Blog

Despre incarcarea dura folosind electrozi si sarme pentru incarcare dura

Generalitati - Aplicatii incarcari dure : 

Cu ajutorul incarcarii prin sudare se protejeaza partile expuse diferitelor tipuri de uzuri, cu scopul de a se obtine fie rezistenta la un anumit tip de uzura, fie o anumita proprietate specifica. 

Cu toate ca incarcarea prin sudare se foloseste la reconditionarea pieselor uzate in vederea maririi duratei de utilizare, deseori este util ca aceasta tehnologie sa fie utilizata si pentru confectionarea partilor noi. Piesa se poate astfel fabrica din material mai ieftin iar proprietatile necesare suprafetelor active se realizeaza incarcand prin sudare cu un material ale carui proprietati se potrivesc nesesitatilor respective. 

Materialele de sudare se pot aplica practic prin orice procedeu de sudare. 

Duritatea sporita nu inseamna neaparat intotdeauna rezistenta mai buna la uzua sau o functionare mai indelungata. O serie de aliaje pot avea aproximativ aceeasi duritate si in acelasi timp rezistenta la uzura sa varieze semnificativ. 

Din experienta reiese ca pentru alegerea celui mai convenabil material pentru incarcare prin sudare trebuie sa se cunoasca conditiile la care va functiona piesa respectiva. 

Pentru ca sa se poata alege un material corespunzator unei utilizari concrete sunt necesare urmatoarele informatii : 

• care sunt factorii de uzura
• care este materialul de baza
• care procedeu de sudare este preferat
• care este aspectul suprafetei dupa incarcare

Factorii de uzura :

Exista numerosi factori de uzura care actioneaza independent sau in diferite combinatii. Pe aceasta baza trebuie sa se identifice si sa se aleaga cu atentie un material de adaos cu proprietati potrivite, care sa asigure eficienta si siguranta reparatiei.

Un aliaj pentru incarcare trebuie ales ca un compromis intre diferiti facturi de uzura existenti. De exemplu cand se stabileste ca factor prima de uzura este abraziunea si factor secundar este impactul moderat, materialul pentru incarcare prin sudare care se alege trebuie sa aiba o rezistenta la uzura prin abraziune dar in acelasi timp si un bun nivel de rezistenta la impact. 

Prin simplificarea sistemului de facturi de uzura acestia pot fi clasificari in categorii separate cu caracteristici foarte diferite. 

Uzura metal - metal , uzura prin frecare sau alunecare 

Este vorba de uzura pieselor metalice care se rostogolesc sau aluneca una peste alta, cum este de ex. un arbore si suprafata unui lagar, zalele lantului pe role, rotile cu lanturi, rolele laminoarelor, etc. 

Pentru acest tip de uzura se potrivesc materiale metalice martensitice pentru incarcari prin sudare. Pot fi folosite de asemenea si aliaje austenitice manganoase sau aliaje cu cobalt. 

In general contactul intre suprafetele materialelor de aceeasi duritate au drept consecinta uzura excesiva. De aceea, pentru suprafetele partilor care lucreaza in contact reciproc, de ex arbore si bucsa, este necesar sa se aleaga materiale cu duritate diferita. 

Impact : 

Suprafata materialului expusa loviturilor si/sau presiunilor inalte se deformeaza sau se rupe si chiar sparge. uzura prin impact se produce si la concasare si macinare impreuna cu abraziuni cu particule fine . Astfel de conditii impun existenta unor suprafete tari, rezistente la uzura. 

Incarcarea cu otel austenitic manganos care se ecruiseaza, rezista cel mai bine la uzura prin impact. Se formeaza suprafete dure iar materialul de sub ele este tenace. Depunerile cu aliaje martensitice au si ele o buna rezistenta la uzura prin impact cu toate ca nu sunt atat de bune ca cele austenitice manganoase. Componentele tipice sunt diferite parti ale concasoarelor , ciocane de concasare, varfurile inimilor macazurilor feroviare, etc. 

Abraziunea cu particule minerale fine . 

Acest tip de uzura este cauzat de particule fine care aluneca sau curg pe suprafata metalica cu diferite viteze si la diferite presiuni si astfel erodeaza suprafata materialului, ca si cum ar fi mici unelte de taiere. Cu cat aceste particule sunt mai tari si cu cat au o forma mai ascutita cu atat abraziunea este mai intensa. 

Ne intalnim cu exemple tipice de uzura abraziva la lucrari de teresament, foraje, in caz de transport al mineralelor , utilaje agricole, etc.

Datorita absentei uzurii la impact se utilizeaza cu succes aliajele de otel cu continut ridicat de carbon si crom, relativ fragile, cum ar fi aliajele ce contin si carburi. 

Abraziune prin polizare / abraziune si presiune 

Acest tip de uzura se produce cand particulele mici, abrazive intra intre cele 2 parti metalice, unde se maruntesc si produc un efect similar polizarii. 

O astfel de uzura este la unele parti ale morilor, duze ale pulverizatoarelor, ale concasoarelor cu cilindri, malaxoare , lame de excavatoare, etc. 

