ARTA DE A SUDA (Partea I)

SUDURA ELECTRICA CU ELECTROZI INVELITI (M.M.A. Manual Metal Arc)(SEI)


A. INTRODUCERE

Procedeul MMA este de fapt procedeul traditional de sudare. Sudarea efectiva este realizata cu ajutorului unei surse de tensiune/curent. Aceasta tensiune este aplicata unui electrod. Piesa ce urmeaza sa fie sudata este conectata la masa sursei de tensiune. Prin apropierea electrodului de piesa legata la masa, se inchide circuitul electric prin intermediul unei scantei.

Intensitatea curentului, care se poate regla, este cea care determina cat de tare va fi patruns materialul de sudat. La acest procedeu materialul de adaos folosit este furnizat de catre electrodul de sudare. Sudarea cu electrod (initial de carbune) a fost imbunatatita de Kjellberg in 1902 ajungandu-se la sudarea cu electrod invelit. (SEI = Sudarea cu Electrod Invelit)
In zona unde se produce arcul electric se degaja o cantitate mare de caldura ce produce topirea locala a electrodului(materialul de adaos) si a piesei de sudat (materialul de baza).


B. CIRCUITUL DE SUDURA

Circuitul de sudura este format in principal din urmatoarele elemente:
1. generator(aparatul de sudura)
2. electrode holder clamp (clestele de sudura)
3. coated electrode (electrodul)
4. earth clamp (clestele de masa)
5. clamp and ground cables(cablurile de sudura si de masa)


1. SURSA DE PUTERE

Rolul sursei de putere este de a furniza energia necesara amorsarii si mentinerii arcului electric care se realizeaza intre electrod si materialul de baza.
Sudura cu arc electric cu electrozi inveliti se bazeaza pe principiul curentului constant ceea ce inseamna ca valoarea curentului electric nu trebuie sa se modifice atunci cand distanta dintre electrod si piesa de sudat se mareste sau se micsoreaza.
Proprietatea principala de baza a unui aparat de sudura cu electrozi inveliti este prin urmare capacitatea sa de a mentine o valoare cat mai constanta a curentului cand sunt variatii ale lungimii arcului electric.

Cu cat curentul electric este mai stabil cu atat calitatea cusaturii sudate este mai buna.
In interiorul unui aparat de sudura exista un dispozitiv ce are ca scop asigurarea stabilitatii arcului electric.Acest dispozitiv poate fi de urmatoarele tipuri :
- mecanic(sunt magnetic sau reactanta saturabila )
- electronic(variator cu tiristori sau invertor)

In functie de tipul dispozitivului de reglare a curentului electric exista trei tipuri de aparate de sudura cu arc electric:
- aparate de sudura electromecanice-transformatoare de sudura
- aparate de sudura controlate electronic(cu reglaj cu tiristori)
- invertoare de sudura

In functie de polaritatea sursei de putere se disting urmatoarele doua categorii:
a) aparat de sudura in curent alternativ(AC):
- tensiunea de iesire are o forma sinusoidala(vezi fig) si isi schimba sensul periodic(cu frecventa de 50Hz).
- aceasta tensiune de sudura se obtine prin transformarea tensiunii de alimentare(cu valoare mare) intr-o tensiune avand valoarea optima necesara sudurii.


b) aparat de sudura in curent continuu(DC).
Tensiunea de sudura se obtine prin redresarea tensiunii din secundarul unui transformator de sudura folosindu-se o punte redresoare monofazata sau trifazata.
Daca circuitul de sudura este in curent continuu atunci se poate clasifica in functie de polul care se leaga la materialul de sudat:

b1) polaritatea normala:clestele portelectrod se leaga la polul negativ al aparatului de sudura iar polul pozitiv se leaga prin intermediul clestelui de masa la piesa ce urmeaza a fi sudata.Caldura produsa de arcul electric este concentrata pe piesa de sudat producand topirea locala a acesteia.in acest fel, pe masura ce materialul metalic al electrodului se topeste,se asigura patrunderea lui in materialul piesei de sudat.

b2) polaritate inversata:clestele portelectrod se conecteaza la polul pozitiv al aparatului iar clestele de masa la polul negativ.Caldura degajata de arcul electric se concentreaza in special pe electrod.Fiecare tip de electrod necesita un anumit tip de curent(alternativ sau continuu) si in cazul curentului continuu se impune utilizarea unei anumite polaritati.


