5. SUDAREA MATERIALELOR METALICE 5.1. Generalităț i SUDAREA este un procedeu tehnologic de asamblare a dou ă sau mai multe piese, prin difuzia… [616545]

5. SUDAREA MATERIALELOR METALICE

5.1. Generalităț i
SUDAREA este un procedeu tehnologic de asamblare a dou ă sau mai multe piese, prin
difuzia reciproc ă a atomilor în zona îmbin ării. Sudarea se realizează printr-un aport de energie din
exterior, capabil s ă scoată din echilibrul termodinamic atomii marginali ai pieselor de sudat și să-i
apropie pân ă la distan țe de ordinul de m ărime al parametrilor re țelelor cristaline ale materialelor
acestora, astfel încât s ă se realizeze un amestec intim al materialelor de îmbinat, pe baza for țelor de
coeziune interatomic ă.
Energia necesară sudă rii se introduce în zona îmbin ării cu ajutorul unor ma șini, instala ții și
echipamente de sudare. Ansamblele și subansamblele îmbinate prin sudare se numesc structuri sudate, iar materialul
pieselor componente ale îmbin ărilor sudate se nume ște materialul de baz ă, sau metal de bază .
Odat ă cu energia de sudare, în foarte multe cazuri se introduce în zona îmbin ării și o
anumită cantitate de material suplimentar, numit ma terial de adaos sau metal de adaos, c ăruia îi
revine (în cazul când este folosit) rolul princi pal de realizare a difuzi ei cu metalul de baz ă al
componentelor îmbin ării sudate.
Spa țiul dintre suprafe țele care particip ă efectiv la realizarea îmbin ării se nume ște rost.
Forma sec țiunii transversale a rosturilor fa ță de direcț ia longitudinală a îmbin ărilor sudate,
elementele geometrice defi nitorii ale acesteia, ca ș i mărimea acestora este reglementat ă în foarte
multe cazuri prin standarde de stat, în func ție de procedeele de sudare utilizate și de dimensiunile
pieselor de sudat (în special în func ție de grosimea metalului de baz ă).
Rezultatul îmbin ării prin sudare, respectiv îmbinarea sudat ă, se nume ște pe scurt sudură .
Zona îmbin ării sudate în care au ac ționat efectiv for țele de coeziune interatomic ă se nume ște
cusătură sudată, sau uneori cordon de sudur ă.

În apropierea cus ăturii sudate exist ă de regulă o zonă a metalului de baz ă având propriet ăți
mecanice diferite de cele ale rest ului piesei, ca urmare a transform ărilor structurale în stare solid ă
suferite în timpul sud ării. Aceasta poart ă numele de zon ă influențată termic, notându-se adesea
prescurtat ZIT.

5.2. Clasificarea procedeelor de sudare

Exist ă numeroase criterii de clasificare a procedeel or de sudare, dintre care se vor discuta
doar două, mai generale.
Introducerea energiei de sudare în zona de realizare a îmbin ării se face fie prin înc ălzirea
locală accentuat ă a acestei zone, fie f ără a se apela la înc ălzirea sensibil ă a acesteia, astfel c ă
sudarea se execut ă în acest caz “la rece”, prin aplicarea unor for țe.
Încă lzirea pieselor în proces ul de sudare modific ă local propriet ățile metalului de baz ă, îl
aduce în stare plastic ă sau chiar îl tope ște local, împreun ă cu metalul de adaos.
Procedeele de sudare la care se utilizeaz ă topirea local ă a metalului de baz ă se numesc
procedee de sudare prin topire, iar acelea la care îmbinarea se execut ă cu menținerea metalului de
bază în stare solid ă se numesc procedee de sudare prin pr esiune, deoarece în aceste cazuri de regul ă
energia de sudare se introduce prin presarea local ă a pieselor de sudat.
Dup ă energia primar ă de la care provine în final energia termic ă necesară încălzirii locale,
aceasta poate fi:
– mecanică, căldura fiind generat ă prin lovire, frecare sau ca urmare a deform ării elastice
sau plastice;
– termochimic ă, căldura rezultând în urma unor reac ții exoterme de combustie (sudare cu
flacără de gaze) sau de înlocuire (sudare cu termit);
– electrică, căldura producându-se pe baza efectului J oule (sudare cu arc electric, prin
rezistență electrică , prin induc ție);
– radiantă, căldura rezultând în urma localiz ării energiei radiante într-un spa țiu redus
(sudare cu laser, cu fascicul de electroni).
Procedeele de sudare sunt clas ificate pe larg în STAS 8325-69.
Dintre procedeele de sudare, amintite mai sus, în tehnica actual ă, cea mai mare r ăspândire o
are sudarea prin topire cu arc electric, apoi sudarea electric ă prin rezisten ță, prin presiune, urmat ă de
sudarea prin topire cu flac ără de gaze și celelalte procedee.

5.2.1. Clasificarea îmbin ărilor sudate

Îmbin ările sudate se pot clasifica dup ă mai multe criterii, dintre care unele constituie
obiectul unor standarde de stat.
Un criteriu de clasificare foarte important este cel al pozi ției reciproce a elementelor
îmbinate. Dup ă acest criteriu, îmbin ările sudate prin topire pot fi (fig. 5.1).

Fig. 5.1. Îmbin ări sudate prin topire

– cap la cap: – pe o parte (a); – pe ambele p ărți (b);
– prin suprapunere: – frontal ă (c);
– l a t e r a l ă (d);
– înclinat ă (e);
– în col ț: – interioar ă (f);
– e x t e r i o a r ă (g);
– î n T ( h ) ; – în cruce (i); – î n g ăuri (j);
– în muchie (k). La rândul lor, îmbin ările prin presiune pot fi:
– cap la cap (fig. 5.2); – prin suprapunere: – în puncte (fig. 5.2);

Fig. 5.2. Îmbin ări sudate prin presiune

Din fig. 5.2 a, b ș i c rezult ă că sudurile pot fi continue sau discontinue, în funcț ie de
condițiile funcționale impuse și de particularităț ile procedeelor de sudare utilizate.
Există numeroase alte criterii de clasificar e. Unele aspecte ale acestor clasific ări vor fi
lămurite în mare parte în cadrul subcapitolelor tratate în continuare.

5.3. Modul operator al procedeelor de sudare

Orice procedeu de sudare se caracterizeaz ă printr-o serie de particularit ăți privind
necesitatea sau inutilitatea folo sirii materialului de adaos, forma sub care se prezint ă acesta,
numărul și tipul mi șcărilor relative ale metalului de adaos fa ță de piesele de suda t, caracteristicile
mișcării sursei de c ăldură în lungul cus ăturii sudate etc.
Toate acestea constituie atri bute ale unui ansamblu de condi ții în care se desf ășoară procesul
de sudare ș i care definesc modul operator al procedee lor de sudare, sau tehnica operatorie a
acestora.
În cele ce urmeaz ă se vor trata elementele ce stau la baza procedeelor de sudare mai des
utilizate în tehnica actual ă, insistându-se, în special, asupra modului operator al fiec ăruia dintre
acestea și asupra criteriilor științifice pentru stabilirea parametrilor regimurilor de sudare.

5.4. Sudarea prin topire cu arc electric

5.4.1. Arcul electric pentru sudare

Arcul electric este o desc ărcare de durat ă între doi electrozi executa ți din materiale
conducătoare electric, în condi țiile existen ței unei diferen țe de poten țial suficient ă pentru a asigura
un înalt grad de ionizare a spa țiului dintre ace știa. Arcul poate avea ac țiune directă sau acț iune
indirectă .

În primul caz (fig. 5.3) arcul se stabile ște între un electrod 1, fuzibil (metalic) sau nefuzibil
(din cărbune sau wolfram) și piesa de sudat 2, care joac ă rolul celui de al doilea electrod. Sursa de
curent 3, poate debita curent continuu sau alternativ.
În cazul utiliz ării electrodului metalic fu zibil acesta are o compoziț ie chimică asemănătoare
cu cea a metalului de baz ă și se topește sub influen ța căldurii arcului electric, care realizeaz ă și
transportul particulelor de metal din electrod spre cus ătura sudat ă. Dacă se foloseș te electrod
nefuzibil, pentru umplerea rostului dintre piesele de îmbinat este necesar material de adaos, sub
forma unei vergele sau sârme de compozi ție chimică asemănătoare cu cea a materialului de baz ă. In
cazul utiliz ării arcului cu ac țiune indirect ă (fig. 5.3, b) arcul electric se realizeaz ă între doi electrozi
nefuzibili 1, legaț i la sursa de curent de sudare 3, fiind întotdeauna necesar materialul de adaos 4.

Fig. 5.3. Arcul electric pentru sudare. Fig. 5.4. Structura arcului electric.

În practic ă cel mai des se utilizeaz ă arcul cu ac țiune directă .
În cazul utiliz ării curentului continuu, pentru amorsarea și menținerea arcului cu ac țiune
directă este importantă polaritatea utilizat ă. Situația în care piesa este legat ă la anod, iar electrodul
la catod, se denume ște polaritate direct ă, iar situația contrară se numește polaritate invers ă.
Structura arcului electric pentru sudare (fig. 5.4) cuprinde coloana ar cului 1, aureola 2, pata
anodică 3 și pata catodic ă 4. Temperatura arcului dep ășește 5 000°K în coloan ă, petele având
temperaturi variabile, func ție de natura electr odului (2.500 … 3.700°K pe ntru pata catodică ,
2.600 … 4.250 °K pentru pata anodică ). Încă lzirea mai puternic ă a anodului se explic ă, în principal,
prin faptul c ă pentru emisia electronic ă în pata catodic ă se cheltuie ște lucru mecanic de ie șire, în
contul electrodului, iar prin intrarea electronilor în anod se restituie aceast ă energie. De aceea,
polaritatea direct ă se utilizeaz ă la sudarea pieselor mai groase, în general, când este necesar s ă se
încălzească mai tare piesa de sudat, iar polaritatea invers ă va fi utilizată mai ales la sudarea pieselor
subțiri, sau la utilizarea unor electrozi relativ gro și.
Fenomenul de producere a arcului se nume ște amorsarea acestuia și se realizeaz ă prin
atingerea electrodului pe pies ă (scurtcircuitarea acestora), urmat ă de îndep ărtarea electrodului pân ă
la o distan ță aproximativ egal ă cu diametrul electrodului.
Pentru amorsarea arcului este necesar ă o anumit ă valoare a tensiunii, denumită tensiune de

amorsare (55 … 60 V), care dep ășește valoarea tensiunii necesar ă arderii arcului (U a = 15 … 40 V).
Se constat ă că tensiunea arcului Un, variaz ă liniar cu lungimea lui l, conform rela ției:
lb a Ua⋅+ = (5.1)
în care : a este un coef icient reprezentând suma c ăderilor de tensiune de pe cele dou ă pete ale
arcului, iar b c ăderea specific ă de tensiune în lungul arcului (a = 10 … 15V ; b = 2 … 3 V/mm).
Rezultă de aici că cu cât lungimea arcului cre ște, cu atât cre ște tensiunea de ardere.
Legătura între tensiunea arcului U a și curentul de sudare, I S este o func ție U a = f(I S), iar
reprezentarea ei grafic ă, denumit ă caracteristica static ă w arcului, prezint ă 3 zone: 1 – zona
coborâtoare ; 2 – zona rigid ă (constant ă) și 3 – zona urc ătoare (fig. 5.5).

Fig. 5.5. Caracteristica static ă a arcului electric.

Zona rigid ă începe de Ia valori de circa 100 A, când U a nu mai depinde practic de I S, iar
apoi, la valori mari ale cure ntului de sudare, se constat ă o creștere a tensiunii la cre șterea curentului.
Ultima parte a zonei 1 și prima a zonei 2 sunt avantajoase și se utilizeaz ă Ia sudarea manuală
cu arc electric desc operit, iar a doua jum ătate a zonei rigide ș i cea urcătoare sunt utilizate la sudarea
sub strat de flux și în mediu protector de gaze.
Caracteristica static ă a arcului electric corespunde unei anumite lungimi a arcului electric
(v. relația 1). Dac ă lungimea arcului se schimb ă, de exemplu crescând la l 2 > l 1, atunci se modific ă
și poziția caracteristicii static e care se deplaseaz ă mai sus.
Stingerea arcului electric se poate produce în dou ă situaț ii : 1° – când lungimea arcului l
crește atât de mult încât tensiunea necesar ă depășește valoarea maxim ă pe care o poate asigura sursa
de curent ; 2° – când lungimea arcului devine nul ă și între electrod și piesă se creeaz ă o punte de
metal continu ă.

5.4.2. Surse de curent pentru sudare

Spre deosebire de sursele de curent cu alt ă destinaț ie, sursele de curent pentru sudarea cu arc
trebuie să îndeplineasc ă următoarele condiț ii :
1°. Tensiunea la bornele sursei la mersul în gol trebuie s ă fie suficient de mare, pentru a da
posibilitatea amors ării arcului;
2°. Curentul de scurt-circuit s ă nu depășească prea mult curentul de sudare, pentru a se
preveni avarierea sursei și a circuitului de sudare, datorit ă încălzirii excesive a acestora;
3°. Intensitatea curentului debitat s ă aibă valori mari pentru a ob ține un efect termic ridicat.
Pentru a realiza acest deziderat este necesar ă folosirea unei tensiuni sc ăzute, care îns ă nu poate fi
redusă sub valoarea tensiunii necesar ă menținerii arcului electric. Folosirea unor tensiuni sc ăzute
îmbunătățește condițiile de lucru micș orând pericolul de electrocutare a muncitorului;
4°. Varia ția curentului de sudare I S să fie limitat ă în cazul când tensiunea arcului variaz ă
datorită variației lungimii arcului (cauzat ă de exemplu de topirea mai rapid ă sau de ridicarea
(electrodului).
Relația dintre tensiunea dat ă de sursă Ud, în funcție de curentul de sudare I S, se nume ște
caracteristica extern ă (statică) a sursei de curent și are, de obicei, o alur ă coborâtoare
(fig. 6, curba CE).

Fig. 5.6. Caracteristica extern ă a sursei de curent pentru sudare (CE).

Punctul de intersec ție a curbei cu axa absciselor d ă valoarea curentului de scurtcircuit I SC,
care nu dep ășește cu mai mult de 1,5 ori valoarea curentului de mers în regim (realizarea condi ției
2°).
Dacă se suprapune peste caracteristica externă a sursei, caracteristica static ă a arcului
electric se ob țin două puncte de intersec ție: unul A, reprezentând punctul de amorsare, iar cel ălalt B,
punctul de ardere stabil ă a arcului electric.

Condiția 4° este realizat ă atunci când caracteristica extern ă a sursei este puternic
coborâtoare. De exemplu, dac ă lungimea arcului electric cre ște de la valoarea l la l 1 (l1>l), atunci
punctul de ardere stabil ă al arcului se schimb ă din B în B', ceea ce înseamn ă o variaț ie a curentului
de sudare cu valoarea ΔI = I B – I B' (fig. 5.6). Pentru ca unei modific ări a lungimii arcului egală , cu
Δl = l 1 – l să-i corespundă o valoare Δl cât mai mic ă, este necesar ca în tr iunghiul dreptunghic B'BC,
unghiul a (panta curbei) s ă fie cât mai mare (apropiat de 90°).
Majoritatea surselor de curent pentru sudare pot realiza mai multe caracteristici externe,
dintre care, la reglarea ini țială a sursei, se alege caracteristica cea mai convenabil ă pentru cazul dat,
funcție de condi țiile concrete de sudare.
După felul curentului debitat sursele de curent pentru sudare pot fi :
– surse de curent continuu : generatoarele de curent conti nuu pentru sudare (convertizoare
pentru sudare), ac ționate de un motor electric asin cron sau de un motor cu explozie și redresoarele
de curent pentru sudare, înzestrate cu celule redresoare din siliciu;
– surse de curent alternativ : transformatoarele de curent pent ru sudare, mono sau trifazate,
alimentate de la reț eaua de curent alternativ.
Datorită stabilității mai mici a arcului electric la sudarea în curent alternativ, este necesar ca
pe lângă condițiile generale impuse tuturor surselor de curent pentru sudare , sursele de curent
alternativ s ă îndeplinească și următoarele condiț ii suplimentare:
– În circuitul de sudare s ă existe o reactan ță suficient de mare care s ă creeze un defazaj între
tensiune și curentul de sudare, adic ă în momentul când I S = 0, U a să aibă o valoare suficient de mare
pentru men ținerea în continuare a arcului și invers. Aceast ă proprietate este caracteristic ă surselor
cu stabilitate dinamic ă mare, adic ă acelor surse care permit de fiecare dat ă creșterea brusc ă a
curentului la anularea frecvent ă a tensiunii și invers.
– Tensiunea de mers în gol, necesar ă amorsării arcului, s ă fie mai mare decât cea
corespunz ătoare surselor de curent continuu.
– Panta caracteristicii externe s ă fie mai mare decât cea corespunz ătoare surselor de curent
continuu.
În țara noastră se fabricau diverse tipuri de surse de curent pentru sudare ca: generatoare de
curent continuu, redresoare pentru sudare și transformatoare de sudare.
În principiu, utiliz area unui tip de surs ă sau a altuia este legat ă de unele avantaje și
dezavantaje. Sursele de curent alternativ, în compara ție cu cele de curent continuu rotative, prezint ă
următoarele avantaje: au greut ăți și gabarite mici, au randament mai mare, se uzeaz ă foarte puț in în
cursul exploată rii, necesită o întreținere minim ă, dar prezint ă și unele dezavantaje, ca: stabilitatea
mai mică a arcului, în special la curen ți mici, înc ărcarea nesimetric ă a rețelei de alimentare și factor
de putere mai mic.

5.5. Sudarea manual ă cu electrozi înveli ți

5.5.1. Echipamentul de sudare .

Acesta este alc ătuit din: sursa de curent pentru s udare, clema de contact, portelectrodul,
cablurile circuitului de sudare și echipamentul de protec ție.
Sursa de curent pentru sudare este, de regul ă, un transformator sau un generator de curent
pentru sudare, ce asigura curen ți nominali de ordinul a 200 … 350 A ș i tensiuni de mers în gol
Ua = 55 … 80 V.
Cablurile pentru sudare sunt multifilare și se execut ă din cupru. Ele au, în mod frecvent,
secțiuni cuprinse între 25 mm2 și 125 mm2.
Portelectrodul este un cle ște standardizat de construc ție special ă, care serveș te la prinderea
electrodului și la conectarea lui în circuitul de sudare. El trebuie s ă fie uș or și să asigure în acela și
timp un contact bun cu el ectrodul, pe o suprafață suficient de mare. Portelectrodul trebuie s ă aibă un
mâner bine izolat.
Clema de contact realizeaz ă o legătură strânsă între pies ă și conductorul lega t la sursa de
curent de sudare.
Echipamentul de protec ție. Pentru protejarea s ănătății sale sudorul folose ște următorul
echipament de protec ție:
– măști prevăzute cu filtru executat din sticlă specială, opacă la radiațiile ultraviolete și
infraroșii;
– șorț, mănuși și ghete sau jambiere din piele;
– ochelari cu sticl ă securit pentru protejarea ochilor în timpul cur ățirii cusăturii sudate.
Purtarea echipamentului de protec ție complet este obligatorie, atât pentru sudor, cât și pentru
toți cei din cabina sau boxa în care se g ăsește postul de lucru.
În afară de cele descrise mai sus, sudorul folose ște un ciocan special pentru spargerea crustei
de zgură formată în timpul sud ării și o perie de sârm ă pentru cur ățirea cusăturii și a marginilor
tablelor de îmbinat.
5.5.2. Electrozi înveli ți pentru sudarea manuală cu arc electric.

Electrozii utiliza ți curent sunt ni ște vergele metalice, acoperite cu un înveli ș fuzibil care are
rolurile principale de a u șura amorsarea arcului electric de a asigura arderea stabil ă a acestuia ș i de a
contribui la procesele metalu rgice din baia de sudare.

Diametrele standardizate ale vergel elor electrozilor cei mai utiliza ți sunt: 2,5; 3,25; 4; 5 și 6
mm, iar lungimile sunt de 300, 350 și 450 mm.
Caracteristicile mecanice ale metalului depus și ale îmbin ării sudate, ca și compozi ția
chimică a metalului depus la sudarea o țelurilor, trebuie s ă corespundă , de asemenea, unor condiț ii
standardizate.
O importanță deosebită în realizarea unei cus ături de calitate o prezint ă alegerea ra țională a
învelișului electrozilor. Înveli șul se compune dintr-un amestec de substan țe naturale sau prelucrate,
măcinate fin ș i amestecate omogen. Acestea se pot grupa în 9 categorii, dup ă funcția lor în înveli ș,
așa cum rezult ă din tabelul 5.1.
Tabelul 5.1
Materiale componente ale înveli șului electrozilor
Nr
crt. Categorii de substan țe Denumirea materialelor
Ionizanți Carbonat de calciu (cret ă, marmură și calcită). Bioxid de titan
(rutil, ilmenit) Carbona t de potasiu (potas ă, cenușă)
Oxizi și săruri ale metalelor alcalino-p ământoase.
Zgurifian ți Minereuri de titan, mangan și fier (rutil, ilmenit, rodomit,
hematită, magnetit ă).
Silice și silicați naturali (cuar ț, feldspat, mică , caolină).
Carbonați naturali (calcit ă, dolomită, magnezit ă)
Dezoxidan ți Feroaliaje (feromangan, ferosiliciu, ferotitan, ferocrom), aluminiu, grafit.

Componen ți de aliere Feroaliaje
Fluidifian ți Sărurile și oxizii metalelor alcalino-p ământoase, bioxid de titan,
fluorină.
Gazeifian ți Substanțe organice: amidon, dextrin ă, celuloză , rumeguș .
Substanțe minerale: carbona ți de calciu, magneziu și bariu.
Lianți Silicați lichizi de potasiu și sodiu, dextrin ă.
Plastifian ți Bentonită, dextrină, amidon, ciment etc.
Componen ți de adaos Pulbere de fier, pulbere de nichel.

Substanțele care formeaz ă învelișul unei anumite m ărci de electrozi conferă cusă turii sudate
proprietăți caracteristice, datorit ă faptului c ă ele influen țează direct procesele de oxidare și
dezoxidare din baia de metal topit la sudare.
În conformitate cu STAS 7240-79, electrozii obi șnuiți pot avea înveliș ul: acid, bazic,
celulozic, oxidant, rutilic, titanic sau cu alt caracter. Acest standard precizeaz ă compoziț ia
învelișului ș i dă indicaț ii de utilizare pentru fiecare tip de înveli ș.
Menționăm că electrozii bazici, utiliza ți de regulă la sudarea otelurilor cu peste
0,2 … 0,25%C, se folosesc numai în cu rent continuu cu polaritate invers ă, iar toate celelalte tipuri
de electrozi se folosesc fie în curent alterna tiv, fie în curent continuu cu polaritate preferen țial
directă.