Aliajele folosite in acest cazuri sunt cele austenitice manganoase, cu structuri martensitice si unele aliaje ce contin carburi. Aliajele cu carburi contin de obicei carburi mici si egal distribuite de titan. 

Uzura la temperaturi inalte / caldura , oxidare, coroziune. 

Metalele expuse temperaturilor inalte timp indelungat isi pierd in general durabilitatea, ducand deseori la fisurare in urma oboselii termice. 

De exemplu la matrite si scule pentru forjare si fasonare a metalelor la cald, ia nastere impactul termic, provocat de eforturi termice ciclice. 

La functionare in atmosfera oxidanta, se formeaza pe suprafata un strat de oxizi care ulterior din cauza dilatarii termice diferite se poate rupe si tot ciclul de oxidare se repeta. 

Otelurile martensitice cu 5-12%Cr sunt foarte rezistente la oboseala termica. Aliajele cromului cu carbonul (carburi de crom) au o excelenta rezistenta la uzura pana la temperaturi de 600gC. 

Pentru functionare la temperaturi si mai ridicate se utilizeaza aliajele pe baza de nichel sau de cobalt. 

Partile tipic expuse temperaturilor inalte sunt cilindrii utilajelor pentru turnare continua, matrite de forjare, unelte pentru extrudare, stantare, clesti de laminor , utilaje pentru sfaramarea clincherului, etc. 

Material de baza 

Se incarca prin sudare doua grupe de materiale de baza : 

• oteluri carbon sau slab aliate
• oteluri austenitice manganoase

Practic, pentru a distinge intre aceste doua grupe de materiale, se poate folosi un magnet. 

Otelurile carbon si slab aliate se magnetizeaza puternic. Tipurile austenitice manganoase nu sunt magnetice, insa dupa ecruisare si aceste oteluri devin magnetice. 

Recomandarile pentru sudarea acestor doua grupe sunt cu totul diferite.

Otelurile carbon si slab aliate necesita in functie de continutul de carbon si de elementele de aliere, luare diferitelor masuri cum ar fi preincalzirea, tratamentul termic dupa sudare, recire lenta, etc.

Pe de alta parte, otelurile austenitice manganoase trebuie sa se sudeze fara preincalzire sau tratament termic dupa sudare. Temperatura interstrat trebuie sa se mentina cat mai jos posibil (<200gC), deoarece aceste materiale devin fragile prin supraincalzire. 

Procedee de sudare :

Procedeele de sudare cele mai obisnuite pentru incarcarea prin sudare sunt : 

SUDAREA CU ELECTROZI INVELITI (vezi AICI manual de reparatii prin sudare): 

Cunoscut si sub denumirea de sudare manuala cu arc electric (MMA)

• acopera cea mai mare gama de metale sudabile
• este ieftin
• este un procedeu de lucru versatil, utilizabil in aer liber si in diferite pozitii.

SUDAREA CU SARMA TUBULARA SAU SARME PLINE (vezi AICI manual de reparatii prin sudare): 

• gama de aliaje disponibile, aproape identica cu cea a electrozilor inveliti
• randament mare de depunere
• se poate utiliza si in afara atelierului (exista multe tipuri de sarme tubulare cu autoprotectie)
• la tipurile cu protectie proprie nu este necesar gaz de protectie

SUDAREA SUB STRAT DE FLUX (vezi AICI manual de reparatii prin sudare):

• sortiment redus de materiale de adaos
• randament mare de depunere - se potriveste pentru sudarea pieselor uzate de mari dimensiuni
• fara stropi sau radiatii periculoase

Cerinte privind prelucrabilitatea suprafetei. 

Cerintele pentru prelucrabilitatea suprafetei trebuie sa se stabileasca inalte de alegerea materialului de adaos, deoarece aliajele de incarcare dura varieaza de la usor prelucrabile pana la neprelucrabile. In plus, multe din materialele depuse inalt aliate fisureaza de-a lungul cordonului de sudura, formand fisuri fine prin care se destind si inlatura tensiunile care actioneaza asupra materialului de baza (ca info, aceste fisuri nu afecteaza in nici un fel aplicatia in sine, grad duritate, etc) 

De aceea, inainte de alegerea aliajului de adaos, trebuie sa se raspunda la urmatoarele intrebari : 

• Este necesara dupa sudare o prelucrare prin aschiere sau este suficienta plizarea ? 
• Este admisibila existenta unor mici fisuri dupa sudare ? 

Ca regula aproximativa se poate considera ca metalul de sudare cu o duritate < 40HRC se poate prelucra. Materialele cu duritate >40HRC se pot prelucra insa doar prin rectificare. 

Fisurarea superficiala de multe ori nu deranjeaza din punct de vedere al functionarii incarcarii dure si nu produce exfolierea stratului depus. Daca insa piesa este solicitata la impact sau la indoire este util sa se utilizeze un strat tampon ductil care sa impiedice propagarea fisurilor in materialul de baza. 

Pericolul de fisurare este mai redus cand se foloseste un curent de sudare mai mic si viteza de sudare este mai mare. 

Tipuri de materiale pentru incarcare prin sudare 

Materialele pentru incarcare prin sudare se pot imparti in grupuri, in functie de proprietatile lor caracteristice si rezistenta la uzura. 

