[Type text] Page 0

Reproducerea sau utilizarea acestui material sau a oricarei parti a sa, prin orice mijloace de multiplicare sau

copiere este permisa doar cu aprobarea scrisa in original, a SC SAM Robotics SRL sau ing. Radu Zaparojan

2011

© Radu Zaporojan

© SC SAM Robotics SRL

4/16/2011

Sfaturi de utilizare aparate de sudare MMA - SEI model invertor

1

Sfaturi de utilizare aparate

de sudare MMA – SEI

model invertor.

CUPRINS

1. Scurt istoric process de sudare

2. Prezentare proces sudare MMA

3. Prezentare material de adaus

4. Prezentare facilitate utilizare invertor versus

transformator, convertizor

5. Utilizarea invertorului – caz general – in procesul de

sudare MMA

6. Utilizare invertor – caz general – in procesul de suadre

TIG/WIG

7. Recomandari

8. bibliografie

Acest material nu inlocuiste si nu incearca sa

inlocuiasca scolarizarea in domenius sudurii

in unitati sau forme de invatamint acreditate

si nu inlocuieste normle de utilizare,

scolarizarea si documentatiile de utilizare si

mentenata ale producatorilor

echipamentelor si materialelor utilizate in

activiatea de sudura.

Acest material are un caracter informativ

2

1. Scurt istoric process de sudare

Scurt istoric al sudarii – la inceputuri...

Biblia menţionează Tubal-Cain, "..uitati toate tipurile de

instrumente din bronz şi fier." El poate să fi fost unul dintre primii

care au reusit să uneasca metalele cu procesul de forjare. Flacara

lui a fost intr-o vatră deschisă în care el a plasat metalele care

urmează să fie încălzite la temperatura de forjare. (De interes, în

sudarea prin forjare materialul nu se topeste. El devine foarte moale la temperaturi cu

mai multe sute de grade mai mici dec it temperatura de topire. Procesele cele mai

recente si inovatoare care unesc prin frecare, de asemenea, nu se topesc metale-

acestea doar devine moale si plastice!.)

În 1892 Morehead şi Wilson au descoperit accidental modul de a fabrica acetilena. Sa

constatat că acetilenă combinata cu oxigen a produs cea mai tare temperatura flăcării -

5720 grade F – 3160 grade C.

Deoarece acesta este mult peste punctul de topire ale celor mai multe metale, procesul

de sudare oxiacetilenică se va dezvolta foarte curând.

În 1881, un inventator rus Benardos, a demonstrat

posibilitatea utilizarii electrodului de carbon in procesului

de sudare. Un arc a fost format, între un electrod

consumabil de carbon şi materialul de lucru. O tijă metalica

a fost adăugata pentru a oferi posibilitatea adaugarii de

metal suplimentar.

Oscar Kjellberg în 1904 în Suedia,

3

fondatorul ESAB, a inventat şi brevetat electrod invelit. Acest proces de sudura electrica

– cu electrod invelit - a permis realizarea de suduri de o calitate excelentă,intr-un timp

foarte scurt. (Foto dreapta)

O invenţie semnificativă a fost brevetata de Alexander,care a depus in decembrie 1924

(numarul brevetului 1746207) o cerere de brete pentru ceea ce a ajuns să fie cunoscut

sub numele de SUDAREA CU HIGROGEN ATOMIC. Se aseamana ca proces de

sudura cu MIG, dar utilizeaza ca gaz de protectie hidrogenul care asigura , de

asemenea si un surplus de caldura suplimentara, deoarece arde in jurul arcului electric

.

O inovaţie majoră a fost descrisă într-un brevet (US Patent

numărul 2043960), care defineşte procesul de sudare sub strat

de flux, proces inventat de Jones, Kennedy şi Rothermund.

Acest brevet a fost depusă în octombrie 1935 şi atribuita

companiei Linde Division of UCC.

Următoarele a fost extras dintr-un articol scris de Bob Irving în

Jurnalul de sudură; "Importanţa proceslui de sudare a fost subliniat la începutul războiului când

preşedintele Roosevelt a trimis o scrisoare prim-ministrului britanic Winston Churchill, care se

spune că a citit-o cu voce tare. (partial), "Aici a fost dezvoltata o tehnica de sudare (referindu-se

la sudarea sub strat de flux de sudare), care ne permite să construim nave comerciale standard

cu o viteză fără egal în istoria transporturilor maritime

comerciale."

Russell Meredith working at Northrop Aircraft

Company in 1940 -1941 invented the TIG process.

This new process was called "Heliarc" as it used an

electric arc to melt the base material and helium to

4

shield the molten puddle. Mr. Jack Northrop's dream was to build a magnesium airframe

for a lighter, faster warplane and his welding group invented the process and developed

the first TIG torches. The patents were sold to the Linde Division of UCC who developed

a number of torches for different applications and sold them under the brand name

Heliarc. Linde also developed procedures for using Argon which was more readily

available and less expensive than Helium

In a January 1990 Welding Journal article Gus Manz interviewed one of the key

inventors of the MIG process (US Patent Number 2,504868- January 1949), Glen

Gibson. Mr. Gibson indicated he had observed the demonstration of a manual

submerged arc process by Lincoln Electric and had the vision to define the process

using and inert gas shield. He had been working on TIG welding in the Development Lab

at Airco at the time. He indicates although he went on to be the owner of a very

successful business; "..the greatest single day in his life was the day Steve (Steve

Sullivan worked with Glen at the Lab) and I cranked up the first (MIG) welding gun."

