Master: Ingineria Sudării Materialelor Avansate [612879]

Universitatatea TRANSILVANIA din Brașov
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor
Departamentul de Ingineria Materialelor și Sudură
Master: Ingineria Sudării Materialelor Avansate

TOMA N.Silviu Nicolae

Cercetări privind creșterea
rezistenței la oboseală a
cordoanelor cap la cap la
poduri de C.F.

0 PROIECT DE DISERTAȚIE 0

2018

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

2
Cuprins:
Capitolul 1 Materiale întrebuințate la fabricarea p odurilor ……………………..4
1.1 Poduri …………………………………………… …………………………………………… ……………………………..4
1.1.1 Elementele geometrice ale podurilor ………………………………………….. …..5
1.1.2 Clasificarea podurilor ………………………………………….. ………………………………6
1.2 Evoluția metalului utilizat la fabricarea podurilor …………………. 12
1.2.1 Poduri din fonta ………………………………………….. …………………………………………… .. 13
1.2.2 Poduri din fier pudlat și oțeluri de convert izor …………………… 13
1.2.3 Poduri din oțel moale ………………………………………….. ………………………………….. 14
1.2.4 Poduri metalice cu calităŃi ale oțelului supe rioare ……………….. 15
Capitolul 2 Sudabilitatea materialelor și procedee de sudare utilizate
la fabricarea podurilor ………………………………………….. …………………………………………… …….. 16
2.1.Sudabilitatea ………………………………………….. …………………………………………… ……………… 16
2.2.Sudabilitatea oțelurilor ………………………………………….. ……………………………………. 18
2.3.Procedee de sudare pentru oțelurile destinate r ealizării
podurilor metalice ………………………………………….. …………………………………………… ……………. 22
2.3.1. Procedeul de sudare MIG/MAG ………………………………………….. ……………………. 22
2.3.2. Sudarea prin topire cu arc electric și elect rozi înveliți … 27
2.3.3 Sudarea bolŃurilor cu arcul electric ………………………………………….. ….. 35
Capitolul 3 Cercetari privind creșterea rezistenței la oboseală a
cordoanelor cap la cap la poduri de C.F. ………………………………………….. ……………… 39
3.1 Descrierea materialului de bază ………………………………………….. …………………….. 39
3.2 Materialul de adaos ………………………………………….. …………………………………………… …. 43
3.3 Echipament folosit la sudare ………………………………………….. …………………………… 45
3.4 Dispozitiv folosit la frezarea cordonului cap l a cap …………………….. 48
3.6 Specificația tehnică de sudare …………………………………………… ………………………. 49
3.7 Control nedistructiv ………………………………………….. …………………………………………… . 53

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

3 3.7.1 Control vizual ………………………………………….. …………………………………………… ……. 53
3.7.2 Control ultrasonic ………………………………………….. ………………………………………… 54
3.8 Control distructiv ………………………………………….. …………………………………………… …… 55
3.8.1 Pregătirea probelor ………………………………………….. ………………………………………. 55
3.8.2 Analiză macrostructurală ………………………………………….. ……………………………. 55
3.8.3 Analiză microstructurală ………………………………………….. ……………………………. 57
3.8.4 Determinarea durităților prin metoda POLDI VI CKERS …………………. 59
Capitolul 4 Concluzii ………………………………………….. …………………………………………… …………. 60

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

4 Capitolul 1 Materiale întrebuințate la fabricarea
podurilor

Primele poduri de cale ferată și de șosea au fost e xecutate
cu nituri; începând cu deceniul al doilea al secolu lui trecut
sudura sAa impus ca mijloc de îmbinare și la poduri . O serie de
accidente au condus la necesitatea unor analize det aliate a
comportării îmbinărilor sudate solicitate la încărc ări
mobile[1].
1.1 Poduri
Pod – ConstrucŃie care susŃine o cale de transport deasupra
unui obstacol, lăsând un spaŃiu liber pentru asigur area
continuităŃii obstacolului traversat.
În multe din cazuri acest obstacol nu este neapărat un rău,
fluviu, etc., ci poate să fie o altă cale de comuni caŃie și în
cazul acesta, podurile se clasifică în:
a) Pasaj inferior – Pod de cale ferată care traverseaz ă o
șosea.
b) Pasaj superior – Pod de șosea care traversează o ca le
ferată.
c) Pod de încrucișare – Pod care asigură încrucișarea la
niveluri diferite a două sau mai multor căi de comu nicaŃie de
același fel.
Sau poate fi o vale, caz în care podurile poartă
denumirea de:
d) Viaduct și se clasifică în:
• Viaduct – pod care traversează o vale adâncă,
înlocuind un rambleu.
• Viaduct de acces – viaduct care face legătura între
terasamente și pod.
• Viaduct de coastă – viaduct în lungul unei coaste d e
munte.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

5 Sau în cazul unei zone amenajate care trebuie evita tă:
e) Pod estacadă – pod având rolul de a ridica o cale de
transport deasupra unei zone de teren amenajată.

Traversarea obstacolelor pot fi făcute pe poduri ca re
susŃin mai multe căi de transport.
În acest caz podurile se clasifică în:
f) Pod combinat – pod care susŃine o șosea și o cale
ferată pe aceeași suprastructură.
• Pod combinat juxtapus – pod combinat la care căile de
comunicaŃie sunt alăturate.
• Pod combinat suprapus – pod combinat la care căile de
comunicaŃie sunt la nivele diferite.
1.1.1 Elementele geometrice ale podurilor
a) Deschiderea podului – proiecŃia pe orizontală a
distanŃei dintre două puncte consecutive de rezemar e teoretică
a infrastructurii pe suprastructură.
b) Lumina unei travei a podului – distanŃa minimă pe
orizontală măsurată între feŃele a două elemente de
infrastructură consecutive.
c) Lungimea totală a podului – distanŃa între feŃele
extreme ale culeelor podului.
d) ÎnălŃimea de construcŃie – diferenŃa de nivel dint re
partea cea mai ridicată a căii (NST) și partea cea mai joasă a
suprastructurii, incluzând și săgeata elastică maxi mă produsă
de încărcările din exploatare.
e) Săgeata elastică – deplasarea măsurată pe vertical ă a
unui punct al structurii podului, care se produce c a și
consecinŃă a deformării elastice a structurii sub a cŃiunea unui
sistem de încărcare.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

6 f) Contrasăgeată – deplasarea pe verticală dată iniŃi al
punctelor unui element principal de rezistenŃă, în sens invers
deformaŃiilor provocate de încărcările care îl acŃi onează [2].
1.1.2 Clasificarea podurilor
1.1.2.1 Clasificarea podurilor in funcție de deschiderea
acestora:
• PodeŃe – pod cu deschidere sau suma deschiderilor s ub 5m.
• Pod mic – pod a cărui deschidere este de 5 – 20m.
• Pod mijlociu – Pod a cărui deschidere maximă este d e 21 –
50m.
• Pod mare – Pod a cărui deschidere maximă este de 51 – 100m
• Pod foarte mare – Pod având cel puŃin o deschidere de peste
100m [2].

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

7 1.1.2.2 In funcție de modul de alcătuire a
suprastructurii, podurile se clasifică:
a) Pod cu grinzi – Pod la care elementele principale d e
rezistenŃă ale suprastructurii sunt grinzi. Grinzil e simplu
rezemate se utilizează pentru deschideri mici, pâna la 25 m, în
timp ce grinzile continue se utilizează pentru desc hideri medii
și mari între 20 – 100 m [2].

Figura 1.1 Pod grinzi cu zăbrele[3 ]
• Pod cu grinzi din beton. Pentru podurile de cale fe rată
se diferenŃiază două tipuri de poduri cu suprastruc tura
alcătuită din grinzi de beton:

Figura 1.2 Pod grinda prefabricate[ 4]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

8 o Cu secŃiune deschisă – între 10630m deschidere
o Cu secŃiune casetată – până la 50m deschidere
• Pod metalic cu grinzi cu inimă plină – deschideri d e 306
50m pentru poduri de cale ferată.
• Pod cu grinzi cu zăbrele – în cazul podurilor de ca le
ferată se utilizează pentru deschideri mijlocii, ma ri și foarte
mari, între 40 – 300 m.
• Pod cu grinzi mixte cu conlucrare – deschideri de 3 0 – 40
m în cazul podurilor de cale ferată
• Pod cu contrafișe.

b) Pod dalat – pod al cărui element principal de
rezistenŃă al structurii este dala. Utilizat pentru deschideri
mici și medii, în cazul podurilor de cale ferată pe ntru
deschideri între 5 – 12 m.

Figura 1.3 Pod dalat [4]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

9 c) PodeŃ

Figura 1.4 Podet alcătuit din tuburi care străbat
transversal rambleul terasamentului [5]

• tubular – podeŃ alcătuit din tuburi care străbat
transversal rambleul terasamentului.
• Ovoidal.
• dalat – podeŃ la care suprastructura este alcătuită
dintr6o dală prefabricată sau monolită din beton ar mat care
reazemă direct pe elementele de infrastructură fără aparate de
reazem. O altă soluŃie structurală a podeŃelor dala te ar fi cea
în secŃiune mixtă oŃel6beton cu structura metalică alcătuită din
platbande.
• din cadre prefabricate 6 podeŃ alcătuit din cadre
prefabricate care străbat transversal rambleul tera samentului.

e) Pod boltit – pod al cărui element principal de
rezistenŃă este bolta.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

10

Figura 1.5 Pod boltit [6]
f) Pod în arc – pod al cărui element principal de
rezistenŃă este arcul. Deschiderile maximale sunt d e 300m pentru
podurile în arc din beton, respectiv de 5506600m pe ntru podurile
în arc din metal.