Aceste grupuri sunt in functie de compozitie: 

Pe baza de fier : 

• aliaje martensitice
• aliaje austenitice
• aliaje cu continut bogat in carburi

Aliaje neferoase :

• aliaje pe baza de cobalt
• aliaje pe baza de nichel 

Proprietatile lor fata de uzura : 

Martensitice :  rezistenta buna la uzura metal - metal ; rezistenta buna la impact ; rezistenta acceptabila la abraziune 

Austenitice : Rezistenta excelenta la impact ; bune pentru strat tampon si intermediare ; rezistenta acceptabila la abraziune 

Continut de carburi : rezistenta excelenta la abraziune ; rezistenta buna la temperatura ; rezistenta acceptabila la coroziune ; rezistenta redusa la impact 

Aliaje cobalt si nichel : Aceste aliaje rezista la majoritatea tipurilor de uzura. Din cauza pretului mare se folosesc numai in cazurile cand proprietatile lor sunt justificate economic, cum sunt aplicatii pentru temperaturi inalte, cand aliajele pe baza de fier cu un continut de carburi nu au rezistenta suficienta. Aliajele cu nichel reprezinta o alternativa mai ieftin. 

GAURIREA MATERIALELOR CU MASINI CARE SE FIXEAZA CU PRINDERE MAGNETICA

(Masini de gaurit cu talpa magnetica si burghie HSS cu prindere Welon si racire/lubrefiere cu lichid)

Prin procedeul de gaurire prin frezare cu burghie de tip carota cu placute din carburi (HSS) si prindere cu sistem Weldon, se pot gaurii materiale metalice cu duritati mari (ex. otel Hardox, otel Inox, etc), cu grosimi de pana la 80mm si diametre de 50mm. Pentru aceasta, este necesara dimensionarea corecta a puterii masinii, alegerea corecta a burghielor HSS cu prindere Weldon, respectiv turatia si viteza de avans corecta. Indem, se va folosi OBLIGATORIU lichide cu dubla proprietate, adica racire si lubrefiere. Daca nu se tine seama de aceste aspecte, se risca spargerea burghiului, si arderea motorului electric. Un aspect foarte important este ca operatorul sa mentina viteza de avans constanta, sa nu ridice si sa coboare brusc burgiul, respect sa nu creasca forta de apasare. Exista si masini care permit setarea de diverse trepte de turatie, respectiv a vitezei de avans, astfel putand fi eliminate greselle de operare. Cu cat creste grosimea de gaurire si duritatea materialelor, se vor alege atat burghiele cu parte activa direct proportionala cu grosimea de gaurire, respectiv masini cu puteri tot mai mari, turatii selective, viteze de avans selective, si magneti mai puternici. Orice necorelare poate face imposibila operatia de gaurire prin frezare.

Avantajele acestui procedeu este ca se pot gaurii inclusiv in conditii de santier, nu este necesar sa manipulezi materiale grele,pentru a le aduce la masini de gaurit fixe, si pe deasupra poti gauri si in pozitie orizontala (in sau si de jos in sus. 

DESPRE PROCEDEELE DE SUDURA

  Procedeul MIG/MAG Tandem 

CLOOS a introdus subprocedeul "MIG/MAG-TANDEM", ca pe o unealta tehnologica de mare productivitate. Aceasta reprezinta o versiune flexibila si performanta a procedeului de sudare MIG/MAG cu doua arce, la care cele doua sarme electrod sunt avansate pe directii concurente, intr-o baie topita comuna.
Pentru a permite un transfer dirijat, cu un grad de stropire cat mai redus, cele doua surse de tip CLOOS 503 Quinto "Profi", sunt sincronizate electronic. In acelasi timp parametri celer doua surse pot fi reglati individual, astfel ca e posibil sa sudam de exemplu cu doua diametre de sarma, sau chiar cu doua procedee diferite (normal si pulsat).
Ca rezultat se pot obtine cusaturi sudate avand o calitate deosebita, rate mari de depunere si in acelasi timp o stropire redusa, toate acestea la viteze de sudare care ating frecvent 3~4 m/min.
La sudarea tablelor subtiri (2-3 mm) procesul TANDEM poate asigura chiar viteze de pana la 6 m/min. La sudarea tablelor medii/groase se pot obtine cote ale imbinarilor de colt de pana la 8 mm, dintr-o singura trecere. Rata de depunere, de pana la 26 kg/h face din acest procedeu o alternativa foarte avantajoasa la sudarea sub flux(UP).

Procedeul WIG/TIG

Procedeul WIG (Wolfram Inert Gas) sau TIG (Tunsgran 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, tantalul si zirconiul. Pentru a suda astfel de materiala este nevoie de un spatiu perfect etans in care nu poate patrunde aer (o atmosfera controlata de argon de exemplu).

 Procedeul de sudare in 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.
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.

