k

TEHNOLOGIA

SUDĂRII PRIN2014

TOPIRE

1

2

Elemente geometrice ale cordonului de sudură pentru îmbinarea cap la cap

Fig. 1. Elemente

geometrice ale îmbinării

cap la cap.

Pe măsură ce se topeşte electrodul, se topeşte şi metalul de bază,

care participă la formarea cordonului. Cantitatea de metal de bază, ce intră

în fuziune, respectiv adâncimea până la care pătrunde arcul electric,

depinde de intensitatea curentului de sudare. De aceea, la sudarea

manuală, care se face cu intensităţi mici, adâncimea de pătrundere H este

limitată. Experimental s-a stabilit, pentru sudarea manuală cap la cap fără

teşirea marginilor, că adâncimea de pătrundere maximă este de

Hmax= 5mm.

Din aceste motive, tablele cu grosimi mici s < 4mm, pot fi sudate pe o

singură parte, iar la grosimi s = (5...8) mm, tablele se sudează pe ambele

părţi, fără teşirea marginilor.

Pentru grosimi mai mari muchiile se teşesc, iar rostul b va fi mai mare. Lăţimea cordonului are

valoarea E = (5...15) mm, iar raportul Y = E/H ia valori cuprinse între (2...8) - raport ce poartă numele de

coeficient de formă al cordonului. Cordonul de sudură este caracterizat, în afara mărimilor prezentate mai

sus, şi de supraînălţarea h < 0,1s (valoare recomandată).

Prelucrarea marginilor la îmbinările cap la cap

Forma marginilor pieselor supuse sudării depinde de grosimea materialului şi de

procedeul folosit pentru sudare. În general, la sudarea grosimilor mari apare pericolul scurgerii

metalului topit în partea opusă cordonului, datorită cantităţii mari de metal din baia de sudură şi

datorită rostului mai mare al îmbinării. În acest caz este necesară adoptarea unor măsuri

pentru susţinerea băii de metal topit. Sudarea într-un singur strat, fără prelucrare, necesită

măsuri riguroase pentru pregătirea şi poziţionarea tablelor, pentru a asigura un rost cât mai

constant. Din acest motiv, în practică, se recurge adesea la sudarea în mai multe straturi, cu

prelucrarea marginilor.

3

Fig. 2.

Prelucrarea

marginilor la

îmbinările cap la

cap.

Pregătirea marginilor se realizează în următoarele şapte moduri:


4

Fig. 3. Pătrunderea cordonului în funcţie de unghiul

de prelucrare al marginilor.

Geometria marginilor asigură condiţiile necesare pentru pătrunderea cordonului la rădăcina cusăturii.

În cazul teşirii cu un unghi, prea mic, nu există posibilitatea realizării rădăcinii, după cum se observă în figura

3 (cazul a), spre deosebire de cazul b, la care teşirea s-a executat corespunzător.


Principalele tipuri de prelucrare prezentate se

pot aplica într-o gamă largă de grosimi ale

materialului. Pentru aceeaşi grosime se pot adopta

moduri de teşire diferite. Alegerea modului de teşire

se va realiza în urma unui studiu asupra

economicităţii sudării, în aşa fel încât să se consume

o cantitate cât mai mică de metal de adaos, deci şi o

cantitate minimă de energie, iar sudura să rezulte cu

o penetraţie suficientă.

Dacă se face un calcul al masei de metal de

adaos, pentru o gamă de grosimi şi pentru diferite

moduri de prelucrare a marginilor, se poate trasa

diagrama prezentată în figura 7.

Din analiza acestei diagrame, rezultă că

pentru grosimi s < 25mm este mai convenabilă

prelucrarea în V decât prelucrarea 1/2 V, iar pentru

grosimi s > 20mm, cea mai economică este prelucrarea

în X, urmând prelucrările în formă de U şi K.

Trebuie subliniat, însă, faptul că prelucrările

în V, X şi U trebuie realizate pentru ambele margini,

ceea ce conduce la creşterea consumului de manoperă

şi energie la prelucrare. Deci, adoptarea modului de

prelucrare a marginilor se va face analizând ambii

factori.Fig. 4. Consumul de metal de adaos în funcţie de

grosimea tablelor şi de modul de prelucrare al

marginilor.

5

Fig. 5. Teşirea marginii în cazul

diferenţelor mari de grosime.