Electrozii bazici trebuie preînc ălziți la 200 … 250 °C înainte de utilizare, deoarece au
învelișul higroscopic, ceea ce conduce la pericolul introducerii în cus ătură a hidrogenului, iar acesta
micșorează reziliența cusăturilor sudate.
Conform STAS 7240-79, electroz ii pentru sudarea manual ă cu arc electric se noteaz ă
simbolizat, spre exemplu astfel :
E.50.24.13 / R.m.1.1
În această marcă, E reprezint ă simbolul general al el ectrozilor, iar numerele și literele indic ă
în ordine, urm ătoarele elemente: rezisten ța la rupere a metalului depus – 50 daN/mm2; alungirea
specifică la ruperea acestuia – 24 %; rezilien ța metalului depus – 13 daJ/cm2; înveliș rutilic – R;
având grosime medie – m; pozi ții de sudare posibile – simbol 1 (i ndiferent); utilizabil fie în curent
continuu, indiferent de polaritate, fi e în curent alternativ – simbol 1.
În cazul general, se mai pot întâlni urm ătoarele elemente simbolizate: – grosimea înveli șului,
în funcție de raportul între diametrul electrodului învelit (D) și diametrul vergelei (d), se
simbolizeaz ă prin următoarele litere:
s – înveliș subț ire, cu raportul D/d ≤ max. 1,4;
m – înveli ș mediu, cu raportul D/d = 1,4 … 1,55;
g – înveliș gros, cu raportul D/d = 1,55 … 1,7;
fg – foarte gros, cu raportul D/d ≥ peste 1,7;
– pozițiile de sudare în care poate fi utilizat electrodul se simbolizeaz ă în felul urm ător:
1 – toate pozi țiile (indiferent);
2 – toate pozi țiile, exceptând pozi ția vertical ă de sus în jos;
3 – poziția orizontal ă, orizontal ă în jgheab ș i ușor înclinat ă;
4 – orizontal ă și orizontal ă în jgheab;
– caracterul curentului de sudare se simbolizeaz ă astfel:
1 – curent conti nuu sau alternativ;
2 – curent continuu, în mod obligatoriu;
– caracteristicile tehnice speciale al e electrozilor pentru sudarea o țelurilor carbon și slab aliate se
simbolizeaz ă prin următoarele litere, ad ăugate la sfârș itul simbolului:
H – electrozi cu con ținut redus de hidrogen;
P – electrozi cu p ătrundere adânc ă;
Fe – electrozi care con țin pulbere de fier, mini mum 150%. Pentru sudarea o țelurilor carbon
uzuale se recomand ă alegerea m ărcilor de electrozi metalici înveli ți, conform tabelului 5.2.

Tabelul 5.2
Recomandări pentru alegerea electrozilor
Nr.
crt. Marca metalului de baz ă Tipul electrodului recomandat
1 2 3 4 5 6 7 OL 32 OL 34 OLT 35; OLC 10 OL 37 OL 42 OL 44 OL 52 E.44.22.9/T.g.2.1 E.44.22.9/C.m.1.1 E.42.26.13/B.g.2.2 E.44.22.9/T.g.2.1 E. 42.26.13/B.g.2.2 E. 50.24.13/B.g.2.2 E 52.22.13/B.g.2.2

Alegerea diametrului și a lungimii electrodului se face în func ție de grosimea tablelor de
sudat și intensitatea curentului utilizat. Indica țiile referitoare la aces tea sunt notate de produc ătorul
electrozilor pe cutiile de ambalaj ale acestora.

5.5.3. Preg ătirea pieselor în vederea sud ării.

Această categorie de lucr ări cuprinde urm ătoarele opera ții: prelucrarea marginilor pieselor
de sudat, cur ățirea acestora de oxizi și grăsimi, asamblarea pieselor într-o pozi ție corectă, eventual
preîncălzirea pieselor sau deformarea prealabil ă a acestora în zona ce va fi influen țată termic, în
vederea compens ării deforma țiilor ce vor rezulta în urma procesului tehnologic de sudare.
De cele mai multe ori, la sudarea o țelurilor cu pu țin carbon, preg ătirea pieselor în vederea
sudării cuprinde numai o parte a opera țiilor enumerate mai sus. În scopul ob ținerii unor cus ături de
calitate, marginile tablelor se prelucreaz ă, dându-li-se o form ă corespunz ătoare alcătuirii rostului, în
funcție de grosimea lor și de tipul îmbin ării sudate. Prelucrarea se face conform STAS 662-62. În
figura 5.7 se prezint ă elementele principale ale unor rosturi utilizate la sudarea cu electrozi înveliț i.

Fig. 5.7. Exemple de rosturi ale pieselor ce urmeaz ă a se suda.

5.5.3.1. Pozi ția de sudare

La sudarea prin topire exist ă unele dificult ăți în transferul metalului topit de pe electrod spre
piesă, dacă rostul cus ăturii nu este astfel plasat fa ță de arcul electric, încât acest transfer s ă fie
favorizat de for țele de gravita ție. Acest fenomen a determinat necesitatea standardiz ării pozițiilor de
sudare, definite în STAS 7365-74 prin interm ediul unor parametri unghiulari, care exprim ă atât
înclinarea longitudinal ă a cusăturii ce se realizeaz ă la un moment dat, cât și înclinarea planului
median al b ăii de metal topit fal ă de vertical ă. În figura 5.8 se prezint ă unele pozi ții particulare de
sudare, rezultate din prevederile acestui standard.

Fig. 5.8. Principalele pozi ții de sudare

Cel mai mare grad de dificultate la sudare îl prezint ă sudarea pe plafon. Pentru realizarea
acestor suduri, cât și a celor verticale, în corni șă sau înclinate, sunt necesare m ăsuri tehnologice
speciale, care să conducă la micșorarea volumului b ăii de metal topit exis tent la un moment dat și la
scăderea fluidit ății acestuia, în vederea prevenirii fenomenelor de scurgere a b ăii sub influenț a
forțelor de gravitaț ie.

5.5.3.2. Sudabilitatea materialelor metalice

Prin sudabilitate se în țelege proprietatea tehnologic ă a unui material metalic de a se putea
suda printr-un procedeu uzual de sudare, astfel încât îmbinarea s ă corespund ă condițiilor impuse de
exploatare.
Ca și alte propriet ăți tehnologice, sudabilitatea este o no țiune relativ ă, fiind condi ționată de
o serie de factori ca :
– metalul de baz ă (compozi ție chimică, proprietăți, structur ă, prelucrări anterioare);
– procedeul de sudare aplicat și tehnica sud ării (tratament preliminar și final, regimul de sudare,
succesiunea depunerii stratu rilor de metal etc.);
– configura ția și dimensiunile ansamblului sudat și a cusăturilor pe ansamblu.
Dată fiind multitudinea de factori care influen țează sudabilitatea este normal s ă nu existe o
metodă unică , cantitativ ă, de apreciere a sudabilit ății. Din acela și motiv sudabilitatea nu se exprim ă
prin valori numerice bine determ inate, ci prin calificative ob ținute pe baza unor indici realiza ți în
urma unor încerc ări de sudabilitate.
Astfel, oțelurile se pot grupa în func ție de sudabilitatea lor, a șa cum se arat ă în tabelul 5.3,
reprodus după STAS 7194-65.
Tabelul 5.3
Gruparea o țelurilor dup ă stabilitate
Gruparea o țelurilor din
punctul de vedere al
sudabilităț ii Calificativul
sudabilităț ii Garantarea
sudabilităț ii Observații
a Bun ă
necondiționată da O țeluri cu sudabilitate bun ă
garantată fără condiții speciale. I
b Bună condiționată da Oțeluri cu sudabilitate garantat ă
cu condiția respect ării unor
măsuri stabilite în prealabil.
II Posibilă nu Oțeluri cu care se pot ob ține
îmbinări sudate de calitate
corespunz ătoare. Condi țiile de
sudare le stabile ște beneficiarul.
III Necorespunz ătoare nu Oțeluri nerecomandate pentru
construcții sudate, cu care în
mod normal nu se ob țin îmbinări
sudate de bună calitate.

Pentru aprecierea sudabilit ății diferitelor categorii de materiale exist ă prescripț ii și criterii de
apreciere care difer ă de la țară la țară. Institutul Interna țional pentru Sudare (I.I.S.), recomand ă
peste 120 de metode de apreciere a sudabilit ății.

5.5.3.3. Gruparea oț elurilor dup ă sudabilitate

Încercarea sudabilităț ii se poate face prin două mari grupe de metode: directe și indirecte.
Metodele directe se diferen țiază după scopul urm ărit, în urm ătoarele grupe:
– încercări de sudabilitate tehnologic ă, care eviden țiază posibilit ățile de realizare a
asamblării prin diferite procedee;
– încercări de sudabilitate metalurgic ă sau locală , prin care se pun în evidență transform ările
fizico-chimice ale metalului de baz ă sub influen ța ciclului termic ce are loc la sudare;
– încercări de sudabilitate constructiv ă sau global ă, care pun în eviden ță proprietățile de
ansamblu ale structurilor sudate, reflectând în special sensibilitatea la fisurare a unei anumite
structuri sudate executat ă dintr-un anumit metal de baz ă.
Metodele indirecte de studiu permit aprecierea sudabilit ății metalelor pornind de la studiul
compoziției chimice a acestora.
Pentru o țeluri, care sunt materialel e cele mai frecvent supuse sud ării, în general,
sudabilitatea scade odat ă cu creșterea conținutului de carbon. Ținând seam ă că și celelalte elemente
aflate în compozi ția chimică a oțelului influen țează într-un sens sau altul sudabilitatea, influen ța lor
se raporteaz ă la cea a carbonului, prin intermediul unei rela ții empirice de forma:
s 0024 , 015Ni %
13Cu %
5Cr %
40 M %
2P %C % Ce % + + + + + + = (5.2)
în care : Ce este con ținutul de carbon echivalent iar s – grosimea materialului de sudat, în mm.
Dacă se consideră indicele de sudabilitate într-o scar ă oarecare de la 1 la 10, comportarea la
sudare a o țelurilor în funcț ie de carbonul echiv alent este ilustrat ă în figura 5.9. O sudabilitate bun ă
este asigurat ă pentru un C e < 0,4 … 0,5 %. Cu m ăsuri tehnologice speciale se pot suda și oțeluri cu
Ce > 1%. În construc țiile sudate îns ă, se evită utilizarea o țelurilor cu un con ținut de carbon ridicat.
Pentru a se ob ține rezisten țe ridicate se prefer ă utilizarea unor o țeluri aliate cu un procent mic de
carbon ( ≤ 0,25%), majorând con ținutul în elemente de aliere.
– În cazul fontelor sudabilita tea este în general nesatisf ăcătoare. Cu m ăsurile speciale pentru
evitarea albirii în timpul r ăcirii (preînc ălzirea pieselor, alierea b ăii de sudare cu elemente
grafitizante), este posibil ă sudarea fontelor cenu șii, a celor cu grafit nodular și a celor maleabile.
– În cazul materialelor metalice ne feroase sudabilitatea este condi ționată de anumite propriet ăți
specifice acestor materiale. Astfel, cuprul se sudeaz ă bine dacă nu conține O 2 mai mult de 0,004%

și dacă se iau m ăsuri pentru evitarea pierderilor mari de c ăldură, datorate conductibilităț ii termice
foarte bune.
Măsuri similare trebuie adoptate și în cazul sudă rii aluminiului și aliajelor sale, în plus
sudabilitatea este redus ă din cauza tendin ței puternice de oxidare la temperaturi ridicate.
Alama se sudeaz ă greu din cauza zincului care este u șor oxidabil, iar bronzul are influen țe
asupra sudabilit ății oțelului din cauza segrega ției puternice.

Fig. 5.9. Influen ța compozi ției chimice

La materialele cu sudabilitate sc ăzută, cu cât energia introdus ă în unitatea de timp în
unitatea de baz ă în procesul sud ării este mai mare, cu atât cre ște și pericolul m ăririi zonei de
supraîncălzire a marginilor pieselor de sudat, ca și pericolul apari ției unor tensiuni interne
remanente periculoase sau a unor deforma ții termice mari, ca urmare a echilibr ării reciproce a
tensiunilor interne.
Energia introdus ă în unitatea de timp într-o anumit ă zonă a pieselor de sudat variaz ă direct
proporțional cu puterea consumat ă la sudare și cu randamentul transferului de c ăldură de la sursa de
căldură spre metalul de baz ă și invers proporț ional cu viteza de sudare.
La procedeele de sudare electric ă se define ște, în acest sens, o m ărime denumită energie
liniară El:
SS a
lvI U 36E⋅ ⋅= ( 5 . 3 )
în care η reprezint ă randamentul transferului c ăldurii spre metalul de baz ă, variind la diferite
procedee de sudare cu are electric, între 0,6 și 0,95.
În relația (5.3) tensiunea U a se introduce în V, curentul de sudare I S în A, iar viteza de
sudare v S în m/oră.

Energia liniar ă și randamentul termic au valori particulare specifice atât procedeelor de
sudare utilizate, cât și condiț iilor concrete în care se face sudarea.
Din relația (5.3) și conform celor ar ătate anterior, rezult ă că la sudarea materialelor cu
sudabilitate sc ăzută, este în general necesar ă folosirea unor energii liniare cât mai mici concretizate
în sudarea cu arc scurt, cu curen ți mici și deci și cu electrozi sub țiri, deci în mai multe treceri (la
sudarea pieselor groase) și cu viteze de sudare cât mai mari.

5.5.4. Modul operator la sudarea cu electrozi înveli ți

După fixarea în pozi ția dorită a tablelor de sudat, preg ătite în prealabil, sudorul echipat
corespunz ător, ține (de obicei) în mâna stâng ă masca de protec ție, iar în dreapta portelectrodul în
care a fixat un electrod și lovește ușor piesa de sudat cu capă tul liber al electr odului. Apoi acest
capăt este îndep ărtat la o distan ță față de piesă, egală aproximativ cu diametrul electrodului, c ăutând
să mențină cât mai constantă această distanță, în tot timpul lucrului.
Întrucât arcul electric formeaz ă la capătul electrodului un crater, rezultat din topirea mai
rapidă a metalului electrodului fa ță de arderea ini țială a învelișului acestuia, de cele mai multe ori
menținerea la o lungime optim ă a arcului se face prin rezemarea u șoară a învelișului electrodului pe
metalul de baz ă.
La sudarea tablelor în pozi ție orizontal ă electrodul trebuie s ă fie în permanent ă înclinat în
direcția de sudare, cu un unghi de 15…30° fa ță de vertical ă, variabil în funcț ie de forma cus ăturii
prescrisă în desen și de grosimea tablelor și a învelișului electrodului.
Odată cu înaintarea în lungul cus ăturii (cu viteza de sudare v s) și cu compensarea topirii
capătului electrodului (cu viteza v a), electrodul se și penduleaz ă uneori transversal pe direc ția de
sudare, cu viteza v P Forma acestor pendul ări depinde de gradul de înc ălzire pe care vrem s ă-1 dam
uneia sau ambelor piese de s udat, mai ales în cazul sud ării tablelor groase.
Poziția și deplasările electrodului sunt prezente în fi gura 10, a. În figura 5.10, b se dau
câteva traiectorii ale pendul ărilor cele mai uzuale utilizate pentru înc ălzirea suplimentar ă a ambelor
sau, mai ales, a uneia din tablele de sudat.
Calitatea sudurii executate depinde într-o foarte mare m ăsură de execu ția uniform ă și
sincronizat ă a celor trei miș cări prezentate în figur ă.
În linii mari, amorsarea arcului de sudare este similar ă (ca tehnic ă operatorie) cu aprinderea
unui chibrit, iar tehnica mânuirii electrodului, la sudarea în pozi ție orizontal ă, este similar ă cu
tehnica scrisului.

Evident, există diferențe esențiale în ceea ce prive ște masele obiectivelor manevrate în
aceste scopuri, în ceea ce priveș te traiectoriile imprimate acestora și în ceea ce prive ște vitezele de
mișcare.

Fig. 5.10. Modul operator la sudarea cu electrozi înveliț i bară

Sudarea în poziț ie vertical ă se poate executa de sus în jos sau de jos în sus, în ambele cazuri
electrodul f ăcând un unghi de 40 … 50° cu verticala, a șa cum rezult ă din figura 5.11.

Fig. 5.11. Pozi ția și deplasarea electrodului la sudarea pe vertical ă

La sudarea cus ăturilor orizontale pe perete vertical, trebuie evitat ă încălzirea excesiv ă a
marginii piesei inferioare, ceea ce ar conduce la apari ția pericolului scurgerii b ăii. Arcul se
amorseaz ă pe piesa inferioar ă, iar apoi este condus pe cea superioară unde se men ține până la
scurgerea pic ăturii de metal topit (fig. 5.12).

Fig. 5.12. Deplasarea arcului electric la sudarea orizontal ă pe perete vertical.

În cazul sud ării pe plafon, arcul se men ține foarte scurt, executându-se mânuiri rapide ale
electrodului, pentru amorsarea și susținerea unei b ăi de sudare cât mai mici în volum (fig. 5.13).
Pentru executarea cus ăturilor suficient de lungi se recomand ă fixarea la capete a tablelor între ele,
cu ajutorul unor pl ăcuțe sudate. Întrucât la amorsarea și stingerea arcului se produc cratere, se
recomand ă ca acestea să se execute pe pl ăcuțele de fixare reciproc ă a pieselor de sudat.

Fig. 5.13. Deplasarea arcului elect ric la sudarea pe plafon.

Fig. 5.14. Deplasarea arcului la sudarea în pas de pelerin

Fig. 5.15. Deplasarea arcului la sudarea în salturi

În cazul amors ării arcului în continuarea unei cus ături efectuate anterior, se recomand ă
reamorsarea lui cu 15 …20 mm înaint e de locul întreruperii. Pentru mic șorarea craterelor de la
întreruperea arcului, electrodul trebuie ri dicat cât mai lent.

Pentru micș orarea deforma țiilor termice ale pieselor se recomand ă sudarea cus ăturilor
relativ lungi prin re alizarea sectorului Sv"în pas de pelerin" sau "în sa lturi", prezentate în figurile
5.14 ș i 5.15.
În același scop, sudarea tablelor groase din o țeluri cu sudabilitate sc ăzută se realizeaz ă din
cât mai multe treceri succesive, depunându-se la fiecare trecere câte un râ nd sau strat, cât mai
subțire, astfel încât s ă se inducă în structura sudat ă tensiuni termice cât mai mici.
După fiecare întrerupere a arcului se las ă un interval de timp pentru solidificarea zgurii,
după care sudura se cioc ănește cu ciocanul special și apoi se cur ăță cu peria de sârm ă.

5.5.5. Stabilirea parametrilor regimului de sudare

Stabilirea regimului de sudare const ă în alegerea tipului și a diametrului electrodului, a
felului, polarit ății, intensit ății și tensiunii curentului ca și a vitezei de sudare.
a. Tipul electrodului se alege dintre m ărcile standardizate, în func ție de calitatea materialului de
bază, poziția de sudare și condițiile generale de lucru (tipul sursei de curent disponibile, locul unde
se desfășoară lucrarea, condi țiile de depozitare și uscare etc.) în conform itate cu cele prezentate în
subcapitolul 5.5.2. Marca electrodului precizeaz ă caracteristicile mecanice ale metalului
electrodului depus în cus ătură, eventualele elemente de aliere ale acestuia, ca și caracterul
învelișului. Caracteristicile mecanice ale metalului de pus sunt obligatoriu în scrise pe cutia de
ambalaj a electrozilor. Pe ambalaj mai sunt date și unele indicaț ii de utilizare a electrozilor
respectivi, privind tipul curentului, polaritatea acestuia, intensitatea în funcț ie de grosimea ma-
terialului de baz ă și altele.
De obicei diametrul se alege pe baza grosim ii materialului de sudat (tabelul 5.4).
Tabelul 5.4
Alegerea diametrului electrozilor la sudarea manual ă cu are electric descoperit
Grosimea materialului
de bază în mm 1…2 2…4 4…6 6…8 peste 8
d electrod,
în mm 2 2,5; 3,25 3,25; 4 4; 5 5; 6

b. Stabilirea valorii curentului de sudare se face corelat cu alegerea diametrului electrodului,
în funcție de grosimea metalului de baz ă supus sudă rii.
De obicei, pentru sudarea o țelurilor cu con ținut mic de carbon, se folosesc rela țiile empirice:
] A [ C C d 40 Ip S S ⋅⋅⋅ = ( 5 . 4 )

sau :
p S S C C ) 5 d ( d ) 5 … 4 ( I⋅⋅ + ⋅⋅= ( 5 . 5 )
În aceste rela ții, I S reprezint ă intensitatea curentului de sudare, d – diametrul sârmei
electrodului (mm), C S este un factor de corec ție ce ține cont de corela ția dintre grosimea tablei s și
diametrul sârmei electrodului d, iar C P este un factor ce ține cont de pozi ția de sudare.
Dacă se execut ă cusături la care 1,5 d ≤ s ≤ 3 d, se utilizeaz ă valoarea C S = 1.
La sudarea pe table verticale rela ția de mai sus se mic șorează cu 10…15 %, prin introducerea
unui coeficient de corec ție C P = 0,9 … 0,85, iar la sudarea pe plafon cu 15 … 20 %, prin acordarea
valorii corective C P = 0,85 …0,8.
Există și alte metode ș i relații de calcul al intensit ății curentului de su dare. Pentru toate
cazurile, rezult ă în sârma electrodului, având sec țiunea A e, densități de curent:
] / [ 30 … 82mm AAII
eS= = ( 5 . 6 )
Valorile orientative ale curentul ui recomandat pentru fiecare marc ă și dimensiune de
electrozi sunt indicate, de regul ă, de produc ători pe cutiile în care sunt ambala ți electrozii la livrare.
Orice valoare a curentul ui de sudare implic ă o anumit ă tensiune a arcului, stabilit ă în fiecare
moment prin intermediul caracteristicii externe a sursei de curent și a lungimii momentane a
arcului.
c. Alegerea polarit ății se face ținând cont c ă polul pozitiv se înc ălzește mai tare decât cel
negativ. De aceea, polaritatea direct ă se va utiliza de obicei la sudar ea tablelor groase , iar polaritatea
inversă la sudarea tablelor sub țiri, cu electrozi relativ, gro și, sau la sudarea cu electrozi bazici a
oțelurilor cu con ținut mai mare de carbon sau de impurit ăți.
La stabilirea polarit ății se va ț ine cont, în mod obligatoriu, de indica țiile date de
producătorul electrozilor utiliza ți, înscrise pe cutiile de ambalaj ale electrozilor.
d. Alegerea vitezei de sudare se face astfel încât forma și dimensiunile sec țiunii transversale
a cusăturii s ă corespund ă cu cele prescrise, iar productivitatea sud ării să fie maxim ă.
Forma sec țiunii transversale a cus ăturii (fig. 5.16) trebuie s ă respecte anumite condi ții, atât
în ceea ce prive ște lățimea cusăturii B sau în ălțimea acesteia H, cât și în ceea ce prive ște raportul C f,
denumit coeficient de form ă:
HBCf= ( 5 . 7 )