Oteluri carbon si slab aliate

Gaz de protectie

Proprietati

Materiale

CRONIGON® S 1

•Oxidare redusa
•Umectare redusa

Oteluri feritice cu Cr

CRONIGON® S 3

•Oxidare mai intensa
•Umectare suficienta

Oteluri austenitice rezistente la coroziune

CRONIGON® S 2

•Oxidare redusa
•Umectare buna
•Viteza de sudare mai mare
•Stropire redusa

Oteluri austenitice rezistente
CrNi termorezistente
Oteluri aliate speciale de exemplu
oteluri duplex

CRONIGON® He 20
CRONIGON® He 20

• Umectare exceptionala si la grosimi mari
• Comportare foarte buna la sudare
• Arc stabil
• Stropire minima
• Viteza de sudare mare, indicat la sudarea mecanizata

Oteluri aliate speciale duplex si superduplex.
Oteluri austenitice CrNi rezistente la coroziune si termorezistente.
Materiale pe baza de Ni neexpuse la coroziune deosebita

La sudarea MAG a otelurilor austenitice s-a dovedit extrem de utila sudarea cu impulsuri. Se recomanda sa se tina seama de acest fapt la achizitionarea unor instalatii noi, mai ales si datorita faptului ca în cazul tablelor subtiri din oteluri rezistente la coroziune, sudarea cu arc scurt nu a dat rezultate satisfacatoare. Totodata aceste instalatii permit utilizarea sârmelor de sudare cu diametru mai mare si mult mai economicoase care amortizeaza în scurt timp costurile mai mari ale instalatiei.

Grosime tabla [mm]

Diametrul sarmei de sudare [mm]

Puterea instalatie de sudare DA 100% [A]

Mod de racire

pana la 3

1.0

180 - 220

Gaz (apa)

pana la 8

1.0; 1.2

250 - 300

Apa

Diametru sarma sudare [mm]

Valori recomandate

Rata de depunere

Tensiune sudare [V]

Curent sudare [A]

La curent max. [kg/h]

In pozitii dificile [kg/h]

1.0

16 - 25

70 - 220

3.9

2.5

1.2

18 - 28

100 - 280

5.4

3.5

Aceste valori sunt orientative si sunt in functie de tipul de aliaj, gaz de protectie si de distanta intre duza de contact si piesa.

Distanta intre duza de contact – piesa recomandata:
Arc scurt: ~ 8 - 12 mm
Spray-arc si arc in impulsuri: ~ 12 - 18 mm
Dependenta intre tensiune arc – curent de sudare / viteza de avans a sârmei este functie de gazul de protectie utilizat si tipul arcului.

Spre deosebire de otelurile de constructie nealiate, otelurile CrNi rezistente la coroziune prezinta o dilatare termica foarte mare si o conductivitate termica mica.
Din acest motiv, pentru evitarea deformatiilor mari la sudarea tablelor subtiri acestea trebuie heftuite la distante mai mici in cazul in care nu exista dispozitive de prindere.
Datorita acestor proprietati nivelul tensiunilor proprii este foarte ridicat. Acest fapt impune realizarea unor sectiuni de sudare mici si utilizarea unor energii liniare mici – tehnica cu depuneri filiforme multistrat.
In cazul in care dupa sudare partea dinspre radacina nu mai este accesibila in vederea indepartarii stratului superficial oxidat, se impune utilizarea gazelor de protectie a radacinii (gaze de formare).
Asigurarea unei suduri corecte, cu patrunderea si formarea corecta a radacinii este posibila numai daca pregatirea rostului este exacta si corecta.
Pentru indepartarea oxizilor este permisa numai utilizarea unor scule adcvate ca de exemplu pile si polizoare. Este interzisa utilizarea sculelor pentru prelucrarea otelurilor rezistente la coroziune si pentru oteluri de constructie obisnuite.
Periile pentru curatire trebuie de asemenea sa fie confectionate din sârma de otel rezistent la coroziune si este interzisa utilizarea acestora la oteluri de constructie.

Rezistenta la coroziunea acestor oteluri se bazeaza pe existenta unui strat superficial foarte subtire aderent si invizibil de oxid de crom.
La temperaturi peste 250° C, care în cazul sudarii apar si în imediata apropiere a sudurii, datorita prezentei oxigenului din aer are loc o noua oxidare. Aceasta oxidare suplimentara duce la aparitia unui strat oxidat mai gros si vizibil datorita culorii lui. Acest strat nu mai este rezistent la atacul mediilor corozive si prin urmare afecteaza rezistenta la coroziune. Prin utilizarea gazelor de formare, înainte si în timpul sudarii oxigenul din aer poate fi îndepartat din zona sudurii si poate fi evitata aparitia acestei colorari superficiale.
Aceasta protectie a gazelor de formare trebuie asigurata pâna la atingerea temperaturii de cca. 250° C.

Dupa sudare aceasta coloratie superficiala poate fi îndepartata prin:

• Periere
• Polizare
• Sablare
• Baituire

Alegerea procedeului utilizat depinde de cerintele impuse produsului, ca de exemplu:

• Perierea în cazul unor cerinte mai reduse.
• Polizarea sudurilor acoperite cu zgura – a se acorda atentie presiunii cu care se face polizarea, în caz contrar pot aparea noi oxidari.
• Sablare combinata cu baituire pentru cerinte înalte.

