Sudarea sub strat de flux

Sudarea sub strat de fluxARGUMENT Metalul sau aliajul supus operaiei de imbinare prin sudare se numeste metal de baza. Sudarea este operatia de executie a imbinarilor nedemontabile la piese metalice prin folosirea incalzirii locale, a presiunii sau a ambelor procedee, cu sau fara metal de adaos similar cu metalul de baza. Metalul de adaos sub forma de sarma sau granule, dupa topire prin procesul de sudare, in amestec cu metalul de baza topit, formeaza sudura. In general, la procedeele de sudare prin presiune sudura este formata numai din materialul de baza. In prezent, notiunea de sudare se extinde si la imbinari de materiale nemetalice sau la imbinri de materiale metalice cu nemetalice. Sudura realizata se mai numeste cusatura sau cordon de sudura. In jurul sudurii, partea de material de baza care nu a ajuns in stare de topire, dar care a suferit transformari structurale din cauza incalzirii puternice, formeaza zona influenata termic. Portiunea compusa din sudura cu zonele influentate termic si marginile invecinate acetora formeaza imbinarea sudata a pieselor sudate. Sudarea pieselor sau ansamblurilor se executa prin diferite procedee. Tinand seama de dezvoltarea luata in ultimul timp de tehnica sudarii, numarul procedeelor de sudare a devenit foarte mare, deoarece numeroase surse de energie capabile de a topi sau de a deforma materialele de sudat in vederea imbinarii pot fi folosite la sudare. Prin procedeul de sudare se intelege totalitatea operatiilor tehnologice si a metodelor folosite, in vederea obtinerii de imbinari sudate. In cadrul unui procedeu de sudare, cu aceleasi operatii tehnologice, in multe cazuri este necesara folosirea diferitelor metode de sudare, in special la schimbarea grosimii pieselor de sudat. Aplicarea celei mai corecte metode la sudarea unei piese are o influenta hotaratoare nu numai asupra calitatii sudurii, cit si asupra productivitatii si pretului de cost, asa cum se va arata la tratarea diferitelor procedee.

1. Generalitati Procedeul de sudare la care arcul electric nu este vizibil, fiind acoperit de un flux granulat, sub care el se mentine, se numeste "cu arc electric acoperit" sau "cu arc electric

sub flux". La acest procedeu,o sarma electrod fuzibila este antrenat continuu in baia de sudura pe masura topirii acesteia, iar fluxul care acopera complet arcul de sudura are rolul de protectie si de aliere a baii de sudura. Spre deosebire de sudarea cu electrozi inveliti, la care curentul la electrod se aduce prin capatul neinvelit al electrodului si trece pe intreaga lungime a acestuia, la sudarea sub flux curentul la sarma-electrod se aduce cu ajutorul unor role sau unui bec de contact plasate in apropierea arcului (circa 50 mm). Sarmaelectrod fiind permanent antrenata cu viteza mare spre arcul electric si deoarece contactele de curent sunt in apropierea arcului, devine posibila folosirea unor densitati de curent mai mari, pana la de 10 ori, fata de sudarea cu electrozi inveliti, fara sa se produca inrosirea sirmei sau stropirii. Acest fapt conduce la obtinerea unor viteze de sudare si depuneri de 515 ori mai mari fata de cele de la sudarea cu electrozi inveliti. In figura 1 este reprezentat principiul procedeului unde sarma-electrod 1, antrenata de rolele 2, se topete sub fluxul 3 presarat in prealabil pe linia de sudura. Caldura dezvoltata de arcul electric la sudarea sub flux, pentru o aceeasi putere a arcului, este mai mare decat la sudarea cu electrozi inveliti, deoarece randamentul procesului de incalzire, este mai mare; caldura dezvoltata se consuma dupa cum urmeaza: pentru topirea metalului de baza, circa 48%; pentru topirea sarmei-electrod, circa 25%; pentru topirea fluxului, circa 22%; -pierderi prin conductivitate in metalul de baza, circa 5%, astfel incat efectul caloric pentru topirea metalului de baza este cu mult mai mare decat la sudarea cu electrozi inveliti, la care, dupa cum s-a aratat, pentru topirea metalului de baza, din caldura dezvoltat, de arcul electric este folosita numai 10%.

Fig.1 Principiul sudarii sub flux: 1-sarma-electrod;2-role de antrenare; 3-flux;4-tubul de aductie a fluxului; 5-arcul electric;6-metal topit;7-sental solidificat;8-metal de baza; -sensul de sudare;