În ceea ce priveşte sudarea cap la cap a tablelor cu grosimi diferite, tabla mai groasă trebuie teşită pe

o anumită lăţime, dacă diferenţa de grosime depăşeşte valoarea admisă (tabelul 1)


Teşirea poate fi făcută şi pe ambele părţi, dar în construcţia de nave nu se poate face decât pe partea

opusă celei pe care se sudează osatura (fig. 5):

În ceea ce priveşte sudarea automată, trebuie

menţionat faptul că prelucrarea muchiilor este necesară la

grosimi mai mari de 14 mm, deoarece la acest procedeu

de sudură adâncimea de pătrundere este mai mare. În

acest caz, prelucrările sunt în principiu de aceeaşi formă

ca la sudarea manuală, diferind doar unele valori pentru a,

b şi c, cât şi gamele de grosimi la care se recomandă

fiecare prelucrare.

Ca observaţie generală, trebuie menţionat faptul că

unghiul α este mai mic la toate prelucrările, iar pragul c

este mai mare. În ceea ce priveşte rostul b, acesta este în

general acelaşi ca la sudarea manuală. Consumul de

metal depus va fi în consecinţă mai mic pentru aceeaşi

îmbinare sudată automat.

6

Fig. 6. Elementele geometrice ale

cordonului în cazul îmbinărilor de colţ.

Secţiunea transversală a cordonului de sudură este caracterizată

de următoarele elemente geometrice (fig. 6):

Elemente geometrice ale cordonului de sudură pentru îmbinarea de colţ

So, Sv – adâncimea de pătrundere în tabla orizontală şi cea

verticală,

- adâncimea de pătrundere,

Ko, Kv – cateta orizontală respectiv cea verticală,

a – înălţimea cordonului,

f – săgeata cordonului.

Pentru îmbinările de colţ se constată experimental că

Sv = So = 0,5...1 mm.

Din acest motiv se consideră că îmbinarea se formează exclusiv

din materialul de adaos, deci e = 0.

Prelucrarea marginilor la îmbinările de colţ

La îmbinarea prin sudare manuală a pieselor groase,

pentru a mări adâncimea de pătrundere a cordonului, şi deci

secţiunea acestuia, se prelucrează muchiile adiacente, în

conformitate cu unul din cele două desene prezentate în

figura 7:

Fig. 7. Prelucrarea marginilor

pentru îmbinările de colţ.

Prelucrarea tip 1/2 V, se practică pentru table cu grosimi

cuprinse între valorile S1 = (10...24) mm, iar prelucrarea tip K

pentru grosimi S1 = (16 ...40) mm, celelalte dimensiuni luând

următoarele valori:

α = 50° ± 5°, b = (0...3) mm = f(S1) şi c = (0...2) mm = f(S1).

Pentru sudarea automată, unghiul α şi pragul c se aleg mai

mari decât la sudarea manuală, prelucrările utilizate fiind

aceleaşi.

7

Fig. 8. Deformatiile ale unei îmbinări

sudate cap la cap:

1- deformatii longitudinale;

2- deformatii pe grosime;

3- deformatii transversale;

4- deformatii unghiulare.

Ca urmare a încălzirii locale, în timpul sudării au loc dilatări şi contracţii neuniforme ale sudurii şi materialului

de bază adiacent, ceea ce conduce la producerea unor deformaţii. La sudarea prin topire se produce o

încălzire locală a materialului, materialul de bază învecinat creând o constrângere în faţa dilatării sudurii.

Tensiuni şi deformaţii în procesul de sudare prin topire

Fig. 9. Deformatiile longitudinale ale îmbinărilor sudate:

a) îmbinare cap la cap,

b) Îmbinare de colţ.

Fig. 11. Deformatiile unghiulare ale

îmbinărilor sudate de colţ.

Fig. 10. Deformatiile

transversale ale îmbinărilor

sudate cap la cap.

8

Fig. 12. Poziţionarea elementelor în direcţie contrară deformaţiei.

În general reducerea tensiunilor care apar la sudare se poate realiza prin admiterea unor

deformaţii mari. În cazul în care nu sunt admise, în construcţia sudată apar tensiuni mari, care pot fi însă

eliminate ulterior. În practică este mai utilizată varianta cu deformaţii minime şi cu eliminarea (diminuarea)

ulterioară a tensiunilor.