Fig. 5.16. Dimensiunile sec țiunii transversale a sudurii

În caz contrar, rezisten ța structurii sudate poate fi periclitat ă.
Corelarea corect ă a parametrilor regimului de sudare și constanța lor sunt foarte importante
pentru realizarea unei cus ături fără defecte de structur ă sau de natur ă geometric ă.
Se constat ă că geometria secț iunii transversale a sudurii (fig. 5.16) este influen țată de
valorile parametrilor regimului de sudare, astfel :
– lățimea B a sudurii cre ște odată cu creș terea tensiunii arcului și scade odat ă cu creșterea
vitezei de sudare ;
– adâncimea de p ătrundere h, supraîn ălțarea h 1 și deci și înălțimea cusăturii H cresc odat ă cu
creșterea intensit ății curentului și scad odat ă cu creșterea tensiunii și a vitezei de sudare.
La sudarea o țelurilor de construc ție având con ținut mic de carbon, energia liniar ă calculată
cu relația (5.3) trebuie s ă aibă valorile orientative :
El = 7.000 . . . 11.000 J/cm la folosirea el ectrozilor cu diametrul d = 3,25 mm,
El = 9.000 . . . 13.000 J/cm pentru d = 4 mm,
El = 11.000 … 18.000 J/cm pentru d = 5 mm, și
El = 13.000 … 20.000 J/cm pentru d = 6 mm.
Corelarea corect ă a intensit ății cu diametrul și tipul electrodului, cu pozi ția de sudare și cu
polaritatea au implica ții și în ceea ce prive ște eficacitatea transferului de metal de la electrod spre
piesă, deci în ceea ce prive ște randamentul sud ării și al folosirii energiei consumate la sudare.
Cantitatea m l de metal topit de arcul electric este direct propor țională cu intensitatea I S a
curentului de sudare ș i cu timpul de men ținere al arcului, t :
]g [ t I C mS l l⋅⋅ = ( 5 . 8 )
În condițiile exprim ării curentului de sudare în A și a timpului de sudare în ore, coeficientul
de propor ționalitate C t din relația (5.8) se exprim ă în g/A·or ă și se nume ște coeficient de topire al
metalului la sudare.
De multe ori intereseaz ă numai masa net ă a electrodului topit în ar cul electric. Pentru aceste
cazuri se ia în consideraț ie un coeficient de topire al electrodului C t;
tI C mS l l⋅⋅ = ( 5 . 9 )

Metalul topit din electrod este înglobat în cus ătura sudat ă. Masa metalului depus m d este, de
asemenea, propor țională cu timpul ș i cu intensitatea curentului de sudare:
( 5 . 1 0 )
rezultând un coeficient de topire al metalului la sudare C d, astfel încât: ]g [ t I C mS d d⋅ ⋅ =
] h A / g [ t ImC
Sd
d ⋅⋅= ( 5 . 1 1 )
În general, la sudarea cu ar c electric se poate considera c ă există relațiile:
( 5 . 1 2 )
( 5 . 1 3 )
D i f e r e n țele dintre masa electrodului topit și masa metalului depus constituie pierderi
prin stropiri, prin vaporizare sa u prin componente evacuate în zgur ă. l te C ) 85 , 0 … 6 , 0 ( C⋅ =
d C ) 99 , 0 … 85 , 0 ( C⋅ =te
Din rela ția (5.13) rezult ă că pierderile de metal au valorile ψ = 1 … 15% din totalul
metalului de adaos topit, întrucât:
[%] 100 ) m m ( 100 ) C C (d et d ld ⋅−= ⋅ − = ψ (5.14)
La sudarea cu electrozi înveli ți pierderile sunt maxime în cazul folosirii unor curen ți de
sudare mari și, mai ales, la realizarea cus ăturilor de pozi ție.

5.5.6. Dezavantajele procedeului ș i metode de combatere a acestora

Sudarea manuală cu arc electric prezint ă dezavantajul unei productivit ăți scăzute, mai ales în
cazul sudării tablelor groase, când sunt necesare mai multe treceri.
Pe lângă aceasta, calitatea sc ăzută a cusăturii sudate și dependen ța ei de calificarea,
conștiinciozitatea și starea muncitorului, sunt alte dezavantaje, la care se adaug ă un coeficient mare
de pierderi de metal prin stropi, în cazul utiliz ării curen ților mari, din dorin ța creșterii productivit ății
sudării.
Pentru combaterea acestor dezavantaje ale sud ării clasice cu electrozi înveli ți, în cazurile în
care este posibil, se apeleaz ă fie la utilizarea procedeului de sudare automat ă sub strat de flux sau în
mediu protector de gaze, fie la variante se miautomate de sudare cu electrozi înveliț i, așa cum este
de exemplu sudarea cu electrod culcat (fig. 5.17).

Fig. 5.17. Sudarea cu electrod culcat :
1 – piesele de sudat ; 2 – electrod ; 3 – placă de cupru r ăcită cu apă.

5.6. Sudarea cu arc electric sub strat de flux

5.6.1. Modul operator la sudarea sub flux

Sudarea cu arc electric sub strat de flux se caracterizeaz ă prin urm ătoarele elemente
(fig. 5. 18):
– arcul electric este acoperit de un material fuzibil granular, denumit flux pentru sudare și
având compozi ții chimice asem ănătoare cu cele ale înveli șului electrozilor folosi ți la sudarea
manuală cu arc ;
– electrodul este contin uu, fiind practic, o sârm ă-electrod, înf ășurată sub form ă de colac, care
este pusă în mișcare de avans de c ătre un mecanism cu role, ce o oblig ă să treacă printr-o buc șă de
contact electric cu circuitul de sudare;
– deplasarea relativ ă a arcului fa ță de piesele de s udat (în lungul cus ăturii) se realizeaz ă, de
regulă automat și uneori manual, astfel c ă sudarea se poate face automat, respectiv semiautomat,
folosindu-se în acest scop un cap de sudare automat ă (respectiv semiautomat ă) pentru sudarea sub
strat de flux;
– nu se utilizeaz ă mișcări de pendulare a arcului ( 0 vP=).

Fig. 5.18. Modul operator la sudarea sub flux:
1 – sârma-electrod; 2 – capul de sudare sub flux; 3 – caseta sârmei-electrod;
4 – role pentru realizarea mi șcării de avans, având viteza v a ; 5 – bucș a de contact electric ;
6 – rezervor (bunc ăr) cu flux ; 7 – metalul de baz ă ; 8 – sursa de curent pentru sudare.

Fig. 5.19. Formarea cusăturii sudate sub flux

Modul de realizare a cus ăturii sudate este prezentat în fi gura 5.19. Arcul electric 1 topeș te
simultan metalul de baz ă 2, sârma-electrod 3 și o parte din fluxul 4. Se formeaz ă o bulă de gaze 5,
străbătută de particulele metalului topit. Acestea realizeaz ă o baie lichid ă 6, acoperit ă de zgura 7, ce
provine atât din t opirea fluxului, cât și din reac țiile de dezoxidare din baia de metal topit, similare
cu cele ce au loc la elaborarea o țelului în cuptoare cu arc electric.

Prin solidificarea treptat ă a băii 6 se formeaz ă cusătura sudat ă 8, acoperit ă de un strat de
zgură solidificată 9. Baia de metal topit este sus ținută și protejat ă, la rădăcină, de o garnitur ă
metalică 10, executat ă din cupru sau oț el.

5.6.2. Sisteme de reglare a lungimii arcului.

Pentru realizarea unei cus ături de calitate, la sudarea sub flux este necesar ă asigurarea unei
constanțe cât mai mari a lungimii arcului electric. În func ție de lungimea arcului variaz ă tensiunea
de sudare, iar în func ție de aceasta variaz ă intensitatea curentul ui de sudare. Varia țiile în timp ale
curentului de sudare se traduc imediat în varia ții ale cantit ății de metal topit în unitatea de timp, deci
în variaț ii ale formei și dimensiunilor sec țiunii transversale a cus ăturii realizate.
Există două tipuri principale de instala ții, în funcț ie de sistemul de reglare a lungimii
constante a arcului, astfel:
– instalațiile de sudare automat ă cu vitez ă de avans constantă (fig. 5.20, a) realizează avansarea
sârmei cu ajutorul unui moto r electric asincron (având tura ție constant ă) MEA, prin intermediul
unui reductor de tura ție R și al unor ro ți dințate de schimb RS. La o modificare a lungimii arcului l,
de exemplu la cre șterea ei de la l 1 la l 2, (fig. 5.20 b), se produce urm ătoarea serie de interac țiuni
între aceasta și tensiunea de sudare U a, curentul de sudare I S, căldura degajat ă în arc Q ș i viteza de
topire a sârmei v T.
l U a I S Q v T l și invers.
Se obț ine așadar un efect invers al fenomenului ini țial, în sensul c ă dacă lungimea arcului a
crescut la un moment dat, prin auto reglare ea revine rapid la valoarea ini țială. Pentru a se ob ține un
efect de autoreglare cât mai rapid, se fo losesc surse de curent cu caracteristic ă externă cu pantă mai
mică, astfel încât pentru o anumit ă valoare a lungimii arcului s ă corespund ă o valoare mare a
variației de intensitate ΔI.

Fig. 5.20. Reglarea automat ă a lungimii arcului, cu viteza constant ă a sârmei :
a – componen ța instalației; M.E.A. – motor electric asincron; R – reductor; R.S. – ro ți de schimb
(interschimbabile) ; l – lungimea arcului ; b – varia ția vitezei de topire a sârmei v T,
corelată cu lungimea arcului t și cu viteza de avans v a.

– Instalațiile de sudare automat ă cu viteză de avans variabil ă realizeaz ă avansarea sârmei cu ajutorul
unui motor electric de curent continuu MCC, (cu tura ție variabil ă), alimentat de un generator de
curent continuu GCC, care are o înf ășurare de excita ție IE legat ă în paralel cu arcul electric
(fig. 5.21). Tura ția motorului MCC este variabil ă în func ție de valoarea tensiunii la bornele
înfășurării de excita ție, deci, varia țiile lungimii arcului sunt percepute de aceast ă înfășurare ca
variații de tensiune și transformator în varia ții de vitez ă de avans, care restabilesc lungimea arcului,
după schema:
l U a v a l și invers.

Pentru a ob ține o sensibilitate mare a sistemului de reglare se folosesc surs e de curent pentru
sudare având caracteristic ă externă cu pantă mare, astfel încât pentru o anumit ă variație a lungimii
arcului să corespund ă o variație cât mal mare a tensiunii arcului ΔU.

5.6.3. Materiale utilizate la sudarea sub strat de flux.

Fig. 5.21. Schema regl ării automate a lungimii arcului folosind viteza de avans variabil ă

Sârma-electrod utilizat ă la sudarea o țelurilor se fabric ă din oț el carbon sau slab aliat, având
conținut mic de carbon și fiind cuprat ă în vederea îmbun ătățirii contactului electric în circuitul de
sudare. Ea este standardizată prin STAS 1126-80 în mai multe m ărci comerciale.
Fluxul este un amestec granular de substanț e naturale, prelucrate industrial sau în condi ții de
laborator, conț inând în esen ță substanțele minerale întâlnite în compozi ția electrozilor: MnO,
CaCO 3, CaF 2, FeO, Fe 2O3, Al 2O3, MgO, TiO 2, ca ș i eventuale elemente de aliere și de adaos.
Fluxul are un rol foarte important asupra car acterului acid sau bazic al proceselor
metalurgice din baia de sudare. Acest caracter este determinat, mai ales, de compozi ția chimic ă a
fluxului, ce poate fi: acid ă, neutră sau bazic ă. De aici rezult ă o anumit ă capacitate de dezoxidare a
băii, cât ș i o anumită capacitate de eliminare în zgur ă a impurit ăților.
Cel mai des se folosesc dou ă feluri de fluxuri, deosebite pr in modul de fabricare: fluxurile
topite și fluxurile aglomerate. Primele au o r ăspândire mai larg ă în industrie. Ele au culoare brun ă în
diverse nuan țe și aspect sticlos, fabricându-se pe baza topirii împreun ă a componentelor și a
granulării amestecului solidificat, dup ă răcire. Fluxurile ceramice se produc de obicei în cantit ăți
mici prin amestecarea mecanic ă a componentelor m ăcinate în prealabil, pr ăjirea făr ă topire a
amestecului și granularea lui, la fel ca și în cazul aglomerării minereurilor. În procesul de fabricare
li se pot ad ăuga în compoziț ie elementele de aliere dorite. Fluxurile ceramice au culoarea
cenușiu-deschis, cu aspect mat.
În cazul sud ării oțelurilor aliate, pentru compensarea pier derilor de elemente de aliere prin
ardere, între tipul fluxului și cel al sârmei folosite exist ă o legă tură directă și anume :
– dacă se sudeaz ă cu flux topit, sârma este aliat ă;

– dacă se sudeaz ă cu flux ceramic, conț inând elemente de aliere, sârma este din o țel carbon.
Tabelul 5.5
Indicații privind alegere a cuplului sârm ă-flux
Nr.
crt. Tipul oțelului Tipul sârmei Tipul fluxului Observații
1 Oțel carbon sau slab, cu
sudabilitate bun ă
necondiționată (de ex.
marca OLC 10). Oțel carbon sau oț el slab
aliat cu Mn (de ex. marca
S 10 Mn 2) Flux acid, neutru, bazic (de ex. marca FSM 37) –
2 Oțel carbon sau slab
aliat, cu sudabilitate bună condi ționată (de
ex. marca OCS 58) Oțel carbon sau slab
aliat, cu sudabilitate bun ă
condiționată (de ex.
marca S 10 Mn 1 Ni 1) Flux neutru sau bazic (de ex. marca FB 20). Se recomandă la
sudarea tablelor groase în mai multe straturi.
3 Oțeluri carbon sau
aliate (inclusiv o țeluri
de scule) cu sudabilitate scăzută. Oțel aliat (de ex. marca S
40 Cr Mn 1 Si 1) Flux bazic (de ex. marca FB 10) Sudarea sub flux nerecomandată. Se preferă
sudarea în mediu protector de gaze,
în straturi subț iri.

În tabelul 5.5 se dau unele indica ții privind alegerea cuplului sârm ă flux pentru sudarea
câtorva m ărci de oțeluri.

5.6.4. Particularit ăți tehnologice.

Pregătirea marginilor pieselor de sudat se practic ă la sudarea manuală cu arc electric dar
diferă față de aceea care se practic ă la sudarea manuală cu arc electric descoperit, în sensul c ă la
prelucrarea lor se ț ine seama c ă pătrunderea este mult mai mare datorit ă posibilit ății utilizării
curenților mai mari, astfel c ă rosturile au unghiuri mai mici, de regul ă cuprinse între 35° și 55°, iar
rosturile în I se utilizeaz ă în mod frecvent la grosimi de table de peste 10 … 11 mm.
De cele mai multe ori se utilizeaz ă sudarea pe o singur ă parte, dintr-o singur ă trecere, ceea
ce asigură ob ținerea unei productivit ăți foarte ridicate în compara ție cu sudarea manual ă.
În plus, se ob țin importante economii de material de baz ă și de adaos, datorit ă necesității
umplerii unor rosturi cu sec țiuni transversale relativ mici fa ță de grosimea tablelor de sudat, ca și
datorită pierderilor neglijabile prin str opi. În schimb, piesele trebuie pozi ționate foarte precis, de

regulă cu ajutorul unor dispozitive, astfel încât s ă fie diminuate la limit ă orice denivelări ale
marginilor.
Pentru protec ția rădăcinii cus ăturilor și pentru sus ținerea băii de metal topit pe partea opus ă
aceleia în care arde arcul electric se plaseaz ă anticipat fie garnituri (fig. 5.19, și fig. 5.22, c), fie
perne de flux (fig. 5.22, a și b).

Fig. 5.22. Realizarea protec ției rădăcinii cus ăturilor sudate :
1 – piesele de sudat ; 2 – flux ; 3 – pr ofile ; 4 – tub flexibil ; 5 – garnitur ă din oț el sau cupru.

Îmbinările realizate prin sudare automat ă sub strat de flux sunt îmbin ări cap la cap sau în
unghi, situate în plan orizontal. Volumul relativ mare al b ăii de metal topit nu permite realizarea
unor cusături cu o înclina ție mai mare de 10°. O excep ție o face realizarea unor suduri circulare în
plan vertical, lucrare întâlnit ă frecvent la sudarea virolelor și capacelor recipienț ilor cilindrici
utilizați în industria chimic ă sau la construc ția vagoanelor cistern ă (fig. 5.23). Întrucât de obicei
tablele au grosimi relativ mari, se face o sudare pe ambele p ărți, cu pregătire în X.

5.6.5. Stabilirea parametrilor regimului de sudare

Alegerea parametrilor regimului de lucru la sudarea automat ă sub strat de flux are o
importanță deosebit ă în obținerea unei calit ăți superioare a îmbin ării sudate. Dup ă alegerea lor,
parametrii se verific ă, de obicei prin încerc ări de laborator.

Fig. 5.23 Sudarea recipien ților din tabl ă :
a – recipient ; b – schema sud ării ; 1 – virol ă ; 2 – capace ; 3 – suduri circul are ; 4 – role de antrenare.

a. Cuplul sârma-flux. Sârma electrod ș i fluxul se aleg dintre m ărcile și dimensiunile de
fabricaț ie uzuale, în conformitate cu cele precizate la subcapitolul 5.4.3. De obicei, compozi ția
chimică este asem ănătoare cu cea a materialului de baz ă, dar stabilit ă astfel ca rezisten ța cusă turii să
fie cel pu țin egală cu cea a metalului de baz ă. Diametrul se alege în func ție de grosimea pieselor de
îmbinat, conform tabelului 5.6.
Tabelul 5.6
Alegerea diametrului sârmei-electrod la sudarea automat ă sub strat ce flux
Grosimea tablei
s, în mm. 2 … 4 4 … 10 6 … 14 14 … 20 Observații
2 3 4 5 La sudarea cu regimuri normale Diametrul sârmei-
electrod, în mm. 3 4 5 6 La sudura cu regimuri dure

b. Înălțimea straturilor de metal depus. De cele mai multe ori sudarea se face dintr-o
singură trecere, sau din dou ă treceri, pe o parte sau pe ambele p ărți.
Înălțimea H S a fiecărui strat se calculeaz ă astfel (fig. 5.24 a).
– pentru sudarea dintr-o parte:
] mm [ s K HS⋅ = ( 5 . 1 5 )
în care :
K = 1,05 … 1,1 pentru sudarea pe pern ă de flux sau garnitur ă de cupru;
K = 0,75 … 0,9 pentru sudarea f ără pernă;

Fig. 5.24. Stabilirea regimului de sudare :
a – elementele geometrice ale sec țiunii cusăturii; b – alegerea curentului de sudare corelat
cu diametrul sârmei-electrod; c – alegerea curentului de sudare corelat cu
diametrul sârmei și viteza de topire a acesteia.

– pentru sudarea din ambele p ărți :
] mm [ ) 3 … 2 (2sHS+ = ( 5 . 1 6 )
c. Intensitatea curentului de sudare I S se poate stabili știind că pentru fiecare 1 mm
pătrundere sunt necesari ci rca (70 … 80) amperi :
] A [ H ) 80 … 70 ( IS S= ( 5 . 1 7 )
Intensitatea curentului de sudare se coreleaz ă cu diametrul sârmei-electrod, folosind
diagrama din figura 5.24 b, sau diagramele din figura 5.24 c, în care se prezint ă variațiile reciproce
ale curentului de sudare, diametrului sârmei-electrod și vitezei de topire a sârmei. Se recomand ă
intensităț i care asigur ă densităț i de curent în sârm a-electrod de 50÷100A/mm2.
Coeficientul de form ă C F, al secțiunii transversale a cus ăturii sudate variaz ă invers
proporțional față de intensitate.
d. Viteza de avans a sârmei este aproximativ egal ă cu viteza de topire a acesteia și se poate
alege din diagrama prezentat ă în figura 5.24, c. Ea influen țează adâncimea de p ătrundere și este în
legătură strâns ă cu tensiunea de sudare. În momentele când viteza de avans a sârmei este mai mic ă
decât viteza de topire, lungimea arcului cre ște și invers (v. sub capitolul 5.4.2.).
e. Tensiunea arcului, corelată cu viteza de topire a sârmei, permite controlarea stabilit ății
arcului electric. Totodat ă ea influen țează asupra adâncimii de pătrundere, care are o varia ție în sens
contrar cu tensiunea arcului.
De obicei, la stabilirea tensi unii de sudare sub flux U a, se utilizeaz ă relația:
] V [ I 02 , 0 22 US a ⋅ + = ( 5 . 1 8 )
Creșterea tensiunii de sudare conduce la sc ăderea pătrunderii și la creșterea cantit ății de flux
topit, înso țită de o uș oară lățire a cusăturii.
f. Viteza de sudare influențează direct asupra productivit ății sudării, ca ș i asupra formei
cusăturii sudate. Cu cât viteza de sudare este mai mică lățimea cusăturii este mai mare.
Viteza de sudare influen țează și adâncimea de p ătrundere, mai ales pentru valori pân ă la
40 m/oră; în prima jum ătate a intervalului p ătrunderea cre ște cu 5 … 6 %, iar de la 20 la 40 m/h
pătrunderea scade cu 5 … 6 %.
Uzual, pentru sudarea tablelor cu grosimi de 2 … 8 mm se folosesc vite ze de sudare cuprinse
între 50 și 25 m/or ă, iar pentru table de 8…40 mm se fo losesc viteze de s udare de circa
25 … 15 m/or ă.
Cu cât grosimea tablelor cre ște, cu atât viteza de sudare scade, avându-se în vederea
asigurării unei anumite energii degajate pe unitatea de lungime și astfel, să se asigure o anumit ă
pătrundere, în ălțime și lățime a cus ăturii sudate.

Pe baza acestor considerente, se ajunge la no țiunea de energie liniar ă E dată de relația (5.3),
în care randamentul transferului de c ăldură spre metalul de baz ă η = 0,85 … 0,9.
Această energie trebuie s ă aibă următoarele valori: 30.000 … 40.000 J/cm pentru o țeluri
carbon, 20.000 … 30.000 J/cm pentru o țeluri slab aliate ș i 15.000 … 20.000 J/cm pentru o țeluri
sensibile la fisurare (cu mult carbon sau cu elemente de aliere ce m ăresc călibilitatea).
În cazul în care energia liniar ă calculat ă nu se încadreaz ă în limitele prescrise, trebuie
modificați în mod corespunz ător parametrii regimului de sudare.

