ARTA DE A SUDA (Partea III)

SUDURA CU ARC ELECTRIC, IN MEDIU PROTECTOR DE GAZ, CU MATERIAL DE ADAOS (MIG-MAG) + SUDURA SUB STRAT DE FLUX (FLUX)

A. INTRODUCERE

Sudarea în mediu de gaz protector se împarte în două mari categorii, sudarea în mediu de gaz inert şi sudarea în mediu de gaz activ, care pot fi la rândul lor procedee semiautomate sau automate, iar prin intermediul unui pistolet sunt aduse la locul de sudare gazul de protecţie şi electrodul fuzibil sub formă de sârmă. O sursă de curent continuu, cu tensiune constantă este uzual utilizată la procedeul de sudare MIG/MAG, insă poate fi folosit şi curentul alternativ. La acest procedeu sunt patru metode principale de transfer a metalului, transferul globular, prin scurt circuit, spray-arc şi short-arc, fiecare dintre aceste moduri de transfer conferind anumite proprietăţi particulare şi avantaje.
Sudarea cu fir metalic continuu in mediu protector de gaz (metal inert gaz - M.I.G. respectiv metal activ gaz - M.A.G.) este un procedeu de sudura in care caldura necesara sudurii se obtine prin intermediul arcului electric ce se produce intre materialul de adaos si cel de baza.
Baia de sudura este alimentata continuu cu material de adaos si este protejata cu un gaz ce poate fi inert (MIG) sau activ (MAG).
In situatia in care se utilizeaza material de adaos sarma cu inima de flux, procedeul de sudura se numeste sudura sub strat de flux (FLUX).

B. CIRCUITUL DE SUDURA

Echipamentul necesar pentru procedeul MIG/MAG este alcătuit dintr-un pistolet, o unitate de alimentare cu sârmă, o sursa de putere, gaz de protecţie şi sârmă.
- Sursa de putere
- Torta de sudura
- Mecanismul de antrenare a materialului de adaos
- Unitatea de racire cu apa
- Rezervorul cu gaz+ regulator de presiune
- Cleste de masa cu cablu;

1. Sursa de putere

Rolul sursei de putere este:

- de a furniza curentul necesar amorsarii si mentinerii arcului electric ce se formeaza intre materialul de adaos si piesa de sudat;
- de a alimenta baia de sudura cu material de adaos;

Spre deosebire de MMA si TIG exista doua marimi reglabile la sursa de putere MIG-MAG:

- intensitatea arcului electric(se regleaza prin modificarea tensiunii de sudura);
- viteza de avans a sarmei de sudura;

Sursele de sudura pot fi de doua tipuri:

a. Sursa de curent continuu(DC)
Sunt cele mai utilizate surse de curent pentru sudura de tip MIG-MAG deoarece asigura o valoare constanta a curentului de sudura fapt ce asigura o buna stabilitate a arcului electric.
Prin reglarea curentului de sudura si a vitezei de avans a sarmei se obtine transferul picaturilor de metal topit in doua moduri: "arc scurt” sau "spray arc”.

b. Sursa de curent continuu pulsatoriu
Curentul pulsatoriu forteaza desprinderea rapida a picaturilor de metal topit de pe materialul de adaos .Pentru realizarea stabilitatii arcului electric se impune o reglare precisa a curentului de sudura si a vitezei de avans.

a1. polaritatea directa

Torta este conectata in acest caz la polul negativ al sursei si piesa de sudat la polul pozitiv.Acest tip de legatura este utilizat la sudura sub strat de flux (FLUX)

a2. polaritatea inversa
Torta este conectata la polul pozitiv al tortei si piesa de sudat este conectata la polul negativ.

2. Torta MIG-MAG

Are rolul de a permite trecerea materialului de adaos in zona baii de sudura,a gazului protector si a curentului de sudura.Cablul tortei este alcatuit din cablu de sudura, cabluri de control, tub de gaz, tevi de circulare a apei de racire (daca este cazul) si tubul de ghidare a sarmei de adaos.
Tortele de sudura MIG-MAG racite cu apa se utilizeaza cand curentul de sudura depaseste valoarea de 500A.
Tortele racite natural se utilizeaza pentru curenti de pana la 300A.
Duza de gaz este în general din cupru însa mai poate conţine şi alte elemente chimice pentru prelungirea duratei de viaţă, şi este conectată la sursa de putere prin cablul electric şi transmite energia electrică la sârmă în timp ce o ghidează spre locul îmbinării. Aceasta trebuie precis dimensionată deoarece prin aceasta circulă sârma electrod în timp ce este necesar să se menţină un contact electric ferm. Duza de gaz este folosită pentru distribuirea gazului de protecţie în zona îmbinării pentru a proteja baia de metal, duzele mari de gaz sunt folosite pentru un debit mai mare de gaz adus în zona îmbinării folosite la sudarea cu intensităţi mari de curent unde baia de metal topit are o dimensiune mai mare.