On July 26, 1955 Robert Gage (my old boss) filed US

Patent Number 2,806,124 for Plasma, entitled "Arc Torch

and Process." This was the first Plasma Torch and

Process patent. It had 29 claims. One of the patent figures

is shown on left. Although usable for

welding it has gained wide acceptance

as the process of choice for thermal

cutting.

Bob Gage, photo right, was a brilliant Physicist and a great boss.

Although tough, he always made you think, often with a critical

5

statement such as; "Your solving a problem not know to exist using a method known not

to work!" Bob managed Welding R&D for the Linde Division of UCC (in all US facilities)

for many years.

"ATENTIONARE:

- "utilizati material de protective adecvate in

timpul procesului de sudare"

6

Generalităţi

Prin sudare se înţelege unirea, împreunarea a două obiecte, din materiale de obicei

metalice sau termoplastice, utilizând căldura sau presiunea - cu sau fără ajutorul unor

materiale de adaos.

Atunci cand îmbinarea este realizată în urma schimbării de fază (topirii) a materialului,

procesul se numeşte sudare prin topire. Sudării prin topire îi este specifica apariţia unei

zone denumite zona influenţată termic (ZIT), în care pot apărea modificări

microstructurale ce conduc la reducerea rezistenţei produsului metalic sudat. Se

recomandă ca această zonă sa fie cât mai mică pentru a nu afecta proprietăţile

mecanice ale celor doua materiale ce trebuie îmbinate prin sudare. Îmbinarea este

asigurată de cordonul de sudură, care este un volum de material solidificat care

realizează continuitatea structurii cristaline a celor două materiale.

Materiale utilizate la sudare

Materiale supuse procesului de sudare sunt materialul de bază (MB) şi material de

adaos (MA), care este opţional. De obicei materialul de adaos este prezent în operaţia

de sudare doar atunci când rostul (spaţiul dintre componente) care trebuie umplut este

mare sau când materialele ce trebuie îmbinate nu sunt compatibile metalurgic. Trebuie

astfel ales un material care să interacţioneze (formeze soluţii solide sau constituenţi

nefragili) atât cu un material, cât şi cu celălalt material, astfel încât materialul de adaos

să realizeze puntea de legătură între cele două materiale. Materialul din care se

confecţionează electrodul (ME) este un alt factor important care afecteaza operaţia de

sudare. Alegerea acestui material depinde de natura materialelor utilizate în proces şi de

caracteristicile pe care trebuie sa le aibă cordonul sudat. Aceste caracteristici pot privi

duritatea, tenacitatea, rezistenţa la coroziune şamd.

7

Procedee de sudare

Procedeul de sudare electrică cu arc

Sudarea electrică cu arc defineşte toate procedeele de

sudare electrică prin topire (temperatură ridicată, presiune

redusă), la care cordonul sudat se formează prin

solidificarea comună a materialelor de bază şi a

materialului de adaos.

Procedeul SEI (Sudarea cu Electrod Învelit) - este

de fapt procedeul tradiţional de sudare şi mai este întâlnit sub denumirea de

sudare manuală electrică.

Sudarea efectivă este realizată cu ajutorul unei surse de tensiune/curent. Această

tensiune este aplicată unui electrod. Piesa ce urmează să fie sudată este conectată la

masa sursei de tensiune. Prin apropierea electrodului de piesa legata la masă, se

închide circuitul electric prin intermediul unei scântei. Intensitatea curentului este

reglabilă şi este cea care determină cât de tare va fi pătruns materialul de sudat. La

acest procedeu materialul de adaos folosit este furnizat de către electrodul de sudare.

Sudarea cu electrod (iniţial de cărbune) a fost îmbunătăţită de Kjellberg în 1902

ajungându-se la sudarea cu electrod învelit.

Procedeul de sudare automată sub strat de flux - este o metodă automatizată de

sudare prin energie electrică la care învelişul pulverulent existent pe suprafaţa

electrodului este înlocuit cu o pulbere fină, denumită flux ce se presară înainte de

trecerea electrodului pe suprafaţa materialului.

Procedeul MIG/MAG - este o îmbunătăţire a procesului de sudare SEI. Cu toate

că procesul de sudare este asemănător, totuşi aparatele de sudare precum şi

pistoletul de sudare se deosebesc semnificativ.

8

Diferenţa majora o constă introducerea de gaz protector la locul sudării care înlocuieşte

învelişul electrodului. Gazul protector, cum reiese şi din denumirea lui, are rolul de a

proteja zona de sudare efectivă (arcul electric şi baia metalică). Deoarece majoritatea

metalelor reacţionează cu aerul formându-se oxizi, care deteriorează grav

caracteristicile mecanice ale îmbinării, este necesar ca în imediata vecinatate a

procesului de sudare să nu fie aer. Acest lucru se realizează prin intermediul gazului

protector. Acest gaz poate fi de două tipuri MIG (Metal Inert Gas) sau MAG (Metal Activ

Gas). Gazele inerte, de exemplu Argonul, Heliul sau amestecuri ale lor se folosesc la

sudarea metalelor şi aliajelor reactive cum sunt cuprul, aluminiul, titanul sau magneziul.

Gazele active se folosesc la sudarea oţelurilor obişnuite, de construcţii sau înalt aliate.

