C11 2002.pdf

  • Published on
    01-Dec-2015

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<ul><li><p> C. 11 (12pg.) 11.12.2003 3. Sudarea electrica prin presiune prin rezistenta a materialelor metalice </p><p> Utiliznd un regim de sudare si o tehnologie de sudare potrivita se pot obtine </p><p>mbinari sudate de calitatea dorita n cazul marii majoritati a metalelor si aliajelor. Dificultatile legate de obtinerea unei anumite calitati a mbinarii sudate variaza mult de la un material la altul. </p><p>Comportarea la sudarea electrica prin presiune prin rezistenta a diferitelor materiale este determinata de: conditiile de ncalzire si de racire a componentelor, influentate de: </p><p> conductibilitatea termica si electrica a materialului componentelor; distributia si numarul surselor termice; rezistenta de contact dintre componente; conditiile particulare de propagare a caldurii; </p><p> deformatiile plastice, dilatarile si contractiile ce intervin, influentate de: marimea intervalului de temperatura n care materialul componentelor este </p><p>plastic; rezistenta la deformari plastice la cald a materialului componentelor; coeficientul de dilatare a materialului componentelor; </p><p> modificarile structurale si de compozitie chimica ce au loc, influentate de: ciclul termic la care sunt supuse materialele n timpul sudarii; existenta sau inexistenta fazei lichide; modul n care se produce topirea; deformarea plastica ce intervine; interactiunea cu mediul nconjurator. Un anumit material este cu att mai usor de sudat electric prin presiune cu ct </p><p>domeniul admisibil de variatie a parametrilor procesului de sudare pentru obtinerea unei mbinari sudate de o calitate dorita este mai larg respectiv masurile ce trebuie luate pentru obtinerea calitatii dorite sunt mai reduse si mai simple. </p><p> 3.1. Sudarea otelurilor </p><p>3.1.1. Comportarea la sudare 3.1.1.1. Otelurile nealiate cu putin carbon (oteluri obisnuite). Au o comportare buna la sudarea prin presiune prin rezistenta pentru ca: </p><p>- se comporta plastic ntr-un interval larg de temperatura; - sunt putin sensibile la calire; - produc oxizi usor fuzibili, usor de eliminat din mbinare; - au rezistenta electrica relativ mare ceea ce asigura o ncalzire corespunzatoare </p><p>prin efect Joule-Lenz; Sudarea SSS si STI a acestor oteluri se face fara probleme. La fel sudarea SPP, </p><p>SPR si SPL cu urmatoarele precizari: </p></li><li><p> - daca sunt laminate la rece suprafetele lor sunt fara oxizi, deci nu trebuie curatate; </p><p>- daca sunt laminate la cald suprafetele sunt acoperite cu oxizi si trebuie facuta o decapare nainte de sudare (pe cale chimica sau mecanica). </p><p>Otelurile obisnuite sunt putin sensibile la ciclurile termice de sudare, motiv pentru care ele se sudeaza bine att n regim dur ct si n regim moale. Se prefera regimul dur pentru componente cu grosimea sub 6 mm datorita avantajelor pe care le confera. </p><p>Componentele din otel obisnuit acoperite cu diferite straturi metalice protectoare (zinc, plumb, staniu, nichel, crom etc.) se sudeaza SPP n regim dur. De exemplu pentru grosimi de 0,81 mm se foloseste un timp de curent tc=0,1s (5 per), iar curentul de sudare si forta de apasare se aleg cu 2050% mai mari dect n cazul componentelor neacoperite. </p><p>Daca acoperirea este realizata cu materiale usor fuzibile (plumb, zinc) se mareste durata de mentinere a componentelor ntre electrozii masinii dupa deconectarea curentului pentru a permite solidificarea metalului usor fuzibil topit n procesul de sudare. 