Sudarea cu arc electric acoperit sub strat de flux

1. Generalitati

1 = arcul electric

2 = stratul de flux

3 = sarma electrod

4 = piesa de sudat

5 = baia de metal topit

6 = cusatura sudata

7 = cavitate

8 = zgura lichida

9 =zgura solida

Fig.4.20. Formarea sudurii sub strat de flux

Fig. 4.21. Schema de principiu a sudarii sub strat de flux

1.1. Principiul metodei

Procedeul de sudare se desfasoara complet acoperit. De aceea procedeul impune prin esenta sa un grad de automatizare, cele doua miscari de avans ale sarmei de sudura si de deplasare longitudinala a arcului neputandu-se realiza manual. Avansul materialului de adaos se face intotdeauna automat cu ajutorul unor instalatii speciale de sudura care avanseaza sarma prin intermediul unor role de antrenare. Totodata instalatia mentine constanta lungimea arcului de sudare.

Principial aceste mecanisme sunt de doua tipuri:

1) Automate cu avans variabil la care sursele de alimentare ale arcului au caracteristici puternic coboratoare .

Atunci cand datorita imperfectiunii rostului lungimea arcului variaza se va modifica si tensiunea de alimentare. Turatia motorului de antrenare a sarmei electrod este reglata in functie de tensiunea de alimentare.

Fig.4.22. Caracteristicile statice ale arcului reglat automat cu avans variabil

Daca creste lungimea arcului "l ", atunci creste si tensiunea de alimentare Ua , ceea ce conduce ;a o crestere a turatiei motorului de antrenare a sarmei si deci la micsorarea lungimii arcului "l ".

2) Automate cu arcul reglat cu avans constant

In acest caz sursele au caracteristici externe cu panta coboratoare mica.

Fig.4.23. Caracteristicile statice ale arcului reglat automat cu avans constant

In acest caz la variatii mici ale lungimii arcului de sudare corespund variatii mari ale curentului de sudare si variatii mici ale tensiunii de alimentare. Deci turatia motorului va fi constanta.

Dupa modul in care are loc deplasarea arcului fata de piesa sudarea sub strat de flux poate fi semiautomata (avans manual) sau automata (avans automat) .

Avantajele sudarii sub strat de flux sunt :

buna protectie fata de gazele din mediul inconjurator

se poate lucra cu densitati mari de curent 100 - 200 A / mm²

patrundere buna

viteza de topire mare

productivitate mare

fum, gaze, noxe putine

rezistenta si estetica buna a cordonului de sudura.

De obicei se folosesc surse de curent continuu cu I nominal = 1000 A. Pentru ca autoreglarea sa se desfasoare bine trebuie ca diametrul electrodului sa ia valori de 2 mm..

2 Parametrii regimului de sudare sub strat de flux

Fiind un procedeu de sudare cu arc electric , exista un numar de parametrii ai regimului de sudare sub strat de flux care sunt specifici tuturor procedeelor de sudare cu arc electric. Nu vom insista asupra acestora decat pentru a sublinia anumite specificitati.

1) Intensitatea regimului de sudare Is este limitat de supraincalzirea materialului si de tipul de flux folosit. Is se coreleaza si cu diametrul electrodului de care apartine domeniului de [2,12], de optim = 5 - 6 mm

Is min = l62,5 de - l90

Is max= 13 de² + 147 de - 87

Is med = Is min + Is max

2

2) Tensiunea arcului Ua

Umic = latimea cordonului mica si suprainaltarea mare

U = latimea creste si patrunderea scade

Ua = a + b * l_a

a, b constante care depind de felul fluxului si viteza de inaintare.

Daca U creste atunci se manifesta tendinta de instabilitate a arcului.

La sudarea in curent alternativ Ua este mai mica cu 35 V Umin in curent continuu este 2526 V

3) Viteza de sudare reprezinta viteza de inaintare a arcului de-a lungul rostului. Ea influenteaza forma si dimensiunile cusaturii sudate.

La viteze mici sub 10 m / h se formeaza o cantitate mare de metal topit care se supraincalzeste si structura imbinarii este nefavorabila. La viteze cuprinse intre 10 si 20 m / h arcul electric are o actiune mai intensa si patrunderea creste . In intervalul 2040 m / h , patrunderea tinde sa scada, dar este compensata de actiunea arcului asupra piesei, putandu-se considera ca patrunderea nu depinde de viteza. Peste

40 m / h patrunderea scade, latimea cordonului scade si cordonul de sudura devine mai bombat.

