāt otelul are un carbon echivalent mai redus, cu atāt el va prezenta o comportare la sudare mai favorabila.

Īn principiu sudarea otelurilor slab aliate poate fi realizata cu orice procedeu de sudare prin topire. Īn cazul otelurilor care prezinta pericolul de īnmuiere a ZIT-ului, se vor evita procedeele de sudare energointensive (baie de zgura).

Sudarea se face conform recomandarilor specificate īn cazul sudarii otelurilor carbon. Īn functie de carbonul echivalent si grosimea materialului se va suda cu preīncalzire, de obicei utilizānd regimuri termice care sa asigure o productivitate cāt mai mare (energie liniara mare, numar mic de straturi).

Īn cazul īmbinarilor sudate de grosime mare, precum si la depasirea continuturilor unor elemente de aliere, dupa sudare este obligatorie efectuarea unui tratament termic de detensionare.

Efectuarea tratamentului termic dupa sudare este favorabila si sub aspectul reducerii pericolului de coroziune fisuranta sub tensiune, respectiv al asigurarii stabilitatii dimensionale a structurilor sudate la prelucrari me­ca­nice ulterioare.

Sudarea otelurilor slab aliate se face folosind materiale de acelasi tip cu materialul de baza. Īn cazul sudarii unor oteluri de rezistenta mai mare sau exploatate la temperaturi negative se vor utiliza materiale de adaos cu caracter bazic. Ele vor fi uscate īnainte de sudare pentru īndepartarea umiditatii.

Otelurile cu granulatie fina contin elemente de aliere care formeaza nitruri legānd azotul. Ele sunt insensibile la procesul de īmbatrānire. Otelurile cu granulatie fina prezinta o comportare la sudare cores­pun­zatoare, fiind sudabile practic prin orice procedeu. Pentru a reduce pericolul de fisurare la rece se vor folosi materiale de sudare cu un continut redus de hidrogen. Ciclul termic la sudare este caracterizat, prin marimea care reprezinta, durata de racire a sudurii īn intervalul de temperatura 800-500⁰C (t_8/5 ). Marimea t_8/5 are influenta asupra duritatii si temperaturii de tranzitie ale unui metal depus la un otel cu granulatia fina. Pentru a obtine o duritate corespunzatoare este necesara sudarea cu energie liniara controlata.

Sudarea se va realiza īn mai multe treceri, temperatura īntre treceri se limiteaza la cca.220C. Amorsarea se va efectua īn mod obligatoriu īn rostul de sudare (figura 3.3.).

La sudarea sub flux se va evita utilizarea unor fluxuri cu cantitati mari de praf, īntrucāt acestea pot conduce la con­tinuturi diferite de elemente de aliere īn cusatura si ca urmare la caracteristici mecanice diferite si la o crestere a pericolului de fisurare transversala.

Otelurile microaliate de īnalta rezistenta cu carbon scazut sunt oteluri cu granulatie fina, care au fost dezvoltate pentru a raspunde necesitatilor din tehnica de executie a conductelor magistrale.

Otelurile termorezistente sunt destinate exploatarii la temperaturi īnalte (500-600C).

Īn Tabelul 3.3 se indica cāteva recomandari pentru sudare īn functie de carbonul echivalent al otelului, datele fiind valabile la oteluri cu C<0,5%, Mn<1,6%, Cr<1,0%, Ni<3,5%, Mo<0,6%, si Cu<1,0%.

Temperatura de preīncalzire poate fi determinata īn functie de carbonul echivalent si grosimea piesei. (conform bibliografiei)

Tabelul 3.3. Recomandari de sudare pentru oteluri slab aliate

Īn cazul otelurilor tratate termic, respectiv a otelurilor exploatate la temperaturi negative, sudarea se va face cu limitarea īncalzirii materialului, adica folosind o energie liniara relativ scazuta, un numar mare de straturi. Depunerea rāndurilor se va face dinspre flancurile īmbinariii spre centru, iar ultimul rānd se va depune central, fara a atinge metalul de baza (figura 3.4.)

Īn felul acesta,se va asigura efectuarea unui tratament termic trecerilor anterioare si īn special zonelor influentate termic ale acestora.

Īn cazul īmbinarilor sudate de grosime mare, precum si la depasirea continuturilor unor elemente de aliere, dupa sudare este obligatorie efectuarea unui tratament de detensionare. Īn tabelul 3.4. sunt exemplificate cāteva situatii īn acest sens.