În cazul proceselor de sudare MIG/MAG electrodul folosit este aşa-numita sârmă de

sudură. Aceasta este împinsă în baie de către un sistem de avans. În vecinătatea băii,

înainte de contactul mecanic ea trece printr-o diuza de curent de la care preia energia

electrică a sursei de curent necesară creerii arcului şi topirii materialului. Diuza de curent

este poziţionată în interiorul diuzei de gaz. Astfel prin orificiul dintre cele două diuze va

curge gazul protector. Tensiunea aplicată arcului electric este cu mici excepţii continuă,

cu formă de undă staţionară sau pulsată Rata de depunere ajunge în aplicaţiile

industriale curente la 3 - 4 kg/h.

Procedeul WIG/TIG - (Wolfram Inert Gas) sau sudarea cu electrod nefuzibil in

mediu de gaz inert este o alta varianta derivata din sudarea SEI.

La acest procedeu arcul arde intre un electrod de Wolfram si piesa care se sudeaza (de

unde si denumirea Wolfram Inert Gas). Acest electrod are doar rolul de electrod si nu

are un rol de material de adaos; ca atare se uzeaza foarte lent in comparatie cu un

electrod invelit. Prin procedeul WIG se realizeaza topirea celor doua componente ce

urmeaza a fi sudate. Eventual, in unele cazuri, este necesara folosirea unui material de

adaos pentru a realiza o imbinare cu geometrie si caracteristici mecanice mai bune .

Avantajul procedeului WIG este ca poate fi folosit la majoritatea materialelor sudabile

(otelurile carbon si aliate, aluminiul, cuprul, nichelul si aliajele acestora). In unele cazuri

mai speciale se foloseste la sudarea materialelor cu afinitate mare la gaze ca titanul,

9

tantalul si zirconiul. Pentru a suda astfel de materiala este nevoie de un spatiu inert în

care nu poate patrunde aer (o atmosfera controlata de argon de exemplu) sau duze de

gaz protector cu design special.

Sudarea cu plasmă - este o dezvoltare a procedeului WIG, destinată sudării

mecanizate a materialelor extrem de subţiri (topire progresivă) sau groase, până

la 8 mm (tehnica în gaură de cheie)

Procedeul de sudare cu flacără oxi-acetilenică - este un procedeu de sudare care

face parte din categoria procedeelor de sudare prin topire.

Sursa de căldură este o flacără oxi-gaz. Uzual, cele două gaze sunt acetilena şi

oxigenul. Acetilena este obţinută din reacţia a doi constituenţi chimici: carbidul şi apa şi

se poate produce in-situ, în generatoare, sau livrată în butelii. Acetilena este un material

inflamabil, cu viteză ridicată de ardere. Pentru sudare se foloseşte flacăra primară

(nucleul flăcării). Temperatura ridicată a flăcării este asigurată de arderea cu oxigen.

Procedeul de sudare cu fascicul de electroni - este un prodeceu de sudare prin

topire la care sursa de energie este un fascicol de electroni.

Acesta se realizeaza prin descarcarea intr-un spatiu vidat, denumit tun de electronic, a

unei energii sub forma unui fascicul de electroni, comandata cu ajutorul unor lentile

electromangnetice necesare pentru focalizarea si deplasarea fascicolului de electroni pe

suprafata materialelor de sudat.

Procedeul de sudare cu fascicul de fotoni, denumit neştiinţific Sudarea cu laser.

Procedeele de sudare prin presiune - sunt o familie de procedee de sudare la

care activarea energetică a procesului de sudare este realizată preponderent prin

aplicarea unor presiuni de contact ridicate.

Sudarea electrică prin pressiune poate realiza in puncte sau in linie.

10

Sudarea electrică prin presiune în puncte - Imbinarea sudata se realizeaza prin

trecerea curentului intre electrozi si piesele de sudat. Nucleul punctului sudat se

formeaza la suprafata de separatie dintre cele doua (sau mai multe) materiale de

sudat.

Sursa de putere poate fi unul sau mai multe transformatoare sau mai nou, invertoare.

Strangerea electrozilor se poate face mecanic, pneumatic sau hidraulic. Prin acest

procedeu se pot suda o gama larga de materiale (table, sarme, etc.), de diferite tipuri de

otel sau neferoase. In functie de tehnologie si dimensiunile produselor se proiecteaza

(alege) masina.

Sudarea electrică prin presiune în linie - Îmbinarea sudata se realizeaza prin

trecerea curentului intre două role - electrod si piesele de sudat. Se formează o

serie de nuclee (puncte) sudate care se pot suprapune (sudură etanşă) sau nu la

suprafata de separatie dintre cele doua (sau mai multe) materiale de sudat.

Sursa de putere poate fi unul sau mai multe transformatoare sau mai nou, invertoare.

Strangerea electrozilor se poate face mecanic, pneumatic sau hidraulic. Prin acest

procedeu se pot suda o gama larga de materiale (table, sarme, etc.), de diferite tipuri de

otel sau neferoase. In functie de tehnologie si dimensiunile produselor se proiecteaza

(alege) masina. Gama de echipamente se intinde de la clesti de sudare portabili de

putere mica 2 kVA si 11 kg pana la masini stationare de 630 kVA si sute de kilograme.

11

2. Prezentare proces sudare MMA

1. Operare

Pentru aprinderea arcului electric, electrodul este

adus în contact cu suprafaţa de lucru, având loc un

scurtcircuit, şi apoi retras uşor, luând naştere arcul

electric care cauzează topirea parţiala a

componentelor de sudat şi a electrodului, luând

naştere baia de metal topit, iar în urma solidificării acesteia rezultă cordonul de sudură.

