Controlul cu Lichide Penetrante a Unei Suduri

REZUMAT

Lucrarea „Controlul cu lichide penetrante a unei suduri”, este structurată pe patru capitole, în care se tratează problematica sudurii cu toate etapele și caracteristicile sale.

Capitolul 1 analizează elementele îmbinărilor sudate, sudarea cu noțiuni generale, clasificări, tipuri, procedee de sudare și tipuri de îmbinări sudate.

Sudarea reprezintă procedeul tehnologic de îmbinare nedemontabilă a două sau mai multe piese, ce se realizează printr-o metodă oarecare de sudare, astfel încât să se obțină o legătură metalică rezistentă, care să prezinte siguranță în execuție și exploatare.

Ansamblele și subansamblele îmbinate prin sudare poartă numele de structuri sudate, iar materialul pieselor componente ale îmbinărilor sudate se numește material de bază, sau metal de bază.

Îmbinarea sudată se numește sudură. Zona îmbinării sudate în care au acționat efectiv forțele de coeziune interatomică se numește cusătură sudată, sau cordon de sudură. 

În apropierea cusăturii sudate există de regulă o zonă a metalului de bază care are proprietăți mecanice diferite de restul piesei, consecință a transformărilor structurale suferite în timpul sudării și care poartă numele de zonă influențată termic, prescurtat ZIT.

Îmbinarea sudată este partea formată din sudură și zonele învecinate acesteia.

La procedeele de sudare prin topire, sudura de îmbinare se formează în general din metalul de adaos, depus în rostul cusăturii, adică în spațiul delimitat de marginile pieselor de sudat.

La procedeele mecanizate sau automate, sudura este formata in cea mai mare parte din metalul de baza, iar in multe cazuri la tablele subțiri sau de grosime mijlocie nu este folosit metal de adaos. In acest fel, pe lângă faptul că se obține o sudură mai omogenă în raport cu materialul de bază, mai rezultă și alte avantaje: consum mai redus de material de adaos, cost mai redus al îmbinării, etc.

În capitolul 2 se vorbește despre dispozitivele și tehnologiile pentru sudarea unei flanșe ce se montează pe tubulatura coșurilor de evacuare a gazelor de ardere, despre etapele procesului tehnologic de execuție a coșului, despre sudura MIG-MAG și tot aici se efectuează un calcul al elementelor îmbinării sudate a flanșei.

Coșul de evacuare gazelor de ardere este un element ce asigură ventilația necesară evacuării gazelor de ardere (fumului) emanate în timpul procesului de ardere. Constructiv, el ar trebui să asigure un tiraj optim și alimentarea corespunzătoare cu aer de ardere unor surse de căldură care în acest caz sunt centralele cu gaz.

Coșurile de fum sunt supuse la solicitări de natură fizică și chimică foarte intense, constând în variații mari de temperatură, șoc termic cauzat de aprinderea depunerilor de funingine și gudron, soldat cu temperaturi ce pot depăși chiar și 1000ºC.

Etapele procesului tehnologic de execuție a coșului

– confecționare înveliș exterior al coșului

– confecționare flanșe

– executare rosturile pentru sudura interioară

– sudare interioară a coșului

– executare rosturile pentru sudura exterioară

– sudare exterioară a coșului

– montare flanșă

– sudare flanșă

– confecționare cârlige, inele și table de susținere

– sudare cârlige

– sudare inele de susținere

– curățare coș de impurități

– montare tablele de susținere a tubulaturii interioare

– confecționare tubulatură interioară

– izolare tubulatură interioară cu vată minerală

– sudare flanșe

– vopsire

– montare capacele

– confecționare suporți de transport

– livrare

Sudarea MIG/MAG este un procedeu de sudare cu arc electric în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil (sub forma unei sârme de sudare). Gazul protejează baia de metal topit de actiunile nedorite ale oxigenului si azotului din atmosfera.