Figura 1.6 Pod in arc [7]
g) Pod în cadru – pod al cărui element principal de
rezistenŃă este cadru.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

11

Figura 1.7 Pod oțel cadru metalic [9]
h) Pod suspendat – pod ale cărui elemente principal e de
rezistenŃă sunt cablurile sau lanŃurile, tablierul fiind
suspendat de ele prin intermediul tiranŃilor. Desch iderile
pentru aceste tipuri de poduri pot atinge valori de 100062000m.

Figura 1.2 Pod suspendat [6]
i) Pod hobanat – pod al cărui tablier este susŃinut de
cabluri rectilinii oblice. Aceste tipuri de poduri pot deservi
deschideri de până la 900m.[2]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

12

Figura 1.9 Pod hobanat [6]

1.2 Evoluția metalului utilizat la fabricarea podurilor

Ritmul de dezvoltare al construcŃiei de poduri a fo st
direct influenŃat de descoperirea materialelor de c onstrucŃie
noi și performante cum sunt betonul armat și precom primat,
oŃelul, materialele compozite care au condus nu num ai la
abordarea unor tipuri noi de structuri, de neimagin at în trecut,
dar mai ales la realizarea unor poduri ce pot condu ce la
traversări ale unor obstacole de dimensiuni mari.[1 ]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

13
1.2.1 Poduri din fonta

Podurile din fontă, în special cele în arc, permite au să
se acopere deschideri destul de mari cu înălŃimi de construcŃie
relativ mici. Podurile din fontă n6au dat însă rezu ltatele
scontate deoarece utilizarea acestui material neces ită lucrări
complicate și un cost ridicat. În plus, fonta era ș i casantă, cu
rezistenŃe mici la întindere, producându6se multe a ccidente,
ceea ce a făcut ca după o perioadă să fie interzisă la
construcŃia podurilor.[10]

Figura 1.10 Pod din fonta [6]

1.2.2 Poduri din fier pudlat și oțeluri de convert izor

Aparitia acestora ca podurile metalice să atingă deschideri
din ce în ce mai mari și chiar recorduri, așa cum s unt podurile
de cale ferată dublă. Defectele cunoscute ale tehno logiei de
pudlare, prin care se realizează un oŃel cu fiabili tate scăzută,
agravată de fenomenul de oboseală în condiŃiile sar cinilor
dinamice repetate, au făcut ca tablierele mari, rea lizate din
oŃel pudlat, să fie supuse unei urmăriri atente și, cu foarte

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

14 puŃine excepŃii, să fie înlocuite pe măsura apariŃi ei unor
fisuri sau rupturi periculoase.

Figura 1.11 Pod din fier pudlat [6]

1.2.3 Poduri din oțel moale

După realizarea cu succes a podurilor dunărene într e anii
189061895 constructorii de poduri de cale ferată s6 au orientat
cu curaj spre folosirea oŃelului moale la execuŃia tablierelor
metalice, renunŃând complet la oŃelul pudlat.

Figura 1.12 Pod din OL 37 (S235) [9]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

15 1.2.4 Poduri metalice cu calităŃi ale oțelului
superioare
Aceste oteluri sunt calmate, cu granulaŃie fină,
limitând conŃinutul de carbon la maximum 0,22% și d e mangan
între 0,7561,70%.[10]

Figura [1.13] Pod realizat din S355 [11]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

16
Capitolul 2 Sudabilitatea materialelor și procedee de
sudare utilizate la fabricarea podurilor

2.1.Sudabilitatea
Noțiunea de sudabilitate (comportare la sudare) a u nui aliaj
reprezintă o însușire complexă a acestuia, ce deter mină în
condiții de sudare date, capacitatea aliajului de a realiza
îmbinări nedemontabile, care să corespundă condiții lor impuse de
exploatare.
După cum se observă din definiția sudabilității, ac elași
material poate avea o sudabilitate diferită, în fun cție de
condițiile date în care se realizează sudarea.
Din acest motiv se poate defini sudabilitatea sub aspect:
– Metalurgic;
– Tehnologic;
– Constructiv;
– Exploatare;
Sudabilitatea metalurgică este determinată de facto rii
metalurgici (compoziția chimică a metalului care se sudează,
reacțiile care au loc în timpul formării băii metal ice și a
cusăturii, cristalizarea primară și secundară, etc. )
Sudabilitatea tehnologică este determinată de facto rii
tehnologici care pot fi dirijați în mod științific, în funcție
de scopul urmărit. Printre factorii tehnologici car e
influențează sudabilitatea se pot aminti:
– Procedeul tehnologic de sudare și caracteristicile
utilajelor întrebuințate (sudarea cu electrozi înve liți, sudarea
în mediu protector de gaze, sudarea sub strat de fl ux, sudarea
cu flacără oxigaz, sudarea în baie de zgură, cu fas cicul de
electroni, sudarea sub presiune, etc.)
– Parametrii de sudare (intensitatea curentului de su dare,
respectiv puterea sursei termice, tensiunea arcului , viteza de

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

17 sudare, temperatura de preîncălzire a metalului de bază,
dimensiunile, compoziŃia chimică și natura material ului de adaos
, etc.);
– CondiŃiile de mediu în care se execută sudura
(temperatura, umiditatea, curenŃii de aer din mediu l
înconjurător ai zonei în care se sudează);
– CondiŃiile de execuŃie ale sudurii (calificarea
personalului care efectuează lucrarea și conștiinci ozitatea lui,
etc.);
Sudabilitatea constructivă este determinată de fact orii
constructivi stabiliŃi de proiectantul construcŃiei sudate.
Printre acești factori pot fi amintiŃi:
– dimensiunile piesei care se îmbină prin sudare, din tre
care grosimea are rolul dominant;
– poziŃia relativă a sudurilor faŃă de zonele cu soli citări
maxime;
– numărul de straturi prevăzut pentru realizarea îmbi nării
sudate;
– aspectul și natura sudurii, precum și rolul de
concentrator pe care îl are, etc.
Rezultă că, noŃiunea de sudabilitate este relativă și poate
caracteriza un aliaj numai în condiŃii riguros stab ilite. Din
acest motiv, la ora actuală există câteva sute de m etode pentru
determinarea sudabilităŃii. Pentru fiecare categori e de
materiale metalice există prescripŃii și criterii d e apreciere
care diferă de la Ńară la Ńară.
Este important să se reŃină că, această noŃiune de
sudabilitate este dependentă de foarte mulŃi factor i, chiar în
cazul unei singure calităŃi de material. Din acest motiv
calificativul dat unui material ca sudabil, respect iv ca
material cu comportare bună la sudare, se păstrează numai pentru
condiŃiile identice în care a fost executată sudura , precum și
pentru condiŃiile identice de solicitare [12].

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

18
2.2.Sudabilitatea oțelurilor
Nu poate fi apreciată sudabilitatea unui material, dacă
tehnologia de sudare nu a fost corespunzătoare, dac ă materialele
de adaos folosite nu au fost adecvate sau dacă solu Ńia
constructivă nu a fost corectă. Pentru o bună sudab ilitate,
materialul supus operaŃiei de sudare trebuie să aib ă
caracteristici de aptitudine de sudare și de sigura nŃă la
sudare.
Aptitudinea de sudare a unui material este condiŃio nată de
numeroși factori, care determină de fapt proprietăŃ ile
materialului:
– compoziŃie chimică;
– modul de elaborare și de turnare;
– prelucrări termice ulterioare, etc.;
SiguranŃa de sudare cuprinde în noŃiunea ei condiŃi ile
tehnologice de sudare, soluŃiile constructive și co ncepŃia
îmbinărilor sudate.
Factorii care influenŃează sudabilitatea sunt foart e
numeroși, însă în principal se disting cu implicaŃi i directe
următorii:
– factori de natură metalurgică;
– factori de natură constructivă;
– factori de natură tehnologică;
– factori de natură privind exploatarea construcției;
Pentru construcŃia diferitelor aparate, utilaje, ma șini
construcŃii metalice, etc se folosesc oŃeluri neali ate sau
aliate a căror sudabilitate variază în funcŃie de n atura și
conŃinutul elementelor de aliere.