3.1.1.2. Otelurile cu mult carbon si alte elemente de aliere. Comparativ cu otelurile obisnuite comportarea lor la sudare se modifica deoarece: </p><p>- creste rezistenta la deformare plastica la cald ceea ce presupune marirea presiunii necesare realizarii unei anumite deformari plastice; </p><p>- creste rezistenta electrica si scade conductibilitatea termica ceea ce favorizeaza procesul de ncalzire; </p><p>- este necesara reducerea vitezei de racire pentru a evita aparitia structurilor de calire; pentru aceasta, pe masura ce creste continutul n carbon si elemente de aliere, regimurile de sudare vor fi mai putin dure si va fi necesara utilizarea unor tehnologii de sudare cu prencalzire sau tratament termic postsudare. </p><p>Pentru a suda STI aceste oteluri cu un curent egal cu cel de la otelurile obisnuite cu aceeasi masina si cu aceleasi dimensiuni ale componentelor, trebuie marita tensiunea secundara a tranformatorului de curent (marita treapta de reglare pentru ca a crescut impedanta circuitului de sudare). </p><p>Pelicula de metal topit pe suprafetele frontale ale componentelor se obtine mai usor pentru ca aceste oteluri au temperaturile de topire mai mici, deci calitatea mbinarii sudate este influentata favorabil. </p><p>Pentru a suda SPP aceste oteluri: - curentul de sudare se ia egal cu 90% din curentul de sudare de la otelurile </p><p>obisnuite; - forta de apasare se mareste cu 1530% fata de cea de la otelurile obisnuite. </p><p>3.1.1.3. Otelurile nalt aliate austenitice Cr-Ni. Se sudeaza bine STI daca se tine seama de urmatoarele: </p><p> sunt necesare forte de apasare mai mari dect la otelurile obisnuite datorita rezistentei mari la deformare plastica; </p></li><li><p> se prefera regimul dur pentru: a reduce suprancalzirea si pericolul coroziunii intercristaline; a asigura o eliminare ct mai completa a oxizilor din mbinarea sudata; </p><p> nu se pot suda n regim dur oteluri cu continut ridicat de crom si nichel, datorita sensibilitatii lor mari la fisurarea la cald; </p><p> topirea sa fie ct mai stabila, cu viteza de topire mare, pentru a reduce ct mai mult conditiile care favorizeaza aparitia oxizilor greu fuzibili; </p><p> refularea sa se execute cu o viteza mare, pentru a asigura o ct mai rapida nchidere a spatiului dintre componente. Sudarea SPP a otelurilor cu continut mare de crom si nichel se face n regimuri </p><p>relativ moi (tc=0,81,5s), dar cu presiuni relativ mari (180220MPa), datorita sensibilitatii lor ridicate fata de fisurarea la cald. </p><p>Otelurile inoxidabile austenitice Cr-Ni se sudeaza bine SPP. Otelurile cu 18% Cr si 9% Ni se sudeaza cel mai bine n regim dur, folosind un timp de curent egal cu aproximativ jumatate din timpul de curent de la otelurile obisnuite. Datorita rezistentei electrice mari a otelurilor inoxidabile folosind un curent de sudare mai mic cu 3040% dect cel de la otelurile obisnuite se poate obtine un efect termic similar otelurilor obisnuite. </p><p> 3.1.1.4. Oteluri aliate cu niobiu, wolfram sau bor (oteluri de scule). La sudarea STI trebuie sa se tina seama ca mentinerea lor un timp mai mare de 310 s la o temperatura ce depaseste 900C determina formarea compusilor intermetalici care pot provoca fragilizarea ZIT-ului n zubzona de suprancalzire. </p><p>Deoarece asemenea situatii pot avea loc mai ales la prencalzire, se recomanda sudarea acestor oteluri cu topire directa. 3.1.1.5. Oteluri cu nichel. Se sudeaza usor prin presiune la cald. La sudarea STI este necesara aplicarea unei presiuni mai mari ca la otelurile obisnuite. Durata refularii sub curent tref.c comporta discutii: </p><p>- daca este prea mare apare posibilitatea suprancalzirii; - daca este prea mica nu se poate ndeparta materialul topit dintre capetele </p><p>componentelor. La sudarea SPP curentul este ceva mai redus dect la otelurile obisnuite. Timpul </p><p>de curent se alege ct mai scurt posibil. Curatirea suprafetelor nainte de sudare este mai pretentioasa. </p><p>La toate otelurile amintite particularitatile sudarii SPP sunt valabile si la sudarea SPR si SPL, cu mentiunea ca la SPL ncalzirea locala este mai puternica fapt ce sporeste pericolul de: </p><p>- aparitie a unor structuri de suprancalzire; - crestere a deformatiilor. </p><p>3.1.2. Tehnologia