Legat de parametrii regimului de sudare trebuie sa avem in vedere urmatoarele aspecte:

1) Natura curentului

Se prefera sudarea in curent continuu. Polaritatea curentului si proprietatile de stabilizare a fluxului influenteaza viteza de topire a sarmei. Un flux de buna calitate trebuie sa realizeze acelasi coeficient de topire si la polaritate directa sila polaritate inversa.

2) Calitatea cordonului de sudura depinde de respectarea regimului de sudare. Uneori pot aparea perturbatii datorita variatiei lungimii arcului, variatiei tensiunii din retea sau functionarii defectuoase a sursei.

3) Lungimea libera a capatului sarmei electrod.

Lungimea capatului liber al sarmei trebuie sa fie mult mai mica in raport cu lungimea electrozilor inveliti, ceea ce permite lucrul cu densitati mari de curent. Marirea lungimii capatului liber produce supraincalzirea acestuia cu efecte negative asupra stabilitatii arcului.

Valorile recomandate variaza de la 20 la 100 mm in functie de diametrul sarmei.

4) Grosimea stratului de flux

Stratul de flux exercita o anumita presiune asupra zonei de ardere a arcului electric si a baii de metal topit. Daca el este gros nu se mai pot evacua corespunzator gazele formate , suprafata cusaturii devine neregulata. La grosimi mici, se produc improscari de metal topit, cusaturile sunt neuniforme si uneori poroase. Latimea stratului de flux trebuie sa aiba de 2 - 3 ori latimea zonei topite.

3. Tehnologia sudarii automate si semiautomate sub strat de flux

Etapele la sudarea automata sunt :

I. Pregatirea marginilor in vederea sudarii

Realizarea rosturilor cu grad ridicat de precizie se face prin prelucrari mecanice. In mod curent se foloseste debitarea cu flacara oxiacetilenica. Zona rostului se curata de vopsea si ulei. Alinierea si centrarea rosturilor contribuie la uniformitatea cordoanelor realizate, deoarece sudorul nu poate interveni in timpul lucrului, arcul fiind acoperit. Tablele se prind in puncte de sudura.

Pentru amorsarea arcului se prevad adaosuri.

II. Executarea cusaturii

1. Tablele se pot suda si fara prelucrarea rosturilor pentru sudurile nepretentioase. Varianta se

aplica pentru oteluri sub 0,22%C si structuri care nu se exploateaza la temperaturi negative.

Imbinarile au o tendinta mai mare spre formarea fisurilor datorita formei rostului si a tensiunilor.

2. Sudarea se executa in mai multe straturi. Tehnologic se are in vedere sa nu se modifice regimul de sudare intre straturi, fapt care ar necesita reglaje la echipamentul de lucru. Is se reduce numai la primul strat.

Stratul de la radacina sudurii este in cazul sudarii sub strat de flux un strat"tras", tehnologic , care are rolul de a sustine baia de metal topit si de a realiza pozitionarea pieselor in vederea sudarii. Celelalte straturi sunt straturi tehnologice . Dupa executarea acestora se procedeaza la inlaturarea stratului tehnologic tras , fie prin aschiere ( polizare ) , fie prin "craituire"( suflare cu arc-aer, utilizand electrozi fuzibili de carbune si un jet de aer comprimat care inlatura baia de metal topit. Acest strat trebuie inlaturat in intregime , in caz contrar in zona radacinii vor apare defecte de sudare.

Folosirea dispozitivelor de sustinere a baii de metal topit la sudarea cap la cap asigura o radacina uniforma. Deoarece costurile de productie se majoreaza aceste dispozitive se folosesc la productia de serie.

In cazul sudurii semiautomate se remarca urmatoarele particularitati:

- sudurile semiautomate se aplica pentru cusaturi cu lungime mica; sectiune mica si acces dificil. Metoda se aplica pentru sudurile de colt. Capului de sudare i se ataseaza o palnie cu flux si sudorul realizeaza deplasarea manuala de-a lungul cusaturii. Se folosesc sarme de sudare cu diametrul electrodului mai mic de 2 mm, pentru a se realiza autoreglarea arcului. Lungimea libera a capatului liber al electrodului este de 203o mm. Se sudeaza si curent continuu cu polaritate inversa.