Există mai multe măsuri care trebuie luate la realizarea construcţiilor sudate pentru ca tensiunile

proprii să aibă valori reduse:

-poziţionarea avantajoasă a elementelor prin aşezarea lor înaintea sudării în poziţie contrara deformaţiilor

care vor apare la sudare, după cum se observă în fig. 12,

- deformarea elementelor sau pretensionarea acestora cu ajutorul unor dispozitive ca în figura 13.

Măsuri tehnologice pentru reducerea deformaţiilor şi tensiunilor la sudare.

Fig. 13. Poziţionarea elementelor cu ajutorul dispozitivelor.

9

Fig. 14. Ordinea de sudare la îmbinările sudate cap la cap şi de colţ.

În vederea reducerii tensiunilor produse la sudare trebuie respectate câteva recomandări generale:

- ¾ asigurarea unei libertăţi cât mai mari de mişcare a elementelor ce formează ansamblul;

- ¾ realizarea sudurii începând cu partea mai rigidă a piesei spre partea cu mobilitate mai mare,

sudarea la început a cusăturilor mai rigide şi apoi a celor mai mobile (figura 14),

- ¾ produc deformaţii mari (mai ales, suduri cap la cap), şi apoi a celor care produc deformaţii mai mici

(suduri în colţ), nervurile de rigidizare se sudează la sfârşit,

- ¾ evitarea intersecţiei într-un punct a mai multor suduri (figura 14),

- ¾ sudarea alternativă de o parte şi alta a rostului.


10

Alte măsuri care trebuie luate la realizarea structurilor sudate şi care contribuie la reducerea tensiunilor

şi deformaţiilor sunt amintite în continuare:

- delimitarea parametrilor tehnologici şi reducerea la minim a secţiunilor transversale ale cusăturilor.

Alegerea unor secţiuni transversale cât mai simetrice.

- fixarea rigidă a elementelor ansamblului pe dispozitive sau prin suduri provizorii, dispuse şi executate

în mod cât mai simetric şi fiind cât mai îndepărtate unele de altele.

- preîncălzirea la sudare,

- sudarea pe tronsoane şi sudarea pe ambele părţi (simetrică), utilizând dispozitive de întoarcere şi de

poziţionare,

- sudarea într-o anumită succesiune favorabilă a sudurilor,

- aplicarea tratamentelor termice ulterioare sudării,

- deformarea plastică după sudare urmată sau nu de tratament termic. Spre exemplu detensionarea

sudurilor unui rezervor se poate face prin umplerea acestuia cu lichid la o presiune astfel calculată încât

în suduri să se depăşească limita de curgere şi să se producă deformări în urma cărora se echilibrează

tensiunile interne din construcţie,

- lovirea sudurii cu ciocanul ce vârful teşit (rotunjit).

Se preferă un ciocan pneumatic pentru a se asigura uniformitatea loviturilor. Loviturile

provoacă deformarea plastică a sudurii şi contribuie la compensarea construcţiilor de la răcire.

Această metodă de detensionare se aplică fiecărui strat de sudare, dar are dezavantajul că

poate amorsa fisuri. Din acest motiv este preferabilă utilizarea altor metode de detensionare.


Preîncălzirea şi detensionare la sudarea prin topire.

Preîncălzirea este o operaţie tehnologică necesară în cazul sudării unor materiale de diferite calităţi sau

grosimi, pentru reducerea vitezei de răcire a sudurii, deci de dimensionare a şocului termic. Prin

preîncălzire se evită formarea structurilor fragile de călire, diminuarea tensiunilor interne şi este

favorizată îndepărtarea gazelor şi a incluziunilor de zgură din sudură.

Preîncălzirea însă ridică costul de fabricaţie şi îngreunează tehnologia de asamblare, sudare

şi se aplică numai în cazurile bine justificate

11

Preîncălzirea însă ridică costul de fabricaţie şi îngreunează tehnologia de asamblare, sudare şi se aplică

numai în cazurile bine justificate.

Practic preîncălzirea se aplică în următoarele situaţii:

- la sudarea oţelurilor din grupele de sudabilitate I b, II, III,

- la sudarea manuală a oţelurilor cu grosime peste 30 mm,

- la construcţii cu rigiditate mare, unde sunt împiedicate dilatările şi contracţiile libere,

- la sudarea în condiţii de temperatură scăzută a mediului ambiant,

- la sudarea aliajelor şi metalelor cu conductivitate termică mare, pentru compensarea pierderilor termice

mari.