3. Sistemul de avans al materialului de adaos
Rolul sistemului de avans este de a asigura avansarea sarmei de sudura catre baia de sudura.
Este constituit dintr-un mecanism format din motorul electric de curent continuu ce actioneaza un reductor cu roti dintate.
Pot fi:
- cu doua role ;
- cu patru role ;
Sistemul de avans prevazut cu patru role asigura o viteza de avans mai uniforma decat cel cu doua role.

4. Sistemul de racire
Se utilizeaza pentru racirea tortei cand curentul de sudura depaseste 300, in scopul de a preveni supraincalzirea tortei.Este format dintr-o pompa de circulatie si un radiator ventilat.




5. Butelie de gaz inert cu reductor de presiune
Circuitul de alimentare cu gaz este alcatuit din:

-un rezervor cu gaz inert (sau amestec de gaze inerte);
-un manometru ce indica presiunea gazului inert din butelie
-un regulator de gaz
-un electroventil care deschide sau inchide circuitul (in cazul in care torta este prevazuta cu buton pentru controlul ellectroventilului);

6. Clestele de masa si cablul de masa

- are rolul de a realiza legatura electrica dintre dintre sursa de sudura si materialul de sudat;
- sectiunea cablului se alege in functie de lungimea necesara si de curentul maxim de sudura;

C. Gazul protector

Rolul sau este de a asigura un scut protector de gaz intre baia de sudura si mediul ambiant. Sunt doua tipuri de gaze protectoare care sunt mai des utilizate:

- gaze inerte: argon, heliu, amestec de argon cu heliu
- gaze active:dioxid de carbon,amestec de dioxid de carbon cu argon, amestec de argon cu oxigen.

Argonul

- este ieftin
- arcul este relativ stabil
- piesa de sudat este mentinuta mai rece fapt ce permite sudarea materialelor subtiri

Heliul
Arcul pretejat cu gaz inert heliu degaja o cantitate sporita de caldura astfel incat heliul se recomanda la sudarea materialelor cu conductivitate termica ridicata. Fiind mai usor decat argonul se impune utilizarea unei cantitati sporite de heliu pentru a asigura o buna protectie a baii de sudura.

Dioxidul de carbon
Este un gaz activ. Are ca dezavantaj faptul ca nu asigura un arc stabil, dar asigura in schimb o buna patrundere a sudurii.

Amestecurile de gaze active
Au proprietati intermediare celor ale gazelor ce intra in componenta lor.

D. Materialul de adaos

Se prezinta sub forma de sarma care trebuie sa fie curata, fara urme de grasimi sau oxizi.
Sârma electrod este aleasă în funcţie de compoziţia materialului de bază, însă depinde şi de variaţiile procesului folosite, forma rostului şi starea suprafeţei materialului de bază. Alegerea tipului de sârma determină în mare parte proprietăţile mecanice ale cordonului de sudură şi este un factor important în privinţa calităţii îmbinării sudate. În general proprietăţile îmbinării sudate sunt asemănătoare cu cele ale materialului de bază, îmbinarea trebuie să fie fără defecte sau discontinuităţi şi fără elemente nedorite sau pori în cordonul de sudură. Pentru asigurarea acestor lucruri există o gamă variată de sârme electrod. Toate sârmele conţin în compoziţia lor elemente dezoxidante cum ar fi titanul, aluminiul, manganul şi siliciul.
Sarma obisnuita-are de obicei aceeasi compozitie cu a materialului de baza si are in plus inglobate elemente care asigura purificarea zonei sudate(antioxidanti,etc).
Sarma tubulara-are un miez format din pulberi ce au acelasi rol ca si invelisul electrozilor. Miezul poate fi: rutilic, bazic, etc. Se utilizeaza pentru sudura sub strat de flux. Asigura o mai buna stabilitate a arcului si o mai buna patrundere decat sarma obisnuita.