Clasificarea oŃelurilor după sudabilitate este prez entată și
reglementată de STAS 7194699 conform tabelului 2.1.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

19 Tabelul 2.1. Clasificarea oțelurilor după sudabilit ate [12].
Grupa
oțelurilor
din punct de
vedere al
sudabilității Calificativul
sudabilității Garantatrea
sudabilități
i Observații

I A Bună
necondiționată Da Oțeluri cu
sudabilitate
bună garantată
fara condiții
speciale
B Bună condiționată Da Oțeluri cu
sudabilitatea
garantată cu
condiția
respectării
unor măsuri
stabilite
II Posibilă Nu O țeluri cu care
se pot obține
îmbinari sudate
de calitate
corespunzătoare
.
III Necorespunzatoare Nu Oțeluri
nerecomandate
pentru
construcții
sudate in mod
normal nu se
obțin îmbinări
de bună
calitate

Elementul carbon, atât în oŃelurile nealiate realiz ate cât
și în cele aliate, micșorează mult sudabilitatea ac estora. Dacă
conŃinutul de carbon în oŃel este sub 0,25% și dacă elementul de
aliere: mangan, siliciu, nichel, crom, etc. nu depă șește în
total conŃinutul de 1%, oŃelul are o sudabilitate b ună.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

20 Dacă conŃinutul de carbon depășește valoarea de 0,2 5% , iar
celelalte elemente de aliere nu au un conŃinut până la 1%,
sudabilitatea oŃelului nu mai este bună. În cazul c ând
diferitele elemente de aliere în oŃeluri sunt cupri nse între 1
și 3%, pentru ca oŃelul să aibă o sudabilitate bună , conŃinutul
de carbon nu trebuie să depășească limita de 0,20%.
Pentru conŃinutul de elemente de aliere mai mari de 3%, în
redarea obŃinerii unei bune sudabilităŃi să fie și mai mult
micșorat conŃinutul de carbon. De asemenea, este fo arte
important ca oŃelul să fie elaborat în condiŃii cât mai
îngrijite, cu minim de impurităŃi (P și S) sau gaze (O, N și H2)
care nu sunt prinse în relaŃia carbonului echivalen t. În cazul
oŃelurilor în afara carbonului echivalent are o mar e influenŃă
pe lângă conŃinutul de carbon și grosimea materialu lui de sudat.
Dacă valorile acestora cresc simultan, sudabilitat ea descrește.
În aceste cazuri, se recomandă luarea unor măsuri speciale
de preîncălzire la temperaturi de cel puŃin 100˚C, fiind mărită
odată cu creșterea conŃinutului de carbon, a carbon ului
echivalent, precum și a grosimii piesei de sudat. Î n cazul
sudării oŃelurilor cu sudabilitatea necorespunzătoa re,
preîncălzirea se execută până la 450˚C și de asemen ea, se
recomandă să fie executată și între trecerile de su dură.
Materialele greu sudabile, de exemplu fonta, se sud ează la
temperatura de preîncălzire de 6006700˚C, aceste te mperaturi
menŃinându6se și în timpul operaŃiei de sudare.
Grosimea pieselor de sudat are o influenŃă negativă asupra
sudabilităŃii, deoarece o masă metalică prea mare p rovoacă
răcirea mai bruscă a sudurii și a zonei influenŃată termic, ceea
ce la oŃelurile cu conŃinut mărit de carbon și elem ente de
aliere poate da naștere la structuri fragile, tensi uni interne
mari, care pot provoca construcŃiilor sudate fisur i și chiar
ruperi.
Procedeele și regimurile de sudare au de asemenea, o mare
influenŃă asupra sudabilităŃii materialelor. Pentru aprecierea

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

21 practică a sudabilităŃii, în tabelul 2.2 se dă o c lasificare a
diferitelor calităŃi de oŃeluri în funcŃie de conŃi nutul de
carbon și elemente de aliere, oŃeluri folosite pe s cară largă în
construcŃii [12].

Tabelul 2.2. Clasificarea diferitelor calități de s udabilitate,
in funcție de conținutule de carbon și elemente de aliere [12].

Conținutul
elementelor
de
aliere(%) Continutul de carbon al otelurilor(%)
Sudabilitate
bună Sudabilitate
condiționată Sudabilitate
limită Sudabilitat
e
necorespunz
atoare
1
163
>3 0.25
0.20
0.17 0.25
0.20
0.17 0.35….0.45
0.30….0.40
0.25….0.35 >0.45
>0.40
>0.35

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

22 2.3. Procedee de sudare pentru oțelurile destinate
realizării podurilor metalice

• MIG/MAG (135);
• Electrod învelit (111);
• Sudarea conectorilor (783);

2.3.1. Procedeul de sudare MIG/MAG

Procedeul de sudare MIG/MAG a început să se dezvolt e
începând cu anul 1947, când pe piața din SUA au apă rut primele
instalații destinate acestui procedeu. Pe atunci se numea sudare
S.I.G.M.A, care era prescurtarea de la „Shielded In ert Gas Metal
Arc” (poate fi echivalata cu sudarea MI. În anul 19 95, inginerii
ruși au folosit pentru prima data (dioxid de carbon) la
sudare, astfel a luat naștere procedeul cunoscut as tazi ca și
sudarea MAG. În scurt timp, acest procedeu s6a răsp ândit cu
repeziciune în Europa vestică pentru sudarea oțelur ilor nealiate
și slab aliate. Totuși, odata cu scăderea prețului la argon in
anii `60, a început să se utilizeze și amestecuri d e gaze, iar
utilizarea acestora s6a extins tot mai mult de6a lu ngul anilor.
În prezent este posibilă sudarea MIG/MAG la standar de de
calitate superioară și cu productivitate ridicată. În decursul
ultimilor ani, sudarea MIG/MAG a câștigat o importa nță tot mai
mare, nu doar pentru sudarea oțelurilor de construc ții nealiate
și slab aliate, ci și pentru sudarea aluminiului și a oțelurilor
înalt aliate – datorită tehnologiei arcului electri c pulsat.
Principiul sudării MIG/MAG. Arcul electric arde înt re un
electrod care se topește (și care este in același t imp material
de adaos de sudare) și piesa de sudat. Gazul de pro tecție este
fie inert (MIG – de ex. Argon, heliu și amestecuri ale
acestora), fie activ (MAG , sau amestercuri Ar cu , și/sau
). Se pot folosi și amestecuri de gaze cu 2, 3 sau 4

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

23 componente, ca de exemplu, dioxid de carbon, argon , heliu și
oxigen.
De asemenea, se poate folosi chiar și dioxid de car bon pur.
Schița prezintă principiul procedeului. Sârma – ele ctrod vine de
la bobină și este condusă prin rolele de antrenare la duza de
curent. În marea majoritate a cazurilor, polul pozi tiv este la
sârmă. Capătul liber al sârmei este scurt, astfel î ncât se pot
utiliza intensități ridicate de curent, cu toate că electrodul
este subțire. Gazul de protecție iese dintr6o duză de gaz, care
înconjoară electrodul concentric și protejează arcu l electric de
acțiunea atmosferei [13].

Figura 2.1. Principiul sudării procedeului MIG/MAG [13].

Procedeul este întâlnit cel mai frecvent în variant a
semimecanizată (viteza de sudare manuală, viteza de avans a
sârmei electrod întotdeauna mecanizată), dar proced eul se
pretează cu ușurinŃă la mecanizare, automatizare și chiar
robotizare, dovadă instalaŃiile de sudare tot mai n umeroase care
pot fi întâlnite în producŃia de structuri sudate ( în special
roboŃi de sudare).

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

24 Schema de principiu a procedeului de sudare MIG/MAG este
prezentată:
Arcul electric (1) amorsat între sârma electrod (2) și
componentele (3), produce topirea acestora formând baia de metal
(4). ProtecŃia arcului electric și a băii de metal topit se
realizează cu ajutorul gazului de protecŃie (5), ad us în zona
arcului prin duza de gaz (6) din butelia (7). Sârma electrod
este antrenată prin tubul de ghidare (bowden), (13) cu viteză de
avans constantă v ae de către sistemul de avans (8) prin derularea
de pe bobina (9). Alimentarea arcului cu energie el ectrică se
face de la sursa de curent continuu (redresor), (10 ) prin duza
de contact (11) și prin cablul de masă (12). Tubul de ghidare a
sârmei electrod (13), cablul de alimentare cu curen t (14) și
furtunul de gaz (15) sunt montate într6un tub flexi bil de
cauciuc (16) care împreună cu capul de sudare (17) formează
pistoletul de sudare.

Figura 2.2. Schema de principiu a sudării în mediu de gaz
protector activ MIG [13].
1A duză de gaz, 2A MA sub formă de sârmă, 3A metal de bază, 4A
arc electric, 5A transfer metal topit, 6A contact e lectric MA,
7A atmosferă protectoare CO 2, 8A piese, 9A pistolet sudare, 10A
legătură elctrică la masă, 11A cablu curent +gaz, 1 2A sistem cu
role avans sârmă MA, 13A MA sub formă de bobină, 14 A sursă de
curent, 15A butelie CO 2, 16Areductor presiune, 17Amanometru,
18A uscător CO 2, 19A alimentare curent.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

25
Avantajele procedeului:
Principalele avantaje ale procedeului MIG/MAG sunt
productivitatea ridicată și facilitatea mecanizării ,
automatizării sau robotizării.
Productivitatea ridicată este asigurată de puterea ridicată
de topire a arcului, pătrunderea mare la sudare, po sibilitatea
sudării cu viteze de sudare mari, respectiv elimina rea unor
operaŃii auxiliare. Aceste aspecte sunt determinate de
densităŃile mari de curent ce pot fi utilizate: 150 6250 A/mm2 la
sudarea MIG/MAG clasică, respectiv 3006350 A/mm2 la sudarea cu
sârmă tubulară.
Flexibilitatea în direcŃia mecanizării și robotizăr ii este
asigurată în principal de posibilitatea antrenării mecanizate a
sârmei electrod (sârme subŃiri), de modul de realiz are a
protecŃiei la sudare (cu gaz), de ușurinŃa reglării și
controlului parametrilor tehnologici de sudare, de gabaritul
relativ mic al capului de sudare, etc.
La aceste avantaje principale, se pot adăuga:
– grad înalt de universalitate a procedeului;
– posibilitatea sudării în orice poziŃie;
– eliminarea operaŃiei de curăŃire a zgurii;
– grad înalt de utilizare a materialului de adaos (90 695%);
– cantitate redusă de fum;
– conducerea și supravegherea ușoară a procesului de sudare
(arcul este vizibil);
– factor operator superior sudării SE, 60665%, ca efe ct a
eliminării operaŃiei de schimbare a electrodului și de curăŃire
a zgurii de pe cusătura sudată;
– tensiuni și deformaŃii mici la sudare (energie lini ară
mică).