Regimurile de preîncălzire se stabilesc în funcţie de condiţiile de sudare impuse. Încălzirea

materialului de bază în vederea sudării se stabileşte după scopul urmărit şi se poate efectua în

următoarele variante:

- preîncălzirea simplă înaintea sudării (fig. 15. a),

- încălzirea continuă concomitentă (fig. 15. b) cu sudarea,

- încălzirea ulterioară sudării (fig. 15. c),

- încălzirea combinată la care forma ciclului termic variază după orice combinaţie dorită (fig. 15. d).


Fig. 15. Încălzirea suplimentara a materialului de bază în vederea sudării.

12

Temperatura de preîncălzire se stabileşte în funcţie de calitatea materialului de bază, de grosimea şi

forma componentelor, de diametrul electrodului, etc. existând o serie de metode cunoscute pentru

stabilirea ei.

Sudarea oţelurilor înalt aliate feritice se face la 150 -200 oC după regimul dat în fig. 15.b. Încălzirea la

temperaturi mai mari de 250 oC nu este indicată întrucât favorizează mărirea cristalelor în zona sudurii.

Oţelurile martensitice nu se preîncălzesc, întrucât la răcire rapidă nu apar constituenţi fragili. Este chiar

indicată o răcire mai rapidă a zonei sudurii pentru evitarea precipitării fazelor fragile (spre exemplu: a

fazei sigma). Aceste oţeluri pot fi uşor preîncălzite (la 40 – 80 oC), dacă temperatura mediului ambient

este sub +5 oC.

Preîncălzirea fontelor se realizează în funcţie de materialul de bază şi de metalul de adaos. Astfel

fontele cenuşii cu grafit lamelar sudate cu electrod din oţel se preîncălzesc la 580…620 oC, iar cele cu

grafit nodular la 600 – 700 oC.

În cazul folosirii electrozilor de nichel, fontele se pot suda la temperaturi de preîncălzire mai joase (cca

200 – 300 oC).

Aluminiul şi aliajele sale se preîncălzesc pentru sudarea cu flacără la 200 – 300 oC, iar pentru sudarea

WIG la 150 – 200 oC.

La sudarea cuprului şi a aliajelor de cupru cu conductivitate termică mare pierderile de căldură se pot

compensa prin preîncălzire la 300 – 450 oC.


Posibilităţi de preîncălzire sau detensionare termică.

În practica industrială sunt utilizate curent diferite metode de încălzire a materialelor înainte sau după sudare

dintre care pot fi amintite:

- Încălzirea cu flacără de gaz sau lichide combustibile utilizând arzătoare de diferite forme sau cuptoare

special amenajate în acest scop. Costul acestor operaţii este însă destul de mare, iar controlul temperaturii în

cazul încălzirii cu arzătorul este imprecis. De asemenea se poate îmbogăţi suprafaţa cu hidrogen, iar

suprafaţa încălzită se poate acoperi cu oxizi.

- Încălzirea exotermă poate fi aplicată la încălzirea diferitelor materiale, prin aplicarea locală pe suprafaţa

materialului a unui amestec exoterm, care se aprinde şi degajă căldură. În funcţie de temperatura dorită se

pot alege diferite amestecuri exoterme presate sub diferite forme şi dimensiuni.

13

Nici în acest caz nu este posibilă verificarea precisă a temperaturii, iar fumul

degajat la sudarea amestecului exoterm constituie un alt dezavantaj al metodei.

- Încălzirea electrică prin inducţie este o metodă de încălzire destul de eficientă în cazul

materialelor cu grosime medie sau mică. Pentru materialele cu secţiune mare, sistemul de

încălzire prin inducţie devine incomod. Eficienţa încălzirii prin inducţie scade pe măsură ce

lungimea cablurilor de legătură creşte. De asemenea se recomandă ca inductorul să fie cât

mai strâns lipit de piesă (grosimea izolaţiei dintre inductor şi piesă să fie cât mai redusă).

Cele mai importante dezavantaje ale încălzirii prin inducţie sunt neuniformitatea

temperaturii piesei în lungul inductorului, precum şi factorul de putere redus al instalaţiei

(pierderile reactive sunt foarte mari). De asemenea încălzirea prin inducţie nu este

eficientă în cazul materialelor nemagnetice sau atunci când temperatura cerută e mai

înaltă decât punctul Curie al materialului.

- Încălzirea prin rezistenţă electrică proprie. Există cazuri în care este posibilă introducerea

unor curenţi cu intensitate mare în zona sudată a piesei, prin care temperatura iniţială a

acesteia poate atinge câteva zeci sau sute de grade. Menţinerea curentului destinat

preîncălzirii se poate face şi în timpul sudării sau chiar după sudare, ceea ce poate realiza

oricare ciclu de încălzire-răcire a piesei sudate.