De asemenea, la sudarea sub flux, cantitatea de metal din Cusatura provenita din topirea metalului de baza poate ajunge pana la 85%, ceea ce prezinta avantajul folosirii unei cantitati mult mai reduse de metal de adaos, pentru obtinerea cusaturilor; totodata, rosturile trebuie prelucrate mult mai redus sau in multe cazuri ele pot fi sudate fara sa fie

necesara prelucrarea marginilor de sudat. In tabel sunt indicate formele si dimensiunile rosturilor pentru sudarea sub flux, din care se constata ca, in comparatie cu cele folosite pentru sudarea cu electrozi inveliti, ele necesita o prelucrare mult mai redusa, incat chiar tablele pana la 40 mm grosime pot fi sudate fara sa fie necesara vreo prelucrare. Tinand seama ca pierderile prin conductivitate in metalul de baza sunt mici, deformatiile sunt si ele cu mult mai reduse decat la sudarea cu electrozi inveliti. Sudarea sub flux prezinta o serie de alte avantaje fata de sudarea cu electrozi inveliti, dupa cum urmeaza: -pierderile prin stropire sunt numai de 13%; - calitatea sudurii este absolut uniforma si nu este influentata de mana de lucru, procesul de sudare decurgand in general automat; la sudarea semiautomata insa, uniformitatea nu poate fi asigurata, deoarece capul de sudare este dirijat manual pe linia de sudat; -raditiile arcului nu sunt vizibile, astfel incat sudorii si ajutorii lor nu necesita o protecie speciala a ochilor si a pielii; -fumul si gazele degajate sunt foarte reduse, astfel incat locul de munca nu necesita o ventilatie speciala. Printre dezavantajele procedeului de sudare sub flux se pot mentiona: -pentru obtinerea sudurilor uniforme este necesara o prelucrare atenta a rostului, deoarece regimul de lucru odata stabilit nu poate fi modificat in timpul procesului; de accea este necesar ca inainte de sudare sa fie efectuat un control atent al intregulul rost de sudat; -este necesara o curatire atenta a rosturilor de impuritati, uleiuri,rigina, umiditate etc. ; in caz contrar se produc defecte in suduri; -in cazul regimurilor dure, datorita patrunderii mari si a volumului mare al baii de sudura, in special la cusaturile executate intr-un singur strat, se obtine a structura columnara cu valori reduse de tenacitate, alungire si rezilienta. Procedeul de sudare sub flux este folosit automat sau semiautomat. La sudarea automata, operatiile de presarare a fluxului, de inaintare a sarmeielectrod si de inaintare a capului pe linia de sudare se executa automat prin apasarea pe butoanele montate pe un carucior (tractor de sudare). La sudarea semiautomata, conducerea capului de sudare se executa de catre sudor. In tara noastra este folosit pe scara larga in numeroase intreprinderi procedeul automat, in care scop in aceste intreprinderi au fost construite linii tehnologice, complet dotate cu automate,cu dispozitive si cu instalatii special destinate aplicarii acestui procedeu. Pe fluxul de fabricatie sunt prevazute spatii corespunzatoare depozitarii ansamblurilor, manevrarii in vederea sudarii si evacuarilor. Procedeul de sudare automata sub flux se aplica la lucrari de serie, deoarece investitiile in aparate si dispozitive necesare folosirii procedeului sunt mari. Tinand seama de productivitatea mare a procedeului este necesar ca aparatele sa aiba o incarcare suficienta,deoarece numai in acest caz procedeul este economic in producie. In cazul folosirii la sudare a curentului alternativ este necesar ca reteaua de alimentare a transformatoarelor de sudare sa fie puternica, spre a nu se produce caderi de tensiune, ceea ce influenteaza negativ calitatea sudurii. In cazul folosirii convertizoarelor rotative, aceasta dificultate nu mai apare,in schimb procurarea acestora este mai dificila, iar pretul de cost este mult mai mare.

