+ All Categories
Home > Documents > Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

Date post: 25-Jul-2015
Category:
Upload: tanasev
View: 3,745 times
Download: 28 times
Share this document with a friend
59
SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR TANAVIOSOFT 2011 1 Autor : profesor Tănase Viorel C4 Capitolul 4 SUDAREA CU FLACARA DE GAZE 4.1.CONSIDERENTE GENERALE Sursa termică pentru încălzirea locală a pieselor de îmbinat o formează fla- căra generată de un gaz combustibil, care, în amestec cu oxigenul, formează flacă- ra de sudare. In cazul metalelor şi aliajelor cu temperaturi joase de topire, în locul oxigenului poate fi folosit şi aerul. Gazul combustibil cel mai folosit este acetilena, datorită faptului că aceasta dezvoltă în amestec cu oxigenul pur o temperatură înaltă, de circa 3 170°C. Se pot utiliza si alte gaze (gazele naturale, vaporii de gaze lichefiate, hidro- genul etc.) sau vaporii de lichide combustibile (benzina, petrolul etc), care, în amestec cu oxigenul, dau flăcării temperaturi mai joase, variind între 1 900 şi 2500 0 C. Flacara este produsa intr-un arzator sau suflai. Prima zonă foarte redusă, abia vizibilă, la ieşirea din suflai, formată din amestec de acetilena şi oxigen, este înconjurată de o zonă de forma unui con, conţinînd carbon incandescent care lu- minează alb orbitor, numită conul luminos. Urmează o zonă suficient de mare, care nu este vizibilă; aici se produce arderea acetilenei cu oxigenul, în urma reac- ţiei formîndu-se hidrogen şi oxigen. Fig.4.1.1.Arzator
Transcript
Page 1: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

1 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Capitolul 4

SUDAREA CU FLACARA DE GAZE

4.1.CONSIDERENTE GENERALE

Sursa termică pentru încălzirea locală a pieselor de îmbinat o formează fla-căra generată de un gaz combustibil, care, în amestec cu oxigenul, formează flacă-ra de sudare. In cazul metalelor şi aliajelor cu temperaturi joase de topire, în locul oxigenului poate fi folosit şi aerul. Gazul combustibil cel mai folosit este acetilena, datorită faptului că aceasta dezvoltă în amestec cu oxigenul pur o temperatură înaltă, de circa 3 170°C.

Se pot utiliza si alte gaze (gazele naturale, vaporii de gaze lichefiate, hidro-genul etc.) sau vaporii de lichide combustibile (benzina, petrolul etc), care, în amestec cu oxigenul, dau flăcării temperaturi mai joase, variind între 1 900 şi 25000C.

Flacara este produsa intr-un arzator sau suflai. Prima zonă foarte redusă, abia vizibilă, la ieşirea din suflai, formată din amestec de acetilena şi oxigen, este înconjurată de o zonă de forma unui con, conţinînd carbon incandescent care lu-minează alb orbitor, numită conul luminos. Urmează o zonă suficient de mare, care nu este vizibilă; aici se produce arderea acetilenei cu oxigenul, în urma reac-ţiei formîndu-se hidrogen şi oxigen.

Fig.4.1.1.Arzator

Page 2: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

2 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.2.GAZE ŞI LICHIDE COMBUSTIBILE

Metalele şi aliajele de sudat folosite curent au temperaturi de topire sub 15000C. Pentru îmbinarea prin topire a acestora, este necesar ca flacăra de sudare să degaje o cantitate de căldură cît mai mare, în care scop pentru sudare sau lipire este folosită zona primară a flăcării, unde temperatura este cea mai mare. Flacăra de sudare se obţine, prin arderea unui gaz combustibil sau vapori de lichide combustibile în amestec cu aer sau cu oxigen pur. În amestec cu aer, temperatura flăcării este mai mică şi nu poate fi folosită decît pentru metale şi aliaje cu tempe-raturi joase de topire şi cu o conductivitate termică mai redusă, sau lipire. Pentru sudarea oţelului, a aluminiului şi a cuprului, flacăra cu amestec de aer nu este co-respunzătoare. În general, pentru sudare şi tăiere, flacăra de gaze şi lichide com-bustibile nu este folosită în amestec cu aer, ci numai cu oxigen. În flacăra formată de gazul combustibil şi oxigen, aerul participă numai în flacăra secundară, care degajă căldura şi ajută parţial la încălzirea piesei în timpul operaţiei de sudare.

Gazele şi vaporii de lichide combustibile folosite la sudare, tăiere şi lipire sînt: acetilenă, gazele naturale, hidrogenul, vaporii de benzină, de benzen, de ga-ze lichefiate .

Acetilena (C2H2) constituie gazul cel mai propriu sudării, deoarece are o temperatură de ardere în oxigen foarte înaltă, cuprinsă între 3 100 şi 3 200°C. Se foloseşte la sudarea oţelului, a fontei, metalelor neferoase etc. Prezintă dezavanta-jul că în amestec cu oxigen sau aer este explozivă. Se prepară în generatoare de acetilenă, din carbură de calciu(carbid), care în contact cu apa produce acetilenă, conform reacţiei:

CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2+Q

Carbura de calciu (CaC2) se obtine din oxid de calciu şi cărbune pe cale elec-trochimică; are aspectul de granule compacte de culoare galbenă-brună pînă la neagră-albastră, iar în spărtură proaspătă are o structură cristalină. Se fabrică în şase grupe de granulaţie de la dimensiunea de 80—120 mm pentru tipul O, de 50—80 mm pentru tipul I, pînă la granule mici de 2—7 mm pentru tipul V. Carbi-dul se livrează în butoaie.Butoaieie cu carbid trebuie ferite de umezeală şi foc şi de acea se păstrează în magazii anume destinate acestui scop. Granulaţiile mici se folosesc în centralele de acetilenă, iar cele mari pentru producerea acetilenei în generatoarele de acetilenă. Reziduul rezultat la producerea acetilenei, hidroxidul de calciu Ca(OH)2l sub formă de nămol, se îndepărtează din generatoare şi se

Page 3: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

3 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

aruncă în gropi special destinate acestui scop, deoarece din ele se degajează aceti-lenă în continuare care poate provoca explozie.

În urma descompunerii carbidului, se produce o mare cantitate de căldură. În practică în generatoare cantitatea de apă se ia de peste 10 1 pentru fiecare ki-logram de carbid, deoarece in caz contrar temperatura produsă depăşeşte 60°C. Apa absoarbe căldura dezvoltată, ceea ce previne temperaturile mari şi pericolele legate de acestea. Temperatura de aprindere a acetilenei este de 350°C. în gene-ral, acetilenă este debitată din generatoare la presiuni foarte mici, sub 0,1 x105 Pa., ceea ce asigură securitatea necesară.

Acetilena dizolvată. Acetilenă la presiune de peste 1,6 x105 Pa, la tempera-tura de 60°C, se descompune în hidrocarburi foarte explozive. De aceea, acetilena nu se livrează în butelii la presiuni mari, ca majoritatea celorlalte gaze, ci numai în butelii speciale prevăzute cu masă poroasă, deoarece în capilarităţile porilor aceti-lenă se poate transporta fără pericol de explozie. În aceste butelii se introduce şi acetona, care are proprietatea de a dizolva acetilenă comprimată. în buteliile pre-văzute cu masă poroasă şi acetonă, acetilena se poate comprima la 15—16 x105 Pa la temperatura de 20°C, fără să prezinte pericole. Buteliile conţin circa 25% masă poroasă, 40% acetonă şi 29% acetilenă dizolvată (în volume), restul de 6% formînd spaţiul de siguranţă în partea superioară a buteliei.

Acetilena dizolvată în butelii prezintă următoarele avantaje:

puritate mare a gazului; securitate în exploatare; posibilitate de folosire în orice loc de muncă.

Buteliile de acetilenă dizolvată sînt vopsite în alb şi poartă o inscripţie roşie.

Hidrogenul este cel mai uşor gaz cunoscut; temperatura flăcării de hidrogen în amestec cu oxigenul este de 2 2000C.

Gazele naturale conţin în general 94—97% metan (CH4), iar în unele cazuri puritatea lor ajunge la 99% CH4. Deşi are o putere calorică destul de mare, căldu-ra dezvoltată în zona reducătoare a flăcării este numai cu puţin mai mare decît cea a hidrogenului. Temperatura de ardere în oxigen este de 2 000°C. Tempera-tura de aprindere în aer este de 340°C. Gazele naturale sunt folosite la sudarea aliajelor uşor fuzibile şi la tăiere. Sînt foarte explosive în amestec cu aerul.

Page 4: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

4 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Vaporii de benzină, de petrol lampant sau de benzen pot fi folosiţi cu bune rezultate la sudarea metalelor uşor fuzibile şi la tăiere. Temperatura flăcării amestecului de vapori de benzină cu oxigen este de 2 550°C, a vaporilor de petrol lampant în amestec cu oxigen de 2 475°C, iar a celor de benzen de 2 500°C.

Vaporii de gaze lichefiate, propanul şi butanul, au dezavantajul că în zona reducătoare degajează cantităţi reduse de căldură. Vaporii acestor gaze se folo-sesc la tăiere şi lipire. Gazele lichefiate se livrează în butelii cu capacitatea de cir-ca 26 1; greutatea buteliei este de circa 12 kg şi este vopsită în albastru-inchis.

Pentru sudarea metalelor şi aliajelor uşor fuzibile, ca şi la tăiere, se mai folo-sesc: gaze de iluminat, gaz de apă, gaz de cocserie etc, a căror temperatură de ar-dere în oxigen variază între 1 900 şi 21000C. Aceste gaze conţin H şi CO, care le fac combustibile. Temperaturile de ardere a acestora în oxigen variază între 1 900 şi 2 000°C.

tabelul 4.2.1

 

Combustibilul folosit, cu Indica‐

rea formulei chimice 

 

Temperatura 

flăcării 

 

 

Puterea 

calorică 

 

Căldura dega‐ 

jată în zona  

primară a  

flăcării 

 

Cantitatea de oxigen  

necesară de Intro‐ 

dus In suflai  

Acetilenă  3 170  12 600  5 050          1,1—1,2 

Hidrogen  2 100  2 570  1 300  0,25 

Metan  2 000  8 500  1 400  1 

Propan  2 000  22 500  1 150  1,5 

Butan  2 100  28 500  1 100  2 

Gaz de iluminat  1 900  1 000  900  0,7 

Gaz de cocserie  2 200  4 500  1 000  0,6 

Benzen  2 500  33 500  1 400  3 

Benzină  2 400  30 000  1 200   

Page 5: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

5 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

În ţările cu industrie dezvoltată se foloseşte un nou gaz lichefiat, metilacetilenă-propadienă, cunoscut sub numele de gazul MAPP. Vaporii aces-tui gaz au caracteristici apropiate de cele ale acetilenei, cu temperatura de ardere în oxigen de 2 925°C.Noul gaz lichefiat are limitele de explozie în amestec cu aer şi oxigen mult reduse faţă de acetilenă, ceea ce-i conferă o mare siguranţă în ex-ploatare.

Pentru obţinerea temperaturilor înalte la arderea gazelor combustibile este folosit oxigenul industrial care, amestecat cu acestea în proporţii corespunzătoa-re, după aprindere, generează flacăra de sudare. Oxigenul tehnic se livrează de trei tipuri: tip 99, tip 98 şi tip 97, numerele reprezentînd puritatea oxigenului res-pectiv. Pentru sudare şi tăiere, oxigenul cel mai corespunzător este de tip 99. Oxi-genul se livrează în butelii de oţel de 40 1, la presiunea de 150 x105 Pa.

Page 6: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

6 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.3.METALE DE ADAOS ŞI FLUXURI

Pentru sudarea diferitelor metale şi aliaje este necesară folosirea de metale de adaos corespunzătoare calitativ cu materialul de bază, adică de o compoziţie chimică care să confere cusăturii sudate aceleaşi caracteristici mecanice.

Pentru oţel, tipurile de sîrme sunt marcate cu simbolul S (sîrmă), urmat de cifre şi litere, care indică atunci cînd este cazul elementelor de aliere cuprinse în aceste sîrme, precum şi conţinutul maxim de carbon. Unele calităţi de sîrme pen-tru sudarea oţelului nealiat au şi litera X, care indică un material cu puritate mai înaltă (S şi P redus, de maximum 0,03% pentru fiecare).

Sîrma de oţel nealiat este marcată cu S10 şi cea de calitate mai pură cu S10X; ci-fra 10 indică conţinutul de maximum 0,10% C din sîrmă. Sîrmele aliate sînt marca-te cu literele M (mangan), S (siliciu), Mo (molibden), C (crom) etc.; astfel marca sîrmei S12M2 indică sîrma cu 0,12% C şi cu un conţinut pînă la 2% Mn, iar S12M2S indică o sîrmă cu aceleaşi elemente componente ca şi sîrma S12M2, şi cu un conţinut pînă la 1% siliciu; marca sîrmei S12MoC indică o sîrmă cu 0,12% C, molibden şi crom în proporţie sub 1%. Pentru sudarea oţelurilor speciale, inoxi-dabile, antiacide, refractare etc., sîrma de sudare se livrează odată cu materialul de bază. Sîrmele au diametrul de la 0,5 pînă la 12,5 mm şi se livrează în colaci sau în legături de vergele.

Pentru sudarea fontei cenuşii se folosesc vergele turnate VT-S30 şi VT-S36, cu diametrul de 4—14 mm şi cu lungimi de 450—700 mm. Prima marcă are un conţinut de siliciu de 3—5% Si, iar a doua de 3,6—4,8% Si şi sînt folosite pentru sudarea fontei la cald.

Pentru sudarea cuprului se foloseşte sîrma de cupru electrolitic CuE sau vergele cu Cu—Ag cu 1% Ag de 1 m lungime, cu diametrul de 4, 5, 6 şi 8 mm.