- Încălzirea cu ajutorul rezistenţelor este o metodă care utilizează elemente din sârmă cu

rezistivitate electrică mare, învelite într-un material ceramic. Aceste elemente îmbinate

între ele pot fi de tip flexibil sau rigid şi pot fi aplicate pe orice suprafeţe plane sau curbate.

Alimentarea cu energie electrică a acestor elemente se poate face de la sursele de curent

utilizate pentru sudare. Montarea elementelor de încălzire permite obţinerea unor benzi,

covoare, bare, etc. cu care pot fi acoperite orice suprafeţe pentru a fi preîncălzite sau

tratate termic după sudare.

Posibilităţi de preîncălzire sau detensionare termică.

14

1. Factorii calităţii sudurii prin topire.

Indicii calităţii. Calitatea producţiei este

totalitatea de proprietăţi ale producţiei care

asigură posibilitatea de a îndestula anumite

necesităţi în corespundere cu destinaţia ei.

Indicii calităţii îmbinărilor sudate se

determină cu ansamblul următoarelor

proprietăţi: rezistenţa, siguranţa, lipsa

defectelor, structura metalului cusăturii şi a

zonei influenţate termic (ZIT), rezistenţa la

uzură, numărul şi caracterul corectării ş.a.

(fig. 16).

Siguranţa este particularitatea fabricatului

de a executa funcţiile stabilite, păstrând

indicii săi de exploatare în limitele prescrise

în intervalul stabilit de timp sau duratei

stabilite de funcţionare. Deseori siguranţa

se determină ca proprietatea îmbinării de a-

şi păstra capacitatea de funcţionare în

timpul exploatării.

Defecte ale îmbinărilor sudate.

Fig. 16. Indicii calităţii.

15

Metalul de bază în procesul de

sudare ca regulă, nu-şi păstrează

proprietăţile iniţiale. De aceea, pentru

evaluarea indicilor de calitate sau

siguranţă a îmbinărilor sudate este

raţional de studiat particularităţile de

schimbare ale lor până la exploatare

şi în procesul de executare. Utilizând

în continuare termenul „siguranţă”,

vom constata, că îmbinarea sudată

poate fi realizată sau cu siguranţă

egală cu siguranţa metalului de bază,

sau mai mică decât siguranţa

metalului de bază.

Pentru construirea,

fabricarea şi exploatarea corectă a

ansamblului este necesar de ştiut

caracteristicile mecanice ale

materialelor (îmbinărilor sudate), din

care ele sunt confecţionate, adică

caracteristicile rezistenţei

materialelor (îmbinărilor) în diferite

categorii.

De aceea, materialele (Îmbinările

sudate) se supun încercărilor

mecanice pentru evaluarea

proprietăţilor lor mecanice.

Fig. 17. Metode de încercări destructive pentru evaluarea capacităţii portante a construcţiei.

16


La stabilirea felului de încercare este necesar de luat în considerare condiţiile de exploatare ale

îmbinării sudate. De aceste condiţii depinde tipul refuzului dominant, corespunzător probabilităţii

maximale atinse de îmbinare a stării limitative. Sunt posibile diferite variante de uzuri sau stări

limitative, care limitează posibilităţile de exploatare normală ale îmbinării sudate. De exemplu:

pierderea rezistenţei, plasticităţii, rigidităţii ş.a. Există multe metode de încercări destructive pentru

evaluarea capacităţii portante a construcţiei sau îmbinării sudate cu atingerea uneia din stările posibile

limitative, (fig. 17). Dacă este posibilă evaluarea simultană a câtorva refuzuri posibile legate cu

utilizarea încercărilor, care într-o măsură maximală ar reflecta învoielile de exploatare, ar fi foarte

excelent. Valoarea pierderilor productive a calităţii sau siguranţei îmbinărilor sudate poate fi evaluată în

baza rezultatelor verificării nedistructive a calităţii pe două căi:

- evaluarea indicatorilor capacităţii de funcţionare a îmbinării;

-determinarea nivelului de impurificare a îmbinării cu defecte.

Corespunzător cu metoda de formare a calităţii îmbinărilor sudate, descrisă mai sus, se pot

prezenta două funcţii ale controlului calităţii: preventiv (tehnologic) şi final.