Se recomanda stabilirea metodei de curatire înca din faza de pregatire a fabricatiei.

La sudare trebuie respectate urmatoarele recomandari:

• Baia topita trebuie mentinuta mica – se sudeaza continuu.
• Pistolet înclinat la 10 - 15° împins.
• Distanta teava de contact – piesa se mentine cât mai mica.
• Conducerea pistoletului sa fie cât mai uniforma.
• In cazul depunerilor multistrat eventuala instabilitate a arcului se inlatura prin polizarea sudurii.
• Se va utiliza un pachet de furtune cat mai scurt.
• Pentru transportul sarmei bowdenele de teflon sunt avantajoase.
• Se vor utiliza gaze de protectie cu componente active reduse, ca de exemplu CRONIGON® S 2 sau CRONIGON® S 1.
• Este avantajoasa utilizarea surselor de sudare cu impulsuri la sudarea tablelor subtiri. Ele permit utilizarea unor sarme mai groase, cu avans mai stabil.

Cat de importanta este legarea corecta a piesei la pamant, in cazul sudarii MIG ?

La sudarea cu arc electric, arcul se stabileste intre electrod si piesa.
In acest scop, arcul necesita o curgere buna a curentului electric, cu o rezistenta minima a circuitului.

Sudorii incepatori comit adesea gresala de a face legatura cu ajutorul clemei de masa, pe suprafete ruginite sau vopsite. Arcul electric care rezulta va fi dificil de amorsat, apoi va arde instabil.

Printre alte erori comise in acest domeniu se amintesc :

• cabluri insuficient dimensionate, care se incalzesc in timpul sudarii (consumand energie care ar trebui sa ajunga la arcul electric si reducand tensiunea la bornele acestuia)
• cleme de masa prea mici sau defecte, care se infierbanta in timpul sudarii
• atasarea clemei de masa prea departe de locul sudarii (avand efecte nedorite de suflaj magnetic, de reducere a curentului de sudare datorita caderii de tensiune in piesa, chiar de distrugere a unor portiuni mai slabe ale piesei, parcurse de curentul de sudare)

Gaz de protectie

Diametru pori

Suprafata totala a porilor pe o sudura de 370 mm lungime

a

Argon

0,5 ... 4 mm

152 mm²

b

Varigon® He 30

0,5 ... 1,5 mm

28 mm²

c

Varigon® He 50

0,5 ... 1 mm

18 mm²

d

Varigon® He 70

0,5 ... 1 mm

6 mm²

Grosime tabla [mm]

Diametrul sârmei [mm]

Domeniul de reglare al sursei [A la DA 100%]

2 - 6

1,2

100 - 200 A

6 - 20

1,6

200 - 300 A

Indicatii pentru parametri de sudare:

Valori orientative pentru sudare manuala
Polaritate inversa (+ la sarma electrod)

Aceste valori sunt influentate de tipul gazului de protectie, tipul arcului si de tipul materialului de baza.
Gazele de protectie cu un continut mai ridicat în He necesita o tensiune a arcului mai mare.

Preîncalzire
Pentru evitarea defectelor de lipsa de patrundere si a porilor se recomanda o preîncalzire care este dependenta de tipul materialului si de grosimea acestuia.
Temperatura piesei ar trebui sa fie întotdeauna mai mare decât temperatura mediului ambiant.

Protectia radacinii
Protejarea radacinii cu argon diminueaza efectul de oxidare si îmbunatateste formarea radacinii.

Aspectul sudurii
Adaosul de He în gazul de protectie îmbunatateste patrunderea si lateste depunerea. 

Defect

Tip defect

Cauza defect

Evitarea defectului

Pori

Fisuri

Lipsa
patrundere

Pregatire rost

x

Murdarie in rost
(ulei, vopsea, oxid)

Curatire cu solventi pentru grasimi; a se suda numai piese uscate!

Sarma de sudare

x

Sarma murdara

Se schimba sarma

x

x

Sarma cu diam. necorespunzator

Se va utiliza sarma cu diam. corespunzator

x

Sarma ecruisata

Se schimba sarma

Gaz de protectie

x

Debit de gaz gresit

Se regleaza corespunzator debitul

x

Gaz de protectie gresit

Se va utiliza argon sau heliu si amestecurile lor

Instalatia de sudare

x

Circuitul apei de racire este neetans

Se repara pistoletul, pachetul furtune si conductele circuitului de racire.

x

Prin turbulenta patrunde aer in circuitul de gaz de protectie

Se controleaza etanseitatea conductei de gaz si a pistoletului; se micsoreaza distanta piesa-pistolet, se corecteaza inclinarea pistoletului

x

Timp prea scurt pentru fluxul de gaz

Se face reglajul corespunzator

x

Avans neuniform al sarmei

Se controleaza presiunea rolelor de avans, se controleaza pozitia diuzei de contact, se inlocuieste tubul de transport sarma, pachet de furtune mai scurt

Executia sudurii

x

Curent de aer

Se protejeaza locul de munca

x

Stropi de sudura aderenti la duza, turbulenta

Se curata duza

x

x

Legatura de masa necorespunzatoare

Se reface corespunzator legatura

x

x

x

Prindere necorespunzatoare

Se indeparteaza sudurile de prindere

x

x

x

Pierderi mari de caldura

Preincalzire necorespunzatoare

x

Utilizare de polizoare neadecvate

Se va utiliza polizare adecvata pentru aluminiu

.Ardere libera

Reprezinta durata de timp in care semnalul pentru curent ramane activ dupa anularea semnalului de avans sarma. Cauzeaza o ardere inapoi a capatului liber al sarmei dupa incheierea avansului sarmei .

