Tehnologia sudarii prin presiune a diferitelor metale si aliaje metalice

Tehnologia sudarii prin presiune a diferitelor metale si aliaje metalice

Sudarea prin presiune poate fi aplicata cu rare exceptii, tuturor metalelor si aliajelor. Comportarea la sudare prin presiune a diferitelor metale depinde de structura, compozitia ch 919c27j imica, modul de incalzire si de racire a pieselor, de dilatare si contractare.

In majoritatea cazurilor, obtinerea unei suduri prin presiune necesita obtinerea unei concentrari mari de caldura in anumite locuri. Realizarea acestei cerinte este conditionata de conductibilitatea termica si electrica a materialelor metalice sudate. In cazul procedeelor care se bazeaza pe caldura degajata prin efectuJ Joule, un rol important il joaca conductibilitatea electrica a metalelor. Intrucat caldura degajata in unitatea de volum este invers proportionala cu conductibilitatea electrica, rezulta ca la sudarea metalelor cu con­ductibilitatea electrica mare sunt necesare densitati mari de curent electric. Concentrarea de caldura este favorizata si de faptul ca cresterea temperaturii duce la micsorarea conductibilitatii electrice.

Calitatea sudurii depinde in mare masura si de realizarea unei anumite deformari plastice a metalului, dependenta de marimea intervalului de temperaturi in care metalul devine plastic. Aceasta inseamna ca la metale cu interval plastic ingust trebuie sa se respecte riguros parametrii optimi de lncru.

Coeficientul mare de dilatare a metalelor creeaza dificultati la sudare datorita deformatiilor mari care apar la incalziri si la raciri. Din aceasta cauza, pe langa formele constructive cele mai adecvate, se vor folosi regimuri dure de sudare.

In cazul procedeelor de sudare electrica prin presiune se obtine o crestere locala si puternica a temperaturii, fapt ce contribuie la desfasurarea mai rapida a proceselor de difuziune.

Sudarea otelurilor.

Otelurile cu continut scazut de carbon se sudeaza usor prin presiune la cald intrucat: au un interval larg de temperature in domeniul plastic, sunt putin sensibile fata de vitezele mari de incalzire sau de racire, nu contin elemente care dau oxizi greu fuzibili si au o rezistenta electrica specifica relativ ridicata, fapt ce favorizeaza incalzirea prin efectul Joule.

Odata cu cresterea continutului de carbon si cu introducerea unor elemente de aliere are loc cresterea rezistentei la deformare plastica, deci sunt necesare compresiuni specifice mai mari pentru realizarea unei anumite deformatii plastice. Totodata, se reduce viteza de incalzire si de racire, astfel ca se impune folosirea unor regimuri mai putin dure. Pe de alta parte, continutul marit de carbon favorizeaza conditiile de formare a unui strat de metal lichid, cu efecte pozitive asupra calitatii imbinarilor sudate. De asemenea, continutul ridicat de carbon, la procedeele de sudare prin presiune, la care aerul patrumde in zona incalzita, micsoreaza pericolul de formarea oxzilor care se elimina greu.

La sudarea prin presiune a otelurilor austenitice crom-nichel se va tine seama de urmatorii factori: rezistenta sporita la deformare plastica, deci compresiuni specifice la refulari mai mari; rezistenta electrica specifica mare si conductibilitatea termica redusa favorizeaza o incalzire rapida; posibilitatea aparitiei oxizilor greu fuzibili, fapt ce impune realizarea unei topiri cat mai stabile si cu viteza mare. Si refularea se executa tot cu o viteza mare.

In cazul otelurilor aliate cu crom, folosite la confectionarea tevilor, se va utiliza un regim cu scurtare la topire si cu scurtare la refulare la valori maxime sau chiar marite. Aceste oteluri au o conductibilitate termica redusa fapt ce usureaza sudarea lor in puncte. In acelasi timp otelurile aliate cu crom au tendinta spre calire si sensibilitate mare fata de crestaturi cand se prezinta cu graunti mari.

Otelurile-nichel se sudeaza bine sub presiune la cald, insa la sudarea in capete necesita folosirea unei compresiuni specifice la refulare mai mare decat la oteluri mari de carbon. Timpul de sudare trebuie sa fie cat mai mic posibil.