Efectuarea tratamentului termic dupa sudare este favorabila si sub aspectul reducerii pericolului de coroziune fisuranta sub tensiune, respectiv al asigurarii stabilitatii dimensionale a structurii sudate la prelucrari mecanice ulterioare

Īn situatii speciale, cu un risc mare de fisurare, se pot utiliza si materiale de adaos inoxidabile austenitice sau īnalt aliate cu nichel, materiale care au o capacitate de deformare foarte buna. Astfel de situatii pot sa apara, spre exemplu, īn cazul reconditionarii prin sudare a unor structuri complicate la care nu exista posibilitatea efectuarii unui tratament termic post-sudare.

Tabelul 3.4. Valorile limita ale compozitiei chimice, respectiv mecanice si grosimeii metalului pentru obligativitatea tratamentului termic dupa sudare

Obs. * valoarea peste care este necesara detensionarea

Pregatirea rosturilor pentru sudare se poate executa atāt mecanic, cāt si termic. Īn cazul taierii termice nu este necesara, ca regula generala, o prīncalzire a pieselor. Aceasta se recomanda īnsa īn cazul unor piese de grosime mare sau daca suprafetele taiate sunt supuse unor deformari la rece. Temperatura de preīncalzire la taiere este, īn aceste cazuri ,120-200⁰ C

3.4. Sudarea otelurilor aliate

Structura otelurilor aliate depinde īn primul rānd de compozitia lor chimica. Īn functie de efectul lor asupra structurii, principalele elemente de aliere pot fi īmpartite īn:

• elemente austenitizante sau gamagene-care promoveaza domeniul austenitic, ca :nichel, carbon, mangan, cupru, azot
• elemente feritizante sau alfagene-care īngusteaza domeniul austenitic, promovānd domeniul feritic: crom, molibden, siliciu, aluminiu, wolfram, titan, niobiu, vanadiu.

O apreciere a structurilor otelurilor aliate dupa o racire rapida de la temperatura de cca. 900C, poate fi efectuata cu diagrama Schffler (figura 3.5.).

Figura 3.5 Diagrama Schaeffler

Actiunea elementelor de aliere asupra structurii este apreciata prin marimile Cr_e, Ni_e. Cu ajutorul diagramei Schaeffler este posibila determinarea compozitiei chimice si a structurii cusaturii. Un material de baza se afla īn diagrama Schaeffler pe baza compozitiei chimice īn punctul A (figura 3.4.) trebuie sudat cu un material de adaos care pe baza compozitiei chimice īl situeaza īn punctul B.

Daca cele doua materiale se topesc īmpreuna, compozitia chimica a aliajului rezultat (cusatura) se va plasa pe linia AB. Luānd īn considerare o dilutie (participare a metalului de baza la formarea cusaturii) de 20%, se obtine prin regula balantei punctul C, care caracterizeaza compozitia chimica a cusaturii. Īn exemplul considerat, acesta va avea o structura austenitica cu cca. 6% ferita.

Īn cazul sudarii sub strat de flux, compozitia chimica a metalului depus este influentata pe lānga sārma de sudare si de activitatea fluxului.

Īn diagrama Schaeffler sunt marcate domeniile uzuale īn care se plaseaza principalele tipuri de oteluri inoxidabile:

• oteluri inoxidabile sau refractare austenitice (A)
• oteluri inoxidabile feritice (F)
• oteluri inoxidabile martensitice (M)
• oteluri inoxidabile duplex (F+A,M+F,A+M, etc.)

Otelurile austenitice au ca principale elemente de aliere: Cr 16-26% si Ni 6-26%, cel mai cunoscut fiind 18Cr8Ni cu carbon C

Se remarca prin rezistenta ridicata la coroziune, tenacitate si rezistenta la temperaturi negative, rezistenta la oxidare la temperaturi ridicate, plasticitate īnalta. Ele

nu sunt magnetice.

Datorita plasticitatii bune, otelurile austenitice sunt usor de sudat si nu necesita preīncalzire sau tratament termic dupa sudare. Se sudeaza īn special prin procedeele de sudare WIG, MIG, sub flux si cu electrozi īnveliti. Materialele de adaos utilizati trebuie sa fie de acelasi tip cu materialul de baza adica inoxidabil austenitic. Se aleg regimuri de sudare īn asa fel ca racirea īn domeniul 800 - 600⁰C sa se faca rapid.

Otelurile feritice contin ca principale elemente de aliere cromul īn proportie de 13-17%. Ele au o rezistenta ridicata la oxidare si coroziune īn diferite medii, inclusiv īn cele care contin sulf. Sunt magnetice si nu se pot cali. Au o plasticitate mai mica decāt otelurile austenitice.