Se face calculul elementelor îmbinărilor sudate (calculul lungimii, aria rostului pentru sudura interioară, aria cusăturii, energia liniară introdusă la sudare pentru treceri, energia liniară introdusă la sudarea exterioară, lungimea capătului liber al sârmei de electrod, debitul de gaz, randamentul depunerii).

În capitolul 3 sunt descrise metodele nedistructive de control a îmbinării sudate, controlul cu lichide penetrante a îmbinării sudate, caracteristicile lichidelor penetrante și a developanților, modul în care se face observarea și interpretarea indicațiilor controlului cu penetranți și a defectele posibile din cusătura sudată.

Controlul îmbinărilor sudate se poate realiza nedistructiv – vizual (cu ochiul liber sau cu lupa), prin măsuratori cu ajutorul șublerul sau a șabloanelor, cu ajutorul radiatiilor penetrante, (ultrasunete, particule magnetice, lichide penetrante) sau distructiv, prin încercari mecanice pe probe prelevate din îmbinarea sudata.

Metode nedistructive de control a îmbinării sudate:

– metoda de examinare cu lichide penetrante

– controlul vizual

– metoda de examinare cu radiații penetrante

– metoda de examinare cu pulberi magnetice

– metoda de examinare cu ultrasunete

– metoda curenților turbionari

– metoda radioscopică sau fluoroscopică

– metoda radiografică

– metoda sondelor de potențial

– metoda ferosondelor

– metodele imagineriei procesate

Controlul cu lichide penetrante pune în evidență orice discontinuitate (imperfecțiune) de suprafață. Se poate aplica la orice material, formă și dimensiuni de piesă în condiții de hală sau șantier pe suprafețe uscate, la temperaturi de peste 10~ 15°C.

Principiul controlului cu lichide penetrante:

a. curățirea suprafeței;

b. aplicarea penetrantului și infiltrarea in discontinuitate;

c. îndepărtarea excesului de penetrant;

d. uscarea suprafeței

d. aplicarea developantului și adsorbția penetrantului;

e. aplicarea developantului

Indicațiile de discontinuități pot fi false, concludente și neconcludente.

Capitolul 4 este rezervat normelor de sănătate și securitate în muncă la sudare în general și la sudarea prin topire în mod special.

ABSTRACT

The paper "Penetrant Control of Welds", is divided into four chapters, which deals with the issue weld all stages and its features.

Chapter 1 examines the elements of welded joints, welding general concepts, classifications, types, welding processes and types of welded joints.

Welding is the technological process for the permanent joining two or more parts, which is achieved by some welding method, so as to obtain a strong metallic bond, showing the construction and operational safety.

Assemblies and subassemblies joined by welding named welded structures, and the material component parts of welded joints is called base material or base metal. Welded joint is called welding. The weldment they acted effectively interatomic forces of cohesion is called side seam or weld.

Near the seam there is usually an area of ​​the base metal that has different mechanical properties from the rest of the piece as a result of the structural transformations during welding and heat affected zone is called, abbreviated HAZ. Welded joint is made up of the weld and its surrounding areas.

In fusion welding processes, the welding joint is generally formed by addition of the metal deposited in the joint seam, that is to say in the space delimited by the edges of the parts to be welded.

At mechanized or automated processes, welding is made in most of the base metal, and in many instances the thin sheets or thick middle filler metal is not used. In this way, in addition to obtain a homogeneous weld in relation to the base material, this results in further advantages: reduced consumption of filler material, reduced cost of the joint, etc.

In Chapter 2 talks about devices and technologies for welding a flange to be mounted on the pipe chimney exhaust flue on the steps of the technological process of implementation of the basket, about MIG-MAG and here perform a calculation elements merge welded to the flange.

Chimney flue is an element that provides the required ventilation evacuation of combustion gases (smoke) emitted during the combustion process. Structurally, it should ensure an optimal circulation and adequate supply of combustion air heat source, which in this case are gas stations.