E. Materiale sudate prin procedeul MIG-MAG

1. Oteluri carbon obisnuite

- se sudeaza cu curent continuu si cu polaritate inversata. Ca gaz protector se utilizeaza dioxidul de carbon sau amestecuri de argon cu dioxid de carbon in diferite proportii (cea mai des utilizata este 80% argon, 20% CO2).

Utilizarea de sarma cu adaos de siliciu sau mangan va favoriza eliminarea impuritatilor din materialul de baza.

2. Oteluri inoxidabile

- se sudeaza cu curent continuu si cu polaritate inversata.

Gazul protector este un amestec de argon cu CO2 sau argon cu oxigen(procentul de argon nu trebuie sa coboare sub 98%)

3. Aluminiul si aliajele sale
Se sudeaza cu curent continuu sau curent continuu pulsatoriu cu polaritate inversata.
Gazul protector utilizat seste argonul pur sau un amestec de argon si heliu.

4. Alte materiale
Prin procedeul MIG-MAG pot fi sudate materiale cum ar fi nichel, cupru, sau aliajele lor. Se sudeaza in curent continuu cu polaritate inversata.
Prin procedeul de sudura MIG-MAG se pot suda, in general, materiale metalice avand grosimea de maxim 5-6 mm.
Pentru grosimi mai mari se recomanda utilizarea procedeului de sudura TIG.

F. Modul de operare

Tehnica de bază a sudării MIG/MAG este relativ simpla mai ales că sârma electrod este adusă automat în zona îmbinării prin intermediul pistoletului. Faţă de alte procedee de sudare, în acest caz, sudorul mânuieşte pistoletul doar cu o singura mână nefiind nevoit să schimbe electrodul la anumite perioade de timp sau să aducă în arcul electric material de adaos, cum se întâmplă la alte procedee. Acest procedeu necesită doar ca sudorul să mânuiască pistoletul în lungul rostului pentru a forma cusătura sudată. Păstrarea constantă a lungimii arcului este importantă deoarece o creştere a acestei lungimi determină o supraîncălzire a sârmei şi o creştere inutilă a debitului de gaz. Orientarea pistoletului este de asemenea importantă şi anume înclinarea lui la 45° la sudarea circulară şi la 90° la sudarea orizontală; însă unghiul optim se poate stabili şi în funcţie de gazul de protecţie folosit.

G. Calitatea

Cele mai des întâlnite defecte la sudarea MIG/MAG sunt apariţia porilor şi a arsuri marginale. Dacă nu sunt controlate aceste defecte pot conduce la fisuri sau la formarea unor cusături slabe. Arsurile apar adesea la sudarea aluminiului; piesele de sudat şi sârma nu trebuie să conţină oxizi. Acest defect mai poate apărea şi dacă baia de metal topit este contaminată cu oxigen din atmosfera înconjurătoare, de aceea alegerea gazului de protecţie şi a debitului acestuia este un parametru important.
Apariţia porilor se datorează gazelor care pătrund în baia de metal; metalul solidificându-se înainte ca acestea să iasă din îmbinarea sudată. Aceste gaze care pot pătrunde în baia de metal lichid pot fi din cauza unor impurităţi din gazului de protecţie sau de pe suprafaţa pieselor de sudat. În general cantitatea de gaze rămase în cusătura sudată după solidificare este direct proporţională cu viteza de răcire a cusăturii sudate. Datorită conductivităţii termice, aluminiul, este susceptibil la viteze mari de răcire, deci la apariţia porilor; preîncălzirea pieselor ajută la scăderea vitezei de răcire a pieselor şi a materialului de bază.

H. Siguranţa în operare

Procedeul MIG/MAG poate fi periculos dacă nu se iau masurile de protecţie necesare. Din moment ce sudarea implica folosirea unui arc electric descoperit sudorul trebuie sa poarte salopetă şi mănuşi de protecţie pentru a se feri de căldura degajată de arcul electric şi de eventualii stropi. În plus, arcul electric degajă o cantitate mare de luminozitate şi de ultraviolete care pot cauza rănirea iremediabilă a ochiului uman sau pot cauza arsuri ale pielii, de aceea este important ca sudorul sa poarte şi mască de protecţie.
Sudorii sunt adesea expuşi unor gaze periculoase şi particule de materie; sudarea MIG/MAG degajă o cantitate de fum care poate conţine diferite tipuri de particule de oxizi, de aceea este importantă folosirea unui sistem absorbţie şi ventilaţie a aerului în zona de lucru.