În timp ce electrodul se topeşte, fluxul care acoperă electrodul ajuta la formarea unui

gaz protector a băii de metal topit iar fluxul din baia de metal pluteşte la suprafaţa

protejând baia de metal topit, implicit şi cordonul de sudura pe perioada solidificării de

acţiunea mediului înconjurător. Pe parcursul procesului de

sudare sudorul se opreşte periodic pentru scoaterea restului

de electrod din portelectrod şi înlocuirea lui cu unul nou.

Activitatea de sudare, împreuna îndepărtarea zgurii reduc

considerabil timpul consumat de sudor pentru depunerea unui

cordon de sudură, făcând astfel ca SMEI să fie unul dintre cele

mai eficiente procedee de sudare.

Tehnica actuala de sudare utilizată depinde de electrodul folosit, compoziţia materialelor

ce urmează a fi sudate, tipul rostului şi poziţia de sudare. Alegerea electrodului şi a

poziţiei de sudare determină viteza de sudare.

12

2. Calitatea sudurii

Cele mai dese probleme privind calitatea îmbinării sudate sunt: incluziuni de gaz, pori,

nepătrundere, supraîncălzire, cratere marginale. Aceste defecte determina calitatea

finala a îmbinării sudate şi pot fi uşor evitate prin alegerea corectă a parametrilor şi a

regimului de sudare, însa în cea mai mare măsură, calitatea finala a îmbinării sudate,

depinde de calificarea şi îndemânarea sudorului.

DEFECTE POSIBILE LA SUDURA

PROBLEMA CAUZE REMEDIERE

POROZITATE

Electrod cu invelis acid pe otel cu continut ridicat de sulf Folositi un electrod bazic.

Pendularea electrodului este excesiva. Reduceti rostul. Pozitionati marginile de

sudat mai aproape una de cealalta.

Distanta dintre piesele de sudat este prea mare Sudati cu viteza mica si depunere mare.

Piesa de sudat este rece

Reduceti enelrgia liniara introdusa

Micsorati curentul de sudare.

FISURI

Materialul de sudat este murdar (de exemplu cu ulei,

vopsea, rugina, oxizi).

Curatarea componentelor inainte de

sudare este un principiu fundamental

pentru a obtine imbinari sudate de calitate.

Curent insuficient. Cresteti curentiul de sudare, adecvati

grosimea lectrodului la grosimea piesei

PATRUNDERE

SLABA

Curent mic. Reglati parametri de sudare si asigurati-va

ca materialele de sudat sunt bine curatate. Viteza de sudare prea mare.

Polaritate inversata.

Electrod inclinat in pozitie opusa fata de miscarea sa.

STROPIRE

INTENSA

Inclinare a electrodului excesiva. Faceti corectiile necesare.

PROFILUL

SUDURII

DEFECTUOS

Parametrii de sudare incorecti. Respectati principiile de baza ale sudurii.

Viteza de sudare nu este aliniata cu parametrii sudare.

Inclinarea electrodului nu este constanta pe parcursul

operatiei de sudura.

ARC INSTABIL Curent de sudare prea mic. Verificati starea electrodului si

impamantarea.

ELECTRODUL

SE TOPESTE

OBLIC

Electrod care nu are miezul centrat. Schimbati electrodul.

Fenomen de suflaj magnetic. Conectati doua cabluri de masa pe partile

opuse ale piesei de sudat.

13

3. Siguranţa în operare

Sudarea manuală cu electrod învelit, ca şi celelalte procedee de

sudare, poate fi periculoasă dacă nu sunt luate măsurile

corespunzătoare de siguranţă. Procedeul utilizează un arc electric

deschis care poate provoca arsuri de aceea sudorul trebuie protejat cu

echipament complet de protecţie (mănuşi, salopeta). Totodată arcul

electric produce o luminozitate foarte mare care poate provoca rănirea

retinei, şi o emisie de ultraviolete care de asemenea poate afecta ochiul uman dar si

pielea, de aceea sudorul trebuie sa folosească o mască de sudare pentru protecţia

împotriva radiaţilor emise de arcul electric.

4. Aplicabilitate şi materiale

Sudarea manuală cu electrod învelit este unul dintre cele mai răspândite procedee de

sudare la nivel mondial, in unele ţări depăşind procentul de 50%, fiind aplicat cu succes

în industria de fabricaţie, întreţinere şi reparaţii, şi în domeniul construcţiilor sudate.

Totuşi, datorită costului mic al echipamentului necesar desfăşurării procedeului şi a largii

aplicări, procedeul va rămâne, probabil, printre cele mai utilizate, mai ales în rândul

amatorilor şi a micilor întreprinderi unde procedeele de sudare neeconomice nu sunt

necesare.

Sudarea manuală cu electrod învelit este uzual folosită pentru sudarea oţelurilor carbon,

oţelurilor slab şi înalt aliate, oţelurilor inoxidabile, fontelor. Deşi nepopular procedeul

poate fi aplicat şi la sudarea nichelului, a cuprului şi, în cazuri rare, a aluminiului.

Se pot suda grosimi de material începând cu 1,5mm; şi în funcţie de îndemânarea

sudorului procedeul poate fi aplicat în toate poziţiile de sudare.