2. MATERIALE DE ADAOS SI FLUXURI Pentru sudarea sub flux este necesar ca, dupa presararea fluxului,o sarma-electrod sau o banda-electrod (in cazul sudarii de incarcare) sa fie permanent antrenata in arcul de sudare. La variantele mai noi ale acestui procedeu, care conduc la o productivitate si mai mare, se utilizeaza si un material de adaos granulat cu continut mare de fier, introdus in prealabil in rost, peste care se presara fluxul protector, sudandu-se apoi obisnuit cu o sarma-electrod. In tara noastr, sarmele pentru sudarea sub flux se fabric in conformitate cu STAS 1126-76. Ele trebuie sa contina cit mai putine impuritati, adica S + P maximum 0,04% pentru fiecare ; in cazul sarmelor de calitate superioara, continutul maxim de impuritati este de 0,03% pentru fiecare. Pentru asigurarea unui bun contact, sarmele trebuie sa fie cuprate lucios si complet lipsite de orice fel de murdarie sau impuritati. Pentru sudarea otelului carbon, unele sarme au un continut marit de mangan, deoarece la folosirea curentilor mari de sudare arderea manganului este intensa si se pot produce fisuri. Pentru sudarea otelurilor aliate se folosesc sarme aliate corespunzatoare cu diferite elemente: mangan, siliciu, molibden, crom etc. De o deosebita importanta este alegerea fluxului. De exemplu, pentru sudarea otelurilor nealiate si la folosirea sarmelor nealiate, fluxurile trebuie sa fie silicomanganoase, iar pentru sudarea otelurilor slab aliate cu mangan sau cu mangansiliciu se fobsesc sarmele slab aliate cu mangan si fluxuri silicomanganoase. Pentru sudarea otelurilor slab aliate cu mai multe elemente se folosesc sarme aliate cu elementele respective si fluxuri bazice. Pentru sudarea otelurilor inoxidabile sau austenitice se folosesc sarmele inalt aliate de aceeasi compozitie si fluxuri bazice. Diametrele uzuale ale sarmelor sunt 1,2; 1,6 ; 2 ; 2,5 ; 3,15 ; 4 si 5 mm. Sarmele se livreaza in colaci ; pentru productie, in majoritatea cazurilor, se infasoara in bobine cu diametrul de 220280 mm si in greutate de 1020 kg. La sudarea sub flux, fluxul are rolul de mentinere a arcului, de protectie a baii de sudura si de aliere. Pentru sudare, el se prezinta sub forma de granule intre 0,1 si 4 mm, sortate pe dimensiuni cuprinse intre anumite granulatii : 0,10,8; 0,52 ; 1,53 etc. Fluxurile pot fi: topite (de fuziune), care contin minereuri de mangan, cuart si fluorina cu adaosuri de oxizi de calciu, magneziu si aluminiu. Se fabrica prin topirea componentilor intr-un cuptor, dupa care fluxurile se granuleaza in apa. Au aspect sticlos si o masa specifica de 1,51,8 kg/dm. Din aceasta categorie fac parte urmatoarele fluxuri importante, folosite pe scara larga de intreprinderile din tara : AN-348A, OST45A (U.R.S.S.), UM-60 (R. F. Germania), Z-41 (R. S. Cehoslovaca), THmPie18(R. D. Germana) etc. cu continut de 40470% SiO2 ; 3046% MnO; 4-8% CaF2 ;5-9% CaO, impreuna cu continuturi reduse de Al2O3,FeO, MgO etc. De asemenea, se importa si alte fluxuri topite cu continuturi mai mici de SiO2 si MnO,insa cu continuturi mai mari de CaO, Al2O3, CaF2 etc. Fluxurile topite se folosesc pentru viteze de sudare pana la maximum 60 m/h; -ceramice, cu un proces de fabricatie asemanator invelisurilor electrozilor, masa cu componenti macinati fin, aglomerata cu silicat de sodiu, se granuleaza, apoi se usuca.

Aceste fluxuri se fabrica si in tara. Fluxurile ceramice contin marmura, fluorina, feldspat, oxid de aluminiu etc. si feroaliajele FeMn, FeSi, FeTi, FeCr etc. in functie de destinatia fluxului. Sunt larg folosite la sudarea otelurilor aliate si la incarcari.Desi cu aceste fluxuri se obtin suduri de calitate, prezinta insa dezavantajul ca la transport si pastrare se prafuiesc; -sinterizate, la care masa de componenti dupa macinare fina si amestecare este presata in brichete, care sunt sintetizate la 1001100C in cuptoare ; dupa sintetizare, brichetele se sfarama mecanic si se sorteaza granulatiile la dimensiunile necesare. Obisnuit, acest flux nu contine feroaliaje. Pentru alierea baii de sudura cu siliciu si mangan se folosesc fluxurile topite, puternic acide, cu continuturi mari de SiO2 si MnO (40-50% Si02 si 3545% MnO), iar pentru alierea cu mult siliciu si putin mangan se folosesc cele cu continuturi mari de SiO2 si putin MnO (4O5O% SiO2 si 1520% MnO) ; in ultimul caz insa este necesarsa fie folosite sarme aliate cu mangan. Fluxurile cu continuturi mari de SiO2 si MnO sunt sensibile la impuritati, in special la rugina, iar fluxurile cu continuturi mari de SiO2 si putin MnO pot da nastere la incluziuni;de asemenea, la aceste fluxuri patrunde oxigenul in sudura. Pentru sudarea otelurilor aliate si de rezistenta inalta se folosesc fluxurile bazice cu continut de CaO si MgO si cu continut redus de SiO2 (10-15% in total). La folosirea acestor fluxuri se previne patrunderea oxigenului in sudura. Gradul de bazicitate a fluxurilor este raportulCaO + MgO SiO 2