Fig. 5.25. încărcarea prin sudare cu band ă-electrod :
M – motor electric ; R – reductor ; C – cuplaj ; R.A – roț i de acționare ; BE – band ă-electrod ;
SCS – sursa de curent pentru sudare ; v S – viteza de sudare : v a – viteza de avans a benzii.

5.6.6. Procedee de sudare sub flux, cu productivitate m ărită.

Dintre aceste procedee remarc ăm următoarele :
– sudarea cu band ă-electrod prezentat ă în figura 5.25 se utilizeaz ă, mai ales, ca procedeu de
încărcare prin sudare, în scopul ob ținerii unor piese placate cu stratu ri superficiale din materiale
speciale sau în scopul recondi ționării unor suprafe țe uzate ale pieselor. Banda este laminat ă la rece,
la secțiuni de 50×0,5 mm sau 25×0,5 mm.
Uneori se folosesc dou ă benzi, dintre care numai una joac ă și rol de electrod în arcul
electric:
– sudarea cu mai multe arce (fig. 5.26). În scopul m ăririi productivit ății sudării se pot utiliza mai
multe arce simultane, lucrându-se dup ă una din urm ătoarele scheme: cu arce separate (a), cu arce
lucrând în aceea și cavitate în serie – (b) sau independe nte – (c), sau cu arce gemene (d).

Fig. 5.26. Sudarea cu mai multe sârme-electrod :
a – sudarea cu arcuri separate ; b – sudarea cu sârme (cu arcuri) în serie ; c – sudarea cu arcuri
independente in aceea și baie; d – sudarea cu arcuri gemene; S, S 1, S 2 – surse de curent ;
MB – metalul de baz ă ; v S – viteza de sudare ; v a1, va2 – vitezele de avans ale sârmelor.

5.6.7. Sudarea semiautomat ă sub flux.

Modul operator al sud ării semiautomate sub flux este dat în figura 5.27, a.
Sudarea semiautomată sub flux se folose ște la cus ături de lungimi mai mici, în locuri greu
accesibile sau cu traiectorii curbe. Se folose sc sârme cu diametrul de 1,2; 1,6; 2 mm și densități
mari de curent, rezultând curen ți de sudare I S = 350 … 600 A. Se pot realiza îmbin ări cap la cap sau
în unghi. În general, pentru a se u șura observarea zonei de formare a cus ăturii se utilizează "sudarea
spre înapoi", cu ajutorul unui ca p semiautomat de sudare sub flux, dirijat de sudor cu viteza de
sudare Sv. Sârma-electrod este împins ă spre capul de sudare printr-un tub flexibil multifunc țional,
având construc ția dată în figura 5.27, b.

Fig. 5.27. Sudarea semiautomat ă sub flux :
a – tehnica operatorie ; b – tubul flexibil multifunc țional ; MB – metalul de baz ă :
MA – metalul de adaos ; RF – rezervor de flux ; M – mâner de dirijare ;
CM – cablu multifunc țional ; K – întrerup ătorul mișcării de avans ;
va – viteza de avans ; v – viteza de sudare ; 1 – sârma-el ectrod; 2 – are elicoidal; 3 – izola ție;
4 – conductoarele circuitului de sudare; 5 – conductoarele ci rcuitului de comand ă
a mișcării de avans; 6 – izola ția exterioar ă.

Procedeul prezint ă dezavantajul imposibilit ății observării directe a b ăii de metal topit, în
condițiile neasigură rii unei viteze de avans constante, ceea ce poate duce la apari ția unor defecte în
cusătura sudat ă.

5.6.8. Sudarea sub flux pe vertical ă

Rezolvarea acestei probleme se face prin m ăsuri cu totul speciale, privind sus ținerea băii de
sudare si a fluxului, cu ajut orul unor garnituri metalice și al unor role, care îmbrac ă de jur împrejur
rostul, în momentul sud ării.
În figura 5.28 se prezint ă alte soluții ale acestei probleme: utilizarea unei sârme tubulare, din
bandă îndoit ă, conț inând flux la interior (a) sau folosirea unui flux magnetic metalo-ceramic (b),
care se magnetizeaz ă și se strânge în jurul sârmei-electrod, la trecerea prin aceasta a curentului de
sudare. Aceste fluxuri se topesc și în cea mai mare parte ard în arcul electric asigurând practic
protecția arcului prin intermediul gazelor rezultate din ardere.
Sudarea sub strat de flux se aplic ă pe o scar ă foarte larg ă în produc ția de serie a structurilor
sudate din table groase, mai ales la lungimi relativ mari ale cus ăturilor. Ea folose ște instalații relativ
scumpe, dar care asigură o calitate foarte bun ă a sudurii și o productivitate, în unele cazuri, de peste
10 ori mai mari decât cea a sud ării manuale cu electrozi înveli ți, la prețuri avantajoase.

Fig. 5.28. Materiale speciale pentru sudarea sub flux :
a – sârmă-electrod tubulară cu flux în interior ; b – sârm ă acoperit ă local cu flux magnetic;
1 – sârma; 2 – fluxul.

Fig. 5.29. Schema sud ării cu hidrogen atomic.

Fig. 30. Schema sud ării cu arc electric în mediu de CO 2

5.7. Sudarea cu arc electric în mediu protector de gaze

5.7.1. Clasificare

Aceste procedee utilizeaz ă energia termică a unui arc electric ce arde într-o atmosfer ă
gazoasă protectoare, care împiedic ă pătrunderea în cusătur ă a oxigenului și azotului.
În acest scop se folosesc fie gaze active (H 2, CH 4, CO 2), fie gaze inerte (Ar, Ne). Gazele
sunt trimise cu suprapresiune în jurul arcului electric.

În funcție de felul gazului protector folosit și al materialului el ectrodului (fuzibil sau
nefuzibil), rezult ă următoarea clasificare a procedeelor de sudare cu are electric în mediu protector
de gaze :
– în gaze active
– sudare cu electrod fuzibil – în gaze inerte ( și amestecuri)
– cu hidrogen atomic
– sudare cu electrod nefuzibil – în gaze inerte ( și amestecuri)

5.7.1.1. Sudarea cu hidrogen atomic (arc-atom).

Se foloseș te ca gaz protector hidrogenul ce protejeaz ă un arc electric cu ac țiune indirect ă
produs între doi electrozi din wolfram 1 (fig. 5.29).
Pentru alimentarea arcului se folose ște curentul alternativ cu tensiune mare (220 … 300 V la
amorsare și 30 … 120 V în timpul sudării) și intensitate relativ mic ă: 10 … 70 A.
Din cauza tensiunilo r ridicate de lucru și a costului ridicat al gazului ș i instalației, folosirea
procedeului este limitat ă, utilizându-se relativ rar; la sudar ea sau repararea unor piese din aliaje
neferoase sau o țeluri bogat aliate.

5.7.1.2. Sudarea cu arc electric în medi u protector, cu electrod fuzibil

Gazele protectoare folosite pot fi: bioxidul de carbon sau argonul.
a. Sudarea cu arc electric în mediu de bioxid de carbon. Procedeul, cunoscut ș i sub denumirea
de procedeu MAG (Metal Activ Gas) folose ște schema de principiu din figura 5.30. Arcul electric
cu acțiune direct ă, produs între sârma-electrod 1 și metalul pieselor 2, este protejat de c ătre bioxidul
de carbon ce iese din ajutajul 3. Sudarea se realizeaz ă în curent continuu cu polaritate invers ă.
La temperatura înalt ă atinsă în arcul electric bioxi dul de carbon se disociaz ă altfel:
2CO CO + ½ O 2 ( 5 . 1 9 )
Oxigenul atomic rezultat din disocier ea bioxidului de carbon are o puternic ă acț iune
oxidantă asupra elementelor componente ale materialului sudat. În baia de metal topit se vor
produce pe lâng ă reacțiile de oxidare și reacții de reducere a oxizilor forma ți. Compușii rezultați pot
ieși în aer (CO) sau trec în zgur ă (MnO, SiO 2). Întrucât în cazul o țelurilor siliciul și manganul
participă intens la aceste reac ții, consumându-se, este necesar ca sârma folosit ă să fie aliat ă cu
aceste elemente.
Sudarea în mediu protector de CO, se aplic ă oțelurilor carbon sau slab aliate.
Procedeul prezint ă ca principale avantaje : productivitate ridicat ă, cost scăzut al bioxidului de

carbon, posibilitatea executării sudurilor de pozi ție, vizibilitatea arcului el ectric etc. Principalul
dezavantaj al procedeului îl constituie posibilitatea apari ției defectelor de sudare.
De cele mai multe ori, procedeul se folose ște în varianta semiautomat ă. În acest caz sârma-
electrod este atât tras ă cât și împinsă (de niște role acționate de turbine cu aer comprimat), printr-un
tub flexibil multifunc țional (fig. 5.31).

Fig. 5.31. Sudarea cu electrod metalic, în gaze protectoare (procedeele MIG și MAG) :
a – modul operator ; MB – metalul de baz ă ; SE – sârma-electrod ; CSE – caseta sârmei-electrod ;
GP – gazul de protec ție ; BC – buc șa de contact electric ; RA – role de ac ționare ;
Sv- viteza de sudare ; av- viteza de avans a sârmei ; pv- viteza de pendulare (folosit ă eventual) ;
b – tubul multifuncț ional : 1 – înveli ș exterior ; 2 – cablu de su dare, multifilar, tubular ;
3 – tub flexibil izolant ; 4 – sârma-electrod.

Sârma folosit ă frecvent are diametre mici și este antrenat ă în mișcare de avans cu vitez ă
constantă, stabilită astfel încât viteza de topire s ă fie egală cu viteza de avans.
Valorile curentului de sudare s unt relativ mari. Raportate la sec țiunile mici ale sârmei ele
conduc la densit ăți mari de curent, ceea ce implic ă arderea arcului în zona cresc ătoare a
caracteristicii lui st atice. În aceste condiț ii este avantajoas ă folosirea unor surse de curent cu
caracteristica extern ă rigidă sau chiar u șor urcă toare, avantajul derivând din considerente similare
celor prezentate în capitolul 5.5.2 și figura 5.6.
Cu cât sârma-electrod este mai sub țire, cu atât efectul de autoreglare a stabilit ății lungimii
arcului este mai pronun țat.
Modul de transfer al metalului de adaos. Tran sferul particulelor de metal de adaos de la
sârmă la baia de metal topit se face în 3 moduri diferi te: cu transfer fin, cu arc scurt sau cu curent
pulsator.
Procedeul de sudare cu transfer fin folose ște un arc relativ lung, și curenți mari. Metalul
topit este transferat din cap ătul sârmei electrod c ătre baia de sudare, sub form ă de picături fine, f ără
a se scurtcircuita arcul electric:
– Aspectul sudurii depinde de inte nsitatea curentului, care stabile ște numărul de pic ături formate

în unitatea de timp. Se ob țin depuneri suficient de uniforme, cu condi ția ca num ărul de pic ături
să fie de cel pu țin 20/sec.
– Densitatea mare de curent face ca baia de sudur ă să aibă secțiune mare, ceea ce limiteaz ă folo-
sirea procedeului la sudarea în plan orizontal sau cel mult u șor înclinat, iar p ătrunderea mare
implică, uneori, necesitatea utiliz ării unor sisteme de sus ținere a băii.
Ca urmare, folosirea practic ă a sudării cu transfer fin este limitată la executarea îmbin ărilor
în unghi (baia e sus ținută de însăși piesele sudate) sau la realizarea unor îmbin ări cap la cap, la care
rădăcina a fost sudat ă cu o altă metod ă.
Sudarea cu arc scurt. În acest caz, arcul electric este men ținut scurt, în mod voit. Pic ătura
ce se formeaz ă în capătul sârmei-electrod intr ă în contact cu baia de me tal topit. Se produce astfel
un scurtcircuit, care impune generatorului de bitarea unui curent cu intensitate sporit ă, al cărui efect
e concretizat în t ăierea pun ții metalice de leg ătură a picăturii cu sârma. Apoi ciclul se repet ă.
Tensiunea optim ă este 15 … 20 V. Frecven ța picăturilor este cu atât mai ma re, cu cât sârma este mai
subțire. Întrucât se lucreaz ă cu curen ți relativ mici, metoda se aplic ă cu succes la sudarea ini țială a
rădăcinii.
Trecerea de la regimul de lucru cu arc sc urt la cel cu transf er fin se realizeaz ă, de regul ă, la
un curent de circa 175 … 300 A, în func ție de diametrul sârmei și la tensiuni de sudare de 20…25 V,
după cum rezultă din figura 5.32.

Fig. 5.32. Transferul metalului de adaos spre cus ătură :
a – corelația cu valorile curen ților și tensiunilor de sudare;
b – corela ția cu viteza de avans, curentul de sudare și diametrul sârmei-electrod.

Acest prag se nume ște "curent critic". Curentul critic este mai mic pentru diametre de sârm ă
mici și crește odată cu creș terea acestuia, pân ă la valorile maxime indicate. Curentul critic este
dependent de gazul protector folosit.

Sudarea cu arc pulsator. La acest procedeu se folose ște un curent ce alimenteaz ă arcul în
mod pe
olosită la procedeul MIG (Metal Inert Gas) este
identic
meta lului de adaos, permi țând, în acela și
timp, o
carbon se poate ad ăuga până la 25% O 2, iar la sudarea o țelurilor aliate
adaosu
e Al, Mg, Ti ș i Cu, care se oxideaz ă ușor, este exclus ă
folosire
n se foloseș te heliul extr ăgându-se de regul ă din zăcăminte,
asemen
supra cusăturii sudate, ceea ce permite
observa
edeul de
transfermanent, favorizând topirea extremit ății electrodului, dar f ără să fie capabil s ă realizeze o
tăiere sistematic ă și regulată a picăturilor, ca urmare a câmpului s ău electro-dinamic. Desprinderea
picăturilor este încredin țată unui al doilea curent, lansat în intervale regulate și capabil de a realiza
separarea pic ăturilor. Se creeaz ă posibilitatea de a interveni în frecven ța picăturilor, care este
stabilită de frecven ța impulsurilor curentului puls ant. Acest procedeu realizeaz ă o mărire artificial ă
a frecvenței de formare a pic ăturilor, f ără a se ajunge la stingerea arcului, cum se întâmpl ă uneori în
cazul precedent. Procedeul poate fi fo losit la sudarea materialelor sub țiri, orizontale și de poziție,
fiind evident necesar ă o sursă de curent special ă.
b. Procedeul MIG. Tehnica operatorie f
ă cu cea a procedeului MAG (v. fig. 5.31), cu deosebirea c ă gazul de protec ție utilizat cel mai
des este argonul. El ofer ă o bună protecț ie a arcului, favorizând transferul metalului sub form ă de
particule foarte fine, într-un arc electric foar te concentrat din punct de vedere termic, care
favorizeaz ă o pătrundere mare numai pe o l ățime mică a băii. Lățirea zonei de p ătrundere se poate
realiza prin ad ăugarea de circa 5 % O 2 în amestec cu argonul, concomitent cu folosirea unor sârme
conținând cantit ăți mai mari de dezoxidan ți (Si sau Mn).
Argonul asigur ă productivit ăți mari ale depunerii
bținerea unor cus ături netede și uniforme. Procedeul se aplic ă frecvent la sudarea o țelurilor
aliate și inoxidabile, ca și la sudarea metalelor neferoase (Cu, Al, Ni etc.) și a aliajelor lor,
utilizându-se mai rar la sudar ea otelurilor carbon (numai la cus ături de pozi ție și la oțeluri cu
conținut ridicat de carbon).
La sudarea o țelurilor
l de oxigen poate fi pân ă la 2%.
La sudarea aliajelor pe baz ă d
a oxigenului, iar argonul folosit trebuie s ă aibă o puritate foarte mare. În caz contrar se
produc defecte ale cus ăturii sudate.
În unele țări în loc de argo
ea gazului metan. Acesta conduce la l ățimi mai mari în profunzimea cus ăturii sudate și în
general, în Europa este mai rar și mai scump decât argonul.
La sudarea în gaze inerte nu se formeaz ă zgură dea
rea ușoară a procesului de sudare și deci creșterea vitezelor de sudare. La rândul ei, aceasta
permite lucrul cu energii liniare mici, care determin ă aplicabilitatea procedeelor de sudare în gaze
inerte la realizarea structurilor sudate din materiale având chiar sudabilitate foarte sc ăzută.
c. Parametrii regimului de sudare prin procedeele MAG și MIG sunt: proc
r al metalului de adaos, intensitatea curentului de sudare, tensiunea arcului, viteza de avans a

sârmei și diametrul acesteia, geometria sec țiunii transversale a rostului, debitul de gaz de protec ție
și compozi ția chimică a acestuia etc. Unele corela ții ale acestora au fost prezentate în figura 5.32 iar
altele se prezint ă în figura 5.33.
Sârmele cel mai des utilizate au di ametrele: 0,8 ; 1 ; 1,2 ; 1,6 mm ș i o compoziț ie chimic ă
asemănătoare cu cea a metalului de baz ă, cu preciz ările men ționate anterior. Uneori dezoxidan ții se
plasează în interiorul sârmelor (v. fig. 5.28, a). Diametrul sârmelor obi șnuite se alege propor țional
cu grosimea pieselor de sudat și cu sudabilitatea metalului de baz ă.

Fig. 5.33. Corelaț ia dintre curentul de sudare ș i viteza de avans a sârmei :

Pentru procedeul MIG, intensitatea curentului de sudare se poate alege conform tabelului
5.7, iar
Tabelul 5.7
Curentul de sudare
n A a – în cazul procedeului MAG ; b – în cazul procedeului MIG.
valorile tensiunii de sudare se pot alege orientativ din tabelul 5.8.
IS, î de,
în transfer fin arc scurt mm
0,6
0,8
l,0
1,2 1,6 2,4 130 160 180 200 275 300 50 70 80
100 175 250

Tabelul 5.8
Valorile tensiunii de sudare U, [V]
Materialul de bază d e = 1,6 mm
transfer fin de = 0,9 mm
arc scurt
aluminiu
oțel carbon
oțeluri slab aliate
oteluri inoxidabile 25 28 28 26 19 17 17 18

Creșterea intensit ății determin ă mărirea adâncimii de p ătrundere și scăderea ușoară a lățimii
cusăturii, iar cre șterea tensiunii duce la o u șoară mărire a lățimii sudurii.
În cazul materialelor cu sudabilitate sc ăzută (oțeluri inoxidabile, aliaje de aluminiu, aliaje de
cupru) se recomand ă sudarea în mai multe treceri, cu viteze mari de sudare si diametre cât mai mici
ale sârmei-electrod.
Debitul de argon folosit variaz ă între 0,7 și 1,5 l/min.
Parametrii tehnologici la sudarea prin pr ocedeul MAG se stabilesc astfel :
– Diametrul sârmei-electrod se alege astfel ca în cazurile când nu sunt probleme deosebite
legate de amorsarea și menținerea arcului, de scurgeri ale b ăii de metal topit, de sudabilitate etc., s ă
se foloseasc ă sârme groase, ce asigură productivit ăți mari (la curen ți corespunz ători), iar în cazul
invers al materialelor cu sudabilitate slab ă, la cusături de pozi ție etc.) să se foloseasc ă sârme cât mai
subțiri.
– Intensitatea curent ului de sudare I
S se alege în func ție de diametrul sârmei-electrod, în
limitele indicate în tabelul 5.9 și din figura 5.33, b.
Tabelul 5.9
Corelația între d e și Is
de, [mm] 0,8 1,0 1,2 1,6
Is, [A] 60 … 150 80 … 180 90 … 270 120 … 350

Valorile mici ale curentului la d e = 0,8 . . . 1,0 mm sunt indicate mai ales la sudarea cu arc
scurt a tablelor sub țiri. Prin cre șterea curentului scurtcircuit ările dispar, iar transferul se face prin
picături fine (la densit ăți de curent I = 150 … 200 A/mm2).
– Tensiunea U a se stabile ște la valori cât mai mici, cu condi ția ca arcul s ă ardă stabil. Valori
orientative pentru tensiunea arculu i sunt indicate în tabelul 5.10.

– viteza de sudare v s, dacă se lucreaz ă în varianta semiautomată, este un parametr u rezultant. În
cazul sud ării automate (de exemplu prin prinderea capului de sudat pe un c ărucior autopropulsat) se
pot folosi recomand ările din tabelul 5.11.
– Debitul de gaz protector cre ște odată cu grosimea metalului de baz ă și se alege, orientativ, din
tabelul 5.12.
Tabelul 5.10
Alegerea tensiunii arcului U a
s, [mm] de, [mm] Ua, [V]
2 16 … 18
2 … 8 0,6 … 1,2 17 … 25
2 … 8 1,6 … 2 34

Tabelul 5.11
Alegerea vitezei de sudare
de, [mm] vs [m/h]
0,8 … 1,2 5 … 26
1,6 … 2,0 12 … 40
1,6 … 2,0 12 … 40

Când sudarea are loc în locuri cu ventila ție natural ă sau forțată la locul de munc ă, valorile
debitului de gaz se pot m ări cu până la 500%.
– Viteza de avans a sârmei va se alege în funcț ie de curentul de sudare și de diametrul sârmei-
electrod conform diagramei din figura 5.33, b.
– Lungimea liber ă a electrodului l l, adică distanța dintre cap ătul patinei și capătul sârmei,
influențează atât procesul de transfer al metalului prin arcul electric, cât și consumul de gaz
protector. În condi țiile înclin ării optime a sârmei-electrod fa ță de verticala 15 … 20°, se pot folosi
valorile lungimii libere a electr odului date în tabelul 5.13.
Tabelul 5.12
Alegerea debitului de CO 2
de, [mm] ' CO2Q [l/min]
0,8 … 1,2 6 … 10
1,6 … 2,0 10 … 20

Tabelul 5.13
Lungimea liber ă a sârmei-electrod, l l [mm]
de 0,8 1 1,2 1,6 2
ll 6 … 10 7 … 12 8 … 14 12 … 18 14 … 22

Creșterea lungimii libere a electrodului conduce la topirea lui mai rapid ă, deci la lungirea
arcului, impietând asupra randamentului termic și de transfer al masei de metal în cus ătură.
Procedeele MIG și MAG se utilizeaz ă, în prezent, din ce în ce mai des, asigurând o mare
productivitate și mai ales o calitate superioar ă a sudurii la materiale care se sudeaz ă dificil cu
electrozi înveli ți.
La cusă turi lungi, rectilinii sau ci rculare, procedeul se aplic ă de multe ori în varianta
complet automatizat ă.
d. Sudarea cu arc electric în mediu protect or de gaze, cu electrod nefuzibil (WIG).
Acest procedeu se aplic ă de obicei manual, dup ă o schem ă de principiu prezentat ă în figura 5.34.

Fig. 5.34.Tehnica operatori e la procedeul WIG.

