Utilizarea aparatelor de sudura in puncte (Spotter)

Metoda 1



Metoda 2

Telwin Aluspotter 6100

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.

ARTA DE A SUDA (Partea II)

SUDURA IN MEDIU PROTECTOR DE GAZ CU ELECTROD NEFUZIBIL DIN TUNGSTEN (TIG - Tungsten Inert Gaz)

A. Introducere

Sudura in mediu protector de gaz cu electrod din tungsten (wolfram) este o procedura de sudura in care caldura necesara sudurii este furnizata de arcul electric ce se produce intre electrodul infuzibil si piesa de sudat.
Sudarea manuală WIG/TIG este adeseori considerată ca fiind cel mai dificil procedeu de sudare utilizat în industrie. Deoarece sudorul trebuie să menţină o lungime mică a arcului electric, este necesara o atenţie sporită şi o bună îndemânare pentru a preveni contactul dintre electrod şi piesele de sudat. Sper deosebire de celelalte procedee WIG/TIG necesita ca operatorul sa folosească ambele mâini, deoarece majoritatea aplicaţiilor necesita ca sudorul sa aducă cu o mână material de adaos în baia de metal topit iar cu cealaltă mână să manevreze pistoletul; totuşi, la realizarea îmbinării dintre două materiale subţiri nu este necesara folosirea de material de adaos.
Pentru a aprinde arcul electric este nevoie de un generator de înaltă frecvenţă care sa creeze o cale a curentului de sudare prin gazul de protecţie, permiţând arcului sa se aprindă când distanţa dintre electrod şi piesa de sudat este de aproape 1,5 - 3mm. O altă metoda de aprindere a arcului electric se poate face prin metoda „touch arc” sau „lift arc” însă prin aceasta metoda se pot contamina atât electrodul cât şi sudura. Odată aprins arcul electric sudorul mişcă pistoletul circular pentru a forma baia de metal topit, mărimea acesteia depinzând de mărimea electrodului şi de densitatea de curent. În timp ce menţine constantă lungimea arcului, sudorul înclina pistoletul până la aproximativ 10-15° faţă de verticală. Materialul de adaos este introdus manual în baia de metal topit (dacă este necesar).
Sudorii adesea dezvolta o tehnica rapida de mişcare a pistoletului şi de aducere de material de adaos în baia de metal topit. Când procesul de sudare este aproape finalizat, intensitatea arcului este treptat redusă pentru a permite solidificarea craterului final şi a preveni apariţia fisurilor la capătul îmbinării sudate.
Electrodul infuzibil este fabricat din tungsten (wolfram) sau dintr-un aliaj ce contine tungsten.
Baia de sudura este protejata de un gaz inert ce este adus in zona de sudura prin intermediul tortei port-electrod.
Sudura TIG poate fi:
- fara material de adaos - se realizeaza topirea locala a materialelor ce urmeaza a fi sudate.
- cu material de adaos - se realizeaza topirea locala a materialului de baza si a materialului de adaos.


B. Circuitul de sudura

Este format din :
- aparatul de sudura (generator)
- torta port-electrod cu cablu de sudura
- butelie gaz inert cu regulator de presiune
- cleste de masa cu cablu de masa
- materialul de adaos
- unitate de racire cu apa

1. Sursa de putere

Rolul sursei de putere este de a furniza energia necesara amorsarii si mentirnerii arcului electric care se realizeaza intre electrodul infuzibil si materialul de baza.
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 )
- electronic (variator cu tiristori sau invertor)
Procedeul WIG/TIG poate utiliza atât curentul continuu polaritate directa sau inversa cât şi curentul alternativ, depinzând de setările sursei de sudare. Curentul continuu polaritate inversa la electrod cauzează o emisie puternica de electroni care bombardează suprafaţa piesei de sudat generând o cantitate mare de căldura în zona sudarii. Acest lucru duce la realizarea unei cusături cu pătrundere mare şi lăţime mică.

a) aparat de sudura in curent alternativ(AC):
- tensiunea de iesire are o forma dreptunghiulara si isi schimba sensul periodic cu frecvente cuprinse intre 20-200Hz.

b) aparat de sudura in curent continuu (DC).

Tensiunea de la bornele aparatului este continua si se obtine cu ajutorul unor dispozitive capabile sa transforme curentul/tensiunea din alternativ in continuu.
Daca curentul de sudura este continuu el poate fi clasificat dupa polaritate:

b1) polaritatea normala:-torta 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.
Sudarea cu polaritate normala se utilizeaza pentru aproape toate materialele si aliajele cu exceptia aluminiului si a aliajelor sale care se sudeaza cu polaritate inversa.
b2) polaritate inversata:torta 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 ceea ce impune sudarea cu curenti mici de sudura pentru a evita arderea electrodului infuzibil.