; fluxurile acide pierd prin ardere mangan si

transfera siliciu in sudura, iar fluxurile bazice in general transfera in sudura mangan. Pentru sudare, la folosirea unui flux mai acid, este necesar un continut de mangan mai mare in sarma, iar dac fluxul este mai bazic, pot fi folosite sarme cu continut mai mic de mangan. In cazul fluxurilor acide pot fi folositi curenti de sudare mari ; se obtin suduri cu aspect frumos. Fluxurile pasive au o mare parte din continutul de SiO2 si MnO inlocuita cu Al2O3 si de asemenea contin cantitati mari de CaF2; nu reactioneaza cu metalul baii si nu influenteaza continutul de elemente sin sarma. Aceste fluxuri au o buna fluiditate si sunt corespunzatoare sudarii oteluri1or aliate in curent continuu Si curent alternativ. Alegerea sarmei si a fluxului se fac in functie de calitatea otelului de sudat. Pentru sudarea otelurilor carbon pot fi alese urmatoarele variante: sarme aliate cu Mn si fluxuri cu coninut mare de SiO2 si cu continut redus de MnO sau fara MnO; sarme cu continut redus de Mn si fluxuri cu continut mare de SiO2 si MnO. Pentru sudanea otelurilor slab aliate se recomanda sarme aliate corespunzator, cu limitarea continutului de SiO2 in flux la maximum 35%. Grosimea stratului de flux care trebuie presarat pe linia de sudura variaza intre 20mm pentru tablele subtiri si pana la 60 mm pentru tablele groase. Consumul de flux pentru tablele cu grosimea pana la 15 mm dpaseste consumul de sarma cu 20-50% , proportia fiind cu atat mai mare cu cat tablele sunt mai subtiri, iar pentru grosimi mai mari, consumul de flux este de 0,81 din consumul de sarma. Atat in timpul operatiei de sudare, cat si dupa sudare, fluxul netopit trebuie strans prin exhaustare sau manual cu peria si farasul; el se refoloseste imediat prin introducerea in buncarul de flux al tractorului. Zgura solidificata, de asemenea, se recomanda sa fie stransa, deoarece

prin remacinare si sitare poate fi refolosita in proportie de circa 25% fata de fluxul proaspat. Sarmele si fluxurile trebuie pastrate in incaperi lipsite de umiditate ; se recomanda ca inainte de sudare fluxurile sa fie uscate la 250300C ; uscarea fluxurilor previne formarea porilor si a fisurilor in sudura.

3. INSTALATII, UTILAJE SI DISPOZITIVE Tipurile de instalaii pentru sudarea automata folosite de intreprinderile din tara sunt din import sau fabricate in tara. Din import sunt instalatiile TS-17MU si ADS1000-2 (U.R.S.S.), UPU-Kjellberg(R. D. Germana), V-1200 BBC (Elvetia) etc., iar din tara instalatia AST-3 (automat de sudare tip tractor). Din complexul unei instalatii pentru sudarea automata fac parte : tractorul de sudare, pupitrul sau cofretul de comanda si sursa de curent, care poate fi un transformator sau un grup rotativ; instalatiile mai cuprind : conductoare electrice, sine pentru ghidarea tractorului, absorbitoare de flux, accesorii (roti de schimb, piese de contact) etc. Noul automat AST-3 fabricat in tara este destinat sudarii cu curent continuu sau cu curent alternativ, a diferitelor feluri de cusaturi,cat si pentru incarcare. Tractorul automatului AST-3 (fig. 2) realizeaza simultan, in timpul operatiei de sudare, depunerea fluxului din buncarul de flux 9,inaintarea sarmei-electrod din caseta 11 si inaintarea pe linia de sudare.Pentru deplasare, tractorul este echipat cu motorul electric 2 (cu tensiunea de 36 V), care antreneaza rotile din spate prin reductorul de turatie 1. Tot acest motor antreneaza si inaintarea sarmei prin reductorul de turaie 3 din fata, care acioneaza dispozitivul cu role 4 pentruindreptarea si antrenarea sarmei.

Fig.2 Tractorul instalatiei de sudare AST-3: 1-reductorul tractorului;2-motor;3-reductorul pentru antrenarea

sarmei-electrod;4-mecanism de indreptare a sarmei;5-dispozitiv de inclinare a capului de sudare;6-dispozitiv de presare pentru ghidarea sarmei; 7-dispozitiv de apsare pentru fixarea in pozitie a capului;8-piesa de contact cu forma de ajutaj pentru sarmele de 1,6-3 mm, sau rola pentru sarmele de 3,5-5mm;9-buncar de flux cu capacitatea de 5 kg;10-cutie cu butoane de comanda;11-caseta pentru sarma cu capacitate de 8 kg.

Cutia cu butoanele de comanda 10, montata pe tractor, asigura alimentarea cu sursa de curent, oprirea inaintarii sarmei, intreruperea alimentarii sursei si retragerea electrodului. Reglarea vitezei de inaintare a sarmei-electrod cu diametrul de 1,6-5 mm intre limitele 65465 m/h se executa in 26 de trepte prin roti de schimb. Sarma-electrod, cu ajutorul dispozitivului 5, poate fi inclinata lateral prin inclinarea capului in ambele sensuri pana la 45.Viteza de sudare poate fi reglata in limitele 16120 m/h. Masa tractorului fara sarma si flux este de 40 kg. Pupitrul de comanda (fig. 3) al instalaliei este executat in doua variante:pentru sudarea cu curent continuu si pentru sudarea cu curent alternativ. Pupitrul contine: bornele de alimentare de la reteaua de curent de 3 X 380 V si pentru legatura la transformator, bornele pentru curentul de sudare la tractor si la sursa de curent, un voltmetru, un ampermetru, circuitele auxiliare de comanda si lampile de semnalizare.Cu el se asigura : alimentarea cu curent de sudare, alimentarea pentru alimentarea pentru motorul de acionare a tractorului, semnalizarea prin lampi a pozitiilor "alimentat si in ,,functiune, masurarea curentului si a tensiunii. Ansamblurile pupitrului sunt cuprinse intr-o carcasa comuna montata pe patru roti. Masa pupitrului pentru curent continuu este de 45 kg, iar pentru curent alternativ de 60 kg.