Arcul electric se realizeaz ă între metalul de baz ă MB ș i un electrod nefuzibil EW, fabricat
de regulă din wolfram sau din wolfra m-thoriat, de unde provine și denumirea prescurtat ă a
procedeului (Wolfram Inert Gas). Electrodul și respectiv metalul de baz ă, se racordeaz ă la cei doi
poli ai sursei de curent de sudare U S. Arcul arde într-un jet de gaze protectoare GP, inerte MB (de
obicei argon, iar uneori heliu) sau în amestecuri de gaze aduse în ajutajul A, în jurul cap ătului
electrodului.
Metalul de adaos MA, sub forma unei vergele, de compozi ție compatibil ă față de aceea a
metalului de baz ă, execută o mișcare având dou ă componente:

1) este mișcarea de avans, fiind caracterizat ă de vectorul viteză de avans av iar
2) este mișcarea în direcț ia de sudare, caracterizat ă prin vectorul vitez ă de sudare MA
Sv.
Mișcarea de avans este alternativ ă (de coborâre urmată de ridicare), iar miș carea în direc ția
de sudare este intermitent ă. Ea se desf ășoară în 2 etape, corespunz ătoare topirii pic ăturilor de metal
de adaos și depunerilor pe marginile pi eselor de sudat, topite și ele treptat sub influen ța arcului
electric realizat de electrodul din wolfram EW, deplasat în direc ția de sudare. Mi șcarea acestuia,
caracterizat ă de vectorul EW
Sv, precede mi șcarea vergelei metalului de adaos, în scopul topirii unei
zone a marginilor rostului, înainte de depunerea pic ăturii de metal de adaos.
Procedeul WIG se utilizeaz ă, mai ales, în cazul sud ării tablelor din o țeluri inoxidabile sub țiri
și în cel al sud ării aliajelor de aluminiu, cupru, magneziu și titan, înlocuind în prezent în mare
măsură în aceste domenii, suda rea cu electrozi înveli ți și sudarea cu flacăr ă oxigaz. Se foloseș te fie
curentul continuu, fie cel alternativ.
Avantaje maxime se ob țin la folosirea polarit ății directe, când, electrodul se consum ă cel
mai puțin, capătul liber al acestuia ia o form ă conică, ascu țită, realizându-se mari concentr ări ale
curentului de sudare și ale energiei, ca și coeficien ți de depunere maximi. La sudarea aluminiului ș i
magneziului se folose ște curentul alternativ. Gazul protector utilizat de regul ă este argonul. Uneori
se folosesc amestecuri de gaze inerte ș i active neoxidante (Ar + He, Ar + H 2), pentru prevenirea
consumării electrodului.
Prevenirea sud ării electrodului de metalul de baz ă, la amorsarea arcului electric, se face prin
utilizarea unei surse de curent sp eciale, având un generator de oscila ții de înalt ă frecvență, care sunt
induse în arcul electric de sudare.
Parametrii principali ai regimului de sudare su nt: intensitatea curentului de sudare, tensiunea
arcului, tipul rostului, viteza de sudare diametrul duzei pentru gaz, debitul de gaz protector,
diametrul electrodului de wolfra m. În literatura de specialitate parametr ii tehnologici recomanda ți
se prezint ă în special tabelar, ca rezultate ale unor cercet ări experimentale.
În tabelele 5.14 și 5.15 se prezint ă unele exemple de regimuri recomandate la sudarea
tablelor din o țel inoxidabil, respectiv din Al și Cu.
Viteza de sudare la procedeul WIG este variabil ă, între 5 și 60 m/oră. Ea se alege cu atât mai
mare, cu cât p ătrunderea și aria sec țiunii transversale a cus ăturii trebuie s ă fie mai mici. Trebuie
avut în vedere faptul că valorile mari ale vite zelor de sudare implic ă energii liniare mici,
avantajoase din punctul de vedere al unor tensiuni interne mai mici. Acest aspect este deosebit de
important la sudarea materi alelor cu sudabilitate sc ăzută.

Tabelul 5.14

Parametrii regimului de sudare WIG, pentru o țel inoxidabil

Dimensiunile rostului [mm] Tipul îmbină rii și
forma rostului
s b c r
d electrod [mm]
D ajutaj [mm]
Debit de gaz [l/min]
Numă-rul stra-turilor
Intensit. curent [A]
Tens. arc [V]
1 0 1 1,5 1,5 9 5 1 80 21
1,5 0 1 2,5 1,5 9 5 1 100 22
1 0 – – 1,5 9 5 1 70 … 75 20
1,5 0 – – 1,5 9 5 1 90 21
2 0 – – 2 9 6 2 110 … 112 21
100 21
2 0 – – 2 9 6 1
100 21
140 23
4 0,5 – – 3 13 6 2
135 23

Tabelul 5.15

Regimuri recomandate pentru sudarea aluminiului și cuprului prin procedeul WIG

Dimensiunile rostului [mm] Metal de baz ă
Tipul îmbin ării și forma
rostului s x° b c r
φ electrod [mm]
φ ajutaj [mm]
Debit gaz [l /min]
Nr. straturilor
Intensitatea curentului I s [A]
Tensiunea arcului U a [V]
1 – 0 1 1,5 1,6 9 6 1 55 20
1,5 – 0 1,5 2 1,6 9 9 1 80 21
1,5 – 0 – – 3 9 6 1 80…82 22 Aluminiu
3 – 0 – – 3 9 6 1 150…155 23
1 150 23 3 – 0 – – 3 9 8
2 120 21
1 250 27
0 – 0 – – 4 13 12
2 80 25
1 195…200 22
8 60 1 1 – 4 13 13
2 200…300 24
1 – 0 1,3 1,3 1,3 9 6 1 80 20
1,3 – 0 – – 1,5 9 6 1 120 22
2 – 0 – – 2 9 6 1 155 25
1 200 25 3 – 0 – – 3 9 7
2 150 24
1 220 26
4 – 0 – – 4 13 8
2 190 25 Cupru
4 60 0 1 – 4 13 8 1 250 27

5.8. Sudarea cu plasm ă

Acesta este un procedeu special de sudare, la care arcul electric arde strangulat și alungit
într-un ajutaj prin care trece un anumit debit de plasm ă termică, obț inută prin ionizarea în arcul
electric a unui gaz plasmagen. Dis pozitivele utilizate în scopul realiz ării acestor condiț ii se numesc
plasmatroane. Se disting dou ă variante ale procedeului: sudarea cu jet de plasm ă (denumită și
sudare cu arc netransferat – fig. 5.35, b) și sudarea cu arc de plasm ă (numită și sudare cu arc
transferat – fig. 5.35, a). Aces t procedeu de su dare utilizează un arc electric între ținut între un
electrod nefuzibil și corpul ajutajului de strangulare. Arcu l arde într-un mediu protector de gaze.

Fig. 5.35. Sudarea cu plasm ă:
1 – piese ; 2 – electrod ; 3 – aj utaj ; 4 – disc ceramic.

Pentru sudare se utilizează de obicei jetul de plasm ă, obț inut după schema din figura 5.35, b.
Sudarea se realizeaz ă cu metal de adaos – sârm ă introdus ă în baia de metal topit – sau, mai frecvent,
fără metal de adaos. Pentru a se asigura o protec ție eficient ă a băii de metal topit se poate utiliza un
gaz. de protec ție (argon, hidrogen) trimis în jurul jetului de plasm ă printr-an orificiu inelar al
ajutajului (fig. 5.35, c).
Se pot suda cu plasm ă toate materialele sudabile prin pr ocedeul WIG, cu avantajele create
de o vitez ă de sudare mai mare, grosimi mai mari ale pieselor sudate și o pregătire a pieselor mult
mai puțin pretențioasă. Modul operator al procedeului este, în general, similar cu cel al procedeului
WIG, descris anterior.
Atunci când sudarea cu plasm ă se practic ă fără sârmă de adaos, cantitatea de metal
suplimentar ă necesară umplerii rostului pe întreaga lungime a cus ăturii sudate, se aduce în aceste
cazuri din ni ște plăcuțe de compensa ție, sudate la capetele îmbin ării, unde altfel ar r ămâne o zon ă
nesudată.

Se disting dou ă grupe de regimuri de folosire a plasmei: sudarea obi șnuită cu plasm ă și
sudarea cu microplasm ă. Pentru sudarea obiș nuită cu jet de plasm ă se foloseș te un curent de sudare
IS = 80 … 350 A, la tensiuni ele sudare U S = 15 … 30 V. Debitele de gaz plasmagen sunt cuprinse
între 0,5 … 20 l/min iar debitele de gaz de focalizare variaz ă în limitele 1,5 … l/min. Cel mai des
utilizat este argonul, iar uneori amestecuri de gaze: Ar + H 2, Ar + He, Ar + N 2.
La sudarea cu microplasm ă, aplicat ă pieselor cu grosimi sub 1 mm, sub form ă de tablă,
benzi sau sârm ă, se utilizează curen ți de sudare foarte mici, variind între 0,4 … 10 A, la tensiuni de
sudare U a de 20 … 30 V. Debitele de gaze plasmagene și de protec ție sunt mici, variind între 0,2 și
1 l/min. în tablele 5.16, 5.17 și 5.18 se dau unele exemple de regimuri de sudare cu plasm ă și
microplasm ă. Sudarea cu plasm ă sau microplasm ă este un procedeu scump, fiind rentabil ă numai în
cazul îmbinării o țelurilor înalt aliate și inoxidabile, având sudabilitate sc ăzută și în cazul metalelor
cu afinitate mare fa ță de oxigen (Al, Ti, Cu etc.).
Tabelul 5.16
Regimurile de sudare ale aluminiului cu plasm ă
s,
[mm] IS,
[A] Ua,
[V] vS,
[m/h] Gaz plasmagen (Ar),
[l/min] Gaz focalizare (Ar),
[l/min]
3
4
5 6 7 8 330 350 20 20 20 20 5 … 6 8 9 120 150 220 300 16 16 18 18 50 30 30 30 2 … 3 2 … 3 3 … 4 4 … 5
5 … 6 4
4 6 7
Tabelul 5.17
egim de sud asmă
z de focalizare R uri are cu micropl
Ga Aliaje
sudate s, IS, Ua, Gaz plasmagen (Ar).
Debitul [l/min] Debitul,
[ poziție [mm] [A] [V]
l/min]Com
Oțel
30
30
0,3 0,60 0,52
1% H
2 inoxidabil 9,75
0,5
0,25 0,12 10
8 6 2 30
30 0,73 0,50 Ar
Ar + 4% H
2
3% H 2 Ar +
Ar +
Aliaje de
titan 0,40
0,1 6
3

Ar ArAr + 50,55
0,2 10
5 30 0,3 0,58 Ar + 75% H
2

% H 2
Cupru 5% H 2 0,1 10 30 0,3 0,58 Ar +

Tabelul 5.18
im e sudare c lasm ă, în te, ale idabil
G ie Reg uri d u microp punc oțelului inox
az de protec ț s,
[mm] IS,
[A] Ua,
[V] Gaz plasm gen (Ar),
[l/m l/m poziție Ti e
sudare, [s] a
in] in Commp d
0,25
0,25
0,12
0,08
0,0252 20
0,5
0,6 2 % H 2
Ar + 2 % H 2
Ar 0,2 0,3 0,4 20 10 10
6 25 25
20 Ar + 3% H
2
Ar Ar +0,6
0,8
0,2

5.9. Sudarea prin topire sub baie de zgur ă

5.9.1 Schema de principiu și modul operator

Acest procedeu folose ște ca principal ă sursă de energie c ăldura degajat ă la trecerea
curentului electric prin zgura lichid ă ce se formează la suprafaț a unei băi metalice de sudare.
Procedeul se aplic ă pe scară larg ă la sudarea pieselor de grosime mare (40 … 500 mm) dintr-o
singură trecere, pe vertical ă, ca de exemplu la confec ționarea virolelor pentru tamburii cazanelor
mari d posibilă înlocuirea pieselor
comple
atine de cupru r ăcite forțat cu apă.
Sârma-electrod este condus ă spre baia de sudare, printr-un tub de ghidare (ajutaj). Un pol al sursei
de curent se leag ă la piesele de sudat, cel ălalt la sârma-electrod. e abur, a batiurilor ma șinilor unelte grele și oriunde este
xe din oțel turnat sau forjat cu ansambluri sudate.
Schema de principiu a procedeului este dat ă de figura 5.36, a.
Cele două piese care se sudeaz ă sunt așezate față în față , între ele l ăsându-se un spa țiu de o
anumită m ărime. Pentru formarea b ăii metalice de sudare, se a șează sub piesele sudate, în dreptul
rostului o plac ă de închidere, iar lateral se poziț ionează două p

Fig. 5.36. Schema sud ării electrice sub baie de zgur ă:
1 – piesele de sudat; 2 – sârm ă-electrod; 3 – patine de cupru; 4 – plac ă de închidere a b ăii;
5 – sudură ; 6 – metal solidificat; 7 – metal lichid; 8 – zgur ă lichidă; 9 – viteza da sudare;
pv- viteza de pendulare a sârmei-electrod; av- viteza de avans a sârmei-electrod.

Amorsarea sud ării începe prin aprinde rea unui arc electric sub un strat de flux introdus
inițial în spațiul dintre piese și patine. Dup ă formarea zgurii, rezultat ă din topirea fluxului, arcul se
stinge, circuitul de sudare închizându-se prin baia de zgur ă electroconductoare care vine în contact
cu electrodul.
Pe măsură ce electrodul se consum ă, el este avansat în baia de zgur ă, contribuind împreun ă
cu metalul pieselor la formarea s udurii. Întrucât sudura se dezvolt ă pe verticală, este necesar ca
patinele de cupru s ă se deplaseze pe vertical ă, menținând în continuu baia de metal topit și baia de
zgură.
Prin sudare sub baie de zgur ă se pot realiza ș i suduri circulare (fig. 5.36, b). Întregul proces
este automatizat.

Pentru mărirea productivit ății sudării se pot utiliza urm ătoarele solu ții :
– imprimarea unei mi șcări transversale electrodului, pv;
– folosirea simultan ă a mai multor sârme-electrozi ;
– folosirea unor electrozi de construc ție specială : benzi, țevi etc. (fig. 5.36, c și d).
În cazul folosirii electrozilor lamelari (fig. 5.36, c), ace știa coboar ă pe vertical ă cu viteza
av, fiind fixaț i la partea superioar ă în dispozitivul de avans. În cazul folosirii sistemului cu ajutaj
fuzibil (fig. 5.36, d), electrozii sunt sârme ce se deplaseaz ă cu viteza v a prin niște țevi sau alte
elemente de ghidare, solidare cu ni ște plăci fixe, constituind metal de adaos și având rolul de a
micșora cantitatea de sârm ă de sudare consumat ă pentru umplerea rostului îmbin ării.

5.9.2. Stabilirea parametrilor regimului de sudare

Pentru sudarea obi șnuită în baie de zgur ă (cu sârm ă-electrod) se stabilesc urm ătorii
parametrii ai regimului de sudare:
– Natura metalului de adaos se alege astfel încât compozi ția chimic ă a acestuia s ă fie apropiat ă de
cea a metalului de baz ă, iar rezisten ța de rupere să fie cu circa 10 % mai mare decât cea a metalului
de bază.
– Numărul sârmelor-electrod n, se alege conform tabelului 5.19, crescând odat ă cu grosimea s a
pieselor de sudat. Tot astfel, diametrul sârmei electrod variaz ă crescător cu grosimea pieselor de
sudat, între 2,5 și 12 mm.
Tabelul 5.19
Legătura dintre s ș i n
Grosimea pieselor [mm] Numărul n, de electrozi utiliza ți
până la 50
50 … 500
150 … 300 300 … 800 1 2 3
4 … 12

Cel mai des se utilizeaz ă sârme cu diametrul de 3,25 și 4 mm.
– Distanța L între sârme se coreleaz ă cu alți parametri, conform rela ției:
) a 2 a s (n1L2 1− + = [ m m ] , ( 5 . 2 0 )
în funcție de grosimea pieselor s, num ărul sârmelor electrod n, distan ța minimă (la pendulare), între
electrozi a 1 și distanța între electrozii marginali și patinele laterale a 2.
La sudarea cu poziț ii fixe ale sârmelor-electrod se consider ă avantajoas ă distanța L având
valori de 50 … 60 mm, iar la sudarea cu pendulare se ia L = 100 … 150 mm.

– Lungimea liber ă a sârmei-electrod (de la buc șa de contact, la baia de zgură) este în mod frecvent
de 60 … 80 mm, iar cu m ăsuri speciale ajunge pân ă la 200 mm.
– Viteza de avans a sârmei-electrod, corelat ă pe baze experimentale cu diametrul acestuia și cu
puterea sursei de curent de sudare, se stabile ște de regul ă, la valori de 1,5 … 8 m/min.
– Tensiunea de sudare, debitat ă de regul ă de o sursă cu caracteristic ă externă rigidă , este de
35 … 55V.
– Viteza de sudare v s se coreleaz ă cinematico-geometric cu viteza de avans a sârmei-electrod v a, cu
diametrul acestuia, d e și cu aria A, a sec țiunii transversale a rostului astfel:
l b 4dvAAv v2
e
a
rse
a s⋅ ⋅⋅ π⋅ = ⋅ = ( 5 . 2 1 )
– unde A se este aria sec țiunii transversale a sârmei-electrod, iar b și l sunt l ățimea și respectiv
lungimea rostului.
Relația (5.21) are la baz ă egalitatea dintre cantitatea de metal topit din sârma-electrod în
unitatea de timp și cantitatea de metal depus în rost, pierderile de metal fiind complet neglijabile.
În cazul folosirii ajut ajelor fuzibile, aria rostului se calculeaz ă, excluzând din calcul aria
secțiunii transversale a ajutajului fuzi bil, care uneori poate fi variabil ă, în func ție de configuraț ia
pieselor de sudat. – Densitatea de curent în sârma-electr od se alege la valori de 30 … 100 A/mm
2, conducând la
utilizarea unor valori medii ale curen ților de sudare de circa 200 … 1000 A pentru fiecare sârm ă-
electrod.
În mod frecvent se lucreaz ă cu coeficien ți de topire de 30 … 40 g/A ⋅oră ajungându-se în
cazuri speciale pân ă la 65 g/A ⋅ oră.
Dată fiind importan ța deosebit ă a pieselor la care este aplicabil procedeul sud ării în baie de
zgură, este obligatorie ve rificarea experimental ă prealabil ă, în laborator, a regimurilor de sudare
stabilite prin calcul.

5.10. Sudarea prin topire cu flac ără de gaze

Acest procedeu de sudare utilizeaz ă ca surs ă de energie caloric ă o flacă ră produsă prin
arderea (de obicei în oxigen) a unui ga z combustibil cu putere calorific ă ridicată, de exemplu:
acetilena, hidrogenul, propanul etc. Dintre acestea, cel mai des se utilizeaz ă acetilena, care are o
putere calorific ă de circa 49.000 KJ/Nm3; mult mai mare decât a altor gaze (de exemplu: a
hidrogenului care este de circa 11.000 KJ/Nm3).

Flacăra oxiacetilenic ă. Arderea completă a acetilenei în oxigen se produce dup ă reacț ia
chimică
C2H2 + 2,5 O 2 = 2CO 2 +H 2O + Q (5.22)
Dacă amestec ăm volume egale de acetilen ă și oxigen, rezult ă prin ardere, oxid de carbon ș i
hidrogen, adic ă un amestec reduc ător de gaze ce înc ă mai poate arde:
C 2H2 +O 2 2CO + H 2 + Q 1 ( 5 . 2 3 )
în funcție de raportul volumic O 2/C2H2 din flacăra oxiacetilenic ă, numit raport de combustie și notat
de regulă prin K, se disting trei tipuri de fl ăcări: cea reduc ătoare sau carburant ă, cu un raport mai
mic de 1,1, normal ă – cu raportul cuprins între 1,1 ș i 1,2 și oxidantă, având raportul mai mare de
1,2.
În flacăra oxiacetilenic ă de orice tip se disting urm ătoarele zone caracte ristice, conform
figurii 5.37.

Fig. 5.37. Flac ăra oxiacetilenic ă

– Nucleul, în care are loc înc ălzirea treptat ă a amestecului de gaze pân ă la temperatura de aprindere.
Într-un strat exterior sub țire al nucleului se produce descompunerea par țială a acetilenei în hidrogen
și carbon, cu formarea unor particule solide de carbon care, aflâ ndu-se la temperatur ă ridicată,
strălucesc conturând bine nucleul, care la interior are o culoare albastr ă.
– Zona reduc ătoare este zona arderii primare, în care se produce reac ția (5.23) de ardere a acetilenei,
pe baza oxigenului primit prin bec. Aceast ă zonă are o culoare alb ăstruie.
– Zona flăcării secundare, în care se produce arderea secundar ă a produselor rezultate din arderea
primară, pe baza oxigenului din aerul înconjur ător. Această zonă are un caracter oxidant, deoarece
CO 2 și H 20 la temperaturi ridicate pot oxida fierul. Culoarea fl ăcării secundare este
galbenă-roșiatică.
Zonele amintite mai sus sunt diferite ca m ărime, în func ție de tipul fl ăcării respective.
În figura 5.38 este reprezentat ă diagrama varia ției temperaturii în lungul fl ăcării, rezultând
că temperatura maxim ă, de circa 3150°C se ob ține în zona reducătoare, la 3 … 5 mm în faț a

nucleului. Rezult ă de aici că pentru a folosi la maximum efectul termic al fl ăcării baia de metal topit
trebuie ținută în această zon ă a flăcării. Acest lucru este indicat și sub aspectul utiliz ării capacit ății
reducătoare a acestei zone.
Utilajele postului de sudare cu flacăr ă oxiacetilenic ă. Principalele utilaje necesare la sudarea cu
flacără sunt: sursele de acetilen ă (generatoare sau butelii de acetilen ă), sursele de oxigen,
reductoarele de presiune pentru cele două gaze folosite și trusa cu arz ătoare pentru sudarea cu
flacără de gaze.

Fig. 5.38. Varia ția temperaturii în lungul fl ăcării

Generatoarele de acetilen ă produc acetilena la locul de sudare prin reacț ia dintre carbura de calciu
(carbid) și apă:
C2Ca + 2H 2O → C2H2 + Ca(OH) 2+Q 2 (5.24)
Dintr-un kilogram de carbid se ob țin circa 250 … 300 1 acetilen ă, funcție de puritatea și
granulația carbidului. Presiunea de lucru este cuprins ă între 100 și 12 000 mm col. ap ă.
Butelia de acetilen ă se utilizeaz ă când nu se dispune de generator de acetilen ă sau când
există condiții mai bune de aprovizionare cu acetilen ă decât cu carbid.
Acetilena îmbuteliată, obț inută în instalaț ii speciale de oxidare par țială cu oxigen a gazului
metan, are de obicei o puritate mai mare decât cea rezultat ă în generatoare, fapt care o indică pentru
folosirea la lucrările de sudare deosebite.
Butelia de oxigen asigur ă postul de sudare cu flac ără de gaze, cu oxigenul necesar reac ției
de ardere.
Reductoarele de presiune au rolul de a mic șora presiunea gazelor care iau parte la reac ția de
ardere, de la presiunea înalt ă la care se g ăsesc în butelii, pân ă la presiunea de lucru, și de a men ține
constantă această presiune.
Arzătorul pentru sudare cu flac ără are rolul de a reali za amestecul carburant și a dirija spre
îmbinare flac ăra rezultat ă.
De obicei se folosesc arz ătoare cu injector, de tipul celui prezentat principial în figura 5.39.