Pentru sudarea alamei sînt folosite sîrme (1—3 mm) şi vergele (2—8 mm) de alamă pentru sudare şi lipire, şi anume mărcile Am Si Lp şi Mn Sn Lp, prima conţinînd 58—62% Cu şi 0,2—0,3% Si şi a doua 59—61% Cu, 0,2—O,3o/0 Si, 0,8—1,2% Sn, restul Zn. Aceste sîrme sînt folosite atît la sudarea alamei, cît şi la lipirea cuprului, a bronzului, oţelului, fontei etc.

Sîrmele se depozitează în locuri uscate şi curate, pentru ca să nu se degrade-ze. Sîrmele nu se vor proteja prin ungere cu ulei sau substanţe organice, deoarece

Page 7: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

7 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

acestea impurifică baia de sudură. La folosire, sîrmele se vor şterge cu bumbac curat; îndreptarea şi tăierea sîrmelor se vor face în condiţii de curăţenie, iar după tăiere şi îndreptare, fiecare bară se va şterge cu bumbac curat.

În timpul sudării se formează oxizi care impurifică sudura. Este necesară fo-losirea fluxurilor sub formă de pulberi, paste sau lichide, pentru asigurarea pro-tecţiei metalului topit. În general, la sudarea oţelurilor obişnuite nu este necesară folosirea fluxurilor, în schimb, la sudarea oţelurilor speciale, a metalelor şi aliaje-lor neferoase, a fontei etc., folosirea fluxurilor este absolut necesară. Fluxurile formează deasupra băii de sudură zguri uşoare, cu temperaturi de topire mai joa-se decît cele ale materialelor de sudat. Fluxurile se îndepărtează uşor după suda-re, prin periere, după care piesa sudată trebuie spălată bine. Fluxurile sînt con-stituite din compuşi chimici care au o mare capacitate de dizolvare a oxizilor formaţi. Cele mai folosite substanţe care compun fluxurile sînt:

boraxul amestecat cu acid boric şi sare de bucătărie pentru sudarea cuprului şi a alamei. Un amestec recomandabil de flux este: 60-70% borax, 10-20% acid boric, 20-30% clorură de sodiu;

tabelul 4.3.1

Componenţi  Proporţia. în % 

Clorură de potasiu, KCl  50  10—60  50 

Clorură de litiu, LiCl  14  5—30  — 

Fluorură de sodiu. NaF  8  —  16 

Fluorură de potasiu, KF  —  5—15  — 

Clorură de sodiu NaCl  28  rest  30 

Clorură de calciu CaCl  —  —  4 

Page 8: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

8 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.4.UTILAJE PENTRU SUDAREA

CU FLACĂRĂ DE GAZE

4.4.1. Generatoare de acetilenă

Pentru obţinerea acetilenei prin descompunerea carburii de calciu (carbid) cu ajutorul apei se folosesc generatoare sau gazogene de acetilenă. În atelierele mari, prevăzute cu multe posturi de sudare, unde o distribuţie centralizată este economică, se recurge la generatoare staţionare sau centrale de acetilenă cu debi-tul orar de la 5 la 80 m3/h. acetilenă. Pentru posturile de sudare obişnuite se folo-sesc generatoare de acetilenă transportabile, cu debite orare de 0,8; 1,25; 2 şi 3,2 m3/h.

Presiunea la care este debitată acetilenă din generatoare poate varia, şi din acest punct de vedere se deosebesc:

generatoare ele presiune joasă, la care presiunea nominală, adică presiunea de lucru maximă admisă, să nu depăşească 0,1 x105 Pa;

generatoare de presiune medie, cu presiune nominală peste 0,1 x105 Pa, care însă să nu depăşească 1,5 x105 Pa. După modul in care se realizează contactul intre carbid şi apă, generatoarele

se clasifică în:

1. generatoare cu carbid în apă; 2. generatoare cu apă peste carbid, cu răcire umedă sau uscată; 3. generatoare cu contact intermitent (prin refularea apei).

După forma colectorului de acetilenă, generatoarele pot f i :

1. generatoare cu colectorul de gaz cu clopot plutitor; 2. generatoare cu colectorul de gaz cu vase comunicante;

Page 9: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

9 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Fig.4.4.1.1

Nu este permis ca temperatura apei de răcire din generatoare să depăşească 70°C; la sistemele cu apă peste carbid, în orice punct al spaţiului de gazeificare nu trebuie să se depăşească temperatura de 100°C la generatoarele cu răcire umedă şi temperatura de 110°C la cele cu răcire uscata.

Se folosesc generatoare de acetilenă transportabile de presiune joasă, care funcţionează cu contact intermitent prin reglarea apei. Cele mai cu-noscute sînt generatoarele: CD 11 cu încărcătură de carbid de maximum 5 kg şi cu un debit orar de 3,2 m3/h şi generatoarele de construcţie mai re-centă Ga 1250-C cu încărcătură de carbid de maximum 4 kg şi cu un debit orar de 1,25 m3 h.

În figura 4.4.1.2 este reprezentat generatorul de acetilenă CD-11, la care, după ce se încarcă coşul de carbid 4, acesta se introduce în vasul de reziduuri 14, peste care se aşază clopotul 3 ce se prinde cu trei crestături în cuiele vasului de reziduuri 14. După încărcare, clopotul se aşază în lo-caşul plutitorului, înşurubîndu-se cu piuliţa olandeză 15 de plutitor. Se toarnă apoi apă. Acetilenă degajată trece prin ţevile 5, 6 şi 7 din spaţiul 8 al plutitorului, iar apa de sub plutitor este refulată în partea superioară a rezervorului, astfel încît în spaţiul 8 încetează contactul dintre carbid şi apă. Din ţeava 7 acetilena trece prin epuratorul 9, de unde prin ţeava 10 ajunge în supapa de siguranţă 11, iar de aici prin robinetul 12 trece la consum. Pentru curăţirea acetilenei amestecate cu aer, înainte de a începe consumul ei se foloseşte robinetul 17.

Page 10: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

10 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Fig.4.4.1.2

Fig.4.4.1.3

Page 11: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

11 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

În figura 4.4.1.4 este reprezentat generatorul Ga 1250-C. Se umple corpul 1 cu 72 1 apă pînă la 150 mm de marginea de sus. Se încarcă cu carbid coşul 4, care se introduce sub clopotul 2, zăvorîndu-se cu închi-zătoarele 18, şi se închide robinetul 7. Se introduce în rezervor clopotul 2, asamblat cu coşul 4 şi cutia 3 (sudate între ele), introducîndu-se pîrghia 22 în ureche, şi se înşurubează cu piuliţa 16. Cutia 3 se asamblează cu clopotul 2 prin închizătoarele 18 şi se sprijină de fund cu picioruşele 19. Se deschid robinetele 7 şi 8 pentru eliminarea aerului cu acetilenă, apoi acestea se închid. Nivelul apei din supapa de siguranţă se controlează cu robinetul 15, după ce se umple cu apă prin pîrghia 17.

La încărcarea coşurilor de carbid pentru ambele generatoare se fo-loseşte carbid tip 0,1 sau 2, adică cu granulaţie peste 25X50 mm.

Fig.4.4.1.4

Page 12: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

12 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Generatoarele de acetilenă trebuie plasate în încăperi bine aerisite, separate de postul de sudare, iar în cazul cînd se află într-un atelier, ele trebuie păstrate la o distanţă de cel puţin 10 m de orice foc. La fiecare do-uă-trei zile de utilizare, rezervorul generatorului se spală cu apă, iar din trei în trei luni se spală filtrul generatorului şi se înlocuieşte cocsul. De asemenea, se verifică dacă garniturile şi înşurubările generatorului nu au scăpări de acetilenă. Verificările se execută cu soluţii de săpun şi se suflă cu aer comprimat.

În cazul unui consum mare, se folosesc generatoare centrale de producere a acetilenei.

4.4.2. SUPAPE DE SIGURANŢĂ, EPURATOARE

Supapele ele siguranţă sînt dispozitive destinate opririi trecerii flăcării de în-toarcere şi a undei de soc în generatoarele de acetilenâ, în recipientele de gaz sau în conductele principale dc acetilenă.Ele au rolul de protecţie împotriva pătrun-derii aerului sau a oxigenului provenit de la punctul de utilizare a acetilenei. Su-papele de siguranţă asigură trecerea acetilenei prin apă sub formă de bule, astfel încît să nu se formeze un curent continuu de gaz, prin care ar putea să se propage flacăra de întoarcere, şi asigură totodată, în cazul întoarcerii flăcării, evacuarea rapidă a gazelor arse în atmosferă.

Supapele de siguranţă pentru acetilenă se execută de următoarele tipuri: deschisă cu ţevi paralele; deschisă cu ţevi concentrice; închisă

Supapele deschise se folosesc pentru presiuni pînă la 0,1 x105 Pa, iar cele în-chise pentru presiuni medii pînă la 1,5 x105 Pa.

         

Fig.4.4.2.1 Fig.4.4.2.2

Page 13: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

13 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

În cazul cînd consumul de gaz este depăşit, nu este admisă antrenarea apei din supapă sub formă de picături sau împroşcări. În cazul întoarcerii flăcării, pre-siunea acetilenei evacuează apa prin ţeava de siguranţă 3 şi totodată şi amestecul de gaze, rămînînd încă o pernă de apă la baza ţevii de admisie 2 a gazului, care să asigure nepătrunderea amestecului pe ţeava de admisie 2; evacuarea ameste-cului de gaze explozive se produce integral numai prin ţeava de siguranţă 3, în aer. Generatoarele deschise sînt echipate cu supape de siguranţă de tipul deschi-să cu ţevi concentrice, varianta B.,. Supapele închise, variantele C, şi C., se folo-sesc la presiuni medii, respectiv 0,7 şi 1,5 x105 Pa, la care presiunea de întoarcere blochează intrarea spre ţeava de admisie, iar evac.uarea amestecului de gaz ex-ploziv în aer se face prin spargerea membranei 8.

Epuratoarele sînt aparate destinate curăţirii acetilenei de impurităţi. Epura-toarele montate pe generatoare au rolul numai de a curăţi acetilena de impurităţi mecanice, reţinînd în special umiditatea din gaz. Epuratoarele se încarcă cu cocs sau bucăţi mici de cărămidă. Ele au forma unei cutii cilindrice. Gazul intră pe la partea inferioară a epuratoarelor şi iese pe la partea superioară, de unde prin con-ducte este dirijat spre supapa de siguranţă.

4.4.3. BUTELII DE OXIGEN ŞI ACETILENĂ, REDUCTOARE DE PRESIUNE

Oxigenul se încarcă în butelii din oţel şi astfel este transportat la locul de muncă. Butelia de oxigen are un diametru interior de 220 mm, iar grosimea pere-telui este de 8 mm; la partea inferioară, buteliile sînt montate pe un suport, iar la partea superioară au un gît îngroşat în care este înşurubat robinetul de închidere; pe gîtul buteliei se înşurubează capacul de închidere . Lungimea totală a buteliei este de 1 740 mm. Buteliile se vopsesc în albastru şi poartă în alb inscripţia OXIGEN. Masa unei butelii încărcate este de 81 kg, din care 8,5 kg este masa ce-lor 6 m3 oxigen comprimată la presiunea de 150 at.

Buteliile au montate în partea superioară robinete de închidere, care sînt prevăzute cu un capac. Pentru montarea reductorului se deşurubează capacele 4 ale buteliei şi 10 al robinetului de închidere. Se purjează puţin oxigen prin des-chiderea rozetei robinetului pentru eliminarea eventualelor impurităţi lăsate de garnitura capacului; se închide robinetul, după care se înşurubează reductorul de presiune pentru oxigen.

Reductorul de oxigen serveşte la micşorarea presiunii oxigenului din butelii sau din conducte, la presiunea de 1—15 x105 Pa şi la menţinerea constantă a pre-

Page 14: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

14 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

siunii reglate. Reductoarele funcţionează pe principiul a două forţe opuse: forţa de presare a unui arc care închide admisia oxigenului şi forţa de presare a unei mem-brane acţionate de presiunea oxigenului, opusă arcului şi care tinde să deschidă admisia oxigenului.

   

Fig.4.4.3.1 Fig.4.4.3.2

Forţa de presare a membranei la rindul ei este stabilită de presiunea gazului pătruns în camera de joasă presiune şi de arc care se reglează manu-al. In corpul reductorului 1 sînt înşurubate: în locaşul 18, manometrul de înaltă presiune (0—250 x105 Pa), care indică presiunea oxigenului din bute-lie, şi în locaşul 19, manometrul de joasă presiune (0—25 x105 Pa) cu care se stabileşte presiunea .

Fig.4.4.3.3

Page 15: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

15 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Presiunea de lucru se stabileşte cu şurubul 14 acţionat manual, care prin arcul 13 şi membrana 11 dă naştere unei forţe antagoniste celei date de arcul 9. După stabilirea presiunii, la deschiderea rotiţei 21, oxigenul trece din canalul 16 în canalul 17 spre racordul tubului de oxigen.

Fig.4.4.3.4 Fig.4.4.3.5

Robinetul buteliilor de oxigen şi reductoarele de oxigen trebuie să fie foarte etanşe, cu corpului executat din alamă, iar în timpul exploatării se vor feri de a se murdări cu ulei, deoarece se pot provoca explozii. Carcasele metalice ale mano- metrelor trebuie să poarte inscripţia OXIGEN! A SE FERI DE ULEI!

Fig.4.4.3.6 Fig.4.4.3.7

Buteliile de acetilenă au aceeaşi capacitate ca şi cele de oxigen şi conţin circa 5 500 1 acetilenă la presiunea de 16 x105 Pa. Au aceleaşi dimensiuni ca şi buteliile de oxigen, cu excepţia lungimii buteliei, care este mai mică (1 640 mm). Buteliile de acetilenă sînt vopsite în alb şi poartă inscripţia în roşu. în interiorul buteliilor sînt introduse 20 kg masă poroasă şi 10,5 kg acetonă, ceea ce permite înmagazi-

Page 16: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

16 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

narea acetilenei la presiunea de circa 16 x105 Pa fără pericol.Buteliile trebuie men-ţinute numai în poziţie verticală, în special la folosire, pentru a nu se produce scurgeri de acetonă. De asemenea, nu se permite un consum mai mare de 650 l/h, deoarece acetilena degajată ar putea antrena acetona din butelie.