14

5. Echipament

Echipamentul tipic pentru sudarea manuală cu electrod

învelit este format din: o sursa de curent continuu, cabluri

electrice, clemă de masă, port electrod şi masă de lucru.

6. Sursa de curent

Sursa folosită la SMEI are un stabilizator de curent

asigurând menţinerea constantă a curentului chiar şi la

variaţii ale distanţei arcului sau a variaţiei curentului. Acest lucru este important

deoarece majoritatea aplicaţiilor SMEI sunt efectuate manual, sudorul neputând ţine

constantă lungimea arcului.

Alegerea polarităţii depinde direct de tipul electrodului şi de proprietăţile dorite asupra

îmbinării sudate. La sudarea în curent alternativ

polaritatea se schimba de 100 de ori pe

secundă, creând o distribuţie bună a căldurii şi

conferind o balanţă între rata de topire a

electrodului şi pătrundere.

Tipic, sursa folosita la SMEI e compusă dintr-un

transformator coborâtor de tensiune şi un rectificator pentru

modele de curent continuu, pentru convertirea curentului

alternativ în curent continuu. Deoarece în mod normal sursa de

curent este alimentată prin curent alternativ de înaltă tensiune,

transformatorul este utilizat pentru a reduce curentul şi a mări

intensitatea. Ca rezultat, în loc de 220V la 50A de exemplu,

puterea oferita de transformator poate fi în jur de 17-45V la o

intensitate de până la 600A. Sursa folosita poate fi de tip

15

transformator, invertor sau redresor.

7. Electrodul

Alegerea electrodului pentru SMEI se face în funcţie de

mai mulţi factori, cum ar fi: tipul materialului de sudat,

poziţia de sudare sau proprietăţile dorite a îmbinării

sudate. Electrodul este învelit cu un strat de flux care

conferă protecţie băii de metal şi cordonului de sudură sub forma de gaze protectoare şi

zgură.

În general compoziţia electrodului este

asemănătoare cu cea a materialului ce

urmează a fi sudat. Învelişul electrodului

putând fi rutilic, bazic, pentru majoritatea

aplicaţilor, pentru aplicaţii speciale folosindu-

se electrozi cu înveliş corespunzător aplicaţiei (celulozic, titanic,…).

Electrozii sunt standardizaţi conform AWS, EN, DIN.

16

3. Prezentare material de adaus

Substantele care intra in compozitia invelisului electrodului sunt:

-substante ionizante

-substante zgurifiante

-substante dezoxidante

-substante fluidizante si fondante

-substante gazeifiante

-lianti

-plastefianti

-substante de aliere si de adaos

SUBSTANTE IONIZANTE-la temperaturi ridicate se ionizeaza usor,asigurand

aprinderea usoara a arcului electric si mentinerea lui.Ex.de substante:carbonatul de

calciu,bioxidul de titan,carbonati de potasiu,oxizi si saruri ale metalelor alcaline.

SUBSTANTE ZGURIFIANTE-produc o zgura abundenta care protejeaza baia de

actiunea aerului inconjurator,asigura racirea lenta a cusaturii.Ex.de

substante:minereurile de titan,mangan,siliciu si silicati naturali,carbonati naturali.

SUBSTANTE DEZOXIDANTE-intra usor in combinatie cu oxigenul si compusii acestuia

dand combinatii care nu afecteaza calitatea si trec in

zgura.Ex.:feroaliagele,siliciu,grafitul.

SUBSTANTE FLUIDIZANTE SI FONDANTE-separa zgura si impuritatile din metalul

topit.Ex.:carbonatul de sodiu,calcarul,boraxul,dolomitul.

SUBSTANTE GAZEIFIANTE-produc gaze in spatiul electric impiedicand patrunderea

aerului in zona materialului topit.Ex.:carbonatii de calciu,de magneziu,substante

organice.

LIANTI-substante care asigura rezistenta,elasticitatea si mentinerea invelisului pe

sarma.Ex.:silicati de sodiu si potasiu,dextrina,lacul de bachelita.

17

PLASTEFIANTI-plastifica invelisul.Ex.:bentonita,amidonul.

SUBSTANTE DE ALIERE SI DE ADAOS-se adauga pentru a compensa pierderile de

elemente care se ard in arcul electric.

Dupa tipul învelisului electrozii de sudare pot fi:

· oxidanti

· acizi

· titanic-rutilici

· celulozici

· bazici.

Alegerea electrozilor se face pe baza a doua criterii principale:

a) compozitia chimica sa fie cât mai apropiata de cea a materialului de baza;

b). caracteristicile mecanice sa fie cel putin egale cu cele ale materialului de baza

(limita de curgere, rezistenta la rupere, alungirea, rezistenta la încovoiere prin soc).

In functie de diametrul si invelisul electrozilor se poate utiliza informativ urmatorul tabel:

electrozi 1,6 2 2,5 3,25 4 5 6

rutilici 30-55 40-70 50-100 80-130 120-170 150-250 220-370

celulozici 20-45 30-60 40-80 70-120 100-150 140-230 200-300

bazici 50-75 60-100 70-120 110-150 140-200 190-260 250-320

Toate materialele de adaus sunt standardizate conform AWS, EN, DIN si se recomanda

a se respecta instructiunile de utilizare furnizate de producator.