Exista o familie de surse de sudura cu curent continuu la care nu conteaza polaritatea curentului si care se numesc suruse de curent continuu modulat sau pulsatoriu.
Curentul continuu modulat sau pulsatoriu se obtine prin suprapozarea peste curentul continuu de baza a unui curent pulsatoriu(de obicei de forma dreptunghiulara) in scopul obtinerii unui arc de sudura pulsant.

Acest tip de curent de sudura se utilizeaza in situatiile in care se doreste sudarea a doua materiale foarte subtiri caz in care este necesar un control total al acestuia.

2. Torta cu electrod de tungsten

Torta cu electrod de tungsten este un cleste special care este legat
la unul din polii sursei de sudura precum si la butelia cu gaz inert (prin intermediul unui tub continuu racordat la regulatorul de presiune) si care fixeaza electrodul infuzibil prin intermediul une pensete elastice.
Tortele pot fi:
- cu racire normala (pentru curenti mici de sudura)-racirea este asigurata de gazul inert ce trece prin torta;
- cu racire fortata (pentru curenti mari de sudura 200-500A)-racirea se realizeaza cu apa ;

3. Materialul de adaos
- in functie de grosimea materialelor sudate se poate folosi sau nu material de adaos. Acesta este adus manual in zona baii de sudura unde este topit si inglobat in materialul de baza.
Calitatea materialului de adaos se alege in functie de materialul de baza si contine o cantitate mica de material dezoxidant sau alte materiale ce au ca scop imbunatatirea proprietatilor cusaturii sudate.

4. 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);

5. 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;

6. Unitatea de racire cu apa
- este utilizata pentru racirea tortei cand se sudeaza cu curenti mari de sudura;

C. Gazul protector inert

Rolul sau este de a asigura un scut protector de gaz inert intre baia de sudura si mediul ambiant.
Gazul protector are influente diferite asupra asupra baii de sudura in functie de compozitia chimica a acestuia. Gazele utilizate sunt: argon, heliu, amestec argon-heliu sau argon-hidrogen.
Este foarte indicat ca gazul inert sa fie foarte curat deoarece impuritatile pot afecta calitatea sudurii.

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 .

Alegerea gazului de protecţie depinde de câţiva factori cum ar fi: tipul materialelor ce se sudează, tipul rostului şi aspectul final al cordonului de sudură. Argonul este cel mai utilizat gaz de protecţie la sudarea WIG/TIG. Când este utilizat în curent alternativ, argonul, conferă cordonului de sudură o calitate deosebită şi un aspect bun. Alt gaz de protecţie adesea utilizat este heliul folosit pentru creşterea pătrunderii în îmbinare şi a vitezei de sudare şi este folosit la sudarea materialelor cu conductivitate termică mare cum ar fi cuprul şi aluminiul. Singura problema apăruta la sudarea în mediu protector de argon este aceea a dificultăţii amorsării arcului electric.
Amestecul de argon şi heliu este de asemenea folosit ca gaz de protecţie la procedeul WIG/TIG, pentru menţinerea sub control a cantităţii de căldură introduse menţinând beneficiile conferite de argon. Acest amestec este eficient în creşterea vitezei de sudare şi a calităţii îmbinării sudate în curent alternativ la sudarea aluminiului conferind şi o uşurinţă la amorsarea arcului. Amestecul argon-heliu asigura proprietati intermediare si se comporta in functie de procentajul celor doua gaze.

D. Electrodul infuzibil

Electrodul folosit la sudarea WIG/TIG este din wolfram sau aliaje ale wolframului, deoarece wolframul are o temperatura de topire ridicata, în jurul a 3422°C, ceea ce determină faptul că electrodul nu este consumat în timpul procedeului de sudare, insă acesta de poate eroda în timp.
Sunt mai multe tipuri de electrozi infuzibili:
- electrozi din tungsten pur.
- sunt utilizati cu curenti de sudura relativ mici, mentinand un arc relativ stabil
- sunt cei mai ieftini electrozi infuzibili
- electrozi din aliaj tungsten-thoriu
- se utilizeaza pentru curenti mari
- arcul se amorseaza usor si ramane relativ stabil
- se recomanda la sudarea otelului cu curent continuu cu polaritate normala
- electrozi din aliaj tungsten-zirconiu
- se utilizeaza pentru sudarea manuala a aluminiului ,magneziului si aliajelor acestora cu curenti mici-medii.
- electrozi din ceriu
- asigura o buna patrundere a sudurii

O serie de aliaje ale wolframului au fost standardizate de către Institutul Internaţional de Standardizare (International Organization for Standardization) şi de Societatea Americană de Sudură (American Welding Society), în ISO 6848 şi AWS A5.12; respectiv pentru sudarea WIG/TIG electrozii sunt prezentaţi în tabelul 1.