Fig. 5.39. Arz ător pentru sudarea cu flac ără oxi-gaz

O trusă de arză toare con ține de obicei un corp și 8 seturi de injectoare, și subansamble
bec-conduct ă-cameră de amestec având dimensiuni cu atât mai mari, cu cât consumul de gaze este
mai mare (la sudarea unor table mai groase). Acestea sunt numerotate cu cifrele 0 … 7.
Modul operator (fig. 5.40, a). Energia termic ă dezvoltat ă în flacăra oxi-gaz FOG tope ște
atât marginile pieselor de sudat MB, cât și capătul sârmei de metal de adaos MA, numit în acest caz
sârmă de sudare, producând o aliere între acestea.

Fig. 5.40. Tehnica operatorie la sudarea oxi-gaz :
a – elementele modului operator ; b – tehnica sud ării spre stânga ; c – tehnica sud ării spre dreapta.

Pentru dirijarea energiei termice în diferite direc ții ale băii de metal topit becul arz ătorului
BA execut ă o mișcare de pendulare pv, suprapus ă peste viteza de sudare v s, cu care se deplaseaz ă
treptat atât arz ătorul, cât și metalul de adaos. Acestuia i se mai imprim ă o mișcare de coborâre și de
ridicare, succesiv, pe m ăsura necesit ății proceselor de topire și solidificare ale b ăii de metal ce
realizează cusătura.
Datorită complexităț ii acestor mi șcări, asem ănătoare celor de la pr ocedeul WIG, sudarea
oxi-gaz este un procedeu aplicat manual.
Există două tehnici distincte pe ntru manevrarea arz ătorului și sârmei de sudare:
– pentru sudarea tablelor cu grosimi mai mici de 3 mm se utilizeaz ă sudarea spre stânga
(fig. 5.40, b), iar
– la sudarea tablelor cu grosimi mai mari, se utilizeaz ă metoda de sudare spre dreapta
(fig. 5.40, c).

Unghiurile de înclinare ale metalelor de adaos și a arzătorului, ca și traiectoriile mi șcărilor
acestora se stabilesc de c ătre sudor, în raport cu necesit ățile dictate de evolu ția corelat ă a topirii
metalului de adaos și a metalului de baz ă, dirijându-se uneori pic ăturile proasp ăt depuse în baie, cu
ajutorul suflului fl ăcării.
Regimul de sudare și măsuri tehnologice particulare . Principalii parametri ai regimului
de sudare oxi-acetilenică sunt: tipul fl ăcării, debitul orar de acetilen ă (denumit uneori
impropriu "puterea fl ăcării"), diametrul sârmei de sudare d, viteza de sudare 2 2H CQ
sv.
Calculul lor se face conform tabelului 5.20, în func ție de grosimea s a metalului de baz ă și
de natura acestuia.
Tabelul 5.20
Parametrii regimului de sudare oxi-acetilenic ă
Parametrii Metal de baz ă Sudarea spre stânga Sudarea spre dreapta
Oțeluri (80 … 120)s (120 … 150)s
2 2H CQ , [l/h]
Aliaje de Cu (200 … 250)s (250 … 300)s
d, [mm] Toate S/2 + 1 s/2 + 2
vs, [m/h] Toate 12/s 15/s

La sudarea o țelurilor de construc ție moi se folosesc sârme din o țel moale cu con ținutul de
carbon mai mic de 0,1 %. La sudarea o țelurilor cu con ținut mai mare de carbon se folosesc sârme cu
0,25 … 0,30 % C și dezoxidan ți (Mn și Si) în cantit ăți sporite.
La sudarea o țelurilor de construc ție, cu con ținut mediu de carbon și eventual slab aliate se
recomand ă o preînc ălzire a metalului de baz ă, pentru a nu produce în Z.I.T. o fragilizare prea mare,
prin creș terea grăun ților de metal în condi țiile supraînc ălzirii Z.I.T. datorate pierderilor mari de
căldură din zona sud ării spre restul pieselor, când gradientul de temperatur ă este mare. Se
recomand ă folosirea unei fl ăcări normale.
Sudarea o țelurilor cu con ținut mare de carbon se face cu flac ără normal ă sau uș or
carburant ă, folosindu-se o preînc ălzire a metalului de baz ă la temperatura de 200 … 250°C.
La sudarea fontei se folose ște ca metal de adaos o tij ă turnată din font ă cu 30 % C și
dezoxidan ți. La sudarea cuprului se folosesc vergele de aliaj de cupru, con ținând fosfor (ca
dezoxidant) și argint (1,5 … 15 %). La sudarea alamei sârma de sudare con ține siliciu și aluminiu ca
dezoxidan ți. La sudarea aluminiului se folosesc vergele de aliaj de aluminiu, con ținând siliciu pân ă
la 5%.
La sudarea o țelurilor aliate, a fontei și a metalelor neferoase, deoarece ele se oxideaz ă

puternic, se folosesc în mod suplimen tar fluxuri dezoxidante. Cele mai r ăspândite fluxuri sunt:
– pentru sudarea cuprului ș i alamei: borax, acid boric, amest ec între acestea sau un flux cu borax,
carbonat de potasiu și clorură de sodiu, de exemplu : 70% borax (tetraborat de Na) + 10% acid boric
+ 20% NaCl;
– pentru sudarea fontei: borax sau am estec de borax, carbonat de sodiu și de potasiu;
– pentru sudarea aluminiului ș i a aliajelor sale : fluorur ă și cloruri de sodiu, potasiu și litiu, de
exemplu : 28% NaCl + 50% KCl + 14% LiCl + 8% NaF.
Conținutul diferitelor substan țe în fluxuri difer ă în func ție de compozi ția aliajelor care se
sudează.
Aluminiul și aliajele sale se degreseaz ă într-o solu ție apoasă de 3 … 5% NaOH și
1 … 3% Na 2SiO 3, pe o lățime de 30 … 40 mm de fiecare parte a rostului. Urmeaz ă o spălare cu ap ă
fierbinte și o decapare într-o solu ție de 100% acid azotic, urmând iarăși o sp ălare cu ap ă. În func ție
de grosimea tablelor se face o preînc ălzire la 300 … 350°C, care ajut ă la micșorarea șocului termic
și a gradientului de temperatur ă în timpul sud ării. Pentru a împiedica r ăcirea pieselor în timpul
sudării ele se a șează pe materiale izolante termic (azbest sau c ărămizi refractare), care împiedic ă
scurgerea prin conducț ie a că ldurii din metalul de baz ă. Flacăra de sudare trebuie s ă fie uș or
carburată (K = 0,95 … 1), în vederea reducerii fenomenelor de oxidare, iar arz ătoarele trebuie s ă nu
prezinte impurit ăți sau urme de funingine și să fie alese cu un num ăr mai mare cu o unitate decât
cele pentru sudarea unor o țeluri de aceea și grosime, deoarece pierderile de căldur ă prin conducț ie și
apoi prin convec ție și radiație sunt mari.
Măsuri similare se iau ș i la sudarea alamei. Tablele se decapeaz ă în soluție apoasă de HNO 3
10% și apoi se spal ă cu apă fierbinte și se usucă. Pentru a înl ătura evaporarea zincului din baie,
sudarea se execut ă cu o flac ără oxidant ă (K = 1,3 … 1,4), iar distan ța dintre becul arz ătorului și
piesa de sudat trebuie s ă fie de 8 … 10 mm. La suprafa ța băii se formeaz ă în acest caz o pelicul ă de
oxid de zinc, care este mai u șor și mai greu volatil, împiedicând aceast ă evaporare. Debitul orar de
acetilenă folosit este mic, în acela și scop, fiind de circa 100 l/h.
Sudarea alamei se execut ă prin metoda de sudare spre stânga cu amplasarea sârmei de adaos
sub un unghi de 15 … 30° fa ță de piesă. Arzătorul este condus, cât mai repede, sub un unghi de
70 … 80° fa ță de orizontal ă și fără pendulări transversale. Sudarea se execut ă cu amplasarea sârmei
de adaos în flac ără, deasupra metalului topit. Ca material de adaos se folose ște adesea alama de
lipit, de exemplu marca BCu48ZnAg 800-830. Dup ă sudare se execut ă ciocănirea sudurii la
temperatura de 500°C, pentru alamele cu mai pu țin de 60% cupru și la rece pentru alamele cu peste
600% cupru. După cioc ănire se poate executa o recoacere la 600°C, urmat ă de o răcire lentă, pentru
obținerea unei granulaț ii fine și pentru înl ăturarea ecruis ării produse prin cioc ănire.
În general sudarea cu flac ără are un caracter universal de aplicabilitate, îns ă în ultimul timp

domeniul ei de utilizare s-a restrâns la sudarea țevilor și fitingurilor în produc ția de serie și de
unicate, sudarea tablelor sub țiri, lucrări de repara ții, sudarea la cald a fontelor, sudarea în condi țiile
lipsei de energie electric ă.
Principalele dezavantaje ale procedeului sunt: p ătrunderea mic ă a cusă turii sudate, pierderile
mari de c ăldură, deforma țiile mari ale structurilor sudate și productivitatea mic ă, provenind toate
din concentrarea relativ mic ă a sursei de c ăldură folosită.
În produc ția de serie mare și de masă există în prezent tendinț a înlocuirii acestui procedeu
prin sudarea cu procedeul WIG sau procedeul sud ării cu plasm ă sau cu microplasm ă.

5.11. Sudarea prin aluminotermie

Acest procedeu, denumit și sudarea cu termit sau sudarea prin turnare, utilizeaz ă energia
termochimic ă importantă , degajată, uneori în reacț ie exoterm ă de înlocuire a unui metal din oxizii
săi, de către un altul, mai electronegativ.
Cel mai des se utilizeaz ă reacțiile exoterme de înlocuire a fierului din oxizi, de c ătre
aluminiu, astfel :
Fe203 + 2A1 → Al 2O3 + 2Fe + Q 1 ( 5 . 2 5 )
3Fe 3O4 + 8Al → 4Al 2O3 + 9Fe + Q 2 ( 5 . 2 6 )
Căldura degajat ă î n u r m a r e a c țiilor ridic ă temperatura amestecului pân ă la temperaturi de
peste 2.000 °C și poate produce în acest caz topirea fier ului, care poate fi introdus în aceast ă stare
într-o cavitate ce are ca pere ți laterali marginile unor piese de sudat. Fierul topit și supraînc ălzit
topește aceste margini și se amestec ă intim cu metalul de baz ă, conducând prin r ăcire la sudarea
pieselor. Modul de lucru este prezentat în figura 5.41.

Fig. 5.41. Sudarea prin aluminotermie.

Amestecul de oxizi de fier și pulbere de aluminiu se introduc e într-un creuzet C acoperit cu
un capac Cp, prevăzut la partea inferioar ă cu un dop D. Amestecul este înc ălzit la o temperatur ă de
peste 1300°C prin aprinderea cu un dispozitiv cu pulbere de magneziu, declan șându-se reac țiile de

substituție care durează de regul ă sub un minut, dup ă care se scoate dopul D. Metalul topit este
introdus într-o form ă de turnare FT, prin re țeaua de alimentare a acesteia RA. Cavitatea formei este
constituită chiar din rostul îmbin ării de realizat, între capetele metalului de baz ă MB, lăsându-se de
jur-împrejur un spa țiu suficient pentru formarea unor bavuri B. La partea superioar ă a formei se
prevede o maselot ă M, care se îndep ărtează după dezbaterea pieselor sudate din form ă.
Procedeul se aplic ă mai ales la sudarea cap la cap a pieselor masive turnate din o țel, a
șinelor, a barelor groase sau profilelor grele și uneori, folosind în mod similar oxizi de cupru, la
sudarea conductoarelor din cupru de secț iuni mari. Încărc ătura creuzetului poate ajunge pân ă la
3 tone.
Lățimea rostului de sudare b se calculeaz ă cu relația empiric ă:
31
14 , 0Ab⎟
⎠⎞⎜
⎝⎛= [ m m ] , ( 5 . 2 7 )
unde A este aria sec țiunii transversale a cap ătului metalului de baz ă. La un kilogram de amestec
termitic obi șnuit se ob țin 524 g Fe și 476 g de zgur ă, care rămâne, de regul ă, un creuzet.
În cazuri rare, în locul aluminiului se folose ște magneziul, care are avantajul c ă produce
substituția la temperaturi mai mici.

5.12. Sudarea cu energie radiant ă

5.12.1. Sudarea cu raze laser

Acesta este un procedeu special de sudare, care se aplic ă în domeniul îmbin ărilor foarte fine,
de folii metalice, de fire și filamente, specifice industriei electr onice. Schema de principiu a sud ării
cu LASER cu gaz se prezint ă în figura 5.42. Într-un tub de desc ărcare TD prev ăzut cu doi electrozi
E se produce o emisie stimulat ă și amplificat ă între dou ă oglinzi O 1 și O 2, a unui fascicul de lumin ă
coerent. Întrucât în acest caz practic toate undele sunt în faz ă, fasciculul poate fi focalizat cu
ajutorul unor lentile LF pe suprafe țe foarte mici, ob ținându-se pe aceste suprafe țe densități de
energie de peste 108 W/cm2. Fasciculul este deviat înainte sau dup ă lentila LF, cu ajutorul unei
oglinzi deviatoare OD, astfel încât radia ția să bombardeze piesele de sudat P 1 și P2 aflate în contact.
Acestea sunt fixate înt r-un dispozitiv care execut ă o mișcare cu viteza de sudare sv. Ca mediu activ
pentru producerea razei laser se utilizeaz ă, de regulă, un amestec de gaze rarefiate (de exemplu CO 2
+ He), sau un material solid transparent, de exemplu rubinul artificial. Pentru sudare se folosesc atât
fascicule LASER continue (cu mediu activ gazos), cât ș i sub form ă de impulsuri (cu mediu activ de
regulă solid), a c ăror durat ă este de ordinul 10-3 secunde. Concentrarea foarte mare a fasciculului

LASER permite topirea rapid ă a unor zone foarte mici din practic orice material metalic, iar prin
solidificare rezult ă apoi cusătura sudat ă (de cele mai multe ori f ără metal de adaos și cu margini
suprapuse). Uneori se lucreaz ă cu o uș oară defocalizare.

5.12.2. SUDAREA CU FASCI CUL DE ELECTRONI

Este, de asemenea, un procedeu special de sudare prin topire (fig. 5.43, a). Dac ă asupra unei
piese este dirijat un fascicul de electroni cu o vitez ă suficient de mare, atunci când electronii lovesc
suprafața piesei, energia lor cinetică se transmite piesei sub form ă de energie termic ă. Cantitatea de
căldură produsă în acest mod depinde de num ărul de electroni ce ating suprafa ța piesei în unitatea
de timp și de viteza lor. Puterea fascic ulului de electroni este dat ă de produsul dintre tensiunea de
accelerare a electronilor și intensitatea fascicul ului, putând fi exprimat ă în wați.

Fig. 5.42. Sudarea cu radia ții emise de LASER cu gaz (continuu).

Fig. 5.43. Sudarea cu fascicul de electroni:
a – tunul electronic ș i modul operator ; U A – tensiunea anodic ă; U G – tensiunea de gril ă;
UK – tensiunea catodic ă; b și c – tipuri de camere de vid pentru sudarea fasciculului de electroni.

Puterea specific ă, adică puterea ce ac ționează pe unitatea de suprafa ță de impact, poate
atinge valori de 5 X 108 W/cm2, nivel net superior altor procedee de sudare (de exemplu, puterea
specifică a flăcării oxiacetilenice este de 5 X 1012 W/cm2, iar a arcului electric de 106 W/cm2).
Practic, procedeul utilizează energia cinetic ă a unui flux de elec troni FE care bombardeaz ă
metalul de baz ă al pieselor de sudat P 1 și P2. Sursa de electroni este un catod filiform K. Electronii
emiși de acesta sunt accelera ți între grila G și anodul A, iar apoi sunt focaliza ți într-o bobin ă de
focalizare BF. Toate aceste elemente formeaz ă un tun electronic TE.
Fasciculul, accelerat și focalizat astfel, este dirijat spre piesele de sudat P 1 și P2, fixate într-
un dispozitiv de prindere DP, care se deplasează , de regul ă, după un program de comand ă numerică,
într-o mișcare de rota ție sau de transla ție, cu viteza de sudare v s. Sudarea se execută într-o camer ă
cu vid înaintat CV, pentru prevenirea pierderii ener giei fasciculului de electroni la ciocnirea lui cu
particulele de aer (fig. 5.43). Energia unui fascicul cu n electroni de mas ă m e și sarcină e, acceleraț i
la viteza v de către o diferen ță de potențial U se poate calcula cu rela ția :
2v m nU e n2
e⋅= ⋅ ⋅ ( 5 . 2 8 )
Ca urmare a acestei energii fasciculul p ătrunde la o adâncime x în materialul de densitate o,
cedând acestuia energia U, ceea ce face ca o parte din material s ă fie dislocată, iar zonele marginale
impactului s ă se încă lzească la temperaturi suficiente pentru a suda între ele orice materiale
metalice. Adâncimea x p se calculeaz ă cu relația:
ρ⋅ =−2
11
pU10 2 , 2 x ( 5 . 2 9 )
fiind de regul ă cuprinsă între 0,01 ș i 8 mm. Procedeul este înc ă folosit rar, datorit ă complexităț ii
deosebite a utilajului și costului ridicat al func ționării și întreținerii acestuia. El se aplic ă la sudarea
pieselor mici din materiale fo arte reactive, ca zirconiul și molibdenul, din o țeluri inoxidabile ș i
refractare sau din metale cu tendin ță de formare a unor pelicule de ox izi (de exemplu, aliaje de Al și
Ti). Adesea se lucreaz ă cu o ușoară defocalizare, pentru prevenirea vaporizării metalului de baz ă.
În prezent, exist ă soluții pentru sudarea cu fascicul de electroni, în atmosfer ă, ceea ce
simplifică parțial instala ția și creează premise pentru aplicarea procedeului pe o scar ă mai largă.

5.13. Sudarea prin presiune

Această categorie de procedee utilizeaz ă pentru îmbinare for țe aplicate asupra pieselor, cu
sau fără încălzirea acestora.
În zona de îmbinare materialul de baz ă se află în stare plastic ă sau chiar în stare topit ă.
Sudarea se face, de regul ă, fără metal de adaos.

5.13.1. Sudarea electric ă prin rezisten ță

În acest caz înc ălzirea local ă a metalului de baz ă se realizeaz ă prin efectul Joule. Dup ă
atingerea unei temperaturi a metalului care s ă corespundă unei stări cu plasticitate ridicată, piesele
sunt apăsate între ele cu o for ță ce asigur ă realizarea îmbin ării sudate.
Pentru ob ținerea unei cantităț i de căldură într-un timp foarte scurt se folosesc curen ți
electrici cu intensit ăți foarte mari (de ordinul miilor de amperi).
Sudarea electric ă prin rezisten ță se poate realiza prin urm ătoarele procedee:
Sudarea electric ă
prin rezisten ță- cap la cap
– prin puncte
– în linie- prin refulare
– prin topire
– a două piese
– a mai multor piese- continuă
– discontinu ă
– obișnuită
– cu reliefare prealabil ă

Sudarea cap la cap . Procedeul se aplic ă la sudarea pieselor cu sec țiune constant ă în lungul
lor, ca de exemplu: bare, profile, sârme, țevi etc. Schema de principiu a unei instala ții de sudat cap
la cap este prezentat ă în figura 5.44, a. Piesele de sudat, în cazul de fa ța două bare, sunt prinse în
bacurile ma șinii, și prin intermediul acestora se pot apropia una de alta, apăsându-se cu o anumit ă
forță. Tot prin intermediul acestor bacuri piesele se introduc în circuitul secundar al unui
transformator de sudare, puternic coborâtor de tensiune, capabil s ă debiteze curent electric cu
intensitate de ordinul miilor de amperi.

Fig. 5.44. Sudarea electric ă prin rezisten ță cap la cap :
1 – piese ; 2 – bacuri ; 3 – sanie mobil ă ; 4 – cablu flexibil ; 5 – transformator.

În funcție de particularit ățile procedeului, legate de modul de apropiere al pieselor, de
încălzirea lor și de procesele ce au loc între piesele de sudat, exist ă două variante ale sud ării cap la
cap :
– Sudarea prin refulare . Cele două piese care urmeaz ă a se suda sunt prinse în bacurile ma șinii,
după care sunt aduse în contact prin deplasarea și apăsarea bacului mobil. Se trimite curent în
circuitul format din înf ășurarea secundar ă a transformatorului, bacuri ș i piese. La trecerea curentului
de la o pies ă la alta se produce înc ălzirea capetelor pe baza rezisten ței electrice de contact, care
depinde de efortul ini țial, de starea suprafe țelor și de natura materialului pieselor. Rezisten ța de
contact se diminueaz ă atunci când efortul creș te, pentru că asperit ățile și neregularit ățile
suprafețelor (la scar ă microscopic ă) se aplatizeaz ă, mărind suprafa ța efectivă de contact. Sub efectul
trecerii curentului prin piese punctele de contact se înc ălzesc, anumite zone putând ajunge chiar în
stare topit ă. Metalul cald este refulat apoi fie prin ap ăsare continu ă, fie printr-o cre ștere a efortului
de apăsare a pieselor la sfâr șitul ciclului de suda re. Ca urmare a refulării, în zona sudurii și în
vecinătatea ei piesele sudate se îngroa șă.
Prin acest procedeu se pot suda piese din o țel cu conț inut mic de carbon, A1 și Cu cu
secțiune uniform ă, sub 10 cm2 și suprafețe curate. Regimul de sudare cuprinde ca principale
elemente, presiunea de refulare (1,5…4 daN/mm2) și densitatea de curent (50…70 A/mm2 la oțel,
150…200 A/mm2 la Al ș i 250…300 A/mm2 la Cu).
– Sudarea prin topire intermediară . Spre deosebire de cazul prec edent, piesele sunt puse în
prealabil sub tensiune ș l apoi aduse în contact. Punctele de contact ini țiale se topesc ca urmare a
existenței în aceste zone a unei densit ăți mari de curent. Între asperit ăți se produc deopotriv ă și mici
arce electrice de scurt ă durată. Prin avansarea în acest timp a piesei fixat ă în bacul mobil se creează
noi puncte de contact, ceea ce permite continuarea procesului. În timpul acestei opera ții, denumită
scânteiere, cea mai mare parte a metalu lui topit este expul zat violent sub form ă de scântei. Când
suprafețele de sudat sunt uniform înc ălzite sau topite, sania mobil ă este deplasat ă cu vitez ă
crescândă și, printr-o m ărire bruscă a vitezei în final, se aplic ă pieselor o ap ăsare importantă
(8 … 14 daN/mm2), având drept rezult at forjarea pieselor ș i îndepărtarea metalului topit la periferie.
Acest metal formeaz ă în jurul îmbin ării un guler neregulat (fig. 5.44, b).
Dacă deplasarea saniei mobile este f ără întrerupere, procedeul se nume ște sudare prin
scântei cu topire continu ă, iar dacă deplasarea se face cu intermiten ță, mișcările de apropiere
alternând cu mi șcări de îndep ărtare a pieselor în vederea accentu ării scânteierii, procedeul se
numește, sudare prin scântei cu topire discontinu ă.
Sudarea prin scântei se aplic ă pieselor cu sec țiuni mari ca, de exemplu, bare și țevi pe piese
forjate, piese forjate sau laminate între ele (pârghii, tije, tiran ți, buloane, tampoane de șoc pentru
vagoane, șine de tramvai sau de cale ferat ă, țevi pentru schimb ătoare de c ăldură), piese inelare sau

în formă de cadru (jante pentru ro țile automobilelor, rame pentru tâmpl ărie metalic ă etc.).
Îndepărtarea metalului topit dintre suprafe țele de contact permite și sudarea unor materiale
de natură diferită. Astfel se pot suda în bune condi ții scule a șchietoare (de exemplu burghie) din
oțel rapid pe cozi de o țel carbon.
Succesiunea strict ă a opera țiilor de sudare dup ă un ciclu bine determinat permite
automatizarea procesului. Aceast ă posibilitate, împreun ă cu vitez ă mare de sudare au f ăcut ca
procedeul s ă fie foarte utilizat în practic ă.