Sudarea aluminiului si aliajelor sale.

Aluminiul avand o conductibili­tate electrica mare determina folosirea unor densitati mari de curent, iar conductibilitatea termica ridicata impune folosirea unor regimuri dure, caracterizate prin curenti mari si timpi redusi de sudare.

Coeficientul de dilatare termica ridicat la aluminiu si la aliajele sale constituie o premiza pentru aparitia unor deformatii insemnate datorita sudarii.     Pentru a limita acest efect nefavorabil, se folosesc regimuri dure de sudare, astfel incat sa se micsoreze pe cat este posibil caldura introdusa in piesele de sudat.

Aliajele aluminiului care au rezistenta mecanica ridicata prezinta o contractie mare la solidificare si tendinta spre fisurare la cald. Acest lucru impune comprimarea puternica a zonei influentate termic astfel incat sa se evite formarea fisurilor.

La sudarea prin puncte a aluminiului si a aliajelor sale se folosesc densitati de curent mari de 1 000-1 500 A/mm² si timpi de sudare cuprinsi intre 0,15 si 0,4 s.

In ceea ce priveste compresiunea specifica, aceasta trebuie sa fie de 15-22 bar in cazul tablelor sub 1,5 mm grosime. La table mai groase de 1,5 mm se foloseste o etapa ulterioara de presare in cursul carora forta de apasare pe electrozi se mareste de 2-4 ori fata de cea aplicata an timpul sudarii.

Calitatea buna si uniforma a punctelor sudate se obtine daaa operatia de pregatire este efectuata corespunzator si care cuprinde: indepartarea grasimilor, uleiurilor, murdariei cu ajutorul unor solventi (acetona, benzina etc.) si inlaturarea stratului de oxizi prin mijloace mecanice (perii metalice, benzi abrazive fine).

Sudarea aluminiului in linie se realizeaza in aceleasi conditii ca si sudarea in puncte, cu deosebirea ca curentii si fortele de presare ale rolelor-electrozi sunt mai mari pentru aceeasi grosime de tabla. Rezultate bune se obtin in cazul in care miscarea rolelor este intermitenta, iar curentul este executat in momentele in care rolele nu se deplaseaza. Se folosesc role cu diametrul de 150 pana la 250 mm, cu raza de rotunjire de 25 pana la 250 mm, iar latimea rolelor in zona de contact de 10-25 mm. Rolele necesita o racire intensa si o curatire dupa 3-5 rot.

Viteza de sudare este mai mica decat in cazul otelului moale. Sudarea aliajelor se executa cu topire intermediara. In perioada de contact densitatea de curent este de 150 A/mm². Pentru a se evita o oxidare excesiva se face o topire intensa si stabila.

Sudarea cuprului si aliajelor sale

Cuprul este un metal care se sudeaza greu cu procedee electrice prin presiune datorita conductibilitatii termice si electrice ridicate.

In cazul sudarii in pucte sau in linie, o cusatura de calitate se poate obtine numai la aliajele care au o conductibilitate electrica mai mica cu circa 25% fata de conductibilitatea cuprului pur.

Cuprul se sudeaza cu densitati de curent mai mari decat in cazul otelului moale si intr-un timp scurt pentru a se folosi efectul favorabil al rezistenaei de contact. Presiunea pe electrozi trebuie sa fie mai mica decat la otelul moale.

Rezultate bune se obtin la sudarea cu topire intermediara, prin alegerea potrivita a parametrilor de lucru. Topirea de scurta durata si refularea pronuntata si cu viteze mari este favorabila unei suduri de calitate si al micsorarii pierderilor de elemente de aliere usor fuzibile (Zn, Pb).

Cuprul se sudeaza bine cu otelul, insa scurtarea la topire a piesei din otel este mult mai mare decat la piesa din cupru. De aceea, este necesar ca lungimea libera pentru otel sa fie de circa 3,5 ori diametrul piesei, iar la cupru de circa 1,5 ori diametrul piesei.

Alamele α cu un continut de Zn mai mare de 40 % au proprietati mecanice ale sudurii indentice cu cele ale materialului de baza. La alame α + β, viteza mare de racire determina cresterea duritatii grauntilor, de aceea ele se supun unei recoaceri la 600-650°C.