Fig.3. Pupitrul de comanda al instalatiei AST-3

Sursa de curent de sudare a instalaiei AST-3 poate fi : fie un transformator de 75 kVA, fie doua convertizoare CS-500, legate in paralel (v. cap. 10).

Transforrnatorul de sudare al instalatiei este de tipul TS-2 (tip Nikitin) si functioneaza la tensiunea de alimentare de 220 sau 380 V(fig. 92). Curentii de sudare pot fi reglati in domeniul cuprins intre 400 si 1200 A, iar la durata activa DA de 1OO% curentul de sudare este 775 A. Tensiunea secundara in gol poate fi reglata la 71 sau 78 V,iar in timpul procesului de sudare, intre 30 si 45 V. Cablurile de legatura ale transformatorului la pupitrul de comanda si de la pupitrul de comanda la tractorul de sudare sunt 2 X 70 mm2 pentru fiecare borna.

Fig.4 Transformator de sudare TS-2,tip Nikitin: 1-miezul transformatorului;2-bobine primare;3-bobine secundare; 4-bobine de reglare;5-miez superior;6-motorul de actionare a bobinei de reglare;7-ventilator;8-motorul ventilatorului;9-stalpii transformatorului; 10-roti de sprijinl;11-indicator pentru reglarea curentului;12-placa de borne pentru schimbarea tensiunii in gol;13-placa de borne pentru secundar; 14-bornele primarului;15-placa de borne pentru actionare la distanta; 16-releele motorului de reglare a curentului;17-butoanele de comanda; 18-capac.

In figura 4 sunt reprezentate doua vederi ale transformatorului, la care peretii carcasei sunt demontati. Transformatorul cuprinde miezul 1, din table silicioase, pe care sunt infasurate bobinele primare 2, bobinele secundare 3 si bobinele de reglare 4. Bobinele de reglare 4 din partea de sus a miezului 5 pot fi deplasate cu motorul electric 6. Reglarea curentului se executa prin apasarea pe doua butoane 17 (butonul de sus de marire a curentului, butonul de jos de micsorare a curentului), plasate lateral in dreapta; curentul de sudare se stabileste prin apasarea continua a unuia sau a celuilalt buton, pina cand acul indicatorului 11 de la partea superioara a transformatorului ajunge in dreptul

valorii necesare. Tensiuni mai mari sau mai mici de mers in gol (de 71 sau de 78 V) se obtin cu ajutorul placii de borne 12. Curentul de sudare se regleaza de la distanta cu placa de borne 15, prin punerea in functiune a releelor 16, care actioneaza motorul 6,iar acesta, bobinele de reglare 4. Daca tensiunea retelei de alimentare variaza peste 5%, ceea ce influenteaz negativ procesul de sudare, este mai indicata folosirea a doua convertizoare CS-500 legate in paralel , in care caz este necesara utilizarea pupitrului de comanda pentru curent continuu. Comanda instalatiei de sudare automata sub flux se realizeaz cu trei butoane de pe cutia de comanda a tractorului ,,JOS OPRIRE ,"SUS OPRIRE, ,,PORNIRE. Inainte de apasarea pe butonul ,,PORNIRE, butoanele de oprire sunt pentru ridicarea sau coborarea sarmei electrod (jos-sus), iar dupa apasarea pe butonul ,,PORNIRE, care asigura conectarea curentului de sudare si a motorului de antrenare a tractorului, sunt : -primul buton este de "OPRIRE pentru avansul sarmei si penru deplasarea tractorului, fara intreruperea curentului de sudare; al doilea buton este de "OPRIRE" a tuturor circuitelor la tractor. La inceput, pentru pornire se apasa pe butoanele "JOS si "SUS pana cand capatul sarmei-electrod vine in contact cu piesa de sudat;se deschide registrul pentru presararea fluxului, dupa care se apasa 1-2s pe butonul "PORNIRE ; o apasare mai lunga intrerupe arcul,iar una prea scurta conduce la lipirea electrodului de piesa. Pentru oprire se apasa pe butonul "SUS OPRIRE pana se intrerupe arcul. Daca se sudeaza piese subtiri, intai se apasa pe butonul "JOS OPRIRE" pana la intreruperea arcului si apoi scurt pe butonul "SUS OPRIRE", insa fara a fi slabita apasarea pe primul buton. La sudarea pieselor groase, pentru evitarea craterelor, se desurubeaza maneta cuplei mecanice a mecanismului de antrenare a tractorului cu 13 s,inainte de apasarea pe butonul "SUS OPRIRE. In fiecare zi, inainte de inceperea lucrului, se verifica starea rolelor, a pieselor de contact si a contactelor la bornele de aducere a curentului de sudare, care trebuie sa fie curate si bine stranse. Se vor verifica periodic si rolele de ghidare si de antrenare a sarmei, vaselina din reductoarele tractorului, gradul de uzura a roilor dintate, a lagarelor, jocul mecanismului de inclinare a capului de sudare si a celui de deplasare cu cupla stransa etc., conform prevederilor din cartea masinii. De asemenea, se var verifica contactele pupitrului de comanda si ale sursei de putere (transformator sau grup), care trebuie sa fie permarent acoperite de capacele de protectie. Instalatia se deserveste numai cu manusi. Din punctul de vedere al modulul de lucru, instalatiile pentru sudarea automata sub flux sunt mobile sau stationare. Instalatiile mobile sunt instalatiile care pot fi aduse la ansamblurile de sudat, iar in timpul operatiei de sudare capul de sudare este deplasat de-a lungul rostului de sudat. La astfel de instalatii, sudorul se deplaseaza odata cu tractorul de sudare si trage dupa el cablurile. La instalatiile stationare, deplasarile in vederea sudarii sunt executate de piesa de sudat, iar sudorul supravegheaza lucrul de pe platforma de lucru. La aceste instalatii, capul de sudare fiind stationar, nu se produc trepidatii in timpul procesului de sudare. Instalatiile stationare prezinta dezavantajul ca necesita investitii mari si locuri special amenajate. Pentru executia sudurilor, in afara de instalatii, mai sunt necesare numeroase dispozitive si mecanisme (utilaje auxiliare) destinate:

mentinerii baii de sudare, pentru care sunt necesare perne de flux,suporturi, gurnituri etc. asezarii, pozitionarii, rotirii, rasturnarii etc. ansamblurilor, operatii care se executa cu platouri, standuri, role cu dispozitive de antrerare, rasturnatoare etc. -deplasarii in vederea obtinerii miscarii relative dintre capul de sudare si piesa de sudat, pentru care sunt necesare standuri cu role,manipulatoare, grinzi cu coloane etc. Sinele-suport (garniturile) din cupru si pernele de flux sunt dispozitive cu ajutorul carora se mentine baia de sudura in cazul cand la radacina rostului nu a fost executata, in prealabil, o sudura sau nu este prevazut sub rost un suport de otel care ramane sudat de piesa. In cazul sudarii circulare in interior, la piesele cilindrice se folosesc la exterior dispozitive de conducere a fluxului sub cusatura. In figurile 5 si 6 sunt reprezentate garnituri si perne de flux pentru sudarea longitudinala si circulara a pieselor la care apasarea fluxului se obtine prin greutatea proprie a piesei (fig. 5, b), prin presarea cu aer comprimat (fig. 5, c) sau prin presarea cu ajutorul unei curele profilate de transmisie (fig.6 .

Fig.5 Garnituri si perne de flux fixe: a)garnitura de cupru cu sant longitudinal pentru flux,cu presarea tablelor pe garnitura; b)perna de flux cu presare,prin greutatea proprie a piesei de sudat pe perna de flux; c)prin perna de flux cu presare cu aer comprimat;1 si 2-piese de sudat;3-flux; 4-sant sau jgheab pentru flux;5-sarma-electrod;6-garnitura de cupru; 7-furtun cu aer comprimat.

Fig.6 Perna de flux cu curea profilata din cauciuc: 1-table de sudat;2-flux;3-curea portflux;4-sarma-electrod

Platourile si standurile asigura pozitia reciproca a tablelor de sudat si sunt folosite la sudarea panourilor mari din table. Presarea pernei de flux se poate asigura prin mai multe metode : cu sine elastice curbate pnin strangerea acestora, pneumatic cu furtunuri, asezate sub perna de flux, in care caz se introduce aer comprimat, cu electromagneti care prin atragerea tablei realizeaza presarea etc. Standurile electromagnetice prevazute si cu articulatii asigura, pe langa presarea necesara, si asezarea corecta a tablelor. Presiunea aerului comprimat din furtunurile de presare nu trebuie sa depaseasca 2,5 kgf/cm2, deoarece se produc defectele in suduri. In figura 7 se prezinta un platou si un stand electromagnetic pentru sudarea tablelor plane 1 pe perna de flux , la care presarea pernei se executa pneumatic prin admisia aerului comprimat in furtunul 3; la standul electromagnetic (fig. 7, b),tablele sunt mentinute in pozitie de e1ectromagnetii 4 prin conductoarele de curent 5.

Fig.7 Platou si stand electromagnetic pentru sudarea suprafetelor plane:

a)platou cu presare;b)stand electromagnetic;1-table de sudat; 2-flux;3-furtun de aer comprimat;4-bare de otel magnetizabil; 5-conductor de curent de magnetizare

Standurile cu role (viroare) sunt dispozitive folosite la sudarea pieselor cilindrice, conice sau sferice cu care pot fi executate atat cusaturi circulare, cat si longitudinale. Cu ele se asigura fie aducerea in pozitie pentru executarea sudurilor longitudinale, fie rotirea cu viteza constanta a virolelor pentru executia sudurilor circulare. Se executa pentru piese cu mase intre 500 si 300 t. Deschiderea intre rolele pe care se aseaza virolele se regleaza in functie de diametrul virolelor de sudat.In general, ele au un stand motor si unul sau mai multe standuri cu role libere (fig. 8).