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

26 Dezavantajele procedeului:
Se pot sintetiza astfel:
– echipamente de sudare mai scumpe și mai complicate;
– flexibilitatea mai redusă decât la sudarea SE: pist oletul
de sudare mai greu și cu manevrabilitate mai scăzut ă, cu rază de
acŃiune limitată în cazul echipamentelor clasice la 3…5m faŃă
de sursa de sudare, uneori necesită spaŃiu de acces mai mare;
– pierderi de material de adaos (în anumite condiŃii) prin
stropi (56 10%);
– sensibil la curenŃi de aer (evitarea sudării în loc uri
deschise, cu vânt, etc.);
– limitat la grosimi, în general, mai mari de 1 mm;
– riscul unei protecŃii necorespunzătoare a arcului e lectric
și a băii de metal;
– probabilitatea relativ mare de apariŃie a defectelo r în
îmbinarea sudată, în principal pori și lipsă de top ire.

Tabelul 2.1. Domeniile de valori ale parametrilor t ehnologici
de sudare MIG/MAG [13]
Nr.
crt Parametrul
tehnologic Simbolul U.M. Domeniul de
valori
1 Diametrul sârmei d s mm 0,6…2,4
2 Curentul de sudare U A 60…500
3 Tensiunea arcului U a V 15…35
4 Viteza de sudare v s cm/min 15…150
5 Debitul gazului de
protecție Q l/min 8…20

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

27 2.3.2. Sudarea prin topire cu arc electric și elect rozi
înveliți
Sudarea cu arc electric și electrozi înveliŃi (simb ol 111
după EN ISO 4063, MMA – abreviere europeană, SMAW – abreviere
americană) este un procedeu cu domeniu larg de apli care, cu
utilizare la toate tipurile de suduri și la majorit atea
metalelor și aliajelor metalice.
Întrucât acest procedeu se execută de obicei manual ,
prezintă următoarele dezavantaje:
– productivitate redusă (viteză de sudare mică și o c antitate
redusă de metal depus, variând între 0,5 și 1,5 g/s , precum și
timpi auxiliari mari pentru schimbarea electrozilor și pentru
curăŃirea zgurii).
– calitatea sudurii depinde și de unii factori subiec tivi
(calificarea și cunoștinŃele sudorului, etc).
Amorsarea și formarea arcului electric. PărŃile com ponente
ale arcului electric
Etapele amorsării și formării arcului electric sunt
prezentate în figura 3. Electrodul, legat la una di n bornele
sursei (de exemplu la cea negativă), este adus în c ontact cu
piesa legată la cealaltă bornă (fig. 3a). Punctele de contact,
ce constituie locuri de ștrangulare a liniilor de c urent, se vor
încălzi până la temperatura de topire datorită cure ntului de
scurtcircuit foarte mare. Sub influenŃa forŃei de a păsare F,
numărul punctelor de contact crește continuu, astfe l încât în
final, zona de contact dintre electrod și piesă va fi formată
dintr6o punte de metal lichid (fig. 3b). La ridicar ea
electrodului de pe piesă (fig. 3c), simultan cu alu ngirea punŃii
de metal, datorită forŃelor electromagnetice F e, se va produce și
o ștrangulare a acestei punŃi. Ștrangularea punŃii metalice
determină o creștere a rezistenŃei electrice, ceea ce conduce la
creșterea temperaturii acestei porŃiuni. La atinger ea
temperaturii de fierbere a metalului, are loc rupe rea punŃii
metalice și formarea vaporilor metalici care, fiind ușor

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

28 ionizabili, asigură trecerea curentului în continua re, sub forma
unei descărcări electrice în arc.
Procesul de formare a arcului electric durează doar câteva
fracŃiuni de secundă și se caracterizează prin feno mene fizice
complexe: emisie termoelectronică, ionizarea gazulu i din spaŃiul
arcului, accelerarea ionilor în câmpul electric , e tc.

a)contact b) încălzirea c) retragerea d) ap rinderea
și topire electrodului arcul ui
Figura 2.3. Procesul de formare a arcului electric [13].

Trebuie precizat faptul că, datorită transportului de ioni
de la anod la catod, anodul va apărea sub forma unu i crater, iar
catodul sub forma unui con. La întreruperea punŃii de metal,
temperatura catodului este menŃinută și chiar major ată datorită
bombardării cu ioni pozitivi, captaŃi din descărcar e.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

29
Fig. 2.4. În arcul electric se pot deosebi următoar ele
zone: 1Apata catodică; 2A zona catodică; 3A coloana arcului; 4A
zona anodică; 5A pata anodică [13].

16Pata catodică (1) se formează pe suprafaŃa catodu lui și
este locul cel mai cald al catodului, fiind sursa e misiei
electronilor. Fără pata catodică, arcul electric nu s6ar putea
forma. Acest lucru a fost demonstrat experimental, prin
inversarea polarităŃii și deplasarea anodului cu vi teze din ce
în ce mai mari. S6a observat că, de la o anumită vi teză de
deplasare a anodului pata catodică (de pe piesa fix ă) neputându6
se forma, arcul electric se stinge, ceea ce nu se î ntâmplă la
arcul cu polaritate directă.
26Zona catodică (2) se întinde pe o lungime foarte mică,
având ordinul de mărime de (1064…1066) cm, egală cu parcursul
liber al electronilor în gazul ce înconjoară catodu l. În această
zonă, se presupune că electronii nu suferă ciocniri . Câmpul
electric accelerează electronii spre anod, iar ioni i pozitivi
spre catod și întrucât masa ionilor este considerab il mai mare
decât a electronilor, viteza lor de deplasare va fi mult mai
redusă.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

30 De aceea, în zona catodică, concentraŃia de ioni po zitivi
(sarcina spaŃială) este cu mult mai mare decât conc entraŃia de
electroni , ceea ce conduce la crearea câmpului deo sebit de
intens în zona catodică.
Intensitatea câmpului electric este de ordinul (105 – 106)
V/cm, asigurând astfel o emisie electronică însemna tă, iar
căderea de tensiune pe această zonă este de (8…20 )V.
Temperatura petei catodice variază între 1380°C pen tru
magneziu și 3680°C pentru wolfram. În general, temp eratura petei
catodice este mai mică decât temperatura de fierber e a metalului
respectiv, excepŃie făcând magneziu și aluminiu.
Aceasta se datorează faptului că , magneziu și alum iniul
formează oxizi a căror temperatură de topire este m ult mai
înaltă și care ridică temperatura petei catodice. V aloarea
căderii de tensiune pe zona catodică depinde de pot enŃialul de
ionizare al gazului sau vaporilor din spaŃiul arcul ui și se
consideră că Uk = Uj ionizare.
Coloana arcului (3) este practic egală cu lungimea arcului.
Aici au loc ionizări, excitări și recombinări între particulele
gazului. Acest spaŃiu este umplut cu gaz ce are tem peratura cea
mai ridicată și de aceea, în coloana arcului, o imp ortanŃă
deosebită o capătă ionizarea termică.
Coloana arcului este neutră, suma sarcinilor partic ulelor
negative este egală cu suma celor pozitive. Ionizar ea termică a
gazului se produce, nu numai datorită ciocnirilor n eelastice ale
electronilor cu atomii, ci și ca urmare a ciocnirii atomilor
între ei.
Aceasta se explică prin faptul că, în gazul ce umpl e coloana
arcului odată cu ridicarea temperaturii, crește rap id numărul
atomilor ce dispun de energie suficientă pentru ion izarea
puternică a gazului prin ciocniri. De aceea, coloan a arcului
conŃine un gaz puternic ionizat, având temperatura în axă foarte
ridicată:(6000…8000)°C. În schimb, pe direcŃie ra dială,
temperatura în coloana arcului va fi repartizată ne uniform,

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

31 datorită transmiterii căldurii, temperatura fiind m aximă în axa
coloanei și minimă la periferie.
Temperatura coloanei arcului crește odată cu crește rea
curentului și scade cu scăderea potenŃialului de io nizare.
Curentul total prin coloana arcului reprezintă o su mă între
curentul dat de sarcinile pozitive ce se deplasează spre catod
și curentul format de sarcinile negative ce se depl asează spre
anod.
46Zona anodică (4) se află în vecinătatea anodului și are o
întindere mai mare decât zona catodică, având ordin ul de mărime
(1063…1064)cm și o cădere de tensiune mai mică, a vând valoarea
de (2…3)V. În apropierea anodului este prepondere ntă
concentrarea electronilor, creându6se o sarcină spa Ńială
negativă. Spectrografic s6a observat că intensitate a câmpului
electric este mai mică decât la catod. Anodul este puternic
încălzit și temperatura sa este mai ridicată decât cea a
catodului, deoarece la anod nu are loc emisie elect ronică.
Emisia de electroni a catodului, în urma consumării lucrului
mecanic de ieșire, este însoŃită de o scădere a tem peraturii.
Neglijând componenta curentului dată de deplasarea ionilor
pozitivi, datorită mobilităŃii lor mult mai mici de cât a
electronilor, se poate considera că, curentul prin arc este
datorat numai electronilor.