Sudarea otelurilor feritice este mai dificila decāt a otelurilor austenitice. Se face cu procedeele: WIG, MIG, manual cu electrozi īnveliti, respectānd urmatoarele conditii:

• preīncalzirea materialului la cca.150-250C
• sudarea cu energie liniara cāt mai redusa
• efectuarea unui tratament termic dupa sudare la o temperatura de 700-800C.

Ca materiale de sudare se recomanda utilizarea materialelor auste­nitice, iar la ultimele 2-3-straturi materiale feritice.

Otelurile martensitice contin cca.12-18% Cr, sunt magnetice si pot fi calite. Īn general au un continut de carbon mai īnalt decāt celelalte inoxidabile si ca atare se caracterizeaza prin plasticitate mai scazuta.

Datorita continutului ridicat de carbon, la sudarea otelurilor inoxidabile martensitice apare o tendinta de fragilizare la rece, respectiv de formare a carburilor de crom, ambele fenomene avānd efecte negative. De aceea se recomanda evitarea, pe cāt posibil, a sudarii acestor oteluri. Daca totusi este necesara sudarea lor, se vor lua urmatoarele masuri:

• preīncalzirea
• utilizarea unor materiale de adaos cu continut scazut de carbon si cu plasticitate buna
• efectuarea dupa sudare a unui tratament termic de detensionare.

Otelurile duplex au o structura austenito-feritica, cele doua faze fiind prezente īn proportii aproximativ egale. O asemenea structura rezulta daca otelul are cca. 21-25%Cr si 5-7%Ni.

Fata de otelurile inoxidabile feritice sau austenitice, otelurile duplex prezinta o limita de curgere si o rezistenta la coroziune mai īnalte.

Īn general, aceste oteluri nu ridica probleme speciale la sudare.

Otelurile austenitice manganoase contin 1-1,4%C si 12-14%Mn. Sunt plastice, nemagnetice si au o rezistenta la uzura excelenta, avānd proprietatea de a se ecruisa prin socuri mecanice.

Sudarea otelurilor austenitice-manganoase se face astfel īncāt sa se produca o īncalzire cāt mai redusa a materialului si o racire rapida dupa sudare. Īn caz contrar se produce martensita, care este dura si fragila fiind sensibila la fisurare. Sudarea se executa manual cu electrozi īnveliti de tip austenitic manganos.

3.5. FONTE

Fontele sunt aliaje fier-carbon īn care continutul de carbon depaseste 2%, avānd valori uzuale īn domeniul 2,5-4,5%.

Īn functie de modul de prezentare al carbonului fontele se īmpart īn:

• fonte cenusii, la care carbonul este liber sub forma de grafit
• fonte albe, la care carbonul se afla exclusiv legat
• fonte pestrite, care sunt fonte albe cu carbon partial    grafitizat.

Dupa forma sub care se prezinta grafitul īn structura sa, se deosebesc:

• fonte cu grafit lamelar
• fonte cu grafit nodular
• fonte cu grafit īn cuiburi
• fonte maleabile, la care grafitul se produce printr-un tratament termic de recoacere.

Fontele sunt materiale fragile. Sudarea lor este dificila, comportarea lor la sudare fiind conditionata de urmatoarele:

• producerea structurilor de calire, ca urmare a continutului de carbon ridicat
• formarea, la viteze mari de racire, a fontei albe care este dura si fragila
• posibilitatea de producere a unor fisuri sub actiunea tensiunilor interne cauzate de procesul de sudare
• fluiditatea mare a baii topite, care face dificila sudarea īn pozitie
• pericolul de formare a porilor.

Datorita acestor dificultati sudarea fontelor se aplica aproape ex­clusiv īn operatii de remaniere. Se sudeaza numai fontele cenusii, fontele albe neputānd fi sudate.

Pentru sudarea fontelor se utilizeaza, de obicei, sudarea manuala cu electrozi īnveliti sau sudarea cu gaz. Sunt de evitat procedeele de su­da­re care asigura o īncalzire masiva a materialului, precum si cele carac­te­rizate prin viteze de racire ridicate.

Īnainte de sudare defectele existente īn material trebuie īndepartate integral prin prelucrare mecanica (vezi figura 3.5.).

Sudarea fontelor poate fi realizata īn doua variante:

la cald

la rece.

C, temperatura care se mentine pe tot parcursul sudarii. Sudarea se face utilizānd material de adaos din fonta. Dupa sudare trebuie asigurata o racire lenta, locul sudarii se acopera īn acest scop cu materiale izolante.