18

4. Prezentare facilitate utilizare invertor versus transformator,

convertizor

Calcul comparativ eficienta economica utilizare convertizoare rotative – invertoare

La calculul costurilor ce privesc energia electrica, se va avea in vedere ca energia termica

necesara pentru topirea unui kg de electrod, este aceeasi, indiferent de tipul sursei folosite la

generarea energiei necesare. Relatia de calcul utilizata pentru costul specific de energie Cw

(lei/kg) este data de relatia:

1

unde

r – reprezinta randamentul sursei

Pw – reprezinta puterea masurata la bornele de iesire ale sursei de curent

Td – este timpul necesar pentru a topi un kg de electrod

Ad – rata de depunere, kg/h

Cwe – este costul unui Kwh (lei/Kwh)

Po – reprezinta puterea absorbita la mersul in gol a sursei (se aplica numai in cazul

convertizoarelor de sudare)

Ts – este timpul de sudare

19

Fo – factor operator

Cunoscind ca, in cazul sudarii cu electrozi inveliti, valoarea factorului operator Fo este 25% (Fo

= 0,25), relatia (1) devine:

(2)

Din analiza relatiei (2) rezulta ca prin inlocuirea convertizoarelor rotative cu invertoare statice,

costurile specifice Cw vor scadea foarte mult, din urmatoarele motive:

- randamentul total al invertoarelor este 0,9….. 0.95, in timp ce convertizoarele rotative au un

randament global scazut, sub 0,4;

- Puterea de mers in gol Po in cadrul invertoarelor este nula.

Facind raportul celor doua cheltuieli Cwconv, respectiv Cwinv, in scopul compararii lor obtinem:

(3)

unde:

- Cwconv – cheltuieli de energie specifica in cazul convertizoarelor

- Cwinv – cheltuieli de energie specifica in cazul utilizarii invertoarelor

Folosind relatia (3) intr-un caz concret, la sudarea cu electrozi bazici SUPERBAZ, cu d=4 mm si

un regim de sudare caracterizat de un curent de sudare Is=170A, tensiunea arcului Ua = 20V si

Ad = 1,66 kg/h, va rezulta o putere Pw = 3,4 Kw.

In urma inlocuirii valorilor randamentelor rconv = 0,4, respectiv rinv = 0,95 si Po = 3 Kw in relatia

(3), se obtine raportul celor doua cheltuieli Cwconw/Cwinv=4,8

Kw

20

Acest calcul dovedeste ca in cazul folosirii convertizoarelor rotative, cheltuielile cu energia sunt

de 4,8 ori mai mari, fata de cazul in care aceste echipamente ar fi invertoare.

Daca un post de sudare cu invertor consuma intr-o ora (

) o cantitate de energie electrica

egala cu 2,275 Kwh, atunci pentru acelasi regim de sudare, un convertizor rotativ va consuma

10,92 Kwh. Pe durata unui an, considerindu-se ca timp de lucru perioada de 2000 de ore de

functionare, convertizorul rotativ va consuma 21.840 Kwk, timp in care un invertor va consuma

numai 4.550 Kwh.

Economia anuala pentru un singur post de sudare va fi de 17.290 Kwh.

De aici rezulta ca economia anuala pentru un singur post de sudare va fi deosebit de insemnata

mai ales la costurile actuale de energie.

Concluzii:

1. Prin inlocuirea convertizoarelor rotative cu invertoare, la sudarea manuala se obtin

insemnate economii de energie electrica. In situatia actuala aceste economii reprezinta

peste 50 milioane lei annual pentru fiecare post de sudura.

2. Economiile realizate ca urmare a inlocuirii convertizoarelor rotative, justifica cheltuielile de

investitii aferente costurilor invertoarelor, deoarece printr-o folosire intensiva, respectiv prin

cresterea orelor de utilizare de la 2.000 la 3.000 ore pe an, un invertor de 180 A se

amortizeaza intr-un interval de mai putin de un an.

3. Prin inlocuirea convertizoarelor cu invertoare, la economiile realizate din reducerea costurilor

cu energia electrica se mai adauga si cele rezultate ca urmare a reducerii cheltuielilor de

intretinere fiind cunoscut ca datorita pieselor in miscare de rotatie, la convertizoare se

uzeaza in mod special periile colectoare si rulmentii.

4. Folosirea invertoarelor permite sudarea si prin procedeul WIG, ceea ce in cazul

intreprinderilor mici si mijlocii duce la reducerea cheltuielilor de investitie pentru

achizitionarea unei instalatii WIG

5. Proprietatile dinamice si comanda electronica, permite o amorsare sigura si usoara la

inceputul cordonului si elimina pericolul lipirii electrodului de piesa de sudat.

21

De asemena un rol deosebit de important il are:

- modul de reglare a procesului de sudare,

-facilitatile greutatii scazute a invertorului

- corectia de factor de putere absorbit de la retea ( modul introdus la toate echipamentele de

sudare serioase de pe piata),

- posibilitatea sudarii cu toate tipurile de electrodi si a sudarii tuturor materialelor metalice in

conditiile prescrise de furnizorii de materiale de adaus.

22

5. Utilizarea invertorului – caz general – in procesul de sudare MMA

Pentru conectarea la retea se pot folosi si prelungitoare cu respectarea anuitor conditii:

TABELE PENTRU LUNGIMI SI SECTIUNI

Trebuie sa fiti tot timpul conectati la o sursa de alimentare care furnizeaza puterea necesara.

In unele aplicatii cablul de alimentare trebuie extins pentru a ajunge la zona de lucru. Functie de sectiunea

si de lungimea conductorilor, va rugam sa folositi tabelele urmatoare pentru o functionare eficienta a

sursei.