Stabilitatea arcului electric și a procesului de su dare
La sudarea cu arc electric a metalelor, arcul elec tric și
sursa de sudare formează un sistem energetic recipr oc dependent.
De proprietăŃile acestui sistem, sunt legate în mar e măsură
calitatea sudurii și posibilităŃile de folosire efi cientă a
utilajului de sudare. În cazul cel mai general, arc ul se numește
stabil când valorile medii ale parametrilor ce îl d etermină,
electrici și geometrici, rămân neschimbaŃi (în cadr ul unor
limite) pe toată perioada cât se fac observaŃiile.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

32 Limitele în care variază parametrii arcului depind de
regimul de transport al picăturilor de metal, influ enŃa câmpului
magnetic propriu, felul curentului, tipul sursei de curent, etc.
Aprecierea dacă un arc este stabil sau nu, se face studiind
oscilogramele ridicate pentru curent și tensiune. Î n
consideraŃiile făcute până acum s6au prezentat cond iŃiile de
natură fizică și electrică ale circuitului în care se găsește
arcul, pentru ca acesta să ardă stabil. În continua re, se va
studia influenŃa proprietăŃilor sursei de alimentar e asupra
stabilităŃii arcului.
În arcul electric cu electrod fuzibil se produc va riaŃii
bruște ale regimului electric în intervale de timp foarte scurte
(sutimi de secundă).
Topirea electrodului și trecerea metalului sub for ma de
picături provoacă variaŃii bruște ale lungimii arcu lui și
scurtcircuitări repetate ale sursei. Caracterul din amic al
sarcinii necesită ca sursa de alimentare să îndepli nească
anumite condiŃii speciale.

Principiul procedeului de sudare
În cazul sudării cu electrozi înveliŃi este necesa ră topirea
unei zone din metalul de bază MB și din electrodul E, cu
ajutorul energiei termice degajate în arcul electri c, arc format
între E și MB. Arcul electric este alimentat prin i ntermediul
unor cabluri conductoare (cablu pentru masă c.m. și cablu pentru
electrod c.e.), cu curent electric provenit de la o sursă
specializată cu curent fig.2.5. Sursa de curent are o
caracteristică externă coborâtoare pentru ca în caz ul
scurtcircuitelor frecvente care apar în timpul proc esului de
sudare (atingerea electrodului de piesă pentru amor sarea
arcului, unirea capătului electrodului cu baia meta lică prin
intermediul picăturilor de metal, în cazul transfer ului
globular, etc), curentul de scurtcircuit să fie lim itat la
valoarea Isc. Prin aceasta și căldura degajată este limitată în

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

33 cazul scurtcircuitelor și nu se produc mici explozi i cu aruncări
de stropi sau arderi intense ale metalului topit.

Figura 2.5. Principiul sudării manuală cu electrozi înveliŃi
[13].
1Apicătura MA spre baia metalică, 2A zgura de la su prafaŃa
băii metalice, 3A baia metalică, 4A metal de bază, MB, 5A
electrod învelit, 6A protecŃie de gaze în jurul arc ului
electric, 7A arc electric, 8A piese, 9A clește port
electrod, 10A 11A cabluri alimentare energie electr ică, 12A
sursa de suadre, 13A legare reŃea electrică, 14A le gare la
masă piesă

Pentru sudarea cu electrozi înveliŃi, arcul electri c (7),
alimentat de la o sursă de energie electrică (12), este amorsat
între un electrod (5) și piesa metalică (8), care u rmează să fie
sudată sau încărcată prin sudare. În arcul electric se produce o
căldură concentrată și o temperatură suficient de m are care
topește vergeaua electrodului și suprafaŃa piesei. Se realizează
astfel, o baie metalică (3), în care se amestecă me talul topit
al electrodului și metalul topit din piesă. Prin so lidificarea
băii metalice rezultă cusătura, care este acoperită cu un strat
de zgură (2), rezultat din topirea învelișului, al electrodului.
Pe măsură ce se topește electrodul, el trebuie să î nainteze în
spaŃiul arcului electric cu viteza v e astfel încât lungimea

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

34 arcului l a, să rămână constantă. Pentru a realiza cusătura sa u
depunerea, simultan cu viteza de înaintare a electr odului v e,
arcul electric trebuie să înainteze pe suprafaŃa pi esei cu
viteza v s, numită viteză de sudare.
Tot prin limitarea curentului de scurtcircuit I sc , este
protejată atât instalaŃia, cât și circuitul de alim entare, care
sunt dimensionate pentru o anumită putere maximă.
Caracteristica externă a sursei este necesar să fie cât mai
coborâtoare, întrucât, în acest caz, la variaŃiile inerente ale
tensiunii arcului Ua (cauzate de variaŃia lungimii arcului),
corespund variaŃii reduse ale curentului de sudare Ia.
În general, sursele de sudare au o putere mică, med ie
(normală) sau mare, în funcŃie de natura lucrărilor executate,
respectiv de diametrul maxim al electrodului utiliz at, după cum
rezultă din tabelul 2.4.

Tabelul 2.4. Puterea posturilor de sudare [13]
Categoria sursei Intensitatea maximă
[A] Diametrul
electrodului [mm]
Putere mică (până la
5 kW) 150 3,25
Putere normală (până
la 10 kW) 300 5
Putere mare (până la
18 kW) 600 8

Conectarea piesei și a electrodului în cazul sudăr ii cu
curent continuu (cc) se poate face în două moduri:
cc6 6 polaritate directă (electrodul la polul ( 6 ) ;
cc+ 6 polaritate inversă (electrodul la polul ( + ) ;

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

35 La sudarea cu polaritate directă (cc6) adâncimea d e
pătrundere este mai mare decât la sudarea cu polari tate inversă
(cc+).[13]
2.3.3 Sudarea bolŃurilor cu arcul electric

Este un procedeu de sudare a bolŃurilor pe plăci me talice
care înlocuiește cu succes tehnologia clasică de su dare manuală
cu electrozi înveliŃi, procedeu caracterizat prin c onsumuri mari
de manoperă, material, energie și cu productivitate scăzută.
Pentru sudare se folosește un pistolet care asigură fixarea,
apăsarea și retragerea bolŃului pentru amorsarea ar cului,
respectiv plonjarea bolŃului înspre placa metalică pentru
realizarea îmbinării sudate. OperaŃiile se desfășoa ră mecanizat
operatorului sudor revenindu6i sarcina de fixare a bolŃului în
bucșa elastică a pistoletului, poziŃionarea acestui a și pornirea
procesului prin apăsarea pe butonul de pornire de p e pistolet
[14] .

Fig. 2.6 Schema de principiu a procedeului [14]
Etapele procedeului:
a) BolŃul (1) este adus în contact cu placa (2) și apăsat cu o
forŃa F r prin intermediul unui resort (arc). Ca urmare a co ntactului
punctiform realizat (rezistenŃă de contact mare) și a unui curent I s
relativ mare se produce o încălzire puternică a zon ei.
b) BolŃul este retras cu forŃa Fem de către un ele ctromagnet
situat în corpul pistoletului favorizând amorsarea arcului

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

36 electric (3) care topește capătul bolŃului și local placa;
totodată se produce comprimarea resortului din capă tul bolŃului.
C) La întreruperea curentului IS și a alimentării
electromagnetului, prin destinderea resortului bolŃ ul este
împins (plonjează) înspre placă formându6se baia de metal comună
(4).
d) Prin solidificarea băii de metal topit (4) rezul tă îmbinarea
sudată (5).
2. Materiale de sudare: bolŃul, gazul de protecŃie sau inelul
ceramic
2.l. BolŃul. Se execută în general din oŃeluri neal iate cu puŃin
carbon, dar pot fi realizate și din alte materiale: oŃeluri slab
aliate, oŃeluri aliate inoxidabile etc.
In funcŃie de modul de amorsare a AE bolŃurile se c lasifică în:
6bolŃuri pentru sudare cu AE amorsat prin ridicare, fig.2.7.a,
2.7.b;
6bolŃuri pentru sudare cu AE amorsat prin vârf fuzi bil,
fig.2.7.c, 2.7.d, 2.7.e.