2. Defectele constructive şi tehnologice ale îmbinărilor sudate.

Normele de calitate ale sudurii prevăd verificarea tuturor factorilor, de care depinde calitatea îmbinării.

Calitatea îmbinărilor sudate este influenţată de mulţi factori, care pot fi grupaţi în constructivi şi

tehnologici (fig. 16). Serviciul şi sistemul de verificare nemijlocită în procesul de sudare trebuie să

prevadă controlul factorilor tehnologici principali: materialele iniţiale, procesul tehnologic, utilajele

utilizate etc. Acest complex de verificări poate fi definit: controlul de pregătire tehnologică a producţiei.

Pentru secţiile şi sectoarele de control nedestructiv obiectul de bază este îmbinarea sudată (finită).

Principalul scop constă în depistarea defectelor. Însă calitatea superioară a producţiei depinde în primul

rând de nivelul şi starea procesului tehnologic de producţie. De aceea, depistarea defectelor trebuie să

servească ca semnal, nu pentru rebutarea îmbinărilor necalitative, ci pentru modificarea operativă a

tehnologiei.

17


Schema optimală de verificare a procesului de sudare este prezentată în fig. 18, în care sunt

prezentate următoarele etape de preîntîmpinare ale defectelor:

- verificarea documentaţiei tehnice la etapa de proiectare: stabilirea construcţiei şi tehnologiei de

asamblare–sudare, alegerea metalului pieselor care urmează să fie sudate, argumentarea normelor

defectelor admise şi planului de depistare a lor, alegerea metodei optimale de verificare şi asigurarea

Fig. 18. Schema de verificare a procesului de sudare.

defectoscopică a îmbinării ş. a.;

-verificarea pregătirii tehnologice a

producţiei: verificarea învoielilor şi

calităţii de asamblare-sudare,

verificarea pregătirii şi păstrării

materialelor, verificarea pregătirii şi

disciplinei sudorilor ş.a.;

- verificarea producţiei finite: utilizarea

mijloacelor raţionale de control;

- verificarea calităţii operaţiilor de

control: controlul respectării

regimurilor şi sensibilităţii

defectoscopiei, verificarea

materialelor defectoscopice,

verificarea calificării şi pregătirii

operatorilor (sudorilor) ş.a.

18


3. Defecte ale construcţiilor sudate.

Termenul „defect” se determină ca fiecare luată aparte necorespundere (abatere) a producţiei

cerinţelor, stabilite de documentaţia normativă. În producţia de sudare defectele se împart în:

- defecte la pregătire şi asamblare a semifabricatelor pentru sudare;

- defecte de sudare.

Defectele de sudare pot fi exterioare (defecte a formei cusăturii) sau superficiale şi

interioare. Defectele interioare, la rândul său, pot fi defecte macroscopice sau defecte structurale.

Defectele de pregătire şi asamblare ale pieselor pentru sudare deseori provoacă apariţia defectelor de

sudare. De aceea procesul de pregătire a pieselor pentru sudare este verificat minuţios.

Defecte de pregătire şi asamblare a pieselor pentru sudare. Cele mai răspândite defecte de

acest fel la sudarea prin topire sunt: unghiul incorect de înclinaţie a muchiilor cusăturilor în V, U şi X,

tăierea prea mare sau prea mică în lungime a muchiilor pieselor îmbinate, instabilitatea jocului dintre

muchii (capete), necoincidenţa suprafeţelor muchiilor pieselor îmbinate, stratificarea şi murdării pe

muchii ş.a. Cauzele acestor defecte pot fi defecţiunile maşinilor pentru realizarea semifabricatelor şi

dispozitivelor pentru asamblare, calitatea necorespunzătoare a materialelor iniţiale, erori în desene şi

de asemenea calificarea şi cultura muncii operatorilor. Corectitudinea asamblării se verifică cu

vizionarea exterioară şi măsurări cu dispozitive şi şabloane.

4. Clasificarea defectelor conform felului şi tipurilor acestora.

Cea mai răspândită clasificare a defectelor de sudare după tipul lor este prezentată în fig. 19.

Este importantă de asemenea clasificarea defectelor de sudare conform naturii lor, care se referă la

metoda corespunzătoare de sudare.

19


Defectele determinate cu aparate

radiografice se înseamnă cu două

litere. Prima literă prezintă tipul

defectului, a doua - felul defectului,

stabilit de Institutul Internaţional de

Sudură (tabelul 1).

