|
|
|
Sudarea in medii de gaze protectoare
1. Generalitati
Sudarea in medii de gaze protectoare este un procedeu de sudare cu arc electric in mediu de gaz protector inert (argon , heliu , amestecuri) la care arcul arde liber intre un electrod de wolfram si piesa. In practica se foloseste curent denumirea WIG. Pentru realizarea cusaturii in spatiul arcului se introduce din lateral manual sau automat metal de adaos sub forma de sarma. La sudurile pe muchie si cu margini rasfrante procedeul se aplica fara materiale de adaos cuviteze de sudare de 2oo m / h.
Pentru sudarea otelurilor se folosesc surse de curent continuu cu polaritate directa, iar pentru sudarea aluminiului si a aliajelor usoare, curentul alternativ. Electrodul se confectioneaza din W deoarece aceste are temperatura de topire de 341o C, iar consumarea acestuia in procesul de sudare este foarte redusa. Nu se recomanda polaritatea inversa deoarece temperatura petei anodice este mare si electrodul ar fi afectat. Daca totusi acest procedeu este folosit curentii de sudare se vor limita la l0 % din valoarea polaritatii directe. Constructiv varful electrodului are forma conica la sudarea otelurilor si semisferica la sudarea aluminiului.
1 = arc electric
2 = sarma electrod
3 = gaz protector
4 = metal de baza
5 = sudura
6 = role avans
7 = tub ghidare si contact
Fig.4.24. Schema de principiu la sudarea in mediu de gaz protector
2. Parametrii regimului de sudare
Ca si la sudarea sub strat de flux , sudarea in mediu de gaz protector 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) Diametrul sarmei electrod (de) se alege in functie de grosimea pieselor , astfel :
S02 25 58 812 >12
de 2 3 44-5 56
2) Intensitatea curentului de sudare ( Is )
Is se adopta in functie de valoarea densitatii de curent admise de electrod. Electrodul se
incarca la valori de curent suficient de mari pentru a realiza un arc stabil si o concentratie maxima de caldura. La sudarea cu polaritate directa se obtine o buna patrundere si o latime mica a cordonului. In cazul polaritatii inverse patrunderea este mai mica si latimea cusaturii mai mare.
Capatul electrodului trebuie sa aiba o temperatura apropiata de cea de topire fara a o atinge. In caz contrar apare o picatura de metal topit in varful electrodului.
In scopul imbunatatirii performantelor tehnologice se foloseste arcul pulsat care se obtine prin suprapunerea peste curentul de baza cu intensitate mica si caracter permanent a unui curent de impuls cu valoare mare si frecventa variabila. Arcul pulsat are rolul de a regla patrunderea.
de Is
(DC -- ) (DC + )
1,660-150 10-20
2,4 13o-23o 12-15
3,2 22o-310 20-40
3) Tensiunea arcului (Ua) se poate determina cu ajutorul formulei :
Ua = 10+0,04 Is
Tensiunea de amorsare este de95 V
4) Gazul de protectie
Argonul se produce si se livreaza comprimat in butelii. Exista conform STAS 7956-75 cinci tipuri de puritate A,B,C,D,E.
3. Tehnologia sudarii dupa procedeul WIG
I. Pregatirea marginilor in vederea sudarii.
La tablele sub 2mm grosime se
foloseste rasfrangerea marginilor. Fara prelucrare se pot suda table cu
grosimi pana la
II. Asigurarea protectiei cu gaz
Gazul este suflat spre baia de sudura, concentric cu electrodul de W. Realizarea protectiei radacinii in vederea prevenirii oxidarii se poate realiza cu ajutorul unor dispozitive speciale.
Pentru a preveni oxidarea capatului electrodului gazul de protectie este trimis inainte de
amorsare arcului cu 1s si oprit dupa stingerea arcului. In plus se previne oxidarea baii de metal topit pana la solidificare.
III. Tehnica de lucru
Amorsarea arcului se face pentru o pozitie perpendiculara a pistoletului in raport cu piesa. Se efectueaza miscari circulare pe loc pentru formarea baii, dupa care pistoletul se inclina la 75 o . Materialul de adaos se introduce intermitent in arc sub un unghi de l525 . El se retrage astfel incat sa se mentina in zona de protectie a gazului. Arcul electric trebuie mentinut scurt pentru a avea o buna protectie a baii.
4. Sudarea prin procedeul MIG
Este un procedeu de sudare cu arc electric in mediu de gaz protector cu electrod fuzibil la care se utilizeaza un gaz inert (argon, heliu). Operatia de sudare se poate realiza semiautomat sau automat. Metalul de adaos este sub forma de sarma electrod antrenata mecanic cu role de avans spre zona de imbinare. Sarma fiind depusa intr-o toba nu se poate curata eficient, introducand impuritati in baia de sudura. Se foloseste cel mai frecvent 20% argon - 80% heliu. Sudarea se executa in curent continuu cu polaritate inversa (DC + ). Modul de transfer al metalului de adaos prin arc este functie de lungimea libera a sarmei electrod. Sarma trebuie sa se topeasca cat mai repede prin efect Joule si al arcului electric. Trecerea metalului de adaos prin coloana arcului se face in urmatoarele moduri :
transfer in zbor liber (spray - arc);
transfer prin formarea unei punti (short-arc) ;
transfer intermediar.
4.1. Parametrii regimului de sudare prin procedeul MIG
Si in acest caz vom insista numai asupra specificitatilor parametrilor regimului de sudare aferent acestui procedeu de sudare.
- Diametrul electrodului -de - se alege in functie de grosimea pieselor de sudat ,de modul de pregatire al rostului si de pozitia de sudare. Compozitia chimica este apropiata de cea a metalului de baza.