Reductorul de presiune la buteliile de acetilenă se racordează la robinetul cu ventil al buteliei, înşurubat în capul buteliei care lateral are un cep de care se prinde cu ajutorul bridei reductorul.

Reductorul de acetilenă are acelaşi principiu de funcţionare ca şi cel de oxi-gen, cu deosebirea că presiunile sînt cu mult mai joase; la acest reductor, mano-metrul de înaltă presiune este gradat pînă la 30 at, iar cel de joasă presiune pînă la 6 x105 Pa.

Pentru debite şi presiuni mari, reductoarele se aleg în funcţie de felul gazu-lui, de presiunea de alimentare, de presiunea de folosire şi de debitul orar necesar. Pentru baterii de butelii pentru oxigen, reductoarele reduc presiunea înaltă de 150 -200 x105 Pa la presiunea de utilizare de maximum 20 x105 Pa pentru consumuri pînă la 100 m3/h. Dacă presiunea de utilizare este sub 4 at, atunci se folosesc două trepte de reducere a presiunii, prin ataşarea la primul reductor de înaltă presiune a unui reductor de presiune joasă. în cazul unor consumuri nari de oxigen, insta-laţiile se prevăd şi cu dispozitive electrice de încălzire, montate pe ţevi, înaintea reductoarelor de presiune ale bateriilor.

4.4.4. BATERII DE BUTELII

În cazul atelierelor mari de sudare, prevăzute cu mai multe posturi le suda-re, cu consum mare de acetilenă şi oxigen, aprovizionarea locurilor de muncă nu se mai face separat pentru fiecare post, ci centralizat, prin conducte.

Bateriile de butelii pot fi legate în paralel, simplu sau dublu.

Page 17: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

17 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.4.5. TRUSA DE SUDARE OXIACETILENICĂ

Fig.4.4.5.1 Fig.4.4.5.2

Flacăra oxiacetilenică se obţine cu ajutorul arzătorului (suflaiului) de sudare sau de tăiere, în care se face amestecul gazului combustibil cu oxigen şi la extremi-tatea căruia se formează flacăra. Arzătorul este înşurubat într-un mâner, care, la capătul opus, este prevăzut cu racordurile pentru tuburile de oxigen şi de acetile-nă. Tijele arzătoare ale flăcării sînt de opt mărimi, cuprinse în trusa de sudare sau de sudare-tăiere. O trusă completă conţine:

minerul simplu sau combinat; arzătoarele pentru sudare şi pentru tăiere; anexele şi piesele de rezervă (dispozitiv de tăiere, becuri, piuliţe etc.); cutia trusei. Un suflai complet de sudare este format din minerul 1, în care se înşuru-

bează tija arzătorului, cu ajutorul piuliţei olandeze 12. Pe mîner sînt prevăzute racordurile: 2 pentru oxigen şi 4 pentru acetilenă. Oxigenul după ce trece prin ţeava din interiorul minerului şi robinetul de oxigen, este dirijat spre gaura in-jectorului 7 şi de acolo trece cu viteză mare în ajutajul de amestec 11 al tijei arză-torului şi în continuare în ţeava de amestec 14. Suflaiul lucrează după principiul injecţiei, adică curentul de oxigen la ieşire din injectorul 7 aspiră acetilena din spaţiul 8, respectiv din orificiile 9, unde ea intră în spaţiul minerului, după ce a

Page 18: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

18 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

fost deschis robinetul de acetilenă 6; în ajutajul de amestec 11, respectiv în conti-nuare în ţeava de amestec 14, acetilena se amestecă intim cu oxigenul. La ieşirea din orificiul 17 a becului de sudare 16, amestecul se aprinde, formînd flacăra de sudare.

 

Fig.4.4.5.3

Fig.4.4.5.4

Fig.4.4.5.5

Page 19: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

19 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Fig.4.4.5.6

Pentru manipulare se deschide mai întîi robinetul de oxigen şi după ce se constată cu degetul că se produce absorbţia la racordul 4 de acetilenă, se montează tubul de acetilenă, se deschide robinetul 14 al racordului de evacuare a acetilenei de la generator.

Se aşteaptă câteva secunde pînă cînd amestecul de aer cu acetilenă din ţevile şi tuburile de acetilenă au fost complet evacuate. Cum pentru majoritatea lucrări-lor de sudare este necesară o flacără neutră, la aprinderea flăcării, după deschide-rea completă a robinetului de oxigen şi de acetilenă, se obţine la început o flacără cu exces de acetilenă , după care se micşorează debitul de acetilenă prin închide-rea parţială a robinetului 6 , pînă cînd se formează con'tul luminos al flăcării neu-tre. La terminarea operaţiei de sudare se închide întîi acetilena şi apoi oxigenul. Dacă se produc întoarceri ale flăcării, se închide complet robinetul de acetilenă, iar suflaiul se cufundă într-o găleată cu apă.

 

 

 

 

 

Page 20: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

20 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

tabelul 4.4.5.1

Numărul becului  0  1  2  3  4  5  6  7  

Diametrul găurii becului, în mm  0,7  0,9  1,25  1,6  1,9  2,4  2,8  3,4 

Diametrul găurii injectorului, în mm  0,22  0,3  0,4  0,5  0,6  0,8  1  1.2 

Grosimea metalului de sudat, in mm  0,5‐1  1 ‐2 

2‐4  1‐6  6‐9  9‐14 

14‐20  20‐30 

Consumul de acetilenă, în l/h  75  150  300  500  750  1 200 

1 700  2 500 

Consumul de oxigen, in l/h  80  165  330  550  825  1 300 

1 850  5 750 

Lungimea "nucleului luminos, în mm  G  8  12  15  17  19  21  23 

Presiunea de lucru a oxigenului, în daN/cm‐ 

1,5‐2  2‐2,5 

2‐3  2,5‐3 

2,5‐3 

3‐3,5 

3‐4 j 

3‐ 1 

Presiunea de lucru a acetilenei, în 

x105 Pa 

      0,01 . 

.0,5       

Notă. Consumul de gaze poate varia cu maximum 10% in plus. 

Page 21: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

21 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.4.6. TUBURI DE PRESIUNE PENTRU GAZE, ACCESORII

Alimentarea cu oxigen şi acetilenă a sufiaiurilor de sudare şi tăiere se face cu ajutorul unor tuburi de cauciuc de execuţie suplă, colorate după cum urmează:

cu albastru la exterior, pentru oxigen; cu roşu la exterior, pentru acetilenă .

În funcţie de presiunea de regim, conductele de gaze se clasifică în două cla-se:

clasa P 10, pentru presiuni de maximum 10 x105 Pa; clasa P 20, pentru presiuni de regim de maximum 20 x105 Pa.

Tuburile din clasa P 10 pot avea diametrul interior de 6,3 sau 10 mm

şi sînt pentru oxigen şi acetilenă.

Tuburile din clasa P 20 sînt cu diametrul interior de 6,3 mm, numai pentru oxigen.

Conducerea gazelor pentru suflaiuri mari se face cu tuburi de diametru mai mare faţă de cele date, ţinîndu-se seamă de debitul de gaz şi de presiunea maximă de debitare.

Tuburile se racordează între ele cu nipluri şi, după ce s-a executat racordul, este necesar ca acesta să fie controlat cu soluţie de săpun.

Fig.4.4.6.1 Fig.4.4.6.2

Page 22: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

22 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Accesoriile sudorului cu gaz sînt:

ochelari de protecţie cu vizoare de culoare verde, cu diametrul de 50 mm; pentru sudarea pieselor cu grosimi pînă la 3 mm se folosesc vizoare cu numărul filtrului 2 pentru grosimi de 3—6 mm cu numărul filtrului 3, iar pentru grosimi mai mari, cu numărul filtrului 4;

ochelari de protecţie cu vizoare albe pentru curăţirea pieselor de zgură, rugină etc.;

mănuşi, şorţuri şi ghetre (sau jambiere) pentru sudori; ciocane de oţel pentru curăţirea pieselor de zgură; perii de sîrmă de oţel pentru curăţirea sudurii; ace şi perii de sîrmă de alamă pentru curăţirea becurilor; dălţi, ciocane, pile etc., pentru tăiere, pilire, îndreptare.

Fig.4.4.6.3 Fig.4.4.6.4 Fig.4.4.6.5

Fig.4.4.6.6 Fig.4.4.6.7 Fig.4.4.6.8

Page 23: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

23 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.4.7. POST DE SUDARE CU FLACĂRA DE GAZE

Locul de muncă al sudorului este dotat cu:

generator de acetilenă (eventual butelie de acetilenă) sau conductă de ga-ze cu racord;

butelie de oxigen cu reductor; trusa de sudare; tuburi de cauciuc, accesorii de protecţie; masă de lucru şi dispozitive de sudare; materiale de adaos, fluxuri de sudare; scule etc.

Fig.4.4.7.1

Page 24: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

24 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Fig.4.4.7.2

Un post de sudare cu flacără de gaze poate fi amplasat fie într-un loc fix (ca-bină) pentru sudarea ansamblurilor, fie pe fluxul de fabricaţie pentru suduri de montaj. Cabinele se închid cu paravane sau cu perdele de culoare deschisă, mate. Generatorul de acetilenă nu trebuie amplasat în cabina sudorului, din cauza peri-colului exploziilor; de aceea, lîngă locul de muncă al sudorului se prevede pentru generator un spaţiu separat cu pereţi zidiţi, bine aerisit; în cabina sudorului se amplasează pe unul din pereţi supapa de siguranţă a generatorului şi o flacără de control pentru gazul combustibil. Butoaiele de carbid se păstrează închise ermetic.

Reziduul din generatoare trebuie evacuat înainte de încărcarea cu carbid a generatoarelor şi aruncat în gropile special destinate acestui reziduu. Locul de muncă al sudoruiui va fi păstrat curat, aerisit şi în perfectă ordine.

Page 25: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

25 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.5.TEHNOLOGIA SUDARII CU FLACARA OXIACETILENICA

4.5.1.GENERALITATI

Sudarea cu flacăra de gaze este un procedeu de îmbinare folosit încă mult în ateliere şi pe şantiere la sudarea tablelor subţiri de oţel şi a metalelor neferoase, în special pentru poziţii dificile, la recondiţionarea pieselor de fontă şi bronz, la în-cărcarea cu metale dure etc. Deşi din căldura degajată de flacără numai circa 10% este folosită pentru operaţia de sudare propriu-zisă, procedeul prezintă avantajul că nu necesită aparate complicate sau reţea electrică şi deci poate fi folosit oriun-de. Procedeul prezintă economicitate la sudarea tablelor subţiri de oţel şi la unele metale neferoase, însă, pe măsura creşterii grosimilor de metal, productivitatea descreşte şi costul sudurilor executate se măreşte, ceea ce limitează mult aplicarea lui economică.

Fig.4.5.1.1

Înaintea operaţiei de sudare, piesele de sudat se prind din loc în loc, pentru ca rostul dintre ele să rămînă constant în tot timpul operaţiei de sudare, astfel încît marginile de sudat să nu se deplaseze între ele. În funcţie de configuraţia piesei, în

Page 26: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

26 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

loc de prinderi de sudură pot fi folosite clame de fixare a pieselor, care permit şi o oarecare deplasare; calitatea sudurii este mai bună, deoarece după sudare tensiu-nile interne şi deformaţiile sînt mai reduse. Se mai recomandă să fie folosite şi pe-ne de distanţare introduse între rosturi, spre a se evita micşorarea acestora sau eventual suprapunerea marginilor.

Pentru aducerea marginilor de îmbinat la temperatura de sudare, este nece-sar ca acestea să fie în prealabil încălzite, ceea ce constituie un mare inconvenient faţă de alte procedee de sudare, deoarece încălzirea produce transformări structu-rale în zonele învecinate sudurii şi deformaţii mari ale pieselor sudate. Pe şantie-rele care nu dispun de reţele electrice, sudarea cu gaz este mult folosită chiar la sudarea grosimilor mai mari de metal şi de aceea în tehnologiile de sudare care vor fi expuse se va arăta şi modul de îmbinare a acestora; in multe cazuri, ele nu sînt recomandabile, în special dacă pot fi utilizate procedeele de sudare electrică, care sînt, mult mai productive şi mai economice. Superioritatea procedeului însă constă în diversitatea mare a metalelor şi aliajelor, precum şi a produselor care pot fi sudate cu acest procedeu.

Rezultate bune se obţin la aplicarea procedeului la sudarea metalelor şi aliajelor cu temperaturi de topire sub 1 000°C, la sudarea fontei cu pereţi subţiri, la încăr-cări cu aliaje dure, la reparaţii.

Page 27: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

27 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.5.2. METODE ŞI REGIMURI DE SUDARE Aplicarea celei mai corespunzătoare metode la sudare conduce la obţinerea

unei calităţi bune a sudurii cu zone influenţate termic reduse şi cu deformaţii mici, cu un consum mai redus de gaz combustibil şi oxigen şi cu o viteză mai mare de lucru; înclinarea optimă care trebuie dată suflaiului, şi vîrfului sîrmei de adaos care trebuie topită faţă de locul de sudat, cât şi orientarea în spaţiu a sudurii de executat au dat naştere la mai multe metode de sudare. Metodele de sudare se aplică în funcţie de grosimea şi conductivitatea calorică a materialului de sudat.