Chimneys are subjected to physical and chemical stresses very intense, consisting of large temperature variations, thermal shock caused by the ignition of soot and tar deposits, resulting in temperatures that can exceed even 1000 ° C.

Stages of technological process execution basket:

– making outer shell of the chimney

– making flanges

– welding inner basket

– execution joints for welding inner

– mounting flange

– welding flange

– welding hooks

– welding holding rings

– cleaning basket impurities

– painting

– mounting plates supporting inner tubing

– making inner tubing

– inner tubing with mineral wool insulation

– welding flanges

– fitting lids

– making media transport

– delivery.

MIG / MAG welding is a process for arc welding in protective gas with fusible electrode (in the form of a wire welding). The gas protects the weld pool from unwanted actions of oxygen and nitrogen in the atmosphere.

The calculation is made elements welded joints (calculation of length, area joint welding inner area stitching, energy linear introduced in welding for crossings, energy linear introduced welding outer length of the free end of the wire electrode, gas flow, return filing).

In Chapter 3 describes the nondestructive methods of control of the weldment, penetrant control of welded joint, liquid penetrant and developanților features, how to make interpretive control with penetrating indications and possible defects in the welded seam.

Control of welded joints can be achieved NDT – Visual (with the naked eye or a magnifying glass) by measurements using calipers or templates, using penetrating radiation, (ultrasonic, magnetic particle, liquid penetrant) or destructively through mechanical tests on samples taken of welded joints.

Nondestructive methods of control weldment

– Review penetrant method

– visual inspection

– Review penetrating radiation method

– Review Magnetic particle method

– method of ultrasound

– eddy method

– x-ray or fluoroscopy method

– radiographic method

– potential wells method

It can be applied to any material, shape and dimensions of play in the hall or site conditions on dry surfaces at temperatures above 10 ~ 15 ° C.

Penetrant control principle:

a. Clean the surface;

b. applying penetrant and infiltration in discontinuity;

c. Removal of excess penetrant;

d. drying surface

d. developant application and adsorption penetrant;

e. developant application can be false indications of discontinuities, conclusive and inconclusive.

Chapter 4 is reserved with health and safety in welding in general and in particular fusion welding.

INTRODUCERE

Sudarea reprezintă metoda de îmbinare nedemontabilă a două corpuri metalice, prin stabilirea de legături între atomii marginali ai celor două corpuri, în anumite condiții de temperatură și presiune.

Îmbinarea rezultată în urma procesului de sudare poartă numele de sudură.

Operațiile care participă la realizarea sudurii reprezintă procesul tehnologic de sudare, căruia îi este caracteristic un anumit procedeu de sudare.

Sudarea constă în introducerea unei cantități de energie în zona sudurii, cu scopul de a scoate atomii din starea lor de echilibru stabil și de a apropia atomii mărginași la distanțe foarte mici, astfel încât ei să recristalizeze într-o rețea comună corespunzătoare unei noi stări stabile.

Pentru a se crea forțe de legatură între corpuri, atomii de pe suprafața unuia dintre corpuri trebuie să reacționeze cu atomii celuilalt corp.

Acest lucru se poate realiza prin încălzirea părților de îmbinat, fie prin exercitarea unei presiuni între ele.

Printr-o încălzire puternică, se realizează o baie de metal topit care, după solidificare devine cordonul de sudură.

Dacă se exercită o presiune între părțile de îmbinat, iau naștere deformații plastice care determină curgerea materialului de-a lungul suprafețelor în contact și se obține apropierea unor straturi interioare de metal. Dacă presiunea este destul de mare, se poate realiza sudarea la rece.

Starea de agregare în care se găsesc părțile de sudat, ambele lichidate sau ambele solide, determină forțele de legătură acestea.