5.13.2. Sudarea prin puncte

Acest procedeu de sudare se aplic ă tablelor, benzilor și profilelor sub țiri și reprezint ă cel mai
răspândit procedeu de sudare prin rezisten ță și unul dintre cele mai utili zate procedee de sudare în
general. Procedeul este practicat în dou ă variante, prezentate în cele ce urmeaz ă.
a. Varianta obi șnuită. Piesele 1 ce urmeaz ă a se suda (fig. 45, a) se strâng între electrozii
unei mașini 2, lega ți în circuitul secundar al unui transformator electric coborâtor de tensiune, 3.
Prin trecerea unui curent electric de intensitate foarte mare (2000 … 10000 A) prin circuitul de
sudare, se produce încă lzirea pe baza rezisten ței electrice de c ontact dintre cele dou ă piese, cu
topirea locală a materialului pieselor și formarea unui punct de sudur ă. Punctul astfel realizat
prezintă o rezisten ță la forfecare mare, astfel în cât ruperea unei asemenea îmbin ări se face în jurul
lui, în materialul uneia din piese.
Formarea punctului de sudur ă între cele dou ă piese se explic ă prin faptul că rezisten ța
electrică de contact dintre cele dou ă piese R pp are valori mai mari decât celelalte rezisten țe aflate în
circuitul de sudare: R ep – rezisten ța electric ă de contact dintre electrozi și piese și R P – rezisten ța
electrică a pieselor (fig. 5.45, b).

Fig. 5.45. Sudarea electric ă prin rezisten ța prin puncte.

Rezistențele R ep sunt de nedorit și efectul lor se diminueaz ă prin utilizarea unor electrozi
buni conduc ători de electricitate (din cupru sa u aliaje Cu-Cr, Cu-Be-Co, Cu-Cd) și prin cur ățirea
suprafețelor pieselor (prin sablar e, decapare etc.). Rezisten țele de contact se pot mic șora dacă se
mărește forț a de apăsare, dar aceast ă soluție nu poate fi pe deplin utilizat ă, deoarece se diminueaz ă
și rezistența de contact dintre piese, ceea ce face s ă nu se mai asigure c ăldura necesar ă sudării, iar
electrozii s ă imprime adâncituri pronun țate pe piese (amprente).
Pentru a se realiza un punct de sudur ă este necesar s ă se respecte urm ătoarele condi ții :
– trimiterea curentului electric în circuit s ă se facă după ce piesele au fost bine strânse între electrozi
– întreruperea circuitului electric s ă se realizeze atunci când for ța de strângere are valori mari, ceea
ce asigură r ăcirea și întărirea punctului de sudur ă. Aceste condi ții sunt prinse într-o diagram ă de
funcționare a oric ărei mașini de sudat prin puncte (fig. 5.46, a). Diagrama se ridic ă în coordonatele
timp t – forță de apăsare P, intensitate I. Cele dou ă condiții amintite se respect ă prin apari ția unor
intervale de timp și anume : t s – timpul necesar strângerii, t î – timpul de înc ălzire, t r – timpul de
refulare f ără trecerea curentului și td – timpul de desfacere al pieselor dintre electrozi. Durata unui
ciclu T, variaz ă de la câteva frac țiuni de secundă la câteva secunde, alimentarea ma șinii și comanda
ciclului de lucru realizându-se în ultimul timp el ectronic, prin tiristori. În unele cazuri se folose ște o
diagramă (ca cea din fig. 5.46 b), ce diferă de precedenta, prin aceea c ă spre sfâr șitul procesului de
sudare for ța de apăsare prezint ă un maximum. Aceast ă mărire a for ței de apăsare ajut ă la forjarea
punctului de sudur ă cald, îmbun ătățindu-i propriet ățile mecanice.
Regimul de sudare cuprinde ca principale elemente: densitatea de curent, durata și apă sarea.
Se deosebesc dou ă tipuri de regimuri de sudare (Tabelul 5.21) :

Tabelul 5.21
Parametrii regimului de sudare prin puncte a o țelurilor cu pu țin carbon

regim moale
regim tare [dur] s grosimea materi alului, [mm]
d diametrul elec trodului, [mm]
P forța, [daN]
Is, intensitatea, [A]
t durata, [s]
P forța, [daN]
Is, intensitatea, [A]
t durata, [s]
φ diametrul punctului de sudur ă, [mm]
0,5
1
2 3
4
5 8 4 5 7 9
11 13 19 60
100 200 300
380
450 2000 3000 5000 8000
10000 12000 0,2 0,4
1 2
3,2 4,5 150 250 500 800
1250 1700 3700 4000 8000
14000 19000
24000
28000 40000 0,04
0,1 0,3 0,6
0,9
1,4
3 4 5
6,6 8,5
10,5 12,5
18
pentru s < 3 mm s 5 d= [mm] k = 3 pentru s < 7,5 [mm]
pentru s ≥ 3 mm [mm] k = 2 pentru s ≥ 7,5 [mm] k s 2 d+ =

Fig. 5.46. Diagrame de func ționare ale unor maș ini de sudat prin puncte

– regimuri moi caracterizate prin durat ă mare (1,5 … 3 s), densitate de curent mic ă (70 … 160
A/mm2) și apăsare mică (5 daN/mm2). Ele sunt utilizate la sudarea pieselor din o țel cu con ținut
redus de carbon ș i din oțel călibil, cu grosime în general mare ( > 1 mm);
– regimuri tari caracterizate prin durat ă mică (0,02…1,5 s), densit ăți de curent mari (160…40C
A/mm2) și apăsări mari (>5 daN/mm2). Aceste regimuri se folosesc pentru sudarea pieselor din
oțeluri inoxidabile, aluminiu ș i aliajele sale ș i table foarte sub țiri.
Electrozii de sudare au de obicei form ă cilindric ă cu capetele te șite conic. În unele cazuri,
funcție de tipul îmbin ării realizate, este necesar s ă se foloseasc ă alte tipuri de electrozi (fig. 5.47).
În unele cazuri, când accesul electrozilor la metalul de baz ă este posibil numai dintr-o parte,
sau când dorim dublarea productivit ății, se utilizeaz ă sudarea prin puncte în serie (fig. 5.48).
Alteori, în scopul cre șterii productivit ății, se apeleaz ă la mașini cu mai multe perechi de electrozi
care lucreaz ă simultan, în paralel.
b. Sudarea prin puncte, cu reliefare prealabil ă. La acest procedeu de sudare electrozii
sunt înlocui ți cu două plăci între care sunt prinse piesele care se sudeaz ă ; curentul de sudare trece,
de regulă, între por țiunea plat ă a unei piese și câteva proeminen țe aflate pe cealalt ă piesă
(fig. 5.49 a) sau între suprafaț a inferioară bombată a proeminen ței realizată anticipat pe o pies ă și
suprafața piramidală superioara a relief ării unei alte piese (fig. 5.49 b). În ambele cazuri suprafe țele
inițiale de contact electric între piese sunt foarte mici, conducând la densit ăți foarte mari de curent,
mai ales la folosirea unor regimuri dure, ceea ce permite, uneori, sudarea simultan ă, reciproc ă, a
unor pachete de table suprapuse, cu în ălțimea total ă de peste 100 mm.
Acest procedeu se folose ște, în prezent, în întreprinderile electrotehnice, la fabricarea
miezurilor din tole. Faptul c ă tablele au pe o parte o pelicul ă de vopsea nu constituie un impediment
la sudare, întrucât aceasta crap ă în timpul relief ării, făcând posibil ă trecerea curentului prin zonele
reliefate, prin sec țiuni foarte mici. Re liefarea se realizeaz ă prin ș tanțare, odată cu decuparea tolelor,
având geometria recomandat ă în tabelul 5.22 și figura 5.49, c.

Fig. 5.47. Tipuri de electrozi utilizaț i la sudarea prin puncte

Fig. 5.48. Sudarea cu electrozi în serie.

Fig. 5.49. Sudarea prin puncte, cu reliefare prealabilă :
a – modul operator la sudarea a dou ă piese; b – sudarea pachetelor de piese;
c – geometria relief ării și a zonei active a ștanței de reliefat.

Avantajul principal al acestui procedeu de sudare const ă în productivitatea sa ridicat ă,
rezultând din faptul c ă foarte multe puncte de sudură – sau toate câte sunt necesare la ansamblul
respectiv – sunt executate în acela și timp.

Tabelul 5.22
Geometria unei îmbin ări sudate prin puncte în relief
și parametri tehnologici recomanda ți (pentru fiecare punct)
Dimensiuni, în mm (fig. 49, c) 1 punct 2 … 3 puncte minimum 4 puncte
s d h L punct p,
[daN] Is,
[kA] t,
[s] p,
[daN] Is,
[kA] t,
[s] p,
[daN] Is,
[kA] t,
[s]
0,5 1,75 …
2,3 0,5 … 0,6 4 3,5 60 4,4 0,06 60 3,8 0,12 40 2,9 0,12
0,8 2,5 …
2,8 0,6 … 0,9 5,5 4,3 100 6,6 0,06 60 5,1 0,12 50 3,8 0,22
1 2,8 …
1 0,7 … 1 7 4,5 150 8 0,1 95 6,0 0,2 70 4,3 0,3
1,5 3,8 … 4 0,9 … 1,1 9,5 5,7 230 10,3 0,2 165 7,6 0,4 150 5,3 0,5
2 4,6 …
4,8 1 … 1,2 11 7 360 12,0 0,28 240 8,9 0,56 210 6,5 0,68
2,5 5,5 …
5,8 1,2 … 1,3 12,5 9 500 13,6 0,34 330 10,2 0,7 300 7,7 0,9
3 6,8 1,4 … 17,5 11 650 14,5 0,4 430 11,0 0,9 400 9,0 1,2

Fig. 5.50. Sudarea prin puncte cu energie înmagazinat ă

În plus, posibilitatea utiliz ării pe scar ă largă a dispozitivelor de sudare asigur ă o precizie
ridicată ansamblului sudat ș i o creștere și mai mare a productivit ății.
Mașinile de sudat prin puncte se diferen țiază funcție de modul de ac ționare al electrozilor
(manual, pneumatic, hidraulic, mecanic), de felul în care se coordoneaz ă trimiterea curentului în
circuit în raport cu exercitarea ap ăsării (mecanic, electronic) și de felul sursei de curent folosite. Sub
acest ultim aspect, transformatorul monofazat pr ezentat în schema de principiu este cea mai
răspândită sursă. Totuși, el prezint ă dezavantajul înc ărcării asimetrice a re țelei de alimentare, din

care absoarbe o mare cantitate de energie într-un timp extrem de scurt. Pentru remedierea acestei
situații, alimentarea se poate face prin transformato are trifazice, prin tran sformatoare trifazice și
redresoare uscate (în curent continuu) sau cu energie înmagazinat ă.
Înmagazinarea energiei electri ce se poate face în baterii de condensatori (fig. 5.50), sau în
acumulatoare electromagnetice (bobine).
O categorie aparte de ma șini de sudat prin puncte o constituie ma șinile cu pistolet sau cle ște
de sudat. Aceste maș ini au electrozii fixa ți într-un pistolet sau cle ște mobil, u șor de deplasat în
diferitele locuri ale unor piese mari fixe ( șasiuri, caroserii de automobile, ma șini agricole, avioane
etc.). Transformatorul și instalațiile aferente sunt suspendate de o grind ă, alimentând pistoletul prin
cabluri mobile. For ța de apăsare se exercita pneumatic sau electromagnetic.

Sudarea în linie

Acest procedeu este asem ănător sudării prin puncte, cu deosebire c ă în locul electrozilor se
folosesc role din cupru ap ăsate pe piesele sudate (fig. 5.51, a). Ca și în cazul precedent, rolele sunt
confecț ionate din aliaje de cupru, fiind r ăcite forțat cu apă. Pentru a se coordona în timp forț a de
apăsare, circulaț ia curentului și mișcarea de deplasare a pieselor, în vederea ob ținerii unei
succesiuni de puncte suprapuse, se pot utiliza urm ătoarele scheme de lucru:
– rotirea continu ă a rolelor sub ap ăsare constant ă și menținerea continu ă a curentului de sudare, ceea
ce corespunde unei diagrame de func ționare ca cea din figura 5.51, b ;
– rotirea continu ă a rolelor sub ap ăsare constant ă și deconectarea periodic ă a curentului (impulsuri
de curent), ceea ce corespunde diagramei din figura 5.51, c ;

Fig. 5.51. Sudarea electric ă prin rezisten ță în linie :
1 – piese ; 2 – role ; 3 – transformator.

Fig. 5.52. Exemple de îmbin ări sudate în linie.

– rotirea continu ă a rolelor și modularea curentului prin varia ția apăsării. (rezisten ța de contact
depinde de for ța de apăsare ; v. sudarea prin puncte) ;
– rotirea discontinu ă cu apăsare constant ă și impulsuri de curent în timpul opririi.
Dintre schemele prezentate, o r ăspândire mare o are rotirea continu ă cu deconectarea
periodică.
Domeniul de aplicare . Sudarea în linie are un domeniu de r ăspândire mai restrâns decât
sudarea prin puncte din cauza unor dificult ăți de ordin mecanic în aplicarea ap ăsării și din cauza
uzurii rolelor. Procedeul se folose ște la sudarea pieselor cu gr osime sub 3 mm, în cazul când se
urmărește realizarea etan șeității, ca de exemplu rezervoare de co mbustibil pentru autovehicule
(fig. 5.52, a), ț evi sau a rezisten ței mecanice sporite (carcase, profile sudate, fig. 5.52, b).
Regimurile orientative de lucru se prezint ă în tabelul 5.23.
Tabelul 5.23.
Regimul de sudare în linie a pieselor din oț el carbon
grosimea
pieselor s,
în mm forța de
apăsare,
în daN intensitatea
curentului,
în A durata
impulsului,
în s durata pauzei,
în s viteza,
în m/min
0,5 250 10.600 0,02 …0,04 0,04 2,30
0,8 340 13.000 0,02 … 0,06 0,04 2,10
1 400 15.000 0,04 … 0,06 0,04 1,90
1,5 525 17.500 0,04 … 0,08 0,06 1,70
2 675 21.000 0,06 … 0,12 0,08 1,50
2,5 800 26.000 0,08 … 0,14 0,10 1,30
3 950 30.000 1,10 … 0,20 0,16 1,10

5.13.3. Alte procedee de sudare prin presiune la cald

Sudarea, prin presiune la cald se poate realiza și prin alte procedee de sudare la care sursa de
căldură poate fi de alt ă natura decât efectul Joul e al curentului electric.
Sudarea prin presiune cu înc ălzire cu flac ără foloseș te ca surs ă de căldură flacăra
oxiacetilenic ă, fiind aplicată pieselor fig. 5.53, unde este re prezentat schematic modul de înc ălzire a
pieselor în cazul câtorva proced ee de sudare prin presiune. S ăgețile marcheaz ă sursa de c ăldură și
direcția de propagare a c ăldurii. Încă lzirea pieselor la diferite proced ee de sudare prin presiune, la
care se poate asigura o înc ălzire uniform ă, prin construirea unor arz ătoare inelare.

Fig. 5.53. Înc ălzirea pieselor la diferite procedee de sudare prin presiune:
a – electric ă prin rezisten ță; b – cu flac ără oxiacetilenic ă; c – electric ă prin induc ție; d – prin frecare

Din cauza dificult ăților de ob ținere a unei temperaturi uniforme, greu controlabile,
procedeul are o folosire restrâns ă.
Sudarea prin presiune cu înc ălzire prin induc ție foloseș te încălzirea pieselor cu ajutorul
unor inductoare cu curen ți de joasă frecven ță. Spre deosebire de procedeul anterior, că ldura se
produce direct în masa materialului pieselor ceea ce constituie un lucru foarte avantajos. În plus,
încălzirea este rapid ă, ușor controlabil ă și se poate suda în mediu protector de gaze.
Procedeul se aplic ă cu succes la sudarea ț evilor pe generatoare.
Sudarea prin presiune cu înc ălzire prin frecare . În acest caz înc ălzirea pieselor se face
prin frecarea lor, pân ă la atingerea temperaturilor necesare reful ării. Pentru aceasta, piesele se
montează într-un dispozitiv în care o pies ă rămâne fix ă, iar cealalt ă se poate roti și deplasa axial,
fiind apăsată pe cea fix ă. Principalii parametri care condi ționează sudarea sunt: for ța de apăsare și
timpul cât piesele sunt în contact.
Acest procedeu de sudare se aplic ă pieselor cu grosime de la 6 la 50 mm de preferin ță bare
sau țevi. Temperatura de suda re, care e relativ joas ă, permite obț inerea unor îmbin ări sudate de

foarte bun ă calitate pentru numeroase materi ale metalice, putându-se realiza și sudarea unor piese
din două materiale diferite.
Sudarea prin presiune cu arc electric de scurt ă durată. La acest procedeu, aplicabil la
sudarea capetelor unor tije pe table sau țevi, se folosește un arc electric de scurt ă durată, amorsat
între capătul tijei care se asambleaz ă și cealaltă piesă, urmat de ap ăsarea tijei, ceea ce are drept
rezultat îmbinarea sudat ă.
Arcul electric pentru sudare se poate produce prin desc ărcarea unei baterii de condensatoare
sau prin alimentarea de la o surs ă de curent pentru sudare, obi șnuită.
Schema de principiu a pr imei variante este asem ănătoare cu cea a sud ării prin puncte cu
energie înmagazinat ă cu deosebirea că în acest caz, între piesel e de sudare se amorseaz ă un arc
electric. Întreg procesul de sudare propriu-zis ă durează în jur de 15 milisecunde, timp în care bateria
se descarc ă iar tija sub țiată la capătul de sudat se apropie de plac ă sub acț iunea unei for țe de apăsare
furnizata de un arc.
Adâncimea de p ătrundere în plac ă este de 0,1 … 0,3 mm, iar grosimea materialului topit
între tijă și placă are aproape aceea și valoare.
Prin aceasta variant ă se pot suda piese de tipul tijelor, cu diametrul până la 6 mm, pe pl ăci
relativ sub țiri, ceea ce corespunde mecanicii fine , electronicii sau automaticii.

Fig. 5.54. Etapele sud ării prin presiune cu arc electric de scurt ă durată

Cea de a doua variant ă, aplicabil ă la sudarea unor tije mai groase, are o schem ă de principiu
asemănătoare, îns ă etapele sud ării sunt diferite (fig. 5.54). Arcul electric se amorseaz ă prin
atingerea tijei de plac ă și retragerea ei. Când topirea pieselor este suficient de avansat ă, tija este
apăsată pe plac ă, iar curentul întrer upt. Sudura se formeaz ă în interiorul unei buc șe din material
ceramic, amplasat ă în capătul pistoletului de sudare. Timpul necesar sud ării propriu-zise (amors ării
și arderii arcului electric) este variabil, func ție de diametrul tijei sudate, fiind cuprins între 150 și
500 milisecunde.

Sudarea prin presiune cu arc electric rotitor . Acest procedeu este aplicabil, de regul ă,
sudării cap la cap a țevilor din o țel, cupru, aluminiu, nichel și din aliajele acestora. Se amorseaz ă un
arc electric între capetele pieselor de sudat, aflate la o distan ță de aproximativ 2 mm (fig. 5.55).
Arcul cap ătă o mișcare de rota ție cu ajutorul unui câm p magnetic creat de dou ă bobine care
înconjoar ă piesele de sudat. În procesul de înc ălzire al celor dou ă piese se disting dou ă etape și
anume: o prim ă etapă de aprindere și stingere repetat ă a arcului și o a doua etap ă, de rotire foarte
rapidă a arcului între capetele pieselor. Durata etapei a doua este determinat ă de timpul necesar
încălzirii capetelor pieselor pe întreaga lor suprafa ță frontală, până la atingerea temperaturii de
topire. Dup ă realizarea înc ălzirii suficiente a capetelor are loc ap ăsarea pieselor, prin care se
realizează sudarea lor.

Fig. 5.55. Sudarea prin pr esiune cu arc rotitor:
SCS – sursa de curent pentru sudare ; SCB – sursa de curent pentru alimentarea bobinelor.

5.13.4. Sudarea prin difuzie (fig. 5.56).

În acest caz interac țiunea la nivel atomic dintre cele dou ă materiale de sudat este
concretizat ă în difuzia reciproc ă prin suprafaț a de separare. Prin aplicarea unei presiuni din exterior
asupra pieselor se realizează o deformare plastic ă la nivel microscopic a suprafe țelor de contact
dintre acestea. Pentru accelerarea pro cesului de difuzie piesele se înc ălzesc la o temperatură de
aproximativ 60 … 80% din temperatur a de topire, folosindu-se de regul ă sisteme cu induc ție.
Procesul de sudare are loc în vid sau în atmosfer ă de gaz protector, ceea ce favorizeaz ă difuzia.

Fig. 5.56. Sudarea prin difuzie

Cu cât temperatura de încălzire este mai mare, cu atât forț a de presare ș i timpul de menț inere
sunt mai mici.
Sudarea prin difuzie poate fi utilizat ă la sudarea o țelurilor carbon sau aliate, a metalelor
neferoase și a aliajelor acestora și la sudarea unor cupluri de mate riale greu sudabile prin alte
procedee, ca de exemplu, o țel-aluminiu, cupru-o țel, metal-sticl ă, metal-material ceramic etc.