Arc electric ..

Descarcarea electrica intre doi electrozi care determina o ionizare termica a mediului in care are loc.

Transfer prin scurtcircuit la sudarea MAG ..

ARC LUNG

• Transferul stropilor se face cu stropi mari, in scurtcircuit
• Baia de metal topit este lichida
• Se transfera cca. 80..100 stropi / secunda

Arc electric scurt la sudarea MAG ..

ARC SCURT

• Transferul stropilor se face in scurtcircuit
• Baia de metal topit este vascoasa
• Se transfera cca. 5...30 stropi / secunda

Arc electric spray la sudarea MAG

ARC SPRAY

• Transferul stropilor se face fara scurtcircuit
• Baia de metal topit este lichida
• Se transfera cca. 100-300 stropi / secunda

Arsuri marginale

Viteza redusa de apropiere

APROPIEREA SARMEI

Reducerea vitezei de avans a sarmei in timpul procesului de aprindere a arcului. Unele echipamente folosesc chiar o schimbare a sensului de antrenare a sarmei-electrod, care se va retrage putin dupa amorsare, pana la stabilizarea procesului de ardere al arcului. detalii.

Avans sarma

Viteza de avans a sarmei-electrod caracterizeaza cantitatea de sarma ce trebuie transportata in unitatea de timp. Ea este in general data in m/min.

Diuza

De doua tipuri:
1. de curent: bucata metalica responsabila cu transferul de energie electrica asupra electrodului.
2. de gaz: invelis metalic sau ceramic (la TIG) responsabil cu directionarea gazului protector.

Dispozitiv avans sarma

Dispozitiv pentru alimentare cu sarma electrod.

Electrozi inveliti

Bagheta se topeste in timpul sudarii si contribuie la formarea imbinarii. Invelisul se topeste / vaporizeaza in spatiul arcului asigurand atat mediul ionizat pentru arderea stabila a acestuia, cat si protectia arcului si a baii topite.

Electrod de wolfram

In practica se folosesc electrozi de wolfram, dar si aliati. Alierea cu alte metale imbunatateste proprietatile de aprindere, creste durata de viata, etc. Elementele de aliere cele mai uzuale sunt Thoriu, Zirconiu si Tantal. Procentele de aliere uzuale sunt intre 1% si 5%.
Daca se sudeaza WIG-CC electrodul trebuie ascutit (15-30 grade), la WIG-CA (presupunand un reglaj corect al curentului de sudare) se formeaza o sfera la varful electrodului.

Frecventa

Numarul de impulsuri pe secunda. Indicata in Hz.

Generator de IT / IF

Un oscilator de inalta frecventa ce asigura o tensiune inalta pentru amorsarea arcului WIG, fara sa fie necesara atingerea piesei. Descarcarea ionizanta de IT creeaza un canal prin care sursa de alimentare a arcului WIG poate amorsa arcul electric. Acesta va intretine ionizarea initiala prin emisie termoionica.

Greutati sarma si capacitate de topire

Ex.: Sarma otel St 37 - 1,2mm - 300 A
In tabel, fiecare 30 Amp. topesc 9 gr./m.
Deci : 9gr. x 300/30 x 60 min = 9gr. x 10 x 60 min
= 5400 gr.

Inductanta

O bobina introdusa in circuitul curentului de sudare. La arcul electric scurt si lung, transferul stropilor se face prin scurtcircuit. Pe durata scurtcircuitului apar varfuri de curent ce pot fi limitate cu ajutorul inductantei. Reglarea corecta a inductantei depinde de tipul gazului protector utilizat, datele de sudare si de problema de sudare.

Pori

Cauzele aparitiei porilor de sudura

• Curenti de aer care sufla gazul, baia ramanand neprotejata …
• Cantitate insuficienta de gaz protector
• Cantitate prea mare de gaz - se creeaza turbioni si patrunde aer
• Duza de gaz murdara - se creeaza turbioni si patrunde aer
• Pozitie incorecta a pistoletului - se absoarbe aer
• Distanta pana la piesa este prea mare
• Umiditatea din gazul protector creeaza pori in baia topita

Capacitatea maxima de incarcare a sarmelor electrod

Gaze de protectie

Materiale

Amestecuri argon-hidrogen

oteluri austenitice Cr-Ni
nichel si aliaje pe baza de nichel

(x) Amestecuri azot-hidrogen

oteluri cu exceptia otelurilor de granulatie fina si rezistenta înalta
oteluri austenitice Cr-Ni