Figura 2.7 Tipuri de bolturi [14]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

37 Diametrul bolŃului variază între 3 – 25 (30) mm. La
diametre de peste 14 mm se recomandă o metalizare a vârfului
boŃului cu aluminiu grosimea stratului metalizat fi ind de cca
0,l mm, sau inserŃia unei bile din aluminiu pe supr afaŃa
frontală a bolŃului în vederea ușurării amorsării A .E., a
măririi fluidităŃii băii și a reducerii porozităŃii îmbinării.
2.2. Inelul ceramic. Este utilizat la sudarea bolŃu rilor cu
diametrul mai mare de 5 mm.

Figura 2.8 Inel ceramic [14]
Forma și modul de fixare a inelului ceramic (2) se prezintă
în fig.2.8. La partea inferioară este prevăzut cu o degajare
pentru formarea corespunzătoare a îmbinării, iar pe suprafaŃa
frontală sunt prevăzute niște fante (zimŃi) care pe rmit ieșirea
gazelor ce se degajă la sudare. Inelul ceramic înde plinește
următoarele funcŃii: concentrează căldura arcului î n zona
sudării, oprește scurgerea metalului topit și asigu ră forma
corespunzătoare a sudurii, reduce oxidarea metalulu i topit,
protejează sudorul faŃă de lumină, radiaŃii și împr oșcările A.E.
Inelul se consumă la sudare rămânând fixat de îmbin are;
îndepărtarea lui se face prin spargere.
3. Stabilirea parametrilor tehnologici de sudare
3.1. Curentul de sudare IS . Depinde de diametrul b olŃului db și
timpul de sudare tS • Poate lua valori în intervalu l 150 6 3000
A și se poate estima cu relaŃia: Is = (806100)db (A ). Un curent
prea mic determină o topire parŃială a bolŃului, ia r un curent
prea mare determină scurgerea de metal pe placă.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

38 3.2. Timpul de sudare tS . Depinde de diametrul bol Ńului și
curentul de sudare IS . Are valori reduse 0,l 6 3 s și se poate
estima cu relaŃia: ts = (0,03…0,06) db (s). Regla rea timpului
ts se face cu ajutorul unui regulator de timp.
3.3. ÎnălŃimea de retragere la amorsare H. Depinde de diametrul
bolŃului și ia valori de 1,5 6 3 mm.
3.4. ÎnălŃimea de plonjare J. Este distanŃa parcurs ă de bolŃ la
întreruperea alimentării electromagnetului. Este ma i mare decât
înălŃimea de retragere H datorită faptului că la su dare se
topește atât vârful bolŃului cât și placa precum și datorită
deformaŃilor plastice care apar la impactul dintre bolŃ și
placă. Depinde de diametrul bolŃului luând următoar ele valori:
aproximativ 3 mm pentru db = 56l0 mm, 4mm pentru db =l0615 mmm
respectiv 5mm pentru db=15620mm. Se ia în consider are la
proiectarea lungimii bolŃului.
3.5. Natura și polaritatea curentului. Pentru mărir ea
stabilităŃii arcului (A.E. arde în aer) sudarea se face în
curent continuu polaritate inversă CC+ folosind sur se de sudare
cu tensiunea minimă U2o = 70 V. Pentru evitarea suf lajului
magnetic se folosește un contact de masă simetric. [14]

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

39 Capitolul 3 Cercetari privind creșterea rezistenței la
oboseală a cordoanelor cap la cap la poduri de C.F.
3.1 Descrierea materialului de bază

A. Denumire material: S355J2+N
S6oțel de construcții
3556limita de curgere
J26reziliența de 27J la 620˚C
N6stare de livrare6 normalizare
Numarul denumirii(WN): 1.0570
Norma aplicabilă: 1002562

B. Analiză chimică [15]:
Element
chimic Max
C 0.22
Si 0.55
Mn 1.6
Ni 0.3
P 0.035
S 0.035
Cr 0.3
Mo 0.08
Al 0.02
Cr+Mo+Ni ≤0.048

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

40
C. Proprietăți mecanice [16]:
a)
Dimensiune 3616mm
Re (N/ ) 355
Rm (N/ ) 470 630
A (%) 22
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1466187
b)
Dimensiune 16640mm
Re (N/ ) 345
Rm (N/ ) 470 630
A (%) 22
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1466187
c)
Dimensiune 40663mm
Re (N/ ) 335
Rm (N/ ) 470 630
A (%) 21
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1466187

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

41 d)
Dimensiune 63680mm
Re (N/ ) 325
Rm (N/ ) 470 630
A (%) 20
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1466187
e)

Dimensiune 806100mm
Re (N/ ) 315
Rm (N/ ) 450 600
A (%) 18
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1436179

f)
Dimensiune 1006150mm
Re (N/ ) 295
Rm (N/ ) 450 600
A (%) 18
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1436179

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

42
g)
Dimensiune 1506200mm
Re (N/ ) 285
Rm (N/ ) 450 600
A (%) 17
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1436179
h)
Dimensiune 2006250mm
Re (N/ ) 275
Rm (N/ ) 450 600
A (%) 17
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1436179
i)
Dimensiune 2506400mm
Re (N/ ) 265
Rm (N/ ) 450 600
A (%) 6
KV (620˚C) 27J
Duritatea
(HB) 1436179

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

43
D. Descriere și utilizari obijnuite
Oțel carbon cu o rezistență medie și cu bună sudabi litate
și tenacitate. În ceea ce privește caracteristicile mecanice,
este un foarte bun înlocuitor al C25 și C35. Rezult ate
acceptabile la cementarea pieselor cu răspundere li mitată. Se
utilizează, de obicei, pentru producția de buloane, lanțuri,
arbori de căi ferate, tije și structuri metalice. [ 16]
3.2 Materialul de adaos
Pentru realizarea probei am folosit procedeeul MAG (135) cu
material de adaos SG3 Filcord D, fi 1.2mm.
Clasificare [17]
EN ISO 6 143416A: G 46 3 C1 4Si1
EN ISO 6 143416A: G 46 3 M21 4Si1
AWS 6 A5.18: ER 70S66
a) Avantajele produsului
• Poate fi utilizata atat pentru sudarea intr6o singu ră
trecere cât și pentru treceri multiple;
• Reziliențe garantate la 640°C;
• Baia de metal topit este fluida si ușor de controla t;
• Aspect excelent al cusăturii sudate cu un contur bi ne
definit si fără crestături marginale; [17]

b)Compoziție chimică

Gaz C Mn Si P S
Sârma 0.07 1.7 0.9 ≤0.025 ≤0.025
Metal
depus 82%Ar/18%CO2 0.08 1.3 0.7 ≤0.025 ≤0.025

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

44

c)Proprietăți mecanice
Limita
de
curgere
(N/mm2) Rezistenț a
la rupere
(N/mm2) Alungirea Energia de rupere ISO6
V(J)
+20˚C 630˚C 6
20˚C
Sârma ≤460 5606680 ≥24 ≥100 ≥80 ≥70
Metal
depus ≤460 5606680 ≥24 ≥80 ≥47 6

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

45 3.3 Echipament folosit la sudare

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

46 A) Caracteristici tehnice gama S SPEED PULSE pentru su darea
MIG6MAG in curent pulsat si dublu puls

Tip
Caracteristici sudare S5
Domeniu reglare curent (A) 256400
U(V) 15.2634
U gol max.(V) 81
DA 100% (40˚) 320
DA 60% (40˚) 350
Diametru sârmă oțel (mm) 0.661.2
Diametru sârmă aluminiu (mm) 1.061.6
Diametru sârmă CuSi (mm) 0.861.2
Diametru electrozi (mm) 1.068.0
Viteza sârmei (m/min) 0.1625
Sursă
Tensiunea de alimentare (V) 400±%
Puterea la 100% DA (kVA) 14.3
Puterea max.(kVA) 19.4
Siguranță (A) 32
Tip fișă alimentare CEE 32A
Factorul de putere (cosø) 0.99
Derulator

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

47 Nr. Role antrenare 4
Securitate
Clasă de protecție (EN 60529) IP23
Clasă de izolație F
Metodă de răcire F
Emisie zgomot dB(A) <70
Capacitate de răcire standard
(1l/min) 1.1
Presiune maximă Pmax(bar) 3.5
Pompă Centrifugă
Dimensiuni(LxlxH)
Sursă model A (mm) 1116x463x812
Sursă model B (mm) 1116x445x855
Derulator industrial (mm) 639x281x498
Derulator santiere navale (mm) 675x275x522
Greutate
Sursă tip A – racire cu gaz
(kg) 97.3
Sursă tip B – racire cu gaz
(kg) 91.3
Unitate de racire (kg) 14.7
Derulator industrial (kg) 20.2
Derulator santiere navale (kg) 15.8

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

48 3.4 Dispozitiv folosit la frezarea cordonului cap l a
cap

Acest dispozitiv este format din :
6cadru metalic
6motor trifazic
6cuplaj (legatura motor si reductor)
6reductor (pentru reducerea vitezei de rotatie a mo torului)
6dispozitiv port freză
6freză deget
6întrerupător