5.13.5. Sudarea prin presiune la rece

Unele procedee de sudare se pot realiza la temperaturi obi șnuite, fără încălzirea materialelor
sudate. Din aceast ă categorie fac parte :
Sudarea prin deformare plastic ă la rece , procedeu care const ă în apăsarea pieselor una
spre cealalt ă astfel încât s ă se asigure întrep ătrunderea materialului lor și realizarea sudurii.
Sudabilitatea metalelor la rece depinde de plasticitatea lor și de starea suprafe țelor în contact. În
funcție de tipul îmbin ărilor realizate, sudarea prin ,deformare plastic ă la rece se poate face cap la
cap (fig. 5.57, a), sau prin suprapunere (fig. 5.57, b). Procedeul se aplic ă pieselor din aluminiu sau
cupru ca de exemplu, la suda rea conexiunilor electrice, a țevilor sudate longitudinal, cutiilor de
conserve și recipienților de diferite tipuri ;
Sudarea prin explozie . Un șoc puternic produs între dou ă piese poate produce o sudare a
lor dacă sunt îndeplinite anumite condi ții. Pentru a se produce sudarea este necesar ă o viteză de
impact foarte mare (120… 200 m/s), produs ă prin detonarea unui exploziv. Pentru a ob ține un efect
însemnat, cele dou ă piese se a șează înclinat (fig. 5.58), unghiul de înclinare având valoarea sub 5°.
Acest procedeu de sudare î și găsește aplicabilitate la ob ținerea tablelor placate (cupru,
nichel, titan, argint pe o țel) cu suprafa ță de la câțiva cm2, la câț iva m2, la efectuarea conexiunilor

cablurilor liniilor de transport a energi ei electrice (din aluminiu sau cupr u) sau în alte locuri, în care
este greu s ă se realizeze o îmbinare sudat ă, fie datorită naturii materialelor, fie datorit ă lipsei
energiei sau manoperei necesare ob ținerii unei suduri prin topire.
Sudarea cu ultrasunete . Două piese strânse între un vibrator și o placă de bază se pot suda
datorită vibrațiilor transversale produse de vibrator (sonotrod). Datorit ă vibrațiilor se produc
fricțiuni locale între suprafe țele în contact, spargerea peliculelor de oxizi, cre șterea local ă a
temperaturii, deforma ții plastice localizate, c eea ce are ca rezultat întrep ătrunderea suprafe țelor în
contact. Schema de lucru (fig. 5.59) corespunde sudării prin puncte sau în linie, apăsarea
exercitându-se pneumatic, hidraulic sau cu ajutorul unui resort.

Fig. 5.57. Sudarea prin deformare plastic ă la rece:
1 – piese sudate ; 2 – matri ță ; 3 – bavur ă ; 4 – canal de bavur ă ; 5 – poanson.

Fig. 5.58. Sudarea prin explozie :
1 – piesă ; 2 – material exploziv ; 3 am ortizor ; 4 – detonator ; 5 – plac ă de bază.

Fig. 5.59. Sudarea cu ultrasunete :
l – piese ; 2 – sonotrod ; 3 – c oncentrator ; 4 – transductor.

Procedeul se aplic ă, în special la sudarea pieselor în form ă de foi. Cel mai bine se sudeaz ă
aluminiul, însă se pot suda ș i alte materiale ca, de exemplu, metalele refractare. Dat ă fiind absenț a
topirii, se ob țin rezultate bune și la sudarea metalelor diferite și chiar a unor metale cu nemetale.
Procedeul constituie solu ția ideală de sudare a unor piese fine pe piese groase, a firelor și a
pieselor delicate, în general, executate din materiale metalic e sau din materiale plastice.

5.14. Structura îmbin ărilor sudate. tratamente term ice aplicate pieselor sudate

La studierea structurilor exis tente într-o îmbinare sudat ă trebuie s ă se ia în considerare atât
structura sudurii propriu-zise provenit ă din solidificarea b ăii de metal topit, cât și cea a metalului de
bază influen țat termic.
Ca urmare a înc ălzirii și răcirii în procesul sud ării se constat ă apariția unor structuri tipice,
diferențiate, funcț ie de distan ța punctelor respective fal ă de axa sudurii (fig. 5.60). În vecin ătatea
sudurii, acolo unde temperat ura a atins valori mari ș i s-a produs supraînc ălzirea austenitei, este
posibilă formarea unei structuri Widmanstätten. Se succed apoi zone cu gr ăunți fini, specifice
structurilor de normalizare, apoi zone cu stru cturi confuze specifice temperaturilor atinse.
În funcție de compoziț ia chimică a oțelului și de viteza de r ăcire este posibil s ă se produc ă și
constituen ți de călire.
Rezultă de aici că în ansamblu, îmbinarea sudat ă, prin existen ța în ea a unor structuri foarte
diferite – dintre care unele extrem de periculoase reprezint ă o îmbinare susceptibil ă la o rupere
fragilă, atât în zona sudurii cât ș i în cea învecinat ă.
Pentru a se preveni distrugerea pieselor sudate este necesar s ă se aplice acestora tratamente
termice corespunz ătoare. Astfel, pentru corectarea structurilor și ameliorarea propriet ăților
mecanice ale cus ăturilor sudate (în special tenacitatea) se aplic ă recoacerea de normalizare. În
cazurile în care prin normalizare ar ap ărea pericolul deform ării ansamblului sudat sub ac țiunea
tensiunilor produse la r ăcirea în aer și de mărire a durit ății cusăturii sudate, se aplic ă recoacerea
completă. În alte cazuri, pieselor sudate li se aplică doar o recoacere de detensionare.

Fig. 5.60. Microstructura unei îmbin ări sudate :
1 – structur ă dendritic ă a sudurii (structur ă de turnare) ; 2 – structur ă cu grăunți mari, de
supraîncălzire ; 3 – structur ă cu grăunți fini (de normalizare) 4 – structur ă a materialului de baz ă,
neinfluen țat termic.

De regulă, tratamentele termice ale structurilor sudate se evit ă datorită costului lor ridicat.
Se preferă luarea în timpul sud ării a tuturor m ăsurilor care conduc la sc ăderea energiei liniare
introdusă în sudarea fiec ărui strat, la sc ăderea volumului b ăii de metal topit și a contrac țiilor.
În ultimă instanță, tratamentelor termice aplicate sudurilor li se prefer ă preîncălzirea
componentelor supuse sud ării.
O atenție deosebit ă se acord ă acestor aspecte, mai ales în cazul o țelurilor cu con ținut mediu
și ridicat de carbon, ca și oțelurilor aliate, ce au sudabilitate sc ăzută.
Pentru mic șorarea pericolului de fisurare, piesele cu con ținut mediu de carbon se
preîncălzesc la 200 … 300°C, iar cele cu con ținut ridicat de carbon, la 300…350°C. Sudarea se face
(cu electrozi bazici de mare rezisten ță) în straturi sub țiri, pentru a se introdu ce în materialul de baz ă
o energie liniar ă cât mai mic ă, în cicluri repetate.
În ambele cazuri, înainte de r ăcirea pieselor se face o reco acere la temperatura de
675 … 700°C, cu r ăcirea în cuptor pân ă la 100 … 150°C, iar apoi în aer. Stabilirea prin calcul a
temperaturilor de preînc ălzire și a celei de recoacere este relativ complicat ă.
Unele calit ăți de oțeluri aliate sunt sudabile, dup ă o preîncălzire conform indicaț iilor date de
standardele materialelor respectiv e, sau conform unui calcul relativ complicat, în baza unei metodici
elaborate de I.I.S. În afar ă de tratamentul termic corespunz ător, la sudarea acestor o țeluri se iau
măsuri de alegere a electrozilor având compozi ție chimic ă și propriet ăți mecanice similare cu cele
ale metalului de baz ă. Măsurile de precau ție enumerate anterior se iau cu aten ție mărită, cu atât mai
mult cu cât elementele de aliere sunt în cantitate mai mare.

5.15. Defectele îmbin ărilor sudate

5.15.1. Generalităț i
Sudura, ca rezultat al unor procese complexe de natur ă fizică, chimic ă, metalurgic ă, este
susceptibil ă la apari ția unor defecte foarte vari ate. Aceste defecte afecteaz ă atât metalul cus ăturii,
cât și cel aflat în zona învecinat ă (ZIT). Datorit ă numărului mare de fact ori care afecteaz ă formarea
cusăturii, defectele sudurilor sunt foarte diferite, de pinzând de felul procedeului de sudare, de natura
metalului de baz ă, de tipul îmbin ării sudate etc.
Se consideră defect al sudurii orice abatere de la con tinuitatea, forma, dimensiunile, aspectul
exterior, structura și compozi ția chimic ă, prescrise pentru cusătur ă, în normative sau caiete de
sarcini, conducând în final la o diminuare a rezisten ței mecanice a sudurii sau afectând înt r-altfel, în
mod defavorabil, comportarea în exploatare a îmbin ării sudate.

Noțiunea de defect al sudurii este conven țională și relativă. În funcț ie de normativele
considerate sau de condiț iile tehnice contractuale, aceea și abatere poate constitui uneori un defect
inadmisibil, alteori un defect admisibil sau remediabil.
Natural, că în cadrul manualului de fa ță nu este posibil s ă se treacă în revist ă toate defectele
posibile. Din considerente de ordin practic, se vor trata în continuare cât eva tipuri de defecte,
cauzele care le produc și soluț iile pentru evitarea apari ției lor. Din acelea și considerente se vor trata
aici și deforma țiile pieselor sudate, care se refer ă nu numai la cus ătura sudat ă respectiv ă, ci și la
întreaga construc ție sudată.

5.12. Tensiuni ș i deforma ții în piesele sudate

În urma procesului de sudare, în piesele asamblate î și fac apari ția tensiuni interne, ce au o
importanță deosebita în privin ța bunei funcț ionări a ansamblului respectiv.
Tensiunile la sudare se clasific ă după provenien ța lor, în:
– tensiuni termice, cauzate de încă lzirea și repartizarea neuniform ă a căldurii;
– tensiuni structurale, apărute ca urmare a travers ării punctelor de transformare ale aliajelor în
timpul înc ălzirii și răcirii pieselor; tensiunile structurale sunt înso țite întotdeauna de tensiuni
termice.
Din punctul de vedere al duratei lor, tensiunile pot fi:
– tensiuni temporare (de scurt ă durată);
– tensiuni remanente (care persist ă și după răcirea piesei sudate).
Tensiunile termice apar ca urmare a ciclului termic la care este supus ă piesa sudat ă.
Temperaturile atinse în dive rse puncte ale piesei pot s ă aducă materialul în stare plastic ă, deci
tensiunile care apar în acest domeniu vor putea provoca piesei, deforma ții plastice remanente. În
cazul în care tensiunile ac ționează în domeniul elastic deforma țiile se resorb dup ă răcirea totală a
piesei sudate.
Tensiunile structurale apar ca urmare a travers ării punctelor de transfor mare ale aliajului în
timpul înc ălzirii și răcirii pieselor sudate. În cazul metalelor aflate în stare plastic ă, schimb ările de
volum nu sunt înso țite de apari ția tensiunilor. În momentul sud ării, straturile de metal din
vecinătate, în cazul o țelului, sunt aduse la temperatura punctului Ac 1 și apoi la cea a punctului Ac 3.
Transformarea austenitică este înso țită de o micș orare a volumului (curba 1 în figura 5.61). La
răcirea înceat ă, descompunerea austenitei are loc la aceea și temperatură , apărând o cre ștere a
volumului f ără însă a se produce tensiuni (curba 2). La r ăcirea rapid ă sau în cazul unui o țel cu
elemente de aliere, aceast ă schimbare de volum are loc la temperaturi mai sc ăzute (curba 3).

Descompunerea austenitei începe la temperaturi mai joase, rezu ltatul ei fiind produse de tip
martensitic sau asem ănătoare, trecerea fiind înso țită de o sensibilă cre ștere de volum. Aceste
schimbări de volum la temperaturi sc ăzute, când aliajul se afl ă în domeniul elastic, vor fi înso țite de
tensiuni – numite tensiuni structurale.
Această dilatare bruscă are loc în faza în care cus ătura și zona înconjur ătoare se contract ă,
fiind sub ac țiunea unor eforturi unitare de înti ndere foarte mari; de aceea în cus ătură și în metalul de
bază se pot forma crăp ături.

Fig. 5.61 Modifică rile de volum produse la înc ălzirea și răcirea oțelului în timpul sudării

Acțiunea simultan ă a încălzirii neuniforme, a contrac ției metalului cus ăturii și a
modificărilor structurale în zona influen țată termic, pot crea în pies ă o stare tensională complex ă,
care este cu atât mai periculoas ă, cu cât cusăturile sunt dispuse mai nera țional în spa țiu și cu cât
forma piesei este mai complicat ă. În timpul exploatării piesei tensiunile proprii se adun ă la
tensiunile care apar în pies ă sub acțiunea sarcinilor exterioare, a șa încât dep ășesc rezisten ța la
rupere a metalului, provocând o ruptur ă.

5.15.3. Prevenirea si combaterea tensiunilor interne și a deforma țiilor

Prevenirea și combaterea tensiunilor interne și a deforma țiilor este posibil ă printr-o serie de
măsuri cu caracter constructiv sau tehnologic.
Măsuri constructive. Pe baza unor determin ări experimentale sau prin calcul se stabilesc
valorile tensiunilor remanente pentru îmbin ări sudate tipice sau pentru piese simple. Ținându-se
seama de aceste rezultate, în cazul conc ret al pieselor, se alege acea construc ție care asigur ă o
repartizare cât mai uniform ă a tensiunilor interne, ț inându-se seama de urm ătoarele recomand ări :
– se vor evita piesele excentrice sau cu elemente nesimetrice;
– așezarea elementelor piesei sau formarea sec țiunii se realizeaz ă în aș a fel încât suma momentelor

volumelor de metal depus fa ță de axa de simetrie s ă fie zero sau cât mai aproape de aceast ă valoare
(fig. 5.62, a);
– unele sec țiuni asimetrice, care se execut ă cu două cusături, pentru echilibrare, se pot realiza cu o
cusătură continuă și una discontinu ă (fig. 5.62, b).
Măsuri tehnologice :
– preîncălzirea pieselor, pentru înlă turarea neuniformit ății încălzirii și reducerea vitezei de r ăcire. Se
aplică mai ales la piesele din o țel cu mult carbon, o țel aliat, font ă etc. Preîncă lzirea se poate realiza
prin induc ție, cu flac ără oxiacetilenic ă, în cuptoare etc.;
– tratamentul termic de recoacere de detensionare dup ă sudare în vederea înlă turării tensiunilor
interne produse la sudare, precum și a celor de la prelucr ările precedente ;
– ciocănirea cus ăturii sudate pentru echilibrarea tensiunilor interne ;
– încălzirea uniform ă a piesei în timpul sud ării și egalizarea deforma țiilor prin anumite metode de
depunere a metalului (fig. 5.63); – deformarea invers ă a elementelor construc ției sudate (fig. 5.64);
– fixarea rigid ă a pieselor în timpul sud ării prin puncte de sudur ă sau prin prinderea lor în
dispozitive de sudare etc.

Fig. 5.62. M ăsuri constructive pentru evitarea apari ției tensiunilor și deforma țiilor

Fig. 5.63. Metode de realizare a cus ăturilor sudate ale tablelor groase :
a – sudarea întreruptă ; b – sudarea în cascad ă; c – sudarea succesiv ă pe ambele p ărți;
1 … 7 – ordinea depunerii metalului de adaos.

5.15.4. Cr ăpături în piesele sudate

Dintre defectele îmbin ărilor sudate, cr ăpăturile (fisurile) reprezint ă defecte deosebit de
importante prin efectele pe car e le pot avea asupra rezisten ței mecanice și integrității construcț iei
sudate. Clasificarea cr ăpăturilor se face, de obicei, dup ă temperatura la care ele se produc. Aceast ă
clasificare, deși foarte util ă, este mai pu țin precisă, pentru c ă, de fapt, fisurarea se poate produce la
orice temperatur ă.

Totuși se face o distinc ție netă între crăp ăturile denumite crăp ături la cald, ce apar deasupra
temperaturii de circa 900°C, sunt intercristaline și cu culori închise, asem ănătoare celor de revenire
și crăpăturile la rece, ce se produc sub circa 600°C și sunt intracristaline.
Pentru formarea fisurilor sunt necesare dou ă condiții :
– existența unui câmp de tensiuni, reduse în principal la eforturi de trac țiune;
– prezența unei eterogenităț i.
Necesitatea tensiunilor este evident ă : formarea unei fisuri implic ă deplasarea relativ ă a unor
porțiuni vecine din masa metalic ă. Condiția de eterogenitate se introdu ce natural, pentru faptul c ă
metalul și – în particular o țelul, considerate la scar ă microscopică sunt suficient de plastice pentru a
permite deforma ția corespunz ătoare deschiderii fisu rii. Aceasta din urm ă se va forma într-un loc
precis, în care plasticitatea metalului este local diminuat ă sau în care rezisten ța la tracțiune este
anormal de mic ă. Eterogenitatea în cauz ă poate fi de natur ă chimică, structural ă sau mecanic ă.
Fisurarea la cald este cunoscut ă din turn ătorie: oțelul turnat este în particular sensibil la acest
redutabil defect de turnare, dificil de evitat. Pe lâng ă mecanismul de formare a fisurilor la cald, deja
cunoscut, în suduri este posib il ca în ultimele cantit ăți de metal lichid ce se solidific ă să se formeze
eutectice pe baz ă de sulf, siliciu sau alte elemente, care au un punct de topire sc ăzut
(chiar sub 1000°C).
Eutecticii ră mân în stare lichid ă un anumit timp dup ă solidificarea o țelului și, dacă își fac
apariția tensiuni interne, este posibil s ă se formeze fisuri. Fisurarea la rece se produce pe baza
tensiunilor ap ărute în timpul transform ărilor structurale sau din cauza gazelor dizolvate în metal.
Fără a putea afirma c ă hidrogenul este cauza efectiv ă a fisurării la rece, trebuie remarcat faptul c ă
acest element gazos poate fi un import ant factor de favorizare a fisur ării.
Atmosfera gazoasă care înconjoar ă baia de metal topit con ține întotdeauna hidrogen, iar în
unele cazuri (electrod cu înveli ș ce conț ine materii organice) chiar foarte mult. Metalul lichid
absoarbe inevitabil hidrogen. În paralel se va produce și absorbția azotului care va fi considerabil ă
ținând seama de faptul c ă solubilitatea acestor gaze în fier cre ște puternic cu temperatura
(fig. 5.65). În cursul solidific ării și răcirii ulterioare, solu ția va rămâne suprasaturat ă; azotul se va
degaja foarte dificil ca urmare a tendin ței sale de a forma nitruri. Hidrogenul, dimpotriv ă difuzeaz ă
rapid deasupra temperaturii de 500°, în timp ce la temperaturi mai joase difuziunea la distan ță mare
devine neglijabil ă. La temperatur ă joasă, hidrogenul atomic difuzeaz ă pe distan țe scurte c ătre
golurile re țelei (disloca ții și microporozit ăți) unde formeaz ă molecule de hidrogen care nu mai pot
practic să difuzeze. În cazul unei suprasatur ări puternice se poate produce o cre ștere a presiunii
suficient de mare, pentru ca ap ăsarea datorată ei s ă depășească rezisten ța la rupere la trac țiune a
materialului respectiv și să apară fisura. Propagarea în continua re a microfisurii nu mai este
posibilă, deoarece presiunea hidrogenului scade repede în timpul fisur ării; aceasta explic ă de ce spre

deosebire de cr ăpăturile la cald care au o lungime mare (milimetri sau zeci de milimetri), cr ăpăturile
la rece sunt de fapt microfisuri de câteva zecimi de milimetru lungime.

Fig. 5.64. Realizarea unei construc ții sudate f ără deformaț ii,
prin deformare invers ă a pieselor sudate :
1, 2 – piesele sudate.

Fig. 5.65. Varia ția solubilit ății hidrogenului ș i azotului în fier
L – starea lichid ă; α, β, δ – starea solidă a Fe.
Pentru prevenirea apari ției crăpăturilor la cald se pot adopta urm ătoarele m ăsuri :
– limitarea con ținutului de sulf al o țelului la maximum 0,025% ;
– alegerea corect ă a regimurilor de sudare (o intensitate prea mare duce la înc ălzirea excesiv ă
a băii de metal topit, m ărind diferenț ele de temperatură, ce duce la accentuarea tensiunilor
interne);
– utilizarea preînc ălzirii.
Pentru prevenirea apari ției crăpăturilor la rece se pot adopta urm ătoarele m ăsuri :
– micșorarea con ținutului de hidrogen din jurul b ăii de metal topit prin utilizarea unor
electrozi lipsi ți de umiditate, curăț irea pieselor ce urmeaz ă a se suda de ap ă, pete de grăsimi
sau alte produse organice, sudar ea în mediu protector de gaze ;
– micșorarea tensiunilor structurale prin reducerea vitezei de r ăcire ca urmare a preîncălzirii.
Având în vedere faptul că multe crăp ături au caracter superficial, se recomand ă curățirea
cusăturilor sudate și a zonelor învecinate, prin polizare.

5.15.5. Alte defecte

În cus ăturile sudate se pot forma nenum ărate alte defecte, cauzate de :
– p ătrunderea gazelor în cusătur ă (pori ș i sufluri) ;
– p ătrunderea unor substanț e străine (incluziuni nemetalice sau metalice)
etc. (v. STAS 7084-81).

Evaluare

1. Sudabilitatea o țelurilor depinde în primul
rând de: a.
compoziția chimică;
b. structura cristalin ă;
c. natura materialului de adaos;
d. natura înveli șului electrodului de sudură;
e. prezența gazelor protectoare.
2. Care din urm ătoarele procedee de sudur ă se
utilizează pentru sudarea pieselor foarte
groase (1000 mm)? a.
sudarea manuală cu arc electric;
b. sudarea cu flacăr ă oxiacetilenic ă;
c. sudarea în baie de zgur ă;
d. sudarea cu termit;
e. sudarea cu fascicul de electroni.
3. Care din urm ătoarele procedee se utilizeaz ă
pentru sudarea în atmosferă de gaze protectoare? a.
sudarea cu termit;
b. sudarea în mediu de hidrogen atomic;
c. sudarea automat ă sub strat de flux;
d. sudarea prin presiune în puncte și linie;
e. sudarea cu plasm ă.
4. La sudarea cu plasm ă, sursa de c ăldură
necesară topirii este:
a.
energia chimic ă;
b. energia radia țiilor electromagnetice (laser)
c. energia ultrasunetelor;
d. energia electric ă;
e. energia radia țiilor corpusculare (fascicul
de electroni).