Sudarea spre stingă constituie metoda cea mai simplă şi mai uşoară de însuşit de către sudori; se aplică la sudarea tablelor de oţel subţiri pînă la grosimi de 4—5 mm. Pentru metale cu conductivitate termică mai mare, metoda se aplică pentrugrosimi pînă la circa 3 mm. Metoda constă în începerea sudării din capătul din dreapta al rostului de sudat; cusătura se execută de la dreapta spre stînga cu suflaiul în mîna dreaptă a sudorului, menţinut înclinat cu un unghi de circa 45° sau mai mic faţă de planul tablelor, în funcţie de grosimea tablelor de sudat şi aplicat peste cusătura deja executată . Cu cit grosimea tablelor este mai mică, cu atît înclinarea faţă de planul tablelor este mai mică, ajungînd ca în cazul grosimi-lor sub 1 mm înclinarea să fie de 10°. Sîrma de adaos ţinută de sudor în mîna stin-gă se află înaintea flăcării de sudare ; deoarece suflaiul este dirijat înaintea cusă-turii, această metodă mai este numită şi „metoda înainte". Atît suflaiului cit şi sîrmei îi sînt imprimate mişcări de oscilaţii transversale . Tablele pînă la grosimi de 4 mm se sudează cu rostul în I.

Fig.4.5.2.1

Page 28: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

28 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Metoda se poate aplica şi grosimilor mai mari de 4 mm, în care caz este ne-cesară prelucrarea marginilor rostului în V, cu o deschidere a rostului de 903. Me-toda însă aşa cum s-a arătat nu este recomandabilă grosimilor peste 4 mm, din ca-uza productivităţii reduse şi a consumului mărit de oxigen şi acetilenă. Debitul orar necesar de acetilenă, care generează puterea flăcării oxiacetilenice, la această metodă se deduce în funcţie de grosimea tablei, şi anume:

Qa=(80 .. . 120) s [l/h], în care s este grosimea tablelor, în mm.

În cazul sudării cuprului, ţinînd seama de conductivitatea termică mare a acestuia, puterea flăcării se ia mult mai mare:

Qa=(200 ... 250) s [l/h], însă este preferabil să se aplice, în cazul cînd este posibil, alte metode mai produc-tive.

Cu relaţiile de mai sus, pentru o anumită grosime de material, s-a determi-nat debitul orar necesar de acetilenă, se alege mărimea becului necesar obţinerii flăcării corespunzătoare, adică a tijei şi a injectorului. Presiunea de lucru a oxige-nului se alege conform datelor din tabel.

Metalul de adaos se alege corespunzător calităţii materialului de bază, iar diame-trul sîrmei de adaos se deduce din grosimea de sudat conform relaţiei:

d=s/2 +1 [mm], în care s este grosimea materialului de bază de sudare

Metoda spre stînga are şi unele variante în funcţie de modul cum sînt execu-tate depunerile; astfel, metoda cu băi succesive se aplică grosimilor peste >15 mm, iar metoda în picături tablelor subţiri.

In tabelul se dau consumurile de materiale şi regimurile la sudarea spre stînga a tablelor din oţel.

Poziţia cusăturii şi forma îmbinării  Grosimea  

tablelor [mm] 

Debitul de 

acetilenă 

n/h] 

Timpul de suda re [min.'m] 

Consumul 

de acetilenă [l/ml 

Consumul de metal de adaos [g/m] 

  1  100  6  9  20 

  2  225  10  35  50 

Page 29: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

29 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Orizontală cap la cap  5  500  20  210  250 

  8  750  40  350  640 

  10  1 000  50  835  1 000 

  0,8  75  2'30"  3  _ 

Orizontală cap la cap cu  1.2  120  3'45"  7,5  ‐‐ 

margini răsfrînte  1,5  150  4'20"  11  ‐‐ 

  2  225  5'  12  — 

  4  350  20  125  160 

In poziţie semiurcătoare  6  600  30  300  360 

(20°—45°) cap la cap  8  850  40  530  641) 

  10  1 000  50  840  1 000 

In cornişă, orizontală pe perete  6  500  36  275  240 

8  600  48  480  510 

10  750  60  750  800 

Perete vertical, cap la cap In V la 60° 

12  1 000  72  1 000  1 100 

  1  100  6  12  25 

  2  225  10  42  48 

Orizontală de colţ, interioară  3  4  

350 500  15 20  92 160  100 200 

  6  720  30  375  440 

  8  1 000  40  665  750 

Orizontală de colţ, exterioară (pe muchie) 

3   6  8 

75 150 225 300 500 600 

5 8 12 16 24 32 

6 20 45 80 

200 320 

15 30 60 100 250 400 

 

Page 30: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

30 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Metoda spre stînga se aplică atît la sudarea orizontală, cît şi la sudarea în di-ferite poziţii: semiurcătoare, în cornişă (orizontal pe perete vertical), peste cap etc. în toate cazurile se execută mişcări transversale de oscilaţii, în zigzag sau în spira-lă. Suflaiului şi sîrmei li se imprimă oscilaţii transversale opuse .

Sudarea spre dreapta este o metodă mai dificilă decit sudarea spre stânga, necesitînd din partea sudorului o pregătire mai îndelungată. Metoda se aplică la îmbinarea tablelor mai groase de 4 mm pentru oţel, iar pentru metale cu conduc-tivitate termică mai mare, de exemplu, cupru, ia grosimi începînd cu 3 mm. Me-toda constă în începerea sudării din capătul din stînga al rostului de sudat; sudura se execută de la stînga spre dreapta, suflaiul fiind menţinut înclinat cu un unghi de circa 70° sau chiar mai mare faţă de planul tablelor, în funcţie de grosimea ta-blelor de îmbinat, aplecat peste rostul încă nesudat. Sîrma de adaos se menţine tot la 45° ca şi în cazul sudării spre stînga şi înaintează după suflai, fiind aplecată asupra sudurii deja efectuate. Sudura se execută în urma suflaiului, şi de aceea această metodă de sudare se mai numeşte şi „metoda înapoi". Suflaiului i se impri-mă o mişcare rectilinie fără oscilaţii, iar sîrmei o mişcare cu oscilaţii transversale. Debitul orar de acetilenă care generează puterea flăcării se ia pentru oţel cu circa 50% mai mare faţă de metoda spre stînga, şi anume

Q„=(120 ... 150)s [l/h],

iar în cazul cuprului:

£„=(250 ... 300)s [l/h].

Ţinînd seama de puterea mai mare a flăcării de sudare, această metodă, in comparaţie cu metoda spre stînga, prezintă următoarele avantaje:

productivitatea mărită cu 20—25%; unghiul de prelucrare a tablelor în V la 70° în loc de 90° (la metoda spre

stînga); consum de metal de adaos cu 10—15% mai redusa.

Page 31: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

31 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Fig.4.5.2.2

Grosimile de metal peste 15 mm se sudează cap la cap în două treceri (două straturi). Primul strat se execută cu o înclinare mai redusă a suflaiului, de 30—45°, menţinut la baza rostului, şi cu o înclinare a sîrmei de 45—60°, iar stratul al doilea cu o înclinare a suflaiului de 60—80° şi a sîrmei de adaos de 30—45°. In tabelul se dau consumurile specifce

tabelul 4.5.2.1

Metoda de execuţie a cusăturii  Grosimea 

tablelor de 

sudat 

[mm) 

Debitul 

de 

aeetilonă 

[l/h] 

Timpul 

de sudare 

[min/m] 

Consumul 

de 

acctllenă 

[l/m] 

Consumul de material de adaos [g/m] 

Intr‐o singură trecere  4 6 a 10 12 

15 

350 750 1 

000 1 100 

1 250 .1 

500 

16 24 

32 40 50 

65 

108 240 

480 668 1 

000 1 600 

112 290 580 

850 1 200 1 900 

In două treceri «  15 20 25 30 

2 000 

3 000 4 000  4 500 

54 83 100 

142 

2 300 3 400 4 650 7 500 

1 600 

3 380 4 060 5 900 

Page 32: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

32 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

tabelul 4.5.2.2

Metoda de execuţie şi felul îmbinării  Grosimea 

tabielor de 

sudat 

(mmj 

Debitul 

de 

aeetilenâ 

[l/h] 

Timpul 

de su‐dare [min/m] 

Consumul 

de acetile‐

nă [l/m] 

Consumul de 

material de 

adaos [g/m] 

Sudarea cap la cap în I cu cusătură dublă ver‐

ticală‐urcătoare 

3  4  6 8 10 12 

75 100 175 

225 300 

350 

9 12 20 22 

24 30 

24 50 100 165 250 350 

45 80 190 360 460 550 

Sudarea cap la cap in X cu cusătură dublă verticală‐urcătoare 

14 16 

20 25 

350 450 550 750 

35 40 60 70 

460 650 1 000 1 600 

740 940 1500 2 000 

Sudarea cap la cap cu o singură cusătură urcă‐toare 

3  4  6 

100 150 225 

12 18 24 38 

26 54 96 220 

35 70 120 270 

Tinînd seamă că metoda de sudare spre dreapta este mai productivă decit metoda spre stingă, consumurile de acetilenă, de oxigen, de sîrmă de adaos şi timpul de bază pentru sudare faţă de metoda spre stingă sînt circa 20% mai mici.

Sudarea verticală cu cusătură dublă constituie a treia metodă care se aplică numai tablelor poziţionate vertical şi la care cusătura se obţine vertical de jos în sus. Sudarea se execută simultan de doi sudori, aşezaţi de o parte şi de alta a ros-tului. Metoda de sudare cu cusătură dublă este cea mai productivă şi mai econo-mică, deoarece căldura celor două suflaiuri este mult mai bine utilizată, încălzirea producîndu-se simultan din cele două părţi.

Economicitatea metodei mai constă şi în aceea că marginile tablelor cu gro-simea pînă la 12 mm se sudează fără să fie necesară prelucrarea, iar de la 12 mm în sus, prelucrarea se execută în X la 60°. Faţă de metoda de sudare spre dreapta, sudarea verticală cu cusătură dublă prezintă următoarele avantaje:

productivitatea de execuţie de 66% mai mare; consum de oxigen şi carbid redus — se micşorează cu peste 60%; nu este necesară prelucrarea pînă la grosimi de 12 mm; economie de metal de adaos, de 30—50%.

Page 33: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

33 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Grosimile de metal cuprinse între 2 şi 6 mm se pot suda şi de un singur su-dor, în care caz sudura este executată vertical-urcător numai pe o singură parte. Această sudură este mai puţin productivă decît sudura executată de doi sudori simultan.

4.5.3. PREGĂTIREA PENTRU SUDARE

Înainte de sudare, după ce marginile pieselor au fost curăţate de orice fel de impurităţi, ele se prind cu cusături scurte (prinderi), prin fixarea între ele a unui rost astfel încît să fie menţinută între table distanţa constantă necesară pe toată durata sudării. Rostul poate fi:

în I, pentru table cu grosimea pînă la 2 mm cu margini răsfrînte; răsfrîngerea se ia de s + 1 mm (s, grosimea tablelor), iar sudarea se exe-cută după prinderea lor cu marginile aşezate în contact fără rost (6=0);

în, I cu marginile tablelor distanţate între ele cu 0... 2 mm, pentru table cu grosimea de pînă la 4 mm;

în I, pentru table cu grosimea pînă la 12 mm, pentru sudarea cu cusătu-ră dublă în poziţia verticală (de doi sudori deodată);

în V sau Y cu unghiul rostului a=55—65° pentru sudarea spre dreapta la table cu grosimea de 4 -12 mm, cu un rost între ele de 2 ... 4 mm;

în X cu un unghi α=80° şi cu un rost 5=2-3 mm, pentru table cu grosimea de 14-30 mm sudate într-o trecere pentru grosimi pînă la 20 mm şi în do-uă treceri pentru grosimi pînă la 30 mm, sudura efectuată de doi sudori deodată.

După fixarea metodei de sudare şi a execuţiei prelucrării necesare, tablele se prind într-o anumită succesiune — în general alternant — conform celor prevăzute in fişa tehnologică. Distanţa dintre prinderi este şi ea dată în fişa tehnologică de execuţie. In general, prinderile se execută începînd de la mijlo-cul cusăturii, succesive şi alternant de o parte şi de alta a primei prinderi, astfel încît să fie evitate deformaţiile care eventual s-ar putea produce chiar la prin-deri. După executarea prinderilor, se măsoară rostul şi unghiul tablelor, dacă ele sînt conform prescripţiilor din fişa tehnologică.

La sudare se vor folosi materiale de adaos corespunzătoare metalului de ba-ză. Se recomandâ ca acestea să fie de aceeaşi compoziţie cu metalul de bază. Prin-

Page 34: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

34 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

derile se execută, de asemenea, cu acelaşi material de adaos ca şi cel folosit pentru executarea sudurilor.

Prinderile la table cu grosimea pînă la 5 mm se execută la distanţe de 30-40 s (s fiind grosimea materialului); la grosimi mai mari, prinderile se execută la dis-tanţe de 20 ... 25s.

Page 35: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

35 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.6.SUDAREA OŢELURILOR,FONTELOR ŞI NEFEROASELOR

4.6.1. SUDAREA OŢELULUI CARBON ŞI ALIAT Flacăra de sudare formează o zonă reducătoare în care se dezvoltă tempera-

tura cea mai înaltă (circa 3 200°C) şi care totodată, datorită gazelor degajate CO şi H,, reduce la fier oxizii formaţi. Pentru sudare, suflaiul trebuie astfel condus de sudor încît locul de sudat să fie tot timpul sub acţiunea acestei zone, adică la o dis-tanţă de 2—5 mm de vîrful nucleului luminos, cu înclinarea necesară faţă de pla-nul piesei de sudat de la 10—30° pentru grosimi pînă la 4 mm şi 40—60° pentru grosimi de 5—10 mm. Sudarea pieselor cu grosimi de perete sub 3 mm este destul de productivă, în comparaţie cu alte procedee de sudare. Sudarea tablelor de oţel peste 3 mm grosime nu este productivă, deoarece se produc tensiuni interne şi de-formaţii ale pieselor, iar zona influenţată termic conţine structuri grosiere, astfel încît, după sudare, este necesar un tratament termic.

Calităţile de oţeluri sudabile cu flacără oxiacetilenică sînt: oţelurile carbon de construcţie obişnuite, conform STAS 500/1-80; OL 32, OL 34, OL 42; oţelurile carbon de calitate şi oţelurile carbon superioare, conform STAS 880-80; OLC10, OLC15; OLC 20, OLC 25, adică oţelurile cu conţinut de carbon pină la 0,3%. La sudarea acestor oţeluri se foloseşte sîrma S 10 pentru oţelurile carbon obişnuite şi sîrma S 10 X, pentru oţelurile carbon de calitate.