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

49 3.6 Specificația tehnică de sudare

SPECIFICATIA PROCEDURII DE SUDARE
WELDING PROCEDURE SPECIFICATION
CONFORM SR EN ISO 1560961
NR.(NO) 1 DATA 29.04.2018

Rev.
Revision 0
Editia
Edition 1
Pagina
Page 49 of 1
UNITATEA :
Manufacturer: UNITBV
PROCEDEUL DE SUDARE 135
WELDING PROCESS Tip (Grad) de Mecanizare:
Partial mecanizat
Mechanization degree: POZITIA DE SUDARE: PA
WELDING POSITION TIPUL IMBINARII: BW
JOINT TYPE :
MATERIALE DE BAZA
BASE METAL MATERIALE DE ADAOS
FILLER METAL
MB1 Denumire : S355J2+N
Metal specification: Marca: G46 4 M G4Si1
Trade name:
Norma : EN 1002502
Norm : Norma: EN ISO 143410A
Norm:
Grupa : 1.2
Group: Dimensiuni[mm]: 1,2
Size of filler[mm]:
Grosime : 15
Thickness: Temperatura de uscare:[ ˚C]: 0
Drying teperature[ ˚C]:
Dia metru : 0
Pipe diameter: Timp de uscare:[ore]: 0
Drying time[h]:
MB2 Denumire : S355J2+N
Metal specification: Electrod
nefuzibil:
Wolfram
electrode: Tip: 0
Type:
Norma : EN 1002502
Norm : Diametru[mm]: 0
Diameter[mm]:
Grupa : 1.2
Group: Gaz /
flux:
Gas: De protectiM21(82Ar+18Co2)
Shielding: EN ISO 14175
Grosime : 15
Thickness: La radacina:
Backing:
Diametru : 0
Pipe diameter: Debitul
gazului:
Flow rate: De protectie 15018 l/min
Shielding:
Temperatura de preincalzire[ ˚C]: Nu / No
Preheat temperature[ ˚C]:

Modul de
transfer
Transfer
mode Arc scurt/ Short arc:
Arc intermediary
Globular arc :
Arc prin pulverizare /
Spray arc : Temperatura intre straturi [˚C] Max. 250°C
Interpass temperature[ ˚C]:
SCHEMA DE PREGATIRE A IMBINARII
GROOVE PREPARATION SUCCESIUNE OPERATIILOR DE SUDARE
LAYERS POSITION

Rind
Bead Procedeu
de
sudare
Welding
process Dimensiunea
materialului
de adaos
Size of
filler[mm] Curentul
de sudare
Amps.
Range[A] Tensiune
Volts.
Range[V] Tip
curent/
polarita
te
Type
curent/
polarity Vit. De
avans a
sirmei
Wire feed
speed
[m/min] Viteza
de
sudare
Welding
speed
[cm/min] Energia
termica
introdu
sa
Heat
input
[kj/cm]
101’ 135 1,2 130±20 20±2 DC+ 5±2 16±2 7.8
202’ 135 1,2 240±20 24±2 DC+ 8±2 20±2 13.8

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

50 303’ 135 1,2 270±20 27±2 DC+ 10±2 25±2 14
TRATAMENT
TERMIC DUPA
SUDARE
POSTWELDING
HEAT TREATMEBNT Tip: Nu / No
Type:
TEHNICA DE
SUDARE
WELDING
TEHNIQUE Pregatirea marginilor: OXI +MEC
Margins preparation:
Temperatura: 0
Temperature: Supo rt radacina: 0
Backing material:
Timp mentinere: 0
Time range: Pendulare: 0
Oscillation
Racir e: 0
Cooling: Scob irea radacinii: 0
Back gouging :
Viteza incalzi re/racire:
Heating/Cooling Speed: Curatirea intre straturi: 0
Interpass cleaning:
Alte date:
Others:
Intocmit / Prepared
Ing. RTS Toma Silviu

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

51
SPECIFICATIA PROCEDURII DE SUDARE
WELDING PROCEDURE SPECIFICATION
CONFORM SR EN ISO 1560961
NR.(NO) 2 DATA 29.04.2018
Rev.
Revision 0
Editia
Edition 1
Pagina
Page 51 of 1
UNITATEA :
Manufacturer: UNITBV
PROCEDEUL DE SUDARE 135
WELDING PROCESS Tip (Grad) de Mecanizare:
Partial mecanizat
Mechanization degree: POZITIA DE SUDARE: PA
WELDING POSITION TIPUL IMBINARII: BW
JOINT TYPE :
MATERIALE DE BAZA
BASE METAL MATERIALE DE ADAOS
FILLER METAL
MB1 Denumire : S355J2+N
Metal specification: Marca: G46 4 M G4Si1
Trade name:
Norma : EN 1002502
Norm : Norma: EN ISO 143410A
Norm:
Grupa : 1.2
Group: Dimensiuni[mm]: 1,2
Size of filler[mm]:
Grosime : 15
Thickness: Temperatura de uscare:[ ˚C]: 0
Drying teperature[ ˚C]:
Diametru : 0
Pipe diameter: Timp de uscare:[ore]:
0
Drying time[h]:
MB2 Denumire : S355J2+N
Metal specification: Electrod
nefuzibil
Wolfram
electrode
: Tip: 0
Type:
Norma : EN 1002502
Norm : Diametru[mm]: 0
Diameter[mm]:
Grupa : 1.2
Group: Gaz /
flux:
Gas: De protecti M21(82Ar+18Co2)
Shielding: EN ISO 14175
Grosime : 15
Thickness: La radacina:
Backing:
Diametru : 0
Pipe diameter: Debitul
gazului:
Flow
rate: De protectie : 15018 l/min
Shielding:
Temperatura de preincalzire[ ˚C]: Nu / No
Preheat temperature[ ˚C]:

Modul de
transfer
Transfer
mode Arc scurt / Short arc
Arc intermediar /
Globular arc :
Arc prin pulverizare / Spray
arc : Temperatura intre straturi [˚C] Max. 250°C
Interpass temperature[ ˚C]:
SCHEMA DE PREGATIRE A IMBINARII
GROOVE PREPARATION SUCCESIUNE OPERATIILOR DE SUDARE
LAYERS POSITION

Rind
Bead Pr ocedeu
de sudare
Welding
process Dimensiunea
materialulu
i de adaos
Size of
filler[mm] Curentul
de
sudare
Amps.
Range[A] Tensiune
Volts.
Range[V] Tip curent/
polaritate
Type
curent/
polarity Vit. De
avans a
sirmei
Wire
feed
speed
[m/min] Viteza
de
sudare
Welding
speed
[cm/min] Energia
termica
introdusa
Heat
input
[ kj/cm]
1 135 1,2 130±20 20±2 DC+ 5±2 16±2 7.8
2 135 1,2 240±20 24±2 DC+ 8±2 20±2 13.8

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

52 3 135 1,2 270±20 27±2 DC+ 10±2 25±2 14
TRATAMENT
TERMIC DUPA
SUDARE
POSTWELDING
HEAT TREATMEBNT Tip: Nu / No
Type:
TEHNICA DE SUDARE
WELDING TEHNIQUE Pregatirea marginilor:
OXI +MEC
Temperatura: 0
Temperature: Supo rt radacina: 0
Backing material:
Timp menti nere:
0 Pendulare : 0
Oscillation
Racire:
0 Scob irea radacinii: 0
Back gouging :
Viteza
incalzire/racire: 0
Heating/Cooling
Speed: Curatirea intre straturi: 0
Interpass cleaning:
Alte date:
Others:
Intocmit / Prepared
Ing. RTS Toma Silviu

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

53 3.7 Control nedistructiv
3.7.1 Control vizual
RAPORT DE EXAMINARE VIZUALA
VISUAL EXAMINATION REPORT
Data / Date : Candidat (nume, prenume) /
Candidate (name, surname) Toma Silviu Nicolae
1. Date generale / General data
Descrierea probei /
Description Tabla de 15 mm sudata cap la cap
2. Date tehnice / Technical data
Material de
baza / Parent
material S355J2+N Grosime /
Thickness 15 mm Procedeu de sudare /
Welding process 135
Forma rostului / Joint type X Volum de controlat / Control extension 100 %
3. Referinte normative si cerinte de calitate / Normative reference & quality requirements
Procedura de examinare / Examination procedure :
SR EN ISO 17637 Criterii de acceptare /Accept criteria :
SR EN ISO 5817 „B”
4. Metode de examinare si procedura / Test method and procedure
Pregatirea suprafetei/ Surface
preparation : Curatire mecanica / Mechanical precleaning X
Temperatura ambianta / Ambient temperature X
5. Echipament / Equipment
Subler cu utilizari multiple/ Multi purpose gauge X Lampa/ Lamp X
Calibre pentru suduri / vernier calliper Nu/ no Endoscop Nu/ no
Lupa / Magnifying lens X Microscop Nu/ no
6. Inspectia / Inspection
Lumina naturala / Natural light X
Lumina alba / White light >350 LUX
7. Examinarea vizuala a imbinarilor sudate terminat e / Visual testing of the finished weld
Weld code /
Cod sudura ISO 650-1 Imperfection
designation / Denumire
imperfectiune ISO 6520-1 Imperfection
reference No./ Numar de
referinta Explanation /
Descriere Resolution
/ Decizie Remarks