Argon

oteluri austenitice Cr-Ni, oteluri austenitoferitice (oteluti duplex), materiale sensibile fata de gaze (titan, zirconiu, molibden), materiale sensibile fata de hidrogen (oteluri de granulatie fina si rezistenta înalta, cupru si aliaje de cupru, aluminiu si aliaje de aluminiu, precum si alte metale neferoase), oteluri feritice cu crom

(x) Azot

oteluri austenitice Cr-Ni, oteluri austenitoferitice (duplex)

(x) În cazul otelurilor inoxidabile stabilizate cu titan la folosirea azotului, respectiv a amestecurilor azot-hidrogen se formeaza nitrura de titan la radacina sudurii (de culoare galbena). Asupra pastrarii sau eventuala îndepartare a acestei pelicule de nitrura titan trebuie luata de la caz la caz o decizie

Grosimea tablei

Cusatura

Curent [A]   Curent continuu

Electrod (diam.)

orizontal

pozitie

peste cap

1,5

Cap/cap

80-100

70-90

70-90

1,6

Suprapus

100-120

80-100

80-100

Colt

80-100

70-90

70-90

T

90-110

80-100

80-100

2,5

Cap/cap

100-120

90-110

90-110

1,6

Suprapus

110-130

100-120

100-120

Colt

100-130

90-110

90-110

T

110-130

100-120

100-120

3,0

Cap/cap

120-140

110-130

105-125

1,6

Suprapus

135-150

120-140

120-140

Colt

120-140

110-130

115-135

T

130-150

115-135

120-140

5,0

Cap/cap

200-250

150-200

150-200

2,4

Suprapus

225-275

175-225

175-225

2,4/3,2

Colt

200-250

150-200

150-200

2,4

T

225-275

175-225

175-225

2,4/3,2

6,0

Cap/cap

275-350

200-250

200-250

3,2/4,0

Suprapus

300-375

225-275

225-275

Colt

275-350

200-250

200-250

T

300-375

225-275

225-275

12,0

Cap/cap

350-450

225-275

225-275

4,0/4,8

Suprapus

375-475

230-280

230-280

T

375-475

230-280

230-280

Chiar daca multe metale sunt sudate cu ajutorul procedeului WIG, metalul sudat WIG cel mai des este aluminiul. In special piese de aluminiu de grosimi mici.
Si alte procedee pot suda aluminiu (de ex MIG), dar la aplicatii in industria autovehicolelor procedeul WIG prezinta o popularitate mai mare.

Cateva date premergatoare
Procedeul WIG este potrivit sudarii aluminiului, dar anumite caracteristici ale materialului trebuie luate in considerare, daca se doreste obtinerea unei suduri calitativ bune.

Materialul pur are punctul de topire in jur de 650°C si nu isi schimba culoarea la topire, cum o fac multe alte metale. Din acest motiv sudorul nu poate sa-si dea seama cand materialul este la punctul de topire.
Oxidul ce se formeaza la suprafata are un punct de topire de 1700°C. La temperatura de 1600°C aluminiul incepe sa fiarba. Din acest motiv, si din cauza ca oxidul este mai greu decat aluminiul, acesta are tendinta sa se scufunde in baia de aluminiu.
Este evidenta necesitatea curatarii oxidului inainte de sudare. Acest lucru este realizat de alternanta negativa a curentului alternativ de sudare. In aceasta alternanta se curata o portiune din fata cordonului de oxid.

Aluminiul este un excelent conductor de caldura
Pentru a porni sudura este nevoie de cantitati destul de mari de caldura, deoarece multa caldura se pierde prin disipare in vecinatatea sudurii.
Dupa ce sudura a continuat o bucata, materialul de baza este deja incalzit si in continuare este nevoie de un curent mai mic de sudare. Daca este vorba de un cordon lung cu un material de baza mai gros, nu se poate continua decat daca se reduce curentul de sudare.

Materiale de adaos recomandate pentru diferite aliaje de aluminiu

Material de baza

Material de adaos recomandat

Pentru tarie
maxima

Pentru flexibilitate
maxima

EC
1100

1100
1100, 4043

EC 1260
1100, 4043

2219
3003
3004
5005

2319
5183, 5356
5554, 5356
5183, 4043, 5356

1100, 4043
5183, 4043
5183, 4043

5051
5052
5083
5086

5356
5356, 5183
5183, 5356
5183, 5356

5183, 4043
5183, 4043, 5356
5183, 5356
5183, 5356

5050
5052
5083
5086

5356, 5183
5554, 5356
5356, 5554
5556

5183, 5356, 5654
5356
5554, 5356
5183, 5356

6061
6063
7005
7039

4043, 5183
4043, 5183
5356, 5183
5356, 5183

5356
5356
5183, 5356
5183, 5356

O sudura buna este obtinuta doar daca materialul de baza si materialul de adaos sunt curate.
Oxizii, grasimile si uleiurile contin oxigen si hidrogen, care vor fi cauza unor suduri cu proprietati mecanice si electrice proaste. Din acest motiv curatirea trebuie facuta inainte de sudura.
In tabelul ce urmeaza sunt descrise operatiunile ce trebuie respectate pentru a obtine suduri de calitate.