Pentru oţelurile cu conţinut de carbon peste 0,30% oţelurile OL 60, OL 70 sau OLC 35, OLC 45 etc., se recomandă ca piesele să fie preîncă!zite la tempera-turi de 150—350°C, temperaturile mai mari fiind pentru oţelurile cu conţinut de carbon mai ridicat; preîncălzirea trebuie menţinută în tot timpul sudării, deoarece în caz contrar se pot produce crăpături. După sudare, răcirea trebuie să fie încea-tă, pentru a se evita producerea structurilor de călire. La sudarea oţelurilor cu conţinut de carbon peste 0,3% se va folosi o flacără slab carburantă, deoarece nu se recomandă folosirea de sîrme de adaos cu conţinut mai mare de 0,3%C, care provoacă fierberea băii şi produc porozităţi în sudură. Pentru obţinerea sudurilor cu rezistenţe mai mari se folosesc sîrmele aliate, ca, de exemplu, S 10 Ml sau S10M2, cu mangan, sau sîrma S 08 N3 cu nichel.

După sudarea pieselor din oţeluri cu conţinut mărit de carbon, acestea se vor supune tratamentului termic de normalizare la 780—800°C. După operaţia de

Page 36: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

36 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

sudare, cusătura, indiferent de calitatea oţelului, se va ciocăni la roşu cu bătăi de-se şi uşoare de ciocan.

Oţelurile carbon laminate în table groase pentru cazane şi recipiente de pre-siune (STAS 2883/1-76) OLK1, OLK2, . .. OLK5 se sudează prin procedee electrice sudarea acestora necesitînd surse puternice.

Oţelurile carbon pentru ţevi (STAS 2881-74), OLT 32, OLT 35, OLT 45 se sudează fără preîncălzire. Oţelurile cu conţinut mărit de carbon OLT 55 fie sudate prin procedee electrice.

Sudarea oţelurilor aliate prin procedeul cu gaz se recomandă pentru aceleaşi grosimi de perete ca şi pentru oţelurile carbon.

Oţelurile slab aliate cu conţinut de carbon pînă la 0,20% şi cu un conţinut de siliciu şi crom pînă la 1% (pentru fiecare) pot fi sudate corespunzător chiar dacă conţinutul de mangan şi nichel este mai mare. Astfel, oţelurile pentru construcţii metalice 19 M10, 10M16, 17M13, aliate cu mangan, şi 18SM14, aliat cu mangan-siliciu, se pot suda cu bune rezultate folosindu-se sîrmele de adaos conform STAS 1126-78, calităţile S 10 Ml şi S 12 M2 pentru oţelurile aliate cu mangan şi calitatea S 11 M2 S pentru oţelul aliat cu mangan-siliciu. Oţelurile mai complex aliate se vor suda cu sîrme corespunzătoare aliate sau se vor decupa fîşii din tablele de su-dat. Grosimile reduse de materii se recomandă să fie sudate cu margini răsfrînte, în care caz nu mai este necesar metal de adaos.

Oţelurile slab aliate cu molibden şi crom-molibden pentru ţevi (STAS 8184-77), OAT 1, OAT 2, OAT 3, pot fi sudate dacă grosimea peretelui este redusă; sînt necesare sîrme de adaos de aceeaşi calitate cu a metalului de bază.

Oţelurile aliate şi oţelurile aliate superioare pentru construcţii de maşini (STAS 791-80) pentru cementare pot fi sudate, dacă grosimea peretelui nu este mare şi se dispune de sîrme de adaos corespunzătoare. Oţelurile pentru îmbună-tăţire se sudează numai cu preîncălzire, iar după sudare se execută un tratament termic de recoacere.

Oţelurile mediu aliate, cu 2,5% Or şi 1% Mo, sau cu 5% Cr şi 0,5% Mo, sau cu 3% Cr şi 0,5% Mo, se sudează cu preîncălzire între 100 şi 250°C; după sudare sînt necesare tratamentele termice de revenire.

Page 37: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

37 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Oţelurile inoxidabile feritice laminate şi forjate cu peste 12% Cr se sudează folosindu-se fluxuri de sudare şi flacără strict neutră. După sudare, în vederea îmbunătăţirii structurii, se execută tratamente termice corespunzătoare.

Oţelurile inoxidabile austenitice laminate şi forjate cu 18% Cr şi 8% Ni se sudează cu flacără absolut neutră, folosindu-se metal de adaos de aceeaşi compo-ziţie cu cea a metalului de bază şi fluxuri pe bază de fluoruri de calciu şi feroaliaje de Cr, Mn şi Ti, în cantităţi suficiente, care să acopere baia de sudură. După suda-re se curăţă fluxul cu peria şi ciocanul şi se spală cu apă fierbinte; apoi, piesele se călesc în apă, după încălzire la 1 150°C.

Oţelul carbon turnat în piese şi oţelul aliat pentru construcţii de maşini tur-nat în piese se sudează ţinîndu-se seama de recomandările făcute pentru oţelurile laminate. Se recomandă sudarea cu preîncălzire, dacă conţinutul de carbon depă-şeşte 0,20%.

Oţelurile manganoase austenitice turnate în piese cu peste 1% C şi cu 12—14% Mn se sudează prin încălzire la temperatura de 1 0000C; după sudare, piesele sînt supuse încălzirii la 1 100°C şi călirii în apă. Ţinînd seama de temperaturile înalte la care sînt încălzite, pot fi sudate oxiacetilenic orice grosimi de piese. Flacă-ra se reglează cu un mic exces de acetilenă, ceea ce evită oxidarea manganului. La sudare se foloseşte şi pulberea de aluminiu, care evită, de asemenea, arderea man-ganului.

4.6.2. SUDAREA FONTEI

Fontele fiind aliaje cu conţinut mare de carbon, sudarea oxiacetilenică a acestora nu se execută decit la cald. In acest scop, piesele din fontă se încălzesc în cuptoare la 600—700°C, iar în cazul pieselor mari încălzirea se face în cuptoare zidite special în acest scop, după ce a fost efectuată formarea locului de îmbinat. În prealabil, defectele se scobesc pînă la obţinerea metalului sănătos, iar locurile de sudat se formează cu plăci de grafit şi nisip, după care piesele se încălzesc în-cet şi uniform pînă la temperatura de lucru. La sudare, fonta prezintă următoarele caracteristici:

la încălzire pînă la temperatura de topire, fonta nu trece printr-o stare plas-tică ca oţelul, iar la temperatura de topire ea devine brusc lichidă;

Page 38: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

38 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

în timpul sudării este necesară folosirea de fluxuri, deoarece se formează oxizi de mangan şi siliciu, care trebuie eliminaţi; se recomandă fluxul cu 50% borax, 47% bicarbonat de sodiu şi 3% bioxid de siliciu, sau 80% acicl bo-ric şi 20% bioxid de siliciu; fluxurile dizolvă oxidul de fier format şi împiedi-că decarburarea metalului.

 

Fig.4.6.2.1

Fonta fiind fragilă atit la cald cit şi la rece, în piesele de fontă se formează uşor fisuri, dacă încălzirea piesei nu este uniformă şi dacă operaţia de sudare nu este condusă corect.

Piesele de fontă albă se sudează cu vergele de fontă albă (cu conţinut re-dus de siliciu), avînd următoarea compoziţie: 2,2—2,6% C, 0,8—1% Si; 0,4—0,6 %Mn; P<0,2%; S<0,1%; după sudare, piesele se maleabilizează. Cu aceleaşi vergele se sudează şi fonta maleabilă, care după sudare este supusă din nou maleabilizării.

Piesele de fontă cenuşie se sudează cu vergele de fontă cenuşie VT-S30 şi VT-S36. Vergelele, în afara conţinutului de siliciu care le diferenţiază, mai con-ţin 3—3,6%C; 0,5—0,8%Mn; 0,3—0,5% P. La sudare se vor folosi dimensiuni de bare mult mai groase ca la sudarea oţelului, şi anume: de 8—10 mm diame-tru la sudarea grosimilor de 10—15 mm şi ele 12—14 mm diametru pentru grosimea peretelui peste 15 mm.

La sudarea fontei se folosesc suflaiuri puternice, în vederea menţinerii cît mai uşoare a unei băi fluide; flacăra se reglează cu un mic exces de acetilenă. La sudarea pieselor cu pereţi subţiri şi medii, suflaiul va fi condus în zig-zag, iar la sudarea pieselor groase, în spirală.

Page 39: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

39 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

In figura este reprezentat, în vederea sudării la cald, modul de formare a unei piese sparte din fontă. Cum partea ruptă nu poate fi reutilizată, aceasta a fost înlăturată şi urmează să fie înlocuită cu sudură. Se recurge la o cutie de formare din tablă de oţel, în care se aşază capetele de sudat; locul de sudat se formează cu plăci de grafit. Sudura ce urmează să fie executată se compartimentează cu ajuto-rul plăcilor de grafit în mai multe locaşuri după care se îndeasă între cutie şi plăci-le de grafit nisip de formare . Compartimentarea are drept scop să poată fi execu-tate mai multe băi de sudură (în cazul de faţă patru băi) de volum mai redus, mai uşor de menţinut, deoarece baia în care se topeşte metal de adaos trebuie menţi-nută tot timpul în stare lichidă. După formare, în jurul cutiei, în vederea încălzirii piesei de sudat, se execută un cuptor de cărămidă în care se introduce cărbune de lemn aprins.

Sudarea se execută succesiv în cîte unul din compartimente. După ce se um-plu cu sudură băile 5 şi 8 de la capete, se îndepărtează una din plăcile de grafit şi se umple baia 6, iar după cristalizarea acesteia se înlătură cealaltă placă şi se exe-cută baia 7 care leagă celelalte trei băi, respectiv cele două capete. După sudare, se mai adaugă cărbune aprins între cutia de formare şi zidurile cuptorului, se astupă cuptorul cu plăci de azbest şi tablă şi se lasă să se răcească cît mai încet, timp de cel puţin 24 h.

Sudura se execută cu îngroşarea necesară de cel puţin 10 mm de fiecare par-te a piesei, spre a se dispune de suficient material pentru prelucrare. în cazul folo-sirii unei tehnologii corecte se obţin suduri compacte, uşor prelucrabile cu scule obişnuite de atelier.

Repararea unei roţi de scripete cu spiţe, din fontă, se arată în figura. Dacă este spartă canelura periferică în locul A al roţii, între două spiţe, se încălzesc pînă la roşu închis spiţele 1 şi 2, ceea ce provoacă dilatarea marginilor canelurii rupte; încălzirea se menţine pînă la terminarea sudurii în A. După sudare, roata se lasă să se răcească foarte încet.

În cazul cînd este ruptă spiţa 3, se încălzesc zonele B şi C ale canelurii de o parte şi de alta a spiţei pînă la roşu închis şi se sudează spiţa 3, după care se lasă să se răcească foarte încet.

Page 40: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

40 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Dacă este complet ruptă o bucată din roată, adică spiţa 3 şi în două locuri D şi E canelura, se sudează la rece întîi spiţa 3, după care se încălzesc spiţele 1 şi 3 pentru sudarea canelurii rupte în D; se încălzesc, apoi spiţele 2 şi 3 pentru suda-rea canelurii în locul E. După sudare, piesele se lasă să se răcească foarte încet, de preferinţă într-un cuptor.

Piesele mici se încălzesc în cuptoare de încălzire; după ce au fost aduse la roşu se scot din cuptor şi se sudează în locuri ferite de curent de aer, după care se introduc din nou în cuptor, pentru răcire înceată împreună cu cuptorul astupa

4.6.3.SUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR NEFEROASE

Metalele neferoase şi aliajele lor se sudează pe scară largă prin procedeul cu gaz. În funcţie de temperatura de topire şi de conductivitatea termică a metalului sau a aliajului respectiv se alege mărimea suflaiului şi în multe cazuri chiar gazul combustibil. Pentru metalele neferoase cu temperaturi joase de topire şi în special pentru sudarea grosimilor reduse este preferabilă folsirea unui gaz combustibil care să nu dezvolte o temperatură prea înaltă; la sudarea acestor metale nu este necesară degajarea unei cantităţi mari de căldură în zona reducătoare, iar dacă es-te folosită acetilenă, se recurge la aer comprimat în loc de oxigen care deşi nu are o temperatură de topire prea înaltă (1 083°C), însă avînd o conductivitate termică foarte mare, în special la sudarea grosimilor mai mari, necesită suflaiuri mult mai puternice, în comparaţie cu cele folosite la sudarea oţelului.

Ţinînd seama, de asemenea, de afinitatea mare pe care o au metalele nefe-roase de a forma oxizi, este absolut necesară folosirea fluxurilor care să împie-dice oxidarea, iar în cazul formării oxizilor aceştia să fie reduşi la metal.

Aliajele metalelor neferoase au temperaturi de topire mai joase decît me-talele respective şi conductivităţile termice mai reduse, astfel încît pentru suda-rea aceloraşi grosimi de metal sînt necesare flăcări de putere mai mică.

Sudarea aluminiului şi aliajelor de aluminiu. Aluminiul şi aliajele de aluminiu se sudează pe scară largă prin procedeul cu gaz. Aluminiul avind masa specifică de 2,7 kg/dm3 face parte din clasa metalelor neferoase uşoare. Aluminiul avînd o temperatură de topire de numai 660°C, iar aliajele de alu-miniu sub această temperatură, pentru sudarea tablelor mai subţiri de 1 mm se recomandă folosirea flăcării de hidrogen sau de gaze naturale în amestec cu oxigenul. Datorită conductivităţii mari a aluminiului, la grosimi de material

Page 41: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

41 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

peste 1 mm este necesară folosirea flăcării oxiacetilenice. Pentru sudare, alumi-niul prezintă următoarele caracteristici :

topirea se produce brusc, fără să treacă prin starea plastică şi, deoarece are o conductivitate termică mare, zona ajunsă în stare lichidă este şi ea mare, încît se pot produce străpungeri; în timpul sudării, piesa nu trebuie solicitată deoarece rezistenţa părţilor aduse în stare lichidă este extrem de redusă;

la temperaturi înalte, aluminiul absoarbe uşor oxigenul, iar oxizii for-maţi incluşi în metal slăbesc cu mult rezistenţa îmbinării; oxidul de aluminiu are o temperatură de topire cu mult mai înaltă (2 050°C) decît a metalului şi, fiind mai greu, împiedică operaţia de sudare, astfel încît este absolut necesar să fie folosite fluxuri;

coeficientul de dilatare a aluminiului fiind mult mai mare decît al oţe-lului, se produc deformaţii mari ale ansamblurilor sudate.