ELECTROZI DE SUDURA CU

DIAMETRUL DE PANA LA 2,5 mm.

(100A)

ELECTROZI DE SUDURA CU

DIAMETRUL DE PANA LA

3,25 mm (140A – 160A)

20 mt. 2,5 mm2

10 mt. 2,5 mm2

30 mt. 4 mm2

20 mt. 4 mm2

50 mt. 6 mm2

30 mt. 6 mm2

.

NOTA: pentru lungimi diferite, sectiunea cablului de alimntare se adapteaza proportional.

Tote dispozitivele folosite pentru reglarea parametrilor

de sudare sunt plasate pe sursa de sudura.

- Conectati unitatea de putere la racordul de retea

(230V sau 380v conform manulaului de utilizare a

producatorului – noi ne vom referii la alimentarea la

220V) si asigurati-va ca este realizata impamantarea.

- POZ. 1 – 5 Borna pozitiva si borna negativa de iesire

sunt pentru conectarea cablului de masa si a cablului

cu clestele portelectrodului la terminalele de iesire

Electrozi rutilici si celulozici solicita conectarea electrodului la borna (-) pe cind electrozi cu invelis basic

solicita conectarea la borna (+). In orice caz se aplica instructiunile existente pe ambalajul pachetului de

electrozi.

- POZ. 4 Comutatorul invertorului.

- POZ. 3 LED care indica oprirea aparatului datorita supraincarcarii termice sau tensiunii prea mici.

23

- POZ. 2 Potentiometru care permite reglarea curentului de sudare.

In principal toate firmele producatoare, respecta mai mult sau mai putin panoul de

conectica si reglaj alaturat.

Valorile de regalre a potentiometrului de putere permite regalrea curentului de sudare

pentru diverse valori in functie de diametrul electrodului si procesul de sudare. Un table

informative al valorilor minime si maxime a curentului de sudare in functie de diametrul

electrodului este dat in tabelul alaturat

Ø 1,60 mm electrozi : curent minim 25 A curent maxim 50 A

Ø 2,00 mm electrozi : curent minim 40 A curent maxim 70 A

Ø 2,50 mm electrozi : curent minim 60 A curent maxim 110 A

Ø 3,25 mm electrozi : curent minim 100 A curent maxim 140 A

Ø 4,00 mm electrozi : curent minim 140 A curent maxim 180 A

Ø 5,00 mm electrozi : curent minim 210 A curent maxim 280 A

Ø 6,00 mm electrozi : curent minim 260 A curent maxim 350 A

- Introduceti capatul neinvelit al electrodului in clestele portelectrod.

- Legati la masa piesa de sudat.

- Atingeti si sgiriati fin electrodul peste piesa de sudat pentru a amorsa arcul electric;

-Pentru a incheia operatia de sudura si pentru a intrerupe arcul ridicati electrodul de pe

piesa de sudat.

Atentie la modul de conectare a Cablurilor port electrod. Se indica a se folosi

recomadarile producatorului de elcetrozi pentru obtinerea unei sudri de calitate.

Astfel:

- polaritatea directă înseamnă punerea cablului cu portelectrod la borna minus (DC-)

și polaritatea inversă înseamnă punerea portelectrodului la borna plus (DC+)

24

Polaritate directa -piesa la polul pozitiv; electrodul la borna minus (DC-)

patrundere mai mare datorita bombardamentului electronilor.

Polaritate inversa - piesa la polul negative; electrodul la borna pozitiva (DC+)

patrundere mai redusa.

Utilizarea electrozilor bazici ridica probleme suplimentare ca:

Electrozii bazici se folosesc in general cu surse de curent continu pentru ca in invelis nu

au dioxid de titan. Aceasta substanta ajuta la stabilizarea arcului atunci cind curentul de

sudare trece prin 0 (zero).

Electrozii bazici trebuie calcinaţi în mod obligatoriu timp de două ore la 250-350 grade

Celsius,el fiind higroscopic adică are proprietatea nedorită de a atrage moleculele de

apă din mediul înconjurător.

Aceste molecule de apă nu fac altceva decât să

crească cantitatea de hidrogen remanent din cusătura

sudata si creste riscul aparitie fenomenului de fisurare

la rece

25

6. Utilizare invertor – caz general – in procesul de sudare TIG/WIG lift-arc (fara HF)

Sursele de sudura ale seriilor

NOVASTICK au fost proiectate

pentru sudura cu electrozi inveliti

(MMA) si

pentru sudura WIG cu amorsare

prin atingere (strip-start).

In Fig. 1 este prezentata schematic compozitia

unei surse de sudura NOVASTICK:

A) Surse de curent

B) Cablu port electrod

C) Pistolet de sudura WIG -optional.

D) Cablu de 4 metri, cu clema de

masa.

- Conectati

sistemul la 230V si asigurati-va ca alimentarea este

prevazuta cu impamantare.

- Puneti butelia de gaz intr-un loc sigur si asigurativa ca

este bine fixata.

- Conectati intrarea tubul de gaz pistoletului WIG la

reductorul de gaz, urmand instructiunile producatorului

care insotesc reductorul de gaz. Gazul de protectie este ARGON 100% cu un debit de

6-8l/min.

- POZ. 1 Borna pozitiva pentru cablul de masa.

- POS. 5 Borna negativa pentru cablul de alimentare al pistoletului WIG.

- POS. 2 Potentiometru care permite ajustarea curentului de sudura.