Fig.8 Stand cu role (W15-MESSER) prevazut cu capre cu role deplasabile , fara mecanism de transport cu sarcina de incarcare a fiecarei capre de 15 000 kg , pentru sudarea ansamblurilor cilindrice cu diametrul intre 600 si 4 000 mm: a-stand cu role libere ; 2-stand motor

Pentru executarea sudurilor in pozitie favorabila (orizontala, in jgheab) se folosesc manipulatoare ;piesa de sudat, dupa asamblare, este fixata pe platoul manipulatorului, dupa care ea poate fi adusa in pozitia cea mai convenabila prin rotire, inclinare, rotire cu inclinare, intoarcere etc. De asemenea, dupa aducerea in pozitia necesara, cusaturile circulare pot fi executate foarte avantajos cu un cap de sudare fixat,prin rotirea ansamblului cu o viteza absolut uniforma. Manipulatoarele se executa pentru sudarea ansamblurilor cu mase de la cateva zeci de kilograme, pana la peste 30000 kg. In mod foarte convenabil se executa cu manipulatoare sudarea flanselor de corpurile cilindrice. Tot cu manipulatoare se pot executa si alte operatii de pre- sau postsudare:asamblarea, curatirea, finisarea, controlul etc. Manipulatoarele asigura micsorarea timpului de sudare cu minimum 2O%, iar a timpilor auxiliari necesari manipularii cUupeste 1OO%. In figura 9 este reprezentat un manipulator pentru sudarea ansamblurilor cu masa pana la 900 kg. Ansamblul montat pe el poate fi inclinat pana la 135 fata de pozitia verticala initiala; plansaiba are diametrul de 850 mm. Miscarea de rotire este continua, fara trepte, pentru sudarea cu turatii intre 0,08 si 2,4 rot/mm.

Fig.9 Manipulator pentru sudarea ansamblurilor cu mase pana la 900 kg cu diametrul plansaibei de 850mm

Pentru sudarea produselor mari, de exemplu a cusaturilor longitudinale pe generatoare sau a cusaturilor circulare exterioare la cazane,se folosesc carucioare velocipede sau grinzi cu coloane (potente). Carucioarele velocipede au prevazut un balcon pentru sudor si automatul de sudare, care poate fi ridicat sau coborat; Intregul velociped se poate deplasa pe doua sine, una inferioar si alta superioara, astfel incat el poate actiona la diferite niveluri pe intreaga lungime a sinelor (fig. 10).

Fig.10 Carucior velociped pentru sudarea circulara si longitudinala a cazanelor: 1.-carucior;2-balcon;3-tractor;4-exhausor de flux;5- actionarea miscarii in lungul sinelor;6actionarea pentru ridicarea si cobararea balconului;7 contrabanda de echilibru;8-conductor;9-sina.

Grinzile cu coloane (potentele) sunt in prezent utilajele cele mai moderne pentru sudarea produselor mari. Gninzile de sudare sunt echipate cu automate de sudare si pot lucra in mai multe moduri: cu cap suspendat fixat intr-o anumita pozitie, cu deplasare mecanizata a grinzii sau cu deplasarea tractorulii de sudare pe grinda. In figura 11 se prezinta o grinda pentru sudarea produselor de diametre mari (intre 1000 si 3600 mm).

Fig.11 Grinda de sudare mobila cu coloana montata pe un carucior pentru sudarea corpurilor cilindrice cu diametrul de 1000-3600 mm.

Coloana cu grinda poate fi deplasata in orice parte a halei de lucru. Pentru sudare exista si posibilitatea miscarii de translatie orizontala a grinzii cu diferite viteze sau de rotire cu 360 impreuna cu coloana sau de aducere a ei la inaltimi intre 1000 si 3600 mm corespunzatoare diametrelor. La executia cusaturilor de lungimi reduse, a cusaturilor curbe si la sudarea in locuri greu accesibile este folosita sudarea semiautomata, la care, in locul tractorului, este folosit un cap de sudare prevazut cu un rezervor portflux, montat pe un maner, formand portelectrodul, pe care sudorii il conduce de-a lungul rostului de sudat. La sudarea semiautomata se folosesc o sarma de 12 mm si curenti pana la maximum 700 A. In figura 12 este reprezentata instalatia pentru sudarea semiautomata, la care, printr-un mecanism de antrenare cu role, sarma din caseta 1 este impinsa spre capul de sudare 2 prin tubul flexibil 3.Instalatia are un cofret de comanda 4 (asemanator instalatiilor automate), legat la reteaua de alimentare, prin care se fac legaturile la transformatorul de sudare, cu regulator separat de curent 5, la tubul flexibil 3 si la masa de sudare 6. Mecanismul cu role este format dintrun reductor cu roti dintate, acionat cu un motor electric care actioneaza rolele de antrenare a sarmei. Tubul flexibil (fig. 13, a) este de constructie speciala, avand central o spirala de sarma 1 prin care trece sarma, izolata electric de conductorul de curent 2 Si de firele de comanda 3 pentru pornirea

semiautomatului. Portelectrodul (fig. 13, b) este prevazut cu o teava-ajutaj 1 pentru conducerea curentului la becul 2 si cu un buncar de flux 3 cu registrul 4. Instalatia se porneste cu butonul 5 de pe maner. In timpul executiei sudurii, sudorul tine in mana manerul 7 legat la tubul flexibil 8, si conduce manual portelectrodul in lungul rostului de sudat.