P1 Usoara suprainaltare –
P2 Usoara suprainaltare –
TEST RESULT / REZULTATUL
INSPECTIEI X Admis / Satisfactory
Respins / Unsatisfactory
Prepared by / Intocmit Examiner / Examinator Approv ed / Aprobat
Toma Silviu Nicolae
Bednarszky Karol
VT level 2 Cert No: 15SX00118PO4

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

54 3.7.2 Control ultrasonic
BULETIN DE EXAMINARE ULTRASONICA
ULTRASONIC EXAMINATION REPORT
Nr.Buletin/Report No:
1 Data/Date: 30.04.2018 Locul Examinarii/Examination location:
–
Date generale/General data
Beneficiar/Manufacturer: Toma Silviu Comanda/Order:
Proiect/Project: DISERTATIE Reper/Item: Proba
Client/Customer: – Material de baza/Material Base: S355J2+N
Proba Sudura/ Weld Test:
135-S P BW FM1 S t 15 PA ss nb Material De Adaos/Filler Material:
G46-4 M21 4Si1
Conditii de examinare/Examination conditions
Blocuri de calibrare/Calibration blocks: A1, A2 Cuplant/Couplant: GEL
Defectoscop/Flaw
detector Traductori utilizati/Search units used
Tip/Type Pulse echo Palp ator
Probes type Tip/Type Serie
traductor
Serial No. Unghi nominal
Nominal angle Unghi real
Real angle Dimensiune
Size
(mm) Frecventa
Frequency
Producator
Manufacturer General
Electric 1 MSEB 4 71274 0° 0° Ø 3,5×10 4 MHz
Model/Model Krautkramer
USM 36 2 MWB45-4 78203 45° 45° 8×9 4 MHz
Serial Nr/
Serial No:
14054517 3 MWB60-4 76926 60° 61° 8×9 4 MHz
4 MWB70-4 40323 70° 71° 8×9 4 MHz
Procedura de examinare/Examination procedure
Procedura de examinare/Examination procedure:
SR EN ISO 17640 Nivel de referinta/Reference level:
SR EN ISO 11666/2011
Nivel de evaluare/Evaluation level:
Metoda2: Nivel de referita -8dB Nivel de examinare/Examination level:
SR EN ISO 17640/2011 – Nivel B
Criterii de acceptare/Accept criteria:
SR EN ISO 11666/2011 – nivel de acceptare +6dB f(t)
-4dB f(t) Nivel de inregistrare/Recording level:
Nivel de referinta +2dB f(t)
-4dB f(t)
Date de identificare a sudurii/Weld i dentification data

Pozitie
sudata
Welds
position Grosime
Thickness Tip imbinare
Typ of joint Palpator
Probes
type Pozitie
palpator
Probes
position Domeniu
Range
(mm) VR
(dB) DVk
(dB) Stare
suprafata Rezultat
P1 15x15x200 BW 2+3 A1+A2 100 45 – Slefuita Admis
P2 15x15x200 BW 2+3 A1+A2 100 45 – Slefuita Admis

Operator/NDT Inspector
Certificat/Certificate EN ISO 9712
Numar/No. 1081
Data expirare/Expiry data: 13.07.2020
Ing. MITROFAN ADRIAN Semnatura/Signature

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

55 3.8 Control distructiv
3.8.1 Pregătirea probelor
1) Prelevare6 s6a realizat cu o freză prevăzută cu răc ire cu
apă;
2) Rectificare (planare) – mașină de rectificat plan;
3) Șlefuire – hârtie abrazivă de granulație:
400 – 600 – 800 – 1000 – 1500 – 2000 – 2200;
4) Atac reactiv nital 5 %, acid azotic ( ) restul alcool
etilic;

3.8.2 Analiză macrostructurală
Acestea se vor realiza cu ajutorul microscopului OP TIKA
MICROSCOPES ITALY SN 12137

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

56 3.8.2.1 Analiza macrostructurală a probelor sudate
1. P16Sudură cap la cap

2. P26Sudură cap la cap (polizare la nivel)

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

57 3.8.3 Analiză microstructurală
Acestea se vor realiza cu ajutorul microscopului Le ica T16
SM

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

58 3.8.3.1 Analiză microstructurală a probelor sudate
P16 sudura cap la cap
MB6ZIT6MA (stanga) MB6ZIT6MA (drea pta)

P2 6 sudura cap la cap (polizata la nivel)
MB6ZIT6MA (stanga) MB6ZIT6MA (dreapta)

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

59 3.8.4 Determinarea durităților prin metoda POLDI
VICKERS
Încercarea la duritate a îmbinărilor sudate s6au re alizat
conform –EN ISO 901561/2011.
P61 sudura cap la cap
Zona Amplasarea
amprentelor Valori indicate de duritate
HV10
1 MB 146 150 154
2 ZIT 188 191 195
3 CS 195 200 206

P62 sudura cap la cap (polizată la nivel)
Zona Amplasarea
amprentelor Valori indicate de duritate
HV10
1 MB 149 154 158
2 ZIT 186 193 194
3 CS 198 203 208

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

60 Capitolul 4 Concluzii

În urma cercetarii efectuate, cu ajutorul controal elor
nedistructive si distructive, consider că: în cazul în care
sudura realizată respectă clasa de calitate B, resp ectiv B+ în
care toleranțele sunt destul de strânse (tabelul 4. 1), conform
SR EN 109062 sau SR EN ISO 5817, polizarea la nivel a
cordoanelor de sudura cap la cap nu influenteaza re zistenta
acestora.
Tabel 4.1 Cerințe suplimentare pentru nivelul de ca litate
B+;[18]
Denumire a imperfecțiunii Limite pentru
imperfecțiuni
Crestătură(5011,5012) Nu este permisă
Pori interiori (2011
până la 2014) Suduri cap la
cap d≤0,1s, dar max. 2mm
Suduri in colț d≤0,1a, dar max. 2mm
Incluziuni solide
(300) Suduri cap la
cap d≤0,1s, dar max. 2mm
l≤s, dar max. 10mm
Suduri in colț d≤ 0,1a, dar max. 2mm
l≤a, dar max. 10mm
Nealiere (507) h<0,05t, dar max. 2mm
Retasură la radacină (515) Nu este permisă
Cerințe suplimentare pentru tabliere de pod
Sulfuri si incluziuni sferoidale de
gaze (2011,2012 si 2014) Se accepta numai pori
mici izolați
Sulfuri grupate (localizate)(2013) Sumă maximă a po rilor:
2%
Sulfuri alungite sau ermiculare
(2015 si 2016) Fără sulfuri lungi
Distanță la radacină incorecta la Sudurile transver sale

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

61 suduri in colț (617) trebuie verificate in
totalitate, se
acceptă, local, numai
mici ajusatari la
rădacină.
h≤0,3mm+1a, dar max 1
mm
Crestătură suduri cap la cap se
acceptă numai local
h≤0,5 mm
Discontinuități multiple in sectiune
transversala(nr.4.1) Nu sunt permise
Incluziuni solide(300) Nu sunt permise

Mai mult, sunt de părere că polizarea ține numai de
aspectul vizual, redând continuitatea suprafeței, i ar dacă
aceasta nu este executată cu atenție, poate cauza p robleme prin
reducerea secțiunii în dreptul cordonului de sudură prin
polizare excesivă.

Universitatea Transilvania din Brașov
Proiect de disertatie
Facultatea de ȘtiinŃa și Ingineria Materialelor 201 8
Ingineria Sudării Materialelor Avansate Toma N.Silv iu Nicolae

62 Bibliografie:
1. Prof.Dr.Ing Radu Bancila
EVOLUTIA_STRUCTURILOR_DE_PODURI_METALICE_SUDATE
2. STAS 562661992, “Poduri. Terminologie.”
3. http://www.dioramemachete.ro/poze6poduri6in6realita te
4. https://www.spatiulconstruit.ro/gama6de6
produse/prefabricate6din6beton6pentru6infrastructur a6
rutiera6macon6macon6object_id=369
5. https://www.spatiulconstruit.ro/gama6de6produse/str ucturi6
metalice6prefabricate6din6tabla6de6otel6ondulata6tu bo6
trade6proiect6tubo6trade6proiect6object_id=805
6. http://www.creeaza.com/tehnologie/tehnica6mecanica/ Podul6
tipuri6de6poduri667.php
7. http://romanian.cri.cn/1/2008/06/26/1s83652.htm
8. https://pixabay.com/ro/pod6o%C5%A3el6cadru6metalic6
constructii62525587/
9. http://www.scrigroup.com/casa6
masina/constructii/PODURILE21426.php
10. Iordănescu, D., Georgescu, C.: ConstrucŃii pentru
transporturi, în România , monografie, CCCF, București,
1986.
11. http://www.energobv.ro/contact.html
12. Curs sudabilitate prof.dr.ing. Candea Virgil
13. Teodor Machedon Pisu.,Elena Machedon Pisu.,Tehnolog ia
sudarii prin topire6Procedee de sudare.,Editura LUX LIBRIS
2009
14. Curs sudarea bolŃurilor cu arcul electric6 Mircea B urca
15. http://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu. php?name
_id=850
16. http://www.ausasteel.com/wp6content/uploads/2015/05 /Otel6
Carbon6S355J26AUSA.pdf
17. https://www.saf6fro.com/ro/filcord60
18. SR EN 109062+A1:2012