Conform caracterului tehnologic

defectele se împart în:

- incluziuni de gaze (pori);

- particule dure (zgură, metale);

- lipsă de topire;

- sudură nepătrunsă (incompletă);

- forma incorectă a cusăturii ş.a.

Fig. 19. Clasificarea defectelor conform tipului acestora.

20


Tabel 1. Notarea şi denumirea defectelor.

21


Defecte exterioare. Forma şi dimensiunile cusăturilor, ca regulă, depind de grosimea materialului sudat. Ele

sunt ca cerinţe tehnice şi sunt indicate pe desenele tehnice. La sudarea prin topire se reglementează:

lăţimea cusăturii (b), înălţimea cusăturii (h) şi metalul scurs (h1) (fig. 20a).

Fig. 20. Scheme constructive ale cusăturilor:

a) Cap la cap,

b) Unghiulare.

Pentru îmbinările cap la cap şi în „T” se

reglementează cateta cusăturii (k) şi înălţimea

secţiunii lucrative (h) (fig. 20b).

Fig. 21. Defecte exterioare:

a) … c) Scursuri de metal,

d) … f) Muşcături.

Cusăturile pot avea lăţimea în lungime neuniformă, profiluri neuniforme ale cusăturilor, scurgere de

metal (fig.21.a...c), profiluri neuniforme ale cusăturilor, mărimea catetelor cusăturilor îmbinărilor unghiulare

neuniforme. Defectele formei cusăturilor se ivesc din cauza încălcării tehnologiei la sudarea automatizată

(abaterea de la viteza de avans a sârmei, viteza de sudare ş.a.), calificării necorespunzătoare a operatorului

sau culturii sudorului la sudarea manuală.

22


Forma incorectă a cusăturii (cordonului), în particular, întăriri considerabile, treceri bruşte de la

cusătură la metalul de bază, neuniformitatea înălţimii pot considerabil micşora capacitatea de funcţionare a

îmbinării, mai ales la sarcini dinamice şi vibraţionale. Unele defecte exterioare deseori sunt prezentate ca

superficiale. La ele se referă muşcăturile, arsurile, suflurile, craterele nesudate ş.a.

Cavităţile (fig.21,d...f) prezintă nişte adâncituri în metalul de bază aşezate la marginile cusăturii. Ele se

formează la sudarea cu curenţi şi tensiuni înalte. Cavităţile micşorează secţiunea de lucru a cusăturii,

provoacă concentrarea tensiunilor şi pot conduce la deteriorarea cusăturilor din cauza apariţiei crăpăturilor

la marginile cusăturii. Craterele se formează la stingerea arcului şi rămân în formă de adâncituri. Ele

micşorează secţiunea de lucru a cusăturilor, micşorează rezistenţa lor şi rezistenţa la coroziune.

Craterul deseori prezintă un focar de apariţie a fisurilor. Arsurile se formează de la energia liniară prea mare,

viteza de sudare neuniformă etc. Suflurile deseori se dezvoltă din porii alungiţi. Suflura pătrunde la suprafaţa

cusăturii. Aceste defecte superficiale uşor se depistează cu vizionarea ansamblurilor sudate şi pot fi

corectate prin sudare, dacă corectarea nu aduce mai multă daună decât singur defectul.

Existenţa defectelor exterioare, ca regulă, semnalizează despre existenţa defectelor interioare.

Defecte interioare. Incluziunile de gaze (porii) se formează la suprasaturaţia băii de sudură cu gaze datorită

impurificării muchiilor pieselor de sudat, arcului lung, umidităţii învelişurilor electrozilor, fluxurilor, impurităţilor

gazelor de protecţie ş.a. Dimensiunile porilor diferă de la micrometri până la 2...3 mm în diametru. Porii

micşorează rezistenţa şi densitatea cusăturilor sudate. În cantităţi mici porii nu influenţează capacitatea de

funcţionare a îmbinării.

Incluziunile de zgură apar, ca regulă, la curăţirea nesatisfăcătoare a rosturilor de calamină, coroziune şi cel

mai frecvent la curăţarea nesatisfăcătoare de zgură la sudarea în mai multe rânduri (straturi) (fig.22).

Incluziunile ascuţite cu dimensiuni mari pot provoca concentrarea tensiunilor locale şi ca consecinţă –

scăderea rezistenţei îmbinării. Incluziunile microscopice de zgură (impurităţile în formă de nitruri, fosfaţi,

sulfuri, oxizi de fier) micşorează plasticitatea materialului cusăturii. Incluziunile de zgură mici şi rotunjite, ca

regulă, nu sunt periculoase.