Alegerea sectiunii cablurilor de sudura functie de lungime cablu si curentul de sudura

Pentru a evita pierderile, este recomandat ca lungime cablului de sudura (se ia in calcul fiecare cablu separat), sa nu depaseasca 20m, si asa cum se vede mai jos, cu cat creste curntul de sudura, cu atat se va mari sectiunea cablului.

Lungime cablui sudura pana la maxim 10m

Curent sudura 130 amperi - sectiune 25mm2

Curent sudura 220 amperi - sectiune 35mm2

Curent sudura 300 amperi - sectiune 50mm2

Lungime cablui sudura pana la maxim 20m

Curent sudura 130 amperi - sectiune 35mm2

Curent sudura 220 amperi - sectiune 50mm2

Curent sudura 300 amperi - sectiune 75mm2

In cazul curentilor de sudura mai mari de 400 amperi, se recomanda chiar si cabluri cu sectiune de 100 si 120mm2, cu precizarea ca este indicat sa nu se foloseasca lungimi mai mari de 10mm, avand in vedere ca la astfel de grosimi, greutatea cablrilor este foarte mare, respectiv rigiditatea impedica operatorul sa manevreze cu usurinta.

Cum să alegeți generatorul potrivit pentru invertorul de sudură

Fiecare generator de curent are un număr mare de caracteristici tehnice diferite, printre care este foarte ușor pentru un începător să se confunde. Pentru alegerea corectă, este necesar să aveți în vedere următorii 4 parametri ai echipamentului:

1. Consumul de energie a invertorului de sudura.
2. Rezistența curentă a invertorului de sudura.
3. Diametrul electrozilor folosiți.
4. Compatibilitatea generatorului cu echipamentele invertorului.

1. Generator de curent

În cele mai multe cazuri, puterea invertorului și a generatorului de curent sunt indicate de producători în fișele tehnice. Prin urmare, toată lumea poate găsi aceste valori și le poate compara. Principalul lucru este să nu confundați unitățile de măsură ale indicatorului de putere kVA și kW, precum și puterea nominală și maximă a generatorului. Atunci când alegeți un generator, trebuie să acordați atenție modelelor care au o capacitate de minim 50%, dar preferabil 80% mai mult decât invertorul. Acest lucru este explicat destul de simplu - funcționarea constantă a generatorului la limita capacităților îl va pune foarte repede în funcțiune și nu va face posibilă utilizarea întregului potențial al invertorului de sudura.

Dacă din anumite motive nu aveți informații despre puterea invertorului dvs. de sudare, puteți să îl calculați singuri utilizând o formulă simplă:

Puterea unității = Curentul maxim al unității x tensiunea arcului / randamentul invertorului

În acest caz, trebuie doar să cunoașteți valoarea maxime a curentului, deoarece celelalte două componente sunt aproape întotdeauna constante (tensiunea medie a arcului este de 25V, iar eficiența invertorului este circa 0,9).

De exemplu, dacă aparatul dvs. de sudare are un curent maxim de 200 de amperi, atunci puterea sa aproximativă este:

200A * 25V / 0.9 = 5600 W - aceasta este puterea necesară pentru arderea unui arc la un curent dat.

Acum adăugăm rezerva recomandată de 30% și astfel puterea generatorului necesară va fi egală cu 5600 W + 30% din rezervă = 7280 W sau aproximativ 7,3 kW .

2. Puterea curentă a aparatului

În principiu, pentru sudare este posibilă utilizarea unui generator a cărui putere este mai mică decât cea a unui invertor de sudură. Cu toate acestea, în acest caz, va trebui să fie utilizat cu unele restricții - pentru a reduce rezistența curentă a dispozitivului la o valoare acceptabilă.

De exemplu, avem un generator de 4 kW. Dacă aplicăm aceeași formulă ca la determinarea puterii generatorului, dar în ordine inversă, obținem valoarea puterii maxime de curent, care nu poate fi depășită pentru o anumită putere a generatorului:

Puterea curentă = (Puterea generatorului - rezerva de putere necesară) * Eficiența / tensiunea arcului

3. Diametrul electrozilor

Cerințele de putere ale generatorului în funcție de diametrul electrozilor folosiți pot fi văzute în tabel:

În același timp, pentru a asigura funcționarea fără probleme a inverorului de sudura, tensiunea de ieșire a generatorului nu trebuie să depășească limitele admise de 160V - 260V, acest lucru se aplică fiecărei faze, dacă este utilizat un dispozitiv trifazat.

Sfaturi utile pentru alegerea unui generator

Există câteva sfaturi mai utile pe baza recomandărilor profesioniștilor din sudură, care pot veni la îndemână atunci când cumpărați un generator pentru sudare cu invertoare.

Generatoarele cu putere de până la 10 kW sunt mai rentabile alimentate cu benzina. În acest segment sunt reprezentate cel mai larg. Generatoarele de curent mai puternice funcționează pe motorină.

Rezerva de energie a unui generator de benzină de circa 30%, si facilitează foarte mult aprinderea arcului. Pentru eneratoarele de curent care funcționează pe motorină, este de dorit să existe o marjă mai mare - până la 50%, deoarece aceasta câștigă încetul cu încetul.