Figura 3.6. Modul de pregatire a reparatiei

Prin sudare la cald se poate realiza o īmbinare sudata omogena, cu caracteristici la nivelul materialului de baza. Īn acest timp īnsa, sudarea la cald are o productivitate scazuta si impune conditii grele de munca pentru sudor.

Sudarea la rece se efectueaza fara preīncalzire, iar īncalzirea piesei īn timpul sudarii trebuie sa fie cāt mai redusa, temperatura īntre treceri fiind de 70-100C. Se sudeaza cu electrozi din aliaj de nichel cu diametrul mic si cu curent redus. Dupa sudare piesa se raceste lent.

Sudarea la rece nu poate fi realizata utilizānd materiale de sudare din fonta, deoarece se topesc repede si curg īnainte ca materialul de baza sa fie topit.

3.6. MATERIALE NEFEROASE

Se considera materiale neferoase acele metale īn care drept com­po­nent de baza apare orice alt element īn afara de fier. Īn grupa ma­te­rialelor neferoase sudarii se considera aluminiu, cupru si magneziu

Particularitatile sudarii metalelor si aliajelor neferoase sunt:

• afinitatea mare a lor fata de oxigen
• coeficient de dilatare liniara ridicat
• temperatura scazuta de fuziune a metalului propriu-zis
• temperatura īnalta de topire a oxizilor sai
• caldura specifica redusa si conductibilitate termica ridicata.

Pentru sudarea metalelor neferoase se utilizeaza īntr-o masura mai mare sau mai mica toate procedeele de sudare cunoscute.

3.6.1. ALUMINIUL sI ALIAJELE SALE

Sunt materiale frecvent utilizate la realizarea unor structuri sudate. Comparativ cu otelul aluminiul are greutatea specifica de cca. trei ori mai mica, conductibilitatea termica de sase ori mai mare si coeficientul de dilatare liniara de doua ori mai mare.

Cele mai raspāndite aliaje de aluminiu sunt aliajele: Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg, Al-Mg-Si, etc.

Comportarea la sudare a aluminiului este conditionata de:

a) Pelicula de oxid de aluminiu Al₂O₃ care se formeaza īn mod natural la suprafata materialului, are o grosime de 0,01m, este rau conducator de curent si se topeste la 2050C (aluminiul la 660C). Deci īnainte de sudare este necesara īndepartarea acestei pelicule, care se face chimic sau mecanic.

b) Conductibilitatea termica ridicata a aluminiului impune utilizarea unor surse termice puternice si concentrate.

c) Datorita coeficientului de dilatare mare la sudare apar tensiuni si deformatii mai pronuntate decāt la sudarea otelurilor. Se vor lua masuri pentru limitarea acestora.

d) Anumite aliaje de aluminiu (Al-Mg, Al-Cu) prezinta susceptibilitate ridicata la aparitia fisurilor la cald.

Cele mai bune rezultate se obtin prin sudarea WIG, MIG, cu electrozi īnveliti, si sudare cu fascicul de electroni. Se poate utiliza sudarea cu gaz si sudarea cu plasma.

Pregatirea pieselor pentru sudare se face exclusiv prin procedee mecanice.

Cel mai des utilizat este procedeul WIG. Materialul de adaos are compozitia chimica asemanatoare cu a materialului de baza. Gazul este argon cu puritatea minima de 99,9%. Sudarea se face īn curent alternativ, mai rar īn curent continuu polaritate inversa.

Amorsarea arcului se realizeaza prin suprapunerea unor impulsuri de īnalta tensiune. Amorsarea prin atingerea directa a electrodului de piesa este interzisa. La generatiile noi de surse de sudare care sunt prevazute cu un sistem de comanda "lift arc" se poate amorsa arcul electric direct pe piesa. Īn acest caz amorsarea se realizeaza la un curent mic, iar comanda electronica stabileste dupa amorsare regimul de sudare reglat īn prealabil.

Este important ca īn timpul sudarii capatul vergelei de sudare sa fie mentinut permanent īn zona protejata cu gaz de protectie.

Sudarea MIG se desfasoara īn curent continuu, polaritate inversa. Mai ales la sudarea īn pozitie se prefera sudarea īn impulsuri.

Sudarea cu electrozi īnveliti se aplica din ce īn ce mai rar, mai ales la aliajele de aluminiu cu pāna la 5% magneziu sau siliciu. Electrozii se calcineaza īnainte de utilizare la o temperatura de 200C, timp de o ora.