La sudarea în fază lichidă, stabilirea legăturii începe în baia comună odată cu interacțiunea materialelor topite și se continuă cu procesul de cristalizare. O mare influență au solubilitatea celor două metale în stare solidă și diferența între proprietățile fizice.

La sudarea în stare solidă, forțele de prindere a unei piese de alta se obțin prin apropierea mecanică a atomilor de pe suprafețele în contact. Pentru prinderea totală ar trebui ca distanța dintre atomii celor două corpuri să fie de ordinul parametrilor rețelei cristaline.

Prin presare la rece, posibilitatea întâlnirii a două cristale aparținând celor două corpuri de sudat este mică, de aceea, la sudarea prin presiune, când materialele sunt în stare solidă este necesară încălzirea lor, deoarece, prin încălzire crește plasticitatea metalului, amplitudinea oscilațiilor termice ale atomilor și crește numărul de vacanțe.

CAPITOLUL 1. ELEMENTELE UNEI ÎMBINĂRI SUDATE

Sudarea-noțiuni generale

Sudarea reprezintă procedeul tehnologic de îmbinare nedemontabilă a două sau mai multe piese, ce se realizează printr-o metodă oarecare de sudare, astfel încât să se obțină o legătură metalică rezistentă, care să prezinte siguranță în execuție și exploatare.

Ansamblele și subansamblele îmbinate prin sudare poartă numele de structuri sudate, iar materialul pieselor componente ale îmbinărilor sudate se numește material de bază, sau metal de bază. În același timp cu energia de sudare, în foarte multe cazuri, se introduce în zona îmbinării și o anumită cantitate de material suplimentar, numit material de adaos sau metal de adaos, care (atunci când este folosit) are rolul principal de a difuzia cu metalul de bază al componentelor îmbinării sudate.

Rostul este spațiul dintre suprafețele care participă efectiv la realizarea îmbinării, având forma secțiunii transversale ca și elementele geometrice definitorii, iar mărimea acestora este reglementată în foarte multe cazuri prin standarde de stat, în funcție de procedeul de sudare utilizat și de dimensiunile pieselor de sudat (în special de grosimea metalului de bază).

Îmbinarea sudată se numește sudură. Zona îmbinării sudate în care au acționat efectiv forțele de coeziune interatomică se numește cusătură sudată, sau cordon de sudură. 

În apropierea cusăturii sudate există de regulă o zonă a metalului de bază care are proprietăți mecanice diferite de restul piesei, consecință a transformărilor structurale suferite în timpul sudării și care poartă numele de zonă influențată termic, prescurtat ZIT.

Avantajele aplicării tehnologiei de sudare:

– economie de material (nu se suprapun tablele ca la nituire);

– etanșeitatea îmbinării;

– creșterea rezistenței asamblă, prin lipsa găurilor tipice nituirii;

– construcții mai suple față de piesele turnate;

– consumul de manoperă la sudare este mai mic;

– rezistența la rupere a materialelor laminate (care se sudează) este mai mare decât a celor turnate;

– obținerea de construcții mixte, formate din mai multe părți fiecare din alt material sau obținută prin alt procedeu tehnologic;

– utilajele necesare sudării sunt accesibile și simple pentru materiale uzuale;

– reducerea consumului de metal (cu 30-50%);

– creșterea productivității;

– proprietăți mecanice superioare (față de piesele turnate sau nituite);

– dimensiuni și complexitate nelimitate;

– formă rațională, adaptată solicitărilor;

– se pot realiza construcții care prin alte procedee tehnologice nu;

– etanșeitatea îmbinărilor;

– se utilizează semifabricate și elemente tipizate;

– posibilitate de mecanizare, automatizare, robotizare;

– lipsa rebutului iremediabil;

– reducerea timpului tehnologic;

– scăderea prețului de fabricație;

– lipsa zgomotelor puternice;

– reducerea poluării;

– îmbunătățirea condițiilor de lucru.