sudarii diferitelor componente 3.1.2.1. Sudarea barelor si a srmelor </p><p>Sudarea cap la cap a acestor componente este cazul cel mai simplu de aplicare a procedeelor de sudare prin presiune. Procedeul cel mai folosit este sudarea STI. </p></li><li><p> Barele cu sectiune patrata sau dreptunghiulara prezinta unele dificultati la eliminarea metalului lichid din regiunea colturilor, ceea ce reclama o zona ncalzita mai larga, adica sudarea cu prencazire. </p><p>Pentru bare cu diametrul pna la circa 60 mm se foloseste mai mult STI cu prencalzire. Sudarea cu prencalzire se foloseste si la diametre mai mici, n cazul masinilor neautomate sau n cazul sudarii otelurilor aliate. </p><p>Sudarea cap la cap a srmelor cu diametrul sub 10 mm se executa de obicei prin procedeul SSS. </p><p>Sudarea SPP si SPR se foloseste la sudarea barelor suprapuse cnd se executa plase sau carcase pentru armarea betonului. 3.1.2.2. Sudarea tablelor </p><p>Tablele se pot suda prin presiune att cap la cap ct mai ales prin suprapunere n puncte, relief si linie. </p><p>Pentru sudarea cap la cap se foloseste procedeul STI. La sudare trebuie sa se tina seama de grosimea componentelor care cu ct este mai mica cu att este mai mare pericolul unei deplasari a capetelor componentelor unul fata de altul sau pericolul flambarii. Din aceasta cauza la tablele subtiri, odata cu cresterea latimii tablelor ce trebuie sudate, creste si grosimea minima la care sudarea se poate executa n conditii bune si creste importanta stabilirii corecte a lungimii libere. </p><p>Pentru calitatea mbinarii sudate sunt foarte importante: - alinierea corecta a tablelor n bacurile masinii de sudare; - pregatirea exacta a capetelor ce se sudeaza. Tablele cu grosimea d = 3...5 mm din oteluri obisnuite se sudeaza de obicei STI </p><p>cu topire directa. Datorita lungimii libere mici, bacurile de strngere sunt la distanta mica fata de </p><p>planul de contact, fapt ce face dificila obtinerea unei zone ncalzite suficient de extinse datorita efectului puternic de racire al bacurilor. Din acest motiv este necesara o presiune de refulare ridicata: </p><p>- pentru oteluri obisnuite: 80...120 MPa; - pentru oteluri aliate: peste 250 MPa. La sudarea SPP, SPL si SPR obtinerea unor puncte sudate bune este conditionata, </p><p>n afara de alegerea corecta a parametrilor regimului de sudare, de pregatirea corespunzatoare a suprafetelor componentelor att din punct de vedere al curateniei lor ct si al configuratiei geometrice. </p><p>Din punct de vedere geometric componentele se pregatesc astfel nct ntre ele sa se poata stabili un contact electric n dreptul electrozilor. Pregatirea componentelor trebuie sa fie cu att mai precisa cu ct acestea sunt mai rigide. De exemplu la componente mai putin rigide se admite un ntrefier de maxim o,5 0,8 m, iar la componente rigide acesta se limiteaza la maxim 0,1...0,2 mm. n figura 11.1 sunt prezentate exemple de pregatire necorespunzatoare a componentelor din punct de vedere geometric. </p></li><li><p> De asemenea, este importanta realizarea unei centrari corecte a electrozilor de contact si o plasare corespunzatoare a componentelor ntre electrozi. n figura 11.2 sunt prezentate doua exemple necorespunzatoare de acest fel. </p><p> Figura 11.1. Pregatirea gresita a Figura 11.2. Plasare gresita a componentelor pentru sudarea SPP electrozilor si a componentelor </p><p>La proiectarea unor structuri ce urmeaza a fi sudate SPP locul de realizare a punctelor trebuie astfel ales nct sa fie usor accesibil pentru electrozii de contact. </p><p>La sudarea din ambele parti SPP este de preferat sa se sudeze doar doua componente simultan, nsa se pot suda trei si n cazuri speciale chiar patru componente. Reproductibilitatea calitatii mbinarilor sudate scade cu cresterea numarului componentelor sudate simultan. La sudarea a trei sau mai multe componente se formeaza de obicei un