- Intensitatea curentului de sudare - Is - se adopta in functie de "de" si de pozitia de sudare. Modificarea lui Is influenteaza forma de transfer a metalului de adaos prin arcul electric. Folosirea procedeelor automate de sudare permite lucrul cu intensitati mari de curent.
De exemplu la sudarea aluminiului in table groase :
Is =
Echipamentele de lucru sunt concepute special pentru lucrul cu curenti mari. La cresterea Is transferul metalului prin arc se face sub forma de picaturi fine. La sudurile in pozitie verticala,
si de plafon, transferul de metal trebuie realizat prin pulverizare.
Lungimea libera a sarmei in afara duzei de contact se adopta in functie de curentul de sudare.
Is 50100 150 200250300 350 400
l 5 68 10 12 14 1720
- Gazul de protectie
Debitele de gaz uzuale variaza intre 0,7 si 2,8 m3/h. Valorile ridicate corespund folosirii heliului care are greutatea mai mica decat cea a aerului. Debitul de gaz depinde de materialul de baza. El este influentat de curentii de aer , in special la lucrul in spatii deschise. Pentru lucrarile executate pe santier se realizeaza camere mobile. La sudarea in argon se realizeaza o oarecare instabilitate a arcului. Stabilitatea arcului se asigura folosind un amestec de argon cu l5% oxigen. Procedeul se considera tot MIG desi atmosfera este usor oxidanta.
5. Sudarea prin procedeul MAG
Arcul electric se formeaza intre sarma electrod si piesa intr-un mediu protector de gaz activ. Pe masura topirii sarma se deplaseaza in zona de lucru prin intermediul unui mecanism de avans cu sole. Gazul utilizat este bioxidul de carbon
Procedeul prezinta urmatoarele avantaje:
- putere ridicata de topire, ca urmare a lucrului cu densitati mari de curent(200300 A / mm2).
Cantitatea de metal depus atinge 34 kg/h ;
- productivitate mare prin reducerea timpilor auxiliari comparativ cu sudarea manuala ;
- deformatii reduse dupa sudare , datorita vitezelor de lucru ridicate la densitati mari de curent ;
- economicitate - cantitate mare de metal depus in unitate de timp. Unghiul rostului s-a redus la 40 o de la 60o datorita puterii mari de patrundere, reducandu-se cantitatea de metal depus ;
- sensibilitate mica fata de oxizi ;
- pierderi mici de metal prin stropi 78 % .
Transferul de metal adaos prin coloana arcului se poate face :
- in regim de scurtcircuit (short-arc)
Ua = 1420 V, curentii de sudare sunt redusi, iar lungimea arcului este mica. Se foloseste la
sudarea tablelor subtiri si permite controlul energiei termice introdusa in procesul de sudare.
- in regim de pulverizare (spray-arc), arcul avand o lungime mare. Ua = 2225 V.
Curentii de lucru sunt mari iar stabilitatea arcului buna. Se folosesc
la sudarea tablelor cu grosimi peste
5.1. Parametrii regimului de lucru la sudarea MAG
Si in acest caz vom insista numai asupra elementelor specifice ale parametrilor regimului de sudare prin acest procedeu tehnologic.
- Sarma electrod contine dezoxidanti si elemente de aliere. Unele sarme contin 0,3% titan care
are efecte favorabile asupra caracteristicilor mecanice ( sc creste de 1,2 ori, KCU2,l ori)
de Is minIs max
0,850 180
l 80 230
1,2 120280
1,6 200400
2,4 400600
- Intensitatea curentului de sudare Is se alege in functie de grosimea piesei de sudat si de pozitia de sudare. Ea determina puterea de topire , adancimea de patrundere fiind proportionala cu viteza de avans a sarmei electrod. La aceeasi curenti de sudare se pot folosi diferite diametre de sarma. Pentru un curent dat, alegand o sarma cu diametru minim se obtine o putere de topire maxima si creste adancimea de patrundere. Daca se urmareste un proces de incarcare se vor folosi sarme de diametre mari. Sarmele subtiri sunt mai scumpe.
Is se alege din tabele si nomograme.
- tensiunea de alimentare a arcului Ua se determina cu ajutorul formulei :
Ua = 15+o,o5 Is
Pentru un anumit diametru de sarma electrod, la fiecare intensitate de sudare exista o singura tensiune optima a arcului electric. Cresterea tensiunii arcului conduce la marirea latimii cusaturii si scaderea patrunderii, scaderea coeficientului de depunere. Tensiuni prea mici conduc la realizarea unor cusaturi cu latime mica si adancime mare.
Ua I [18 ; 30] V
- Viteza de sudare este limitata de posibilitatile de protectie ale arcului. La viteza de sudare mare gazul de protectie ramane in urma arcului, eficienta protectiei fiind redusa.
- Lungimea libera a sarmei electrod se recomanda a se mentine la valori cat mai constante
- Distanta dintre duza de gaz si piesa
Distante prea mici conduc la deteriorarea duzei prin stropi de metal si radiatii termice.
- Debitul gazului de protectie
Este influentat de :
- forma constructiva a imbinarii,
- intensitatea curentului de sudare (dimensiunea mai mare a baii necesitand o protectie adecvata)
- tensiunea arcului (U= 0l = 0Q )
- viteza de sudare
- mediul de lucru
Valorile curente ale debitelor de gaz sunt in jur de
- Polaritatea curentului de sudare
Se sudeaza in curent continuu cu polaritate directa la incarcare si inversa la sudare.
- Pistoletul se va inclina la 7580o fata de piesa.