23


Forma incorectă a cusăturii (cordonului), în particular, întăriri considerabile, treceri bruşte de la

cusătură la metalul de bază, neuniformitatea înălţimii pot considerabil micşora capacitatea de funcţionare a

îmbinării, mai ales la sarcini dinamice şi vibraţionale. Unele defecte exterioare deseori sunt prezentate ca

superficiale. La ele se referă muşcăturile, arsurile, suflurile, craterele nesudate ş.a.

Fig. 22. Incluziune de zgură la muchie între

straturile (rândurile) cusăturii cu două rânduri.

Incluziunile metalice se formează la sudarea cu flacără în

mediu de argon cu electrod nefuzibil şi ca regulă, constau

din particule de wolfram.

Sudura nepătrunsă prezintă suprafeţe nesudate de

mărimi considerabile, la atingerea suprafeţelor metalului

de bază cu cordonul sudat (metalul topit) sau neumplerea

cu metal topit a rostului în secţiunea cordonului.

Fig. 23. Suduri nepătrunse în îmbinări cap la cap:

a) Pe muchie, b) mijlocul cordonului, c) rădăcina

cordonului, d) îmbinări unghiulare.

Deosebim sudură nepătrunsă pe

muchii (fig.8,a), în secţiune şi la rădăcina

cusăturii (fig.23,b, c, d). Sudura nepătrunsă

se formează din cauza muchiilor rosturilor

murdare, pregătirii incorecte a rosturilor,

regimurilor de sudare incorecte sau instabile

etc.

Sudarea nepătrunsă micşorează

capacitatea de funcţionare din cauza slăbirii

secţiunii portante a cordonului şi de

asemenea în unele cazuri, creează

concentrarea tensiunilor în cusătură.

24


Fisurile (crăpăturile) se consideră cele mai periculoase defecte ale sudurii. Ele pot fi micro- şi macroscopice,

iar în dependenţă de provenienţă - la cald şi la rece.

Fisurile calde se formează în procesul solidificării metalului, ca consecinţă a micşorării bruşte a plasticităţii

metalului în acest interval de temperaturi şi creşterea deformaţiilor de tracţiune.

Fisurile reci se formează ca consecinţă a transformărilor de faze, care conduc la scăderea rezistenţei

metalelor şi intensificarea tensiunilor de sudare. Fisurile reci pot apărea la etapa terminării răcirii pieselor

sau în timpul păstrării construcţiilor sudate un timp oarecare după sudare. Uneori fisurile se dezvoltă în

timpul exploatării ca consecinţă a deschiderii microfisurilor de sudare şi de asemenea la apariţia deteriorării

(distrugerii) metalului de la muşcături cauzate de suduri nepătrunse, incluziuni de zgură şi a altor defecte.

Fisurile pot fi longitudinale şi transversale. Ele pot fi dispuse în metalul cusăturii sau în zona influenţată

termic. Fisurile datorită periculozităţii sale sunt defecte neadmise. Îmbinările sudate cu fisuri, ca regulă, se

repară. Sudurile nepătrunse sunt defecte periculoase, greu de depistat cu mijloacele de defectoscopie

actuale. Acest defect se întâlneşte mai frecvent la sudarea cu flacără în mediu de argon a aliajelor de

aluminiu şi magneziu şi de asemenea la sudarea cap la cap în puncte. Toate defectele prezentate mai sus

sunt frecvente la sudarea prin topire. Incluziunile de zgură, muşcăturile, lipsa de topire, craterele ş.a. la

sudarea prin presiune lipsesc. Cele mai răspândite şi periculoase sunt crăpăturile şi lipsa de topire.

La sudările cap la cap şi în relief prin presiune defectele tipice sunt: supraîncălzirea metalului, lipsa de

topire, sudura nepătrunsă, porozitatea, crăpăturile circulare şi rectiliniare. Aceste defecte apar datorită

nerespectării tehnologiei sudării (curent electric prea mare sau prea mic, presiunea şi viteza de refulare

incorecte, temporizarea sub curent electric neoptimală etc). Aceste defecte pot considerabil micşora

capacitatea de funcţionare ale îmbinărilor. Depistarea defectelor cordonului sudat prin presiune este mult

mai dificilă decât defectelor cusăturilor realizate prin topire.

k

Documents

Transcript of k