singur nucleu topit. </p><p>Folosind o tehnologie corespunzatoare se pot suda componente cu grosimi diferite indiferent de raportul grosimilor. La sudarea a doua componente cu grosimi inegale, regimul de sudare se determina pentru grosimea mai mica, marindu-se putin curentul de sudare sau timpul de curent. La sudarea unei componente groase ntre doua componente subtiri, regimul de sudare se determina pentru grosimea mai mica, cu marirea adecvata a curentului. La sudarea unei componente subtiri ntre doua componente groase, regimul de sudare se determina pentru grosimea mai mare, cu o micsorare adecvata a curentului. </p><p> 3.1.2.3. Sudarea sculelor aschietoare </p><p>Modalitatile de proiectare si executie a sculelor aschietoare prin sudare STI sunt prezentate n figura 11.3. </p><p>Figura 11.3. Modalitati de realizare a sculelor aschietoare 1. partea activa; 2. coada sculei; 3.mbinarea sudata cap la cap </p></li><li><p> Principalul avantaj al folosirii sudarii la realizarea sculelor aschietoare este o importanta economie de otel rapid. Aceasta pentru ca se realizeaza din otel rapid doar partea activa a sculei, iar coada putnd fi din otel carbon de calitate sau chiar din otel obisnuit. </p><p>Particularitatile sudarii sculelor aschietoare rezulta din: caracteristicile termofizice mult diferite ale materialelor ce se mbina; sensibilitatea otelului rapid la fragilizare prin suprancalzire si prin racirea cu </p><p>viteza ridicata; conditia de a reduce la minim pierderile de otel rapid. </p><p>Pentru a ncalzi uniform capetele componentelor lungimea libera a piesei din otel rapid se alege mai mica dect a partii din otel obisnuit. Astfel pentru partea din otel rapid: </p><p>l = (0,5...1,0)xd (11.1) unde: l lungimea libera initiala; </p><p>d diametrul componentelor. Lungimea libera initiala a otelului rapid nu trebuie sa fie sub 10 mm. Pentru piesa din otel obisnuit lungimea libera initiala este de 1,3...1,5 ori mai mare dect lungimea libera initiala a piesei din otel rapid. Sudarea sculelor se face cu prencalzire la 1100...1200C. Prencalzirea se face cu impulsuri de curent cu o durata de 0,2...0,5 s si pauze de 0,2...0,3 s; numarul ciclurilor de prencalzire variaza ntre 5 ... 60 pentru componentele cu diametrul d = 8 ... 50 mm. Alti parametri de sudare sunt: </p><p>- viteza de topire: 1...1,5 mm/s; - viteza de refulare: 10...15 mm/s; - presiunea de refulare: 30...40 MPa; - densitatea de curent de prencalzire: 10 ... 40 A/mm2; - puterea electrica specifica necesara sudarii este 0,035...0,1 kVA/mm2 La adaosurile care se prevad pentru topire trebuie sa se tina seama de faptul ca </p><p>componentele din otel rapid se topesc mai repede dect cele din otel obisnuit. n functie de compozitia otelului rapid, se aplica imediat dupa sudare un </p><p>tratament termic n vederea evitarii fisurarii si a unei cresteri inadmisibile a duritatii n zona influentata termic. 3.2.2.4. Sudarea tevilor cap la cap </p><p>Sudarea tevilor cap la cap se poate face att SSS ct si STI Daca la sudarea STI cu prencalzire ndepartarea bavurii interioarea se face cu </p><p>ajutorul unui jet de aer mbogatit n oxigen, scurtarea la refulare se mareste cu 20...25%. </p><p>3.2.2.5. Sudarea componentelor de forma circulara Aceste componente fac parte din categoria zalelor de lant, jantelor de roti, </p><p>diferitelor inele, etc.. Jantele de roti se sudeaza STI cu topire directa cu masini speciale avnd piesele </p><p>de contact electric profilate dupa forma jantei. </p></li><li><p> Zalele de lant se sudeaza att SSS ct mai ales STI. mbinarea zalelor se poate face cu una sau doua suduri pe o zala. </p><p>Puterea specifica necesara la sudarea componentelor de forma circulara este cu 15...20% mai mare dect la bare drepte datorita efectului de suntare inerent. 3.2.2.6. Sudarea sinelor de cale ferata </p><p>Sudarea sinelor se face n vederea realizarii caii ferate...</p></li></ul>