Alegerea incorecta a curentului electric (AC/DC) sau a polaritatii poate duce la la instabilitatea arcului electric si va influenta negativ calitatea cusaturii sudate.

2. Clestele port-electrod
Are doua functii de baza:
- sa asigure o legatura electrica foarte buna intre sursa de sudura si electrod
- sa asigure o izolatie electrica buna astfel incat utilizatorul sa fie protejat de eventualele socuri electrice;


3. Electrodul
Are doua parti componente:
- partea metalica ce are rolul de a conduce curentul electric si de a furniza materialul metalic de adaos necesar procesului de sudura;
- invelisul electrodului are rolul de a asigura stabilitatea arcului electric si de a proteja baia de sudura;


4-5. Cablurile de sudura si clestele de masa
Au rolul de a realiza circuitul electric de sudura.Alegerea lungimii si sectiunii cablurilor de sudura se face in functie de curentul maxim de sudura debitat de aparatul de sudura.
Clestele de masa trebuie sa asigure un contact electric solid intre el si piesa de sudat.

C. DISPOZITIVELE ”ARC FORCE”, ”HOT START”, ”ANTI STICK”

Aparatele de sudura pot fi dotate cu dispozitive care sa asigure o calitate sporita a cusaturii sudate si sa usureze utilizarea lor.
Dispozitivul ”ARC FORCE” favorizeaza transferul picaturilor de metal topit de la electrod la materialul de baza, prevenind de asemenea intreruperea arcului electric atunci cand picaturile fac scurt-circuit intre electrod si piesa de sudat.
Dispozitivul ”HOT START” favorizeaza amorsarea arcului electric prin furnizarea unui curent de sudura cu o valoare mai mare la fiecare noua sudura.
Dispozitivul ”ANTI STICK” intrerupe automat curentul de sudura in momentul in care electrodul se lipeste de piesa sudata, permitand astfel dezlipirea usoara a acestuia fara a-l deteriora.

D. ELECTROZII INVELITI

Caracteristici

Electrozii inveliti sunt formati din :
- materialul metalic de adaos-are rolul de a furniza materialul de adaos necesar procesului de sudura. Materialul utilizat depinde de calitatea materialului de baza si anume pentru otel carbon, la care sudura cu electrozi inveliti este foarte raspandita ,el este dintr-un otel carbon moale(cu continut redus de carbon).In timpul sudarii materialui de adaos se topeste inaintea invelisului.
- invelisul –este cea mai importanta parte a electrodului a carei principala functie este de a asigura protejarea cusaturii sudate in timpul sudarii.

Invelisul actioneaza asupra cusaturii in mai multe moduri si anume:
- prin incalzire se volatilizeaza si modifica atmosfera din zona baii de sudura:
- prin topire –fiind mai usor decat metalul topit pluteste pe deasupra baii de sudura
- contine substante ce ajuta la purificarea materialului de baza ;
- poate contine metale care sa formeze aliaje cu materialul de baza;
- poate contine material de adaos sub forma de pulbere in scopul cresterii cantitatii de material de adaos depus.

Alegerea curentului in functie de electrodul folosit

Valori aproximative a curentului (A)
Grosime electrod (mm)	1,60	2,00	2,50	3,25	4,00	5,00	6,00
Electrozi rutilici	30-55	40-70	50-100	80-130	120-170	150-250	220-370
Electrozi celulozici	20-45	30-60	40-80	70-120	100-150	140-230	200-300
Electrozi bazici	50-75	60-100	70-120	110-150	140-200	190-260	250-320