26

- Deschideti valva de gaz, apropiati varful electrodului de piesa de sudat si apoi ridicati-l

usor 2-3mm fata de

piesa pentru a amorsa arcul electric;

Ridicati electrodul de pe piesa de sudat

pentru a intrerupe arcul electric

si pentru a incheia operatia de sudare,

lasati gazul sa curga inca 6-8 secunde

pentru a preveni oxidarea

electrodului, asteptati pana cand

electrodul s-a racit si inchideti valva de gaz.

Alegerea tipului (mărcii) electrodului se face în funcţie de materialul de bază,

natura curentului, procedeul de sudare, domeniul produsului sudat. În C.A. se

folosesc cel mai frecvent electrozi de W pur. În C.C. se folosesc electrozii aliaţi cu

Th. În ultimul timp se pot utiliza electrozii aliaţi cu Ce atât în curent continuu cât şi

în curent alternativ. Electrozii aliaţi cu Zr se utilizează în domeniul nuclear

27

Sinbolizarea electrozilor nefuzibili pentru procedeu WIG/TIG

Tip oxid

Simbolizare

scurta electrod

Culoare cap

Oxid de

Lantanium

Oxid de

thoriu

Wolfram

pur Impuritati

Oxid

de

Cerium

Oxid de

Zirconiu

WL-10 Negru 1,00%

WL-15 Auriu 1,50%

WL-20 Albastru 2,00%

WT-10 Galben

1,00%

WT-20 Rosu

2,00%

WT-30 Lila

3,00%

WT-40 Orange

4,00%

WP Verde

100%

WS-2 Turquoise

?

WC-20 Gri

2,00%

WZ-8 Alb

0,80%

28

Parametrii de sudare

- diametrul sârmei electrod –se adopta în functie de grosimea pieselor de sudat:

- intensitatea curentului de sudare –valoarea curentului de sudare se alege în functie de

diametrul electrodului de wolfram.

Grosime

material

de baza

(mm)

Diametru

electrod de

wofram

(mm)

Diametru

sârma de

sudare

(mm)

Intensitate curent

de sudare

Is

(A)

Debit de gaz

pentru sudare

(l / min )

Debit de gaz

pentru protectia

radacinii ( * )

(l / min )

2 -3 2,4 2-2,4 65-85 10-12 7-8 3,2 - 5 2,4 2,4 70-90 10-12 7-8

Pentru sudarea In current continuu psitoletul se pune la borma PLUS si electrodul utilizat

(wolfram aliat cu CE sau Th) se va ascutii obligatoriu.

IN CURENT CONTINUU NU SE POATE – in conditii normale – SUDA Aluminiu si aliajele sale

29

7. Recomandari

Alegerea diametrului electrozilor si a valorii parametrilor de sudare.

Pentru sudarea stratului de radacina se recomanda utilizarea diametrelor de

electrozi (de) mici: 2,5 mm sau 3,25 mm (pentru usurarea accesului la radacina se va

evita folosirea electrozilor cu învelis gros).

Alegerea diametrului electrodului se va corela cu dimensiunile efective ale

rostului (vezi figura 5.8.)

Pentru executarea straturilor de umplere a rostului se recomanda utilizarea

electrozilor de diametru mai mare (4 mm, 5 mm) sau chiar utilizarea electrozilor cu

învelis gros cu pulbere de fier în învelis.

Recomandarile sunt valabile în cazul îmbinarilor sudate cap la cap si a

îmbinarilor sudate de colt.

În functie de tipul învelisului electrodului se stabileste natura si polaritatea

curentului de sudare Is (curent alternativ sau continuu) În cazul curentului continuu

aceasta poate fi cu polaritate directa adica electrodul legat la polul negativ al sursei sau

cu polaritate inversa când electrodul este legat la polul pozitiv al sursei.

Curentul de sudare depinde de tipul (marca) si diametrul electrodului, pozitia de

sudare, felul trecerii, grosimea componentelor etc.

Pentru stabilirea curentului de sudare se folosesc diferite relatii dar toate sunt

functie de diametrul electrodului

Is = f (de)

30

Tensiunea arcului (Ua) depinde de lungimea arcului, tipul învelisului electrodului,

curentul de sudare, diametrul electrodului, etc.

Pentru stabilirea tensiunii arcului se utilizeaza relatia

Ua = f (Is)

Viteza de sudare vs depinde de metalul de baza prin energia liniara admisa sa se

introduca la sudare, aria trecerii, tipul si diametrul electrodului, pozitia de sudare, etc.

Calculul vitezei de sudare se executa cu o relatie care este functie de Is

Vs= f (Is)

Energia liniara (ql ) se exprima cu relatia:

unde η este randamentul arcului electric

31

8. Bibligrafie

- http://www.netwelding.com/History of Welding.htm

- http://ro.wikipedia.org/wiki/Sudare

- http://www.acsial.ro/

- Documentatie diversi producatori

- Documentatie Sincosald Italia – manual de utilizare invertor NOVASTICK 1600

- GLITA GHEORGHE, NEGOITESCU STELIAN – Echipamente pentru sudare –

partea 1 - ED. Ex Libris Brasov 2008

- V. POPOVICI s.a – Ghidul lucrarilor de sudare taiere – ED. Scrisul Romanesc

Craiova 1984

- www.sam-robotics.ro

- www.sincosald.it

- Forumul de sudura http://www.sudori.3xforum.ro/