Fig.12 Instalatie pentru sudarea semiautomata sub flux cu curent alternativ

Fig.13 Cablu flexibil si portelectrod pentru sudarea semiautomata sub flux: 1-caseta cu sarma;2-cap de sudare cu buncar de flux;3-tub flexibil ;4-cofret de comanda;5transformator de sudare cu regulator de curea;6-masa de sudare;7-sens de sudare

4.Tehnologia sudarii sub fluxAvand in vedere faptul ca sudarea automata si semiautomata sub flux sunt procedee de mare productivitate, la stabilirea tehnologiei de sudare a ansamblurilor trebuie sa se tina seama de aceasta particularitate. Deoarece in timpul operatiei arcul de sudare nu este vizibil, si deci sudorul nu poate interveni direct in executia locala a sudurii, care pe intreaga lungime ee depune in mod absolut uniform, este necesar ca rostul sudurii sa fie precis prelucrat si asamblat, cu marginile la acelasi nivel si complet uniform pe intreaga lungime de sudat. Neuniforitati1e conduc la defecte, fie de nepatrundere, fie de strapungere, topiri locale, crestaturi etc. Chiar la sudarea semiautomata, sudorul nu are rol decat de a conduce capul in lungul rostului, fara sa execute oscilatii transversale. Deoarece executia prelucrarii marginilor rostului si asamblarea in limite de tolerante strinse sunt costisitoare si necesita un volum mare de munca, este foarte important sa se tina seama si de destinatia produsului respectiv, ca sa nu incarce inutil pretul de cost cu operatii prea scumpe. Tinand seama ca la acest procedeu pot fi folosite densitati mari de curent, sunt indicate rosturile in I, prelucrate cu flacara de gaz si curatite de orice impuritati, pentru grosimi de perete cat mai mari. Prelucrarea corecta a rosturilor, mentinerea uniforma a interstitiului si a denivelarii marginilor dupa asamblare in limitele conform tabelei 6 sunt hotaratoare pentru obtinerea unor suduri de calitate. Prinderile de asamblare se executa in lungimi de 4060 mm, cu grosimi de 23 mm, la intervale de 300500 mm, in functie de grosimea de sudat. Inainte de sudare, rosturile trebuie sa fie absolut curate, lipsite de murdarii, uleiuri, rugini, zguri de la sudurile de prindere etc.; in caz contrar, in suduri se produc defecte. In vederea sudarii se Va asigura meninerea corecta a baii de sudura cu garnturi, perne de flux etc. La capetele rosturilor se vor prinde placi de capat, pe care se executa inceputurile si sfarsiturile sudurilor. Aceste placi de capat au rolul de a preveni eventualele defecte ce se formeaza la capete si servesc pentru executia epruvetelor de incercare. La sudare se va tine seama ca cu cat intensitatile de curent sunt mai mari, cu atat patrunderea si latimea randului de sudura sunt mai mari, si, cu cat tensiunea in timpul sudurii este mai mare, cu atat latimea randului este mai mare, iar patrunderea mai redusa. Viteza de sudare are si ea o mare influenta, in sensul ca la marirea ei, patrunderea si latimea randurilor se micsoreaza. De aceea, o data fixate regimurile pentru executia diferitelor rosturi, ele se vor pastra riguros pe toata durata executiei. Alegerea variantei optime de sudare este destul de dificila, in special a numarului de treceri. Daca din punctul de vedere al productivitatii, cusaturile cu treceri cat mai putine sunt cele mai productive, sudarea in treceri multiple asigura o calitate superioara din punctul de vedere al caracteristicilor de tenacitate (alungire si rezistenta), insa necesita un timp de executie mai mare. Cu cat numarul de treceri pentru executia sudurii este mai mare, cu atat deformatiile produse sunt si ele mai mari. Problema stabilirii numarului de treceri este importanta in special la sudarea grosimilor peste 25 mm. Sudarea cu treceni multiple se aplica in special la executia sudurilor circulare, unde nu pot fi folositi curenti de sudare prea mari. Tablele subtiri cu grosimi sub 3 mm se sudeaz sub flux cu curent continuu, polaritate inversa, pe garnituri de cupru sau cupru-flux, cu rostul in I. Sudarea se poate

executa automat sau semiautomat cu sarme cu diametrul de 0,82 mm, conform regimurilor din tabelul 1.

Regimurile de sudare automata si semiautomata sub flux a tablelor subtiri in I

Grosimea de sudat mm1

Tipul de cusatura

Tehnica de executie

Diametrul sarmeielectrod mm1

Interstitiul rostului mm