Pentru sudare, se recomandă o flacără cu exces foarte mic de aceti- lenă, în care caz este împiedicată formarea oxidului de aluminiu .

Ca metal de adaos, la sudarea aluminiului şi a aliajelor de aluminiu se fo-losesc fîşii decupate din materialul de bază, deoarece sortimentul materialelor de adaos pentru aluminiu şi aliajele de aluminiu se fabrică pe scară redusă. In mod curent se fabrică următoarele:

vergelele de aluminiu pentru sudarea conductelor electrice, contactelor etc.;

vergele de aluminiu-cupru pentru sudarea duraluminiului; vergele turnate din aliaje de aluminiu-siliciu pentru sudarea pieselor

turnate din aluminiu sau aluminiu-siliciu; vergele de aluminiu-zinc-magneziu şi aluminiu-siliciu-magneziu pentru

sudarea construcţiilor din aceste aliaje.

Fluxurile pentru sudarea aluminiului sînt pe bază de cloruri şi fluoruri; de exemplu, fluxul cu: 25—60% clorură de potasiu (KC1), 15—30% clorură de litiu (LiCl), 5—15% fluorură de potasiu (KF), restul de clorură de sodiu (NaCl) dă re-zultate bune la sudarea cap la cap a tablelor. Fluxurile se aplică atît pe marginile de sudat, cit şi pe vergelele de adaos. Deoarece, după sudare, fluxurile se îndepăr-tează foarte greu, în special la cusături de colţ interioare, se recomandă ca în acest

Page 42: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

42 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

caz să fie folosite fluxurile neutre, de exemplu fluxul cu: 40% borax, 25% clorură de sodiu (NaCl), 25% clorură de potasiu (KC1) şi 10% sulfat de sodiu (Na,S04).

Înainte de sudare, piesele se degresează şi se decapează pe o porţiune de 25—30 mm de la marginilei tablelor, care se acoperă cu fluxuri. Deoarece fluxurile provoacă coroziuni, după sudare fluxul trebuie complet îndepărtat de pe linia de sudura.

Tablele cu grosimea pînă la 1,5 mm se recomandă să fie sudate cu margini răsfrînte, in care caz nu mai este necesar metal de adaos. Tablele cu grosimea pînă la 5 mm se sudează în I, iar cele mai groase în V; grosimile peste 12 mm se sudea-ză în X. Pentru sudare, tablele cu grosimea peste 3 mm se preîncălzesc la 300—350°C, în caz contrar fiind necesar ca la începutul sudării să fie folosite regimuri mai intensiv.

Se sudează prin metoda spre stînga, fără oscilaţii transversale, cu arzătorul înclinat la 20—40° faţă de sudură şi fără metal de adaos. Tablele cu grosimile pînă la 5 mm se sudează tot spre stînga, cu arzătorul menţinut la început la 75—80°, pînă ce s-a format baia de sudură, după care se înclină la 45—60°. Tablele cu gro-simile peste 5 mm se sudează prin metoda spre dreapta sau mai productiv prin metoda cu cusătură dublă. La sudarea spre stînga sau spre dreapta, tablele se aşază sub un unghi mic, astfel încît rostul să fie uşor accesibil. Masa de sudură se acoperă cu un material izolant sau cu azbest. Se recomandă ca tablele subţiri să fie fixate în dispozitive.

În cazul sudării tablelor cu grosimea peste 2 mm şi cu lungimi peste 250 mm, rostul se va menţine deschis la 1/50 cu ajutorul unei pene în sensul de suda-re.

În cazul cînd se produce un defect, se opreşte sudarea, se scobeşte locul de-fect şi se reîncepe sudarea prin acoperirea marginii sudurii efectuate. La sudarea în straturi multiple este necesară o curăţire foarte atentă de resturi de flux a stra-tului executat, peste care se sudează noul strat. După răcirea ansamblului sudat, fluxul de pe suduri se curăţă atent, apoi piesele se spală cu apă fierbinte. Piesele turnate se sudează cu preîncălzire la 300°C; după sudarea completă, piesele se cu-răţă şi se spală apoi se recoc la temperatura de 500°C, după care se lasă să se ră-cească în cuptor.

Page 43: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

43 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Sudarea cuprului şi a aliajelor de cupru. Cuprul avînd masa specifică de 8,9 kg/dm3 face parte din grupa metalelor neferoase grele. Este folosit pe scară largă în stare aproape pură; CuE (STAS 270/1-74) cu puritate peste 99,95% Cu în indus-tria electrotehnică şi cupru rafinat cu puritate peste 99% Cu pentru aparate şi in-stalaţii în industria chimică şi alimentară. La sudare, cuprul prezintă următoarele caracteristici:

la temperatura de topire, el devine foarte fluid şi absoarbe gaze, în special oxigen şi hidrogen; oxidul cupros Cu20 se dizolvă în cupru şi-1 face fragil, iar la răcire — oxidul cupros şi hidrogenul formează vapori de apă, provocînd aşa-numita „boală de hidrogen" a cuprului;

are o conductivitate termică foarte mare (de şase ori mai mare decît a oţe-lului), din care cauză necesită la sudare flăcări puternice;

este fragil între temperaturile de 450 şi 650°C, astfel încît între aceste tem-peraturi este interzisă ciocănirea;

avînd un coeficient mare de dilatare şi contracţie, este necesar să fie luate precauţii în timpul sudării, asigurîndu-se un rost deschis spre capătul spre care se sudează.

Ca metal de adaos sînt folosite bare de cupru-argint (Cu—Ag) cu 1% Ag, cu diametrul de 4—8 mm şi cu lungimea de 1 m; argintul se aliază bine cu cuprul şi fluidizează baia de sudură. Pot fi folosite şi bare de cupru electrolitic, CuE (STAS 270/2-74), sau sîrme de cupru cu 0,2% P şi 0,2—0,3% Si; fosforul şi siliciul sînt ele-mente dezoxidante şi fluidizante ale băii de sudură. Se folosesc fluxuri cu 60—70% borax, 10—20% acid boric şi 20—30% sare de bucătărie. Fluxul se presară în baia de sudură şi se ung marginile de sudat şi sîrma de adaos. înainte de sudare, marginile se curăţă atent de murdării şi se degresează.

Puterea suflaiurilor se ia de 200—300 l/h acetilenă pentru fiecare milimetru de grosime a piesei, iar pentru micşorarea dispersiei căldurii, piesele de sudat se acoperă cu plăci de azbest. La sudare se va păstra aceeaşi deschidere a rostului de 1/50 ca la aluminiu şi se vor folosi recomandările date pentru aluminiu.

După sudare, sudura trebuie ciocănită atît în stare fierbinte peste 6500C, cît şi în stare rece, sub 450°C. Ciocănirea se execută prin bătăi dese şi uşoare cu un cio-can de 500 g. În acest scop, sudura se execută cu o îngroşare de 15—20% din gro-simea tablelor.

Page 44: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

44 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Piesa de cupru se încălzeşte la 650°C şi se răceşte brusc în apă, după care ea poate fi forjată, trasă etc.

Tablele subţiri cu grosimea sub 1,5 mm se sudează prin metoda spre stînga în picături. Tablele între 1,5 şi 5 mm se sudează tot prin metoda spre stînga semi-urcătoare. Tablele între 5 şi 12 mm grosime se sudează în cusătură dublă cu urmă-toarele puteri ale arzătorului şi dimensiuri ale sîrmei de adaos.

Grosimile peste 12 mm se sudează cu două suflaiuri, în vederea compensării pierderilor mari de căldură prin dispersie.

O sudură se consideră de calitate dacă are o rezistenţă la rupere de mini-mum 19 daN/mm2, o alungire A10 de minimum 25% Şi un unghi de îndoire de minimum 160°. La sudarea cuprului sînt admişi numai muncitori de înaltă califi-care.

În afara cuprului, în industria construcţiilor de maşini se folosesc numeroa-se aliaje de cupru:

alama cu conţinut de 28—42% Zn, restul cupru; tombacul cu conţinut de 10—20% Zn, restul cupru; alpacaua cu conţinut de 20—45% Zn, 8—18% Ni, restul Cu; bronzurile, care sînt aliaje de cupru cu staniu, cu aluminiu, cu plumb etc.,

sau bronzurile complexe cu staniu-zinc, staniu-plumb etc. Aliajele de cupru care conţin zinc se sudează folosindu-se aceleaşi fluxuri ca

şi la sudarea cuprului şi o flacără cu exces redus de oxigen. Aceasta provoacă de-gajarea oxidului de zinc, care în amestec cu fluxul împiedică evaporarea în conti-nuare a zincului, astfel încît sînt prevenite oxidările din baia de sudură. Ca mate-rial de adaos se foloseşte alama de lipire (STAS 204-77), mărcile: AmSiLp cu con-ţinut de 58—65% Cu, 0,2—0,3% Si, restul Zn şi AmSnLp, cu 59—61% Cu, 0,2—0,3% Si, 0,8—l,2% Sn, restul Zn, sub formă de sîrme sau vergele. Temperaturile de topire ale aliajelor sînt de circa 900°C. Sudarea se execută după decaparea piese-lor într-o soluţie de 10% acid azotic, deoarece urmele de grăsimi împiedică suda-rea. După sudare, piesele se ciocănesc uşor pe linia de sudură, în vederea îmbu-nătăţirii calităţii sudurii, şi se curăţă de flux; apoi se încălzesc la 650°C şi se lasă să se răcească încet.

Bronzurile sînt dificil de sudat, deoarece preîncălzite la 300—400°C sînt fra-gile. Se recomandă1 folosirea unui metal de adaos de aceeaşi calitate, deoarece

Page 45: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

45 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

alamele de sudat sînt mai puţin corespunzătoare. Cele mai dificile de sudat sînt bronzurile cu staniu, care trebuie răcite după sudare foarte încet în nisip fierbinte sau înfăşurate în foi de azbest.

Alte metode neferoase care se sudează în mod corespunzător cu flacăra de gaz sînt nichelul, zincul şi plumbul.

Sudarea altor metale neferoase. Magneziul, un metal uşor, este mult folosit în construcţia de maşini sub formă de aliaje turnate cu conţinut de mangan (1—2%) sau de aluminiu (3—6% sau 10—20%). Acesta se sudează cu puteri ale flăcării de 50—70 l/h acetilenă.

Laminate se preîncălzescla 250—350°C, iar cele turnate pînă la 400°C. Flacăra tre-buie reglată cu un mic exces de acetilenă. Oxidul de magneziu care se formează împiedică buna aliere, şi de aceea sînt necesare fluxuri de cloruri de litiu şi mag-neziu, amestecate cu fluoruri de calciu, bariu sau aluminiu. După sudare, piesele se lasă să se răcească încet, în special cele turnate, apoi fluxul se îndepărtează şi se spală piesele cu leşie şi cu apă.

Aliajele de magneziu: Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr etc., sub formă de piese turnate, înainte de sudare, se preîncălzesc la 300-500°C, iar după sudare se răcesc lent. Se folosesc aceleaşi fluxuri ca şi la sudarea magneziului şi o flacără de sudare neutră. După sudare, fluxul se îndepărtează, iar sudura se spală cu leşie şi apă.

Nichelul, cu temperatura de topire de 1 452°C şi masa specifică de 8,9 kg/dm3, este folosit ca metal pur sau sub formă de aliaje: monel, nicrom, în con-strucţii de maşini şi aparate; poate fi sudat în bune condiţii cu flacără de gaz, dacă se folosesc fluxuri şi material de adaos de aceeaşi calitate. Puterea flăcării se ia de 100 l/h acetilenă pentru fiecare milimetru grosime de material. Înainte de sudare materialul trebuie curăţat atent, iar la sudare se folosesc fluxuri pe bază de borax şi acid bor ic. Acetilenă trebuie să fie pură; de aceea, la sudarea nichelului se folo-seşte acetilenă din butelii. Piesele înainte de sudare se preîncălzesc la 150—250°C. Sudarea se execută cap la cap cu margini răsfrînte, în I, în V şi în X, în funcţie de grosimea pieselor, metodele de sudare fiind aceleaşi ca şi pentru oţel.

Zincul, cu masă specifică de 7,1 kg/dm3, avînd o temperatură joasă de topi-re de 420°C, se sudează cu gaze de înlocuire a acetilenei: gaze naturale, hidrogen etc. Este necesară folosirea fluxului compus din 60% clorură de amoniu — NH4C1 (ţipirig) şi 40% oxid de zinc — ZnO. Flacăra de sudare trebuie să fie cu un mic ex-

Page 46: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

46 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

ces de gaz. Se sudează numai prin metoda spre stînga cap la cap, cu margini răsfrînte, în I, V etc., în funcţie de grosimea tablei. La sudare, sub table se aşază plăci de grafit. Deoarece se degajă vapori metalici, zincul trebuie sudat cu mască protectoare, iar locurile de muncă trebuie să fie bine aerisite. După sudare, cusă-tura se ciocăneşte cu bătăi dese şi uşoare de ciocan la temperatura de 120—150°C.