Clasa	Culoarea	Clasa	Culoarea	Aliaje
ISO	ISO	AWS	AWS
WP	verde	EWP	verde	nu
WC20	gri	EWCe-2	portocaliu	2%CeO2
WL10	negru	EWLa-1	negru	1%La2O3
WL15	auriu	EWLa-1.5	auriu	1,5%La2O3
WL20	bleu	EWLa-2	albastru	2%La2O3
WT10	galben	EWTh-1	galben	1%ThO2
WT20	rosu	EWTh-2	rosu	2%ThO2
WT30	violet			3%ThO2
WT20	portocaliu			4%ThO2
WY20	albastru			2%Y2O3
WZ3	maro	EWZr-1	maro	0,3%ZrO2
WZ3	alb			0,8%ZrO2

Electrozii din wolfram pur sunt propuşi pentru utilizare generală (clasificaţi ca WP sau EWP), electrozii aliaţi cu oxid de ceriu şi oxid de lantaniu îmbunătăţesc stabilitatea arcului; cei aliaţi cu thoriu sunt folosiţi pentru aplicaţiile care utilizează curentul continuu, însă acesta este puţin radioactiv, aceşti electrozi pot fi înlocuiţi cu electrozi aliaţi cu oxid de lantaniu cu concentraţie mare. Electrozii de wolfram aliaţi cu oxid de zirconiu măresc capacitatea curentului, îmbunătăţesc stabilitatea şi amorsarea arcului crescând totodată şi durata de viaţă a electrodului. Producătorii de electrozi pot confecţiona electrozi de wolfram aliaţi cu diferite aliaje specificate de client

E. Sistemul de amorsare a arcului

- amorsare cu frecventa mare(HF strike)
Curentul de amorsare este furnizat de un generator de curent cu frecventa mare al carui curent se suprapunerea peste curentul de sudura; puterea dezvoltata de acest generator este mica dar suficienta pentru a permite amorsarea arcului de la distanta.
Pentru a se utiliza acest sistem de amorsare (HF strike) este necesara o torta avand un buton prin apasarea caruia se declanseaza sistemul de amorsare.

- amorsare cu un arc-pilot
In acest caz amorsarea se face cu ajutorul unui arc-pilot ce se produce intre electrodul infuzibil si cel auxiliar. Electrodul auxiliar are o forma inelara si se afla pe duza tortei. Sistemul se utilizeaza in instalatiile de sudura TIG automate.

- amorsarea prin ridicare(LIFT)
Amorsarea se face prin intermediul unui dispozitiv ce furnizeaza un curent cu valoare mica (pentru a nu deteriora electrodul de tungsten) atunci cand electrodul este in contact cu piesa de sudat. La indepartarea electrodului de piesa se realizeaza un arc electric. Sursa de putere mareste automat curentul de sudura pana la valoarea necesara sudarii materialului.
Contactul dintre electrod si material poate duce la contaminarea sudurii.

- amorsarea prin zgariere(SCRATCH)
Amorsarea arcului electric se face prin atingerea electrodului infuzibil de materialul ce urmeaza a fi sudat. Prin contactul dintre electrod si piesa se poate contamina baia de sudura si astfel este afectata calitatea sudurii.

F. Materiale sudate prin procedeul TIG

Procedeul de sudare WIG/TIG este utilizat în special pentru sudarea oţelurilor inoxidabile şi a materialelor neferoase cum ar fi aluminiul şi magneziul, poate fi aplicat însă pentru sudarea aproape a tuturor metalelor. Sudarea oţelurilor carbon este limitată din cauza restricţiilor procedeului şi mai ales din cauza existenţei altor procedee de sudare a acestora, mult mai eficiente din mai multe considerente, în principal cel economic. De asemenea procedeul poate fi aplicat în toate poziţiile de sudare depinzând cel mai mult de îndemânarea sudorului.
In principal procedeul TIG se utilizeaza pentru sudarea otelului inoxidabil, ichelului, cuprului, aluminiului, magneziului si aliajelor acestora.
Otelul inoxidabil-se sudeaza in curent continuu cu polaritate directa. Este poosibila sudarea materialelor avand grosimi de pana la 2,5mm fara utilizarea de material metalic de adaos.

Aluminiul si aliajele sale
Se sudeaza in curent alternativ (AC) cu un curent de o frecventa foarte mare.
Se recomanda indepartarea oxidului de aluminiu folosind o perie sau prin metode chimice.
Sudura TIG este utilizata pentru sudarea otelurilor carbon sau aliate, nichelului si aliajelor sale, cuprului si aliajelor sale precum si a titenului si metalelor. Pentru a suda aceste materiale se utilizeaza curent continuu cu polaritate directa.

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