Plumbul, cu masa specifică de 11,3 kg/dm3, avînd o temperatură de topire de 327°C, se sudează numai cu gaze de înlocuire a acetilenei, cea mai recomanda-tă fiind flacăra oxihidrică; poate fi folosit şi amestecul de acetilenă-aer. Ca materi-al de adaos se poate folosi sîrmă sau fîşii de plumb. Fluxul folosit poate fi stearină 100% sau amestec de 50%stearină şi 50% colofoniu. înainte de sudare, marginile pieselor se curăţă la luciu metalic. Sudarea poate fi executată în orice poziţie în spaţiu. După sudare, cusătura se bate uşor cu ciocanul de cupru cu cap sferic. Va-porii de plumb sînt foarte toxici şi de aceea se sudează cu măşti de respiraţie.

Titanul şi aliajele de titan nu se sudează cu flacăra de gaz, neputîndu-se asi-gura protecţia necesară a băii de sudură, deoarece pătrunderea chiar şi în cantităţi foarte reduse a gazelor face ca acestea să difuzeze în masa metalului pe care îl fragilizează.

Metalele greu fuzibile, cum sînt: molibdenul, wolframul, tantalul, nu pot fi sudate, deoarece temperatura flăcării de gaz este prea redusă.

Metalele rare, ca: zirconiul, beriliul, niobiul etc., de asemenea nu pot fi suda-te cu flacăra de gaz, deoarece nu se poate asigura o protecţie corespunzătoare faţă de aer.

Page 47: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

47 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.7. ÎNCĂRCAREA ŞI ARMAREA

Flacăra oxiacetilenă este larg folosită la încărcarea prin sudare pentru re-condiţionarea părţilor uzate ale pieselor, ca şi pentru execuţia de piese noi care se încarcă cu materiale special destinate unor condiţii de exploatare grele, ca: uzură, coroziune, temperaturi înalte etc. Se recondiţionează piese din oţel, fontă, bronz, etc., iar la piese noi încărcarea se execută pe părţile active ale ansamblurilor supu-se la solicitări deosebite. Dacă suprafeţele încărcate cu materiale dure sînt destina-te unor uzuri puternice. Armarea constă în brazarea (lipirea tare) a plăcuţelor du-re de corpul sculelor.

Procedeul oxiacetilenic prezintă avantajul că, prin folosirea unei flăcări uşor carburante, se pot obţine topiri superficiale pe adîncimi foarte reduse, de circa 0,2 mm; excesul de acetilenă carburează uşor suprafaţa oţelului şi coboară tempera-tura de topire a acestuia cu 100—150°C, fără ca topirea să se producă în adîncime.

Deşi productivitatea operaţiei de încărcare cu flacără oxiacetilenică, socotită în kg/h metal depus, este mai redusă, maximum 1,8 kg/h, faţă de alte procedee, procedeul este larg folosit deoarece pot fi realizate topiri superficiale cu depuneri foarte subţiri (de 0,8 mm), astfel încît chiar în primul strat se obţine caracteristicile necesare condiţiilor grele de exploatare. Prin sudarea oxiacetilenică, menţinînd corect înclinarea flăcării faţă de suprafaţa piesei de sudat pînă se produce topirea superficială, se obţine un procent minim de amestec al materialului de bază în: încărcătura de numai 1%, ceea ce nu se poate obţine cu nici un alt procedeu de sudare. Datorită acestui fapt, chiar cu grosimi minime de încărcare se obţin stra-turi de duritate mare necesare pentru exploatare.

Pentru obţinerea de suprafeţe dure, rezistente la abraziune, la uzură, la cavi-taţie etc., încărcarea se execută cu materiale de adaos cu duritatea cuprinsă între 250 şi 500 HB. Aceste materiale de adaos sînt oţeluri aliate cu Mn-Ti (1,5% Mn + Ti), Mn-Cr-Ti (1,2% Mn, 1—1,9% Cr + Ti) etc., care conţin carburi ale elementelor Mn, Cr, Ti; se încarcă oţeluri carbon sau slab aliate folosindu-se flăcări uşor carburante.

Aliajele folosite pentru obţinerea prin încărcare a unor straturi foarte dure sînt carburile de crom, carburile de wolfram şi crom cu liant de fier şi cobalt sau carburile de wolfram. Carburile de crom sau de wolfram-crom sînt folosite la în-cărcare, sub formă de bare turnate, iar cele de wolfram sub formă de granule cu-

Page 48: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

48 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

prinse în tuburi de oţel cu pereţi foarte subţiri. Duritatea acestora se măsoară în unităţi Rockwell, scara C, şi ea poate varia între 70 şi 92 HRC.

Sormaitul (leduritul) este un aliaj dur turnat cu conţinut mare de carburi de crom: 25—31o/0 Cr şi 3,8% C (sormait I), sau 14—l7% Cr şi 2% C (sormait II). Se livrează sub formă de bare turnate (sormait I) sau vergele trase cuprate (sormait II). Piesele după încărcare se normalizează la 870—900°C, apoi se călesc de la temperatura de 950°C în ulei, după care se execută o revenire la temperatura de 400—500°C. Se obţin încărcături cu durităţi de 75—78 HRC. Sormaitul este folosit şi la încărcarea sculelor pentru prelucrare la rece: stanţe, plăci, dornuri etc.

Stelitul este un aliaj dur format din carburi de wolfram şi crom cu liant de cobalt şi fier, care se livrează sub formă de bare turnate.

Prin încărcare se obţin durităţi de 70—80 HRC. Stelitul îşi menţine duritatea la 700°C. Nu necesită tratament termic. Cu satelit se încarcă piese supuse la uzură mare: mecanisme, matriţe, calibre etc.

Relitul este o carbură dură cu conţinut de 95—96%W şi 3,2—4,2% C. Se li-vrează sub formă de granule, în tuburi de oţel de 350—400 mm lungime. Are du-ritatea de 92—94 HRC. Cu relit se încarcă prin aducerea suprafeţei piesei de în-cărcat la topire superficială (transpiraţie); carbura nu se topeşte, ci pătrunde în metal prin greutatea ei. Temperatura de topire a relitului este de 2 700°C. Nu este necesar tratamentul termic. Relitul este folosit în industria constructoare de utilaj petrolier la armarea sapelor de foraj, a carotierelor, racordurilor de prăjini etc.

Tot cu flacără oxiacetilenică se execută şi armarea sculelor aşchietoare. Plă-cuţele de armare sînt carburi de wolfram aglomerate cu liant de cobalt şi nichel. După presare, plăcuţele se sinterizează la temperaturi înalte. Plăcuţele se sudează de corpul sculelor aşchietoare cu folii de cupru sau aliaje de cupru, care se inter-pun între plăcuţă şi corpul sculei. Duritatea plăcilor este de 80—90 HRC şi rezistă pînă la temperaturi de 1 100°C, fără să piardă din duritate ceea ce permite prelu-crarea cu viteze mari de aşchiere. Armarea se execută cu flacără oxiacetilenică obişnuită, folosindu-se fluxuri de aceeaşi calitate ca pentru sudarea cuprului.

Page 49: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

49 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.8. SUDAREA CONSTRUCŢIILOR METALICE

În vederea realizării unei construcţii sudate este necesar ca înaintea operaţiei de sudare să fie executate operaţiile de pregătire a pieselor componente şi a an-samblurilor de sudat. Înainte de debitare, materialul se îndreaptă (dacă este nece-sar), sau îndreptarea se execută după debitarea pieselor la dimensiunile necesare. Debitarea se execută prin tăierea mecanică sau cu flacăra de gaz şi oxigen în func-ţie de natura materialului, grosimea, utilajul disponibil etc. Modul de tăiere cu flacăra de gaz şi oxigen se va arăta la capitolul respectiv. Prelucrarea marginilor pieselor de sudat poate fi executată de asemenea mecanic sau cu flacără de gaz şi oxigen.

O deosebită atenţie da modului de prindere şi de sudare a metalelor nefe-roase, a căror conductivitate termică este mult mai mare decît a oţelului.

Distanţa dintre prinderi se ia de 150—200 mm. La prinderi pentru sudarea cir-culară, în cazul cînd primele trei prinderi executate nu sînt suficiente (pentru di-ametre mari), se execută la mijlocul acestora alte trei prinderi. Trebuie să se ţină seama de faptul că încă de la prindere trebuie asigurat rostul necesar sudării.

Operaţia de pregătire poate cuprinde şi alte prelucrări: îndoiri, ambutisări, găuriri etc., în funcţie de succesiunea procesului tehnologic întocmit. înainte de începerea sudării este necesar să fie executat un control atent, atît din partea orga-nelor speciale cît şi din partea acelora care, după pregătire, în continuare, se exe-cută operaţiile de sudare. Piesele, în dreptul rostului de sudat, trebuie să fie cură-ţate de rugină, murdărie, ulei, pentru a se preveni defectele în suduri. De aseme-nea, se va respecta utilizarea dispozitivelor de asamblare şi de sudare, prevăzute în tehnologia de execuţie a ansamblului respectiv.

După ce toate piesele au fost asamblate, se execută operaţia de sudare în conformitate cu succesiunea de sudare prevăzută în fişa tehnologică sau planul de operaţii. Succesiunea de sudare trebuie respectată cu stricteţe, întrucît se ţine sea-ma de prevenirea deformaţiilor şi a tensiunilor interne mari, care se pot produce în cazul cînd nu se respectă tehnologia prevăzută pentru ansamblul respectiv.

Dacă pentru sudarea profilelor în U este dificilă respectarea succesiunii de sudare indicată, atunci sudura se va executa întîi la interiorul profilului şi apoi la

Page 50: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

50 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

exterior. Metodele de sudare ce se vor aplica sînt cele prevăzute pentru sudarea grosimii respective.

         

În figura sînt indicate pentru sudarea spre stînga a ţevilor de oţel de 2 mm grosime, modul de sudare, înclinarea suflaiului, înclinarea metalului de adaos, pentru diferite poziţii de sudare a cusăturilor, iar în tabelul, pentru toate poziţiile de sudare, sînt date orientativ consumurile de acetilenă şi oxigen pe metru liniar de cusătură, precum şi timpii de sudare.

tabelul 4.8.1

  Timpul  Consumul  Consumul 

Poziţia  de sudare  de oxigen  de acetilenă 

  [min/ml  [l/m]  [l/ml 

a — orizontală spre stînga  6  17  15 

b — verticală  8  23  20 

c — peste cap  10  30  25 

d — circulară, verticală cu rotire  7  21  18 

e — orizontală, circulară  9  27  23 

f — circulară, verticală fără rotire  10  30  25 

În figura sînt indicate pentru sudarea spre dreapta a ţevilor de oţel de 3-10 mm grosime, modul de sudare, înclinarea suflaiului, înclinarea metalului de ada-os, pentru diferite poziţii de sudare a cusăturilor, iar în tabelul , pentru toate aces-te poziţii de sudare, sînt date consumul de acetilenă pe metru liniar de sudură şi timpii de sudare; consumul de oxigen este cu circa 15% mai mare decît consumul de acetilena.

Page 51: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

51 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

 

tabelul 4.8.2

  Pozilia sudării, conform figurii 4.29 

Grosimea peretelui ţevii  a  b  c  d  e  f 

[mm]             

    Timpii de sudare pe metru liniar   

      [min)     

3  7  11  16  16  ■5  14 

5  11  17  21  22  22  20 

8  18  28  25  29  29  26 

10  22  36  20  34  33  29 

Grosimea peretelui ţevii    Consumul de acetilenă pe metru liniar   

[mm]      [1]     

3  34  55  80  70  74  70 

5  87  135  166  173  174  159 

8  214  333  297  344  344  309 

10  430  713  555  672  672  573 

Page 52: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

52 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

 

La sudarea grosimilor mari de bare, profile, şine etc., se vor utiliza îmbinări cap la cap, care se recomandă să fie executate de doi sudori deodată, simetric, de o parte şi de alta a îmbinării.

In general prin procedeul oxiacetilenic nu se execută construcţii cu suduri la table suprapuse sau suduri de colţ, deoarece dau deformaţii mari, iar rezistenţa acestor îmbinări este mai redusă.

Prin sudarea cu gaz se execută numeroase produse ca: aparate pentru indus-tria chimică, recipiente de abur, boilere de apă caldă, căldări de presiune, conduc-te, autoclave, recipiente de presiune pentru industria alimentară, separatoare etc. din diferite materiale: oţel, aluminiu, cupru, monel.

Page 53: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

53 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.9. SUDAREA PRIN PRESIUNE CU FLACĂRA DE GAZE

La acest procedeu, solicitarea pentru realizarea sudurii se aplică în timpul sau după ce marginile pieselor pe întregul contur au fost încălzite concomitent la o temperatură corespunzătoare, cu un arzător cu flăcări multiple. Se foloseşte fla-căra oxiacetilenică sau flacăra unui alt gaz combustibil (gaze naturale, gaz de apă etc.), în amestec cu oxigen cu un foarte mic exces de acetilenă.

Temperatura de încălzire a pieselor de sudat variază în funcţie de varianta de sudare adoptată, care poate fi:

în stare plastică a marginilor încălzite pînă la temperatura de 1 150—1 200°C, în care caz sudura se obţine cu îngroşare:

în stare de topire superficială a suprafeţelor rostului încălzite la tempera-tura de 1 400—1 450°C, în care caz sudura se obţine cu o mică bavura.

La sudarea în stare plastică, sudura poate fi realizată menţinînd o presiune constantă în tot timpul încălzirii sau prin presiune în trepte. La folosirea presiunii constante cu încălzirea pînă la temperatura de plasticitate, piesele aduse în con-tact se comprimă la presiuni cuprinse între 1,5 şi 10x105 Pa (la oţeluri cu conţinut redus de carbon 1,5— 2,5 x105 Pa pentru bare şi 2—4 x105 Pa pentru ţevi şi plăci, iar la oţeluri aliate pînă la 10 x105 Pa). Este indicat ca înainte de sudare piesele să fie prelucrate la capete în V, la unghi de 6—15°, ceea ce permite o încălzire mai eficace şi mai uniformă a marginilor. Flacăra trebuie să fie cu un foarte mic exces de acetilenă, pentru ca să se prevină formarea oxizilor; în caz contrar, aceştia rămîn incluşi în sudură.

Dacă sudarea se execută în două trepte de presiune, se recomandă ca, înain-te de încălzire, piesele să fie comprimate la presiunea de 0,6-0.8 x105 Pa, iar după încălzire — pînă la starea plastică — presiunea sâ fie mărită la 3,5-4 x105 Pa. Prin sudarea la două trepte de presiune, îngrosările care rezultă după sudare sînt mai reduse, deoarece presiunile finale nu sînt mari.

Consumul de acetilenă la sudarea prin presiuni cu flacăra de gaze variază între 1,2... 2,5 l/h mm2; consumurile mai reduse de acetilenă pe unitatea de su-prafaţă sînt pentru secţiuni pline, iar cele mari sînt pentru ţevi şi secţiuni plate.

Page 54: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

54 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

La stabilirea lungimilor de sudat trebuie să se ţină seamă de scurtarea ce se produce în urma refulării, care la secţiuni complete este de 0,3 d (d fiind diame-trul barei), iar în cazul ţevilor de 1—1,2 s (s fiind grosimea ţevii).

Sudarea cu topirea superficială a marginilor se realizează cu încălzirea latera-lă sau frontală a capetelor pieselor, iar comprimarea se execută, după ce piesele au fost încălzite pînă la punctul de topire; procedeul se aplică în special la îmbi-narea secţiunilor mari.În cazul încălzirii laterale, flacăra suflaiului este îndreptată în interiorul unghiului format între marginile uşor teşite. În cazul încălzirii fron-tale, suflaiul prevăzut cu becuri laterale se introduce între piesele de sudat. După atingerea temperaturii de topire, suflaiurile se îndepărtează foarte repede (1—2 s), după care se aplică presiunea de sudare de 3—3,5 x105 Pa.

Atît la sudarea în stare plastică, cît şi la sudarea cu topire intermediară cu încălzire laterală, este necesar ca în timpul înclăzirii pînă la atingerea temperatu-rii de circa 1 2003C, arzătorului cu flăcări multiple să i se imprime, pe o lungime de 10—15 mm, mişcări de oscilaţie (60—80 oscilaţii/min), pentru a se preveni supraîncălzirile.

Maşinile pentru sudarea prin presiune pot fi fixe sau mobile, montate pe remorci, pentru sudarea pe şantier; se fabrică pentru forţe de refulare cuprinse în-tre 3 000 şi 15 000 daN şi de strîngere a pieselor între 6 şi 40 tf. Pentru tipurile mici de maşini, strîngerea şi refularea pieselor se fac manual, iar pentru tipurile mari, pneumatic. Suflaiurile cu flăcări multiple cu încălzire laterală, sînt formate din cîte două jumătăţi articulate, astfel încît să poată cuprinde piesele de sudat; cele cu în-călzire frontală, cu becurile montate lateral pe cele două părţi ale capului de suda-re, se introduc în interstiţiul dintre piesele de sudat.

 

Fig.4.9.1

Page 55: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

55 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

4.10. MASURI DE TEHNICA A SECURITĂŢII MUNCII

În vederea prevenirii accidentelor care se pot produce la sudarea cu flacără de gaze, cum sînt exploziile şi incendiile, se va da o deosebită importanţă manipu-lării corecte a întregului utilaj de sudare în condiţii de absolută securitate.

Generatoarele de acetilenă se vor amplasa în încăperi separate de locul de muncă, bine ventilate, şi care iarna nu trebuie să aibă o temperatură minimă sub +5°C. La folosirea generatoarelor în ateliere, distanţa dintre generator şi orice sur-să de foc, inclusiv flacăra de sudare, trebuie să fie de minimum 10 m. Nu este permisă introducerea generatoarelor de acetilenă în secţiile de cald: forjă, turnăto-rie, tratament termic. Temperatura apei de răcire a generatoarelor nu trebuie să depăşească 75 -80°C. In cazul folosirii unui carbid cu dimensiuni sub 25 mm, aces-ta se va stropi cu petrol lampant în proporţie de 5%.Este interzisă folosirea prafu-lui de carbid. Nu este permisă mărirea presiunii de acetilenă prin încărcarea clo-potului generatorului cu greutăţi.

Nămolul din generator va fi aruncat înainte de fiecare încărcare a generato-rului cu carbid. Supapele de siguranţă ale generatoarelor vor fi verificate la înce-perea lucrului şi cel puţin de două ori pe schimb, precum şi după fiecare întoarce-re a flăcării. Generatoarele se vor umple cu apă numai pînă la nivelul indicat pe generator.

Primele cantităţi de acetilenă produse de generator vor fi evacuate în atmo-sferă, deoarece conţin aer. La terminarea lucrului, acetilena trebuie evacuată din generator, iar acesta curăţit cu atenţie.

Generatoarele de acetilenă cu debite pînă la 20 m3/h pot fi instalate în încă-peri lipite de atelierele pe care le deservesc, cu condiţia ca peretele despărţitor să fie fără goluri şi rezistent la explozii. Acoperişul acestor instalaţii trebuie să fie de construcţie uşoară.

Încăperea generatoarelor de acetilenă va fi prevăzută cu o ventilaţie, care să asigure evacuarea acetilenei acumulată în încăpere, astfel încît concentraţia în aer a acetilenei să fie sub limita de explozie.

In timpul zilei, încăperile generatoarelor de acetilenă trebuie să aibă sufici-entă lumină naturală, astfel încît să se poată efectua toate lucrările necesare fără a

Page 56: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

56 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

întrebuinţa iluminatul artificial. Iluminatul artificial se va face cu o instalaţie elec-trică, montată în întregime în afara clădirii.

Suprafaţa încăperii în care se amplasează generatoarele de acetilenă trebuie să fie pe cît posibil în concordanţă cu capacitatea acestora, după cum urmează:

Capacitatea generatoarelor: Suprafaţa încăperii:

max. 5 m3/h 8 m2 6 ... 10m3/h 16 m2 11 ... 20m3/h 24 m2.

Pe uşile staţiilor de acetilenă trebuie scris vizibil şi durabil următorul text:

Atenţiune! Generator de acetilenă, pericol de explozie, fumatul sau apropierea cu foc interzisă! Accesul persoanelor străine strict interzis.

Buteliile de oxigen vor fi ferite de orice murdărie de ulei, în special robinetele şi reductoarele acestora, deoarece se pot produce puternice explozii.

Buteliile de oxigen pot fi depozitate şi în cabinele de lucru ale sudorilor, în poziţie verticală.

Buteliile de acetilenă se vor păstra numai în poziţie verticală, spre a nu se scurge acetona din ele. Nu este permis un consum mai mare de 650 l/h dintr-o butelie. Buteliile trebuie ferite de încălziri. Ele nu se vor goli complet, ci se va lăsa o presiune de circa 2 daN/cm2, după care se montează buşonul şi capacul şi se vor preda pentru umplere.

Buteliile de acetilenă pot fi păstrate şi folosite chiar în cabinele de lucru, după ce au fost montate corect reductoarele şi verificate neetan- şeităţile.

Suflaiul trebuie să fie complet etanş; se controlează aspiraţia la racordul de acetilenă cu degetul, prin deschiderea robinetului de oxigen al suflaiului cu 1/2 rotaţie. Numai după această verificare se montează tubul de acetilenă şi se des-chide robinetul de acetilenă al suflaiului.

Orificiile becurilor suflaiului murdărite cu funingine sau zgură se vor curăţa nu-mai cu o sîrmă moale de alamă.

Page 57: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

57 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Robinetele buteliilor nu se vor deschide decît parţial, pentru ca în cazul unui pericol să se poată închide rapid. Dacă robinetele sînt defecte sau cu grăsimi, bu-teliile cu aceste robinete se vor înapoia fabricilor de oxigen.

Reductoarele de presiune, înainte de folosire, se vor verifica la etanşeitate. îna-inte de montare la butelie, se va purja o mică cantitate de oxigen pentru îndepăr-tarea impurităţilor. Dacă se produce un îngheţ, dezgheţarea se face cu apă caldă curată, lipsită de grăsimi. Sigiliul reductorului trebuie să rămînă intact.

Tuburile de cauciuc pentru oxigen, de asemenea, vor fi ferite de ulei sau gră-simi. Nu este permisă folosirea miniului de plumb la etanşare.

Capetele tuburilor de oxigen şi de acetilenă se vor fixa prin coliere metalice, bine strînse, în vederea unei perfecte etanşări. Nu este permisă folosirea tuburilor defecte sau a tuburilor lipite cu bandă izolantă. Pentru legare, tuburile se vor îm-bina cu nisipuri duble.

Tuburile de cauciuc, înainte de folosire, se vor purja pentru îndepărtarea impurităţilor din ele. Tuburile nu trebuie să atingă corpuri încălzite sau să fie pre-sate de piese grele. Tuburile defecte se înlocuiesc cu tuburi noi.

Carbidul se va păstra numai în butoaie ermetic închise, depozitate în magazii speciale, uscate, fără alte materiale; carbidul, absorbind umezeala din aer, poate degaja permanent acetilenă în aer, formînd amestec explozibil. Nu se va folosi decît carbid de granulaţie mare: 0,1 sau 2. Este interzisă folosirea carbidului mă-runt sau a prafului de carbid, deoarece se pot degaja cantităţi mari de acetilenă, care produc amestecuri, explozive. Nu este permisă folosirea carbidului sub di-mensiunea de 25 mm; chiar la această dimensiune coşurile se vor umple numai în proporţie de 2/3, pentru ca degajarea acetilenei să nu fie bruscă.

Deschiderea butoaielor de carbid se va face numai cu scule din metale nefe-roase, pentru a nu se produce scîntei. După preluarea carbidului din butoi, acesta se va etanşa cu capacul respectiv. După consumul carbidului, butoaiele se vor cu-răţa şi spăla în aer liber, iar praful de carbid strîns se va arunca în gropile de nă-mol destinate carbidului consumat.

Nămolul din generatoare se va arunca în gropi special destinate, distanţate de clădiri, deoarece el degajă încă multă vreme acetilenă producătoare de amestec explozibil.

Page 58: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

58 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

Oxigenul în contact cu grăsimi fiind exploziv, nu este permisă nici un fel de ungere a robinetelor sau a tuburilor de oxigen cu grăsimi.

Flacăra de sudare, fiind o sursă puternică de căldură cu temperatură foarte mare, trebuie menţinută la o distanţă de minimum 2... 3 mm de piesa de sudat, evitîndu-se atingerea vîrfului suflaiului de piesă, deoarece se pot produce întoar-ceri ale flăcării.

Primele cantităţi de acetilenă vor fi evacuate în atmosferă, deoarece conţin aer, adică amestec explozibil.

Materialele inflamabile, ca: lemn, hîrtie etc., vor fi îndepărtate din locurile un-de se lucrează cu flacăra de gaze, precum şi din apropierea locurilor, deoarece se pot produce incendii; este interzis fumatul pe o distanţă de 10 m de locul de mun-că şi în apropierea generatoarelor de acetilenă. Locurile de muncă se vor prevedea cu găleţi şi furtunuri de apă, găleţi cu nisip sau cu stingătoare chimice, care sînt cele mai recomandate.

La începerea lucrului, se controlează etanşeitatea suflaiului la racorduri şi aspiraţia de acetilenă la racordul de acetilenă, prin deschiderea cu maximum 1/2 rotaţie a robinetului de oxigen. Se controlează apoi funcţionarea corectă prin aprinderea amestecului şi se reglează flacăra necesară, neutră sau uşor carburantă; nu se va aprinde flacăra oxigen. Nu este permisă deplasarea cu suflaiul aprins.

Reglarea flăcării se face după aprinderea amestecului de oxigen cu acetilenă. Este interzisă aprinderea flăcării fără oxigen, deoarece se defectează interiorul be-cului prin funinginea ce se formează. Stingerea flăcării se face închizîndu-se mai întîi robinetul de acetilenă şi apoi cel de oxigen. Nu este permisă deplasarea su-dorului cu flacăra aprinsă.

Ţinînd seamă de pericolul mare pe care îl formează amestecurile de acetile-nă-aer sau acetilena-oxigen şi de viteza mare de propagare a arderii acestor ames-tecuri, care, în anumite proporţii, trece chiar de 100 m/s, este foarte important ca la execuţia lucrărilor de sudare cu gaz să fie evitată formarea acestora în aer. Un alt mare pericol, după cum s-a mai arătat, îl formează oxigenul în contact cu sub-stanţele organice, cum sînt grăsimile şi uleiurile, provocînd o autoaprindere, ur-mată de explozii şi incendii. Faţă de aceste pericole, nu este permis persoanelor străine să se apropie de locul de muncă al sudorilor. Locul de muncă trebuie să fie permanent echipat cu echipamentul necesar contra incendiilor, o căldare cu apă, o

Page 59: Capitolul 4_Sudarea Cu Flacara de Gaze

                  SUDAREA METALELOR  SI ALIAJELOR                

TANAVIOSOFT  2011   

59 Autor : profesor Tănase Viorel

C4 

ladă cu nisip, stingătoare chimice etc., iar sudorii şi ajutorii de sudori în tot timpul lucrului trebuie să poarte tot echipamentul de protecţie necesar.

Locul de muncă al sudorului trebuie să fie aerisit şi păstrat în cea mai per-fectă ordine; se vor îndepărta toate materialele inflamabile. Cabinele de lucru tre-buie să aibă de o parte mese pentru piesele nesudate şi de altă parte mese pentru piesele sudate. Dacă piesele de sudat au grăsimi sau vopsea, ele se vor curăţi pel întreaga margine de sudat de orice impuritate, înainte de executarea prinderilor de sudură. Curăţirea se va face pe o lăţime de cel puţin 100 mm de fiecare parte a rostului de sudat.

La sudarea în poziţii incomode pentru sudor, culcat sau în genunchi, se vor aşterne folii de cauciuc căptuşite cu pînză ignifugă. La sudarea în interiorul rezer-voarelor, acestea se vor curăţi cu abur, de asemenea se vor aşterne sub picioarele sudorului folii de cauciuc căptuşite cu pînză ignifuga.

 


Recommended