Dezavantajele sudării:

– apariția defectelor greu identificabile;

– apariția tensiunilor și deformațiilor la sudare;

– existența pierderilor de metal la tăierea elementelor constructive;

– calitatea construcțiilor sudate depinde mult de calificarea și conștiinciozitatea personalului de proiectare și execuție;

– nu se pot executa serii de fabricație mari;

– în zona de sudură apar tensiuni interne care pot da naștere la fisuri;

– sunt necesare aparate de sudură;

– apar raze ultraviolete, care atacă corpul uman;

– verificarea aparatului de sudură se face cu aparate speciale;

– de multe ori după sudură urmează tratament termic;

– procedeele tehnologice de sudare de mare productivitate necesită utilaje scumpe.

Aplicațiile industriale ale sudării:

– înlocuiește tehnologia turnării, nituirii și asamblării mecanice;

– se aplică cu eficiență maximă la produsele unicat, serie mică și la producția de serie mare și de masă;

– produse de dimensiuni mari;

– produse de mare complexitate;

– pentru solicitări mari.

Domenii de aplicare:

– construcția de mașini și utilaje (batiuri, carcase, suporți, stative, cutii, schelete, platforme, tije, pârghii, axe, arbori, lagăre etc.);

– industria metalurgică (concasoare, mori, cuptoare, ciocane de forjă, prese, laminoare, căi de rulare, manipulatoare, etc.);

– industria chimică și petrochimică (rezervoare, cisterne, recipiente, vase de reacție, schimbătoare de căldură, coloane, conducte, ventile etc.);

– industria prelucrătoare (mașini unelte, agregate prelucrătoare, linii de transfer, roboți, automate etc.);

– transport uzinal (macarale, poduri rulante, ascensoare, mașini de ridicat etc.);

– industria extractivă (combine miniere, sonde de foraj, platforme maritime,schele petroliere, combine de extracție carboniferă de suprafață, benzi transportoare etc.);

– industria de utilaje de construcții (excavatoare, buldozere, laminoare de asfalt, schele de construcții, macarale de tip turn, instalații de preparare a materialelor de construcții etc.);

– industria mijloacelor de transport (biciclete, motociclete, autocamioane, autobuze, autoturisme, platforme de transport, locomotive, vagoane de cale ferată, nave fluviale și maritime, aeronave, nave și stații cosmice, rachete etc.);

– construcții metalice (clădiri civile și industriale, hale, cupole, turnuri, poduri rutiere și feroviare, pasaje, ferme, stâlpi etc.);

– utilaje pentru industria ușoară (utilaje pentru industria alimentară, a berii, mori, cuptoare pentru pâine, utilaje textile, de fabricare a hârtiei, industria de încălțăminte, aparate de uz casnic, frigidere, mașini de spălat, cuptoare etc.;

– industria electrotehnică și electronică (carcase de aparataj electric, electronic, plăci circuite imprimate, semiconductoare,circuite integrate, calculatoare, imprimante, scanere etc.);

– tehnica de apărare (tancuri, transportoare blindate, afeturi de tunuri, rachete tactice și intercontinentale, șalupe, pontoane, nave de război, submarine etc.).

1.2. Clasificarea procedeelor de sudare

Procedeele de sudare de bază se împart în cinci categorii mari:

1.procedee de sudare prin topire (fig. 1.1) – metalul de adaos și marginile rosturilor metalului de bază se topesc sub influența căldurii, formează baia de sudură, care apoi se cristalizează și formează cusătura sudată.

Fig. 1.1. Clasificarea procedeelor de sudare prin topire [16]

Aceste procedee se clasifică la rândul lor, după cum urmează:

Sudare cu energie electrică

– cu arc electric

– în baie de zgură

– cu plasmă

Sudare cu energie chimică

– cu flacără de gaze

– cu termit

Sudare cu energie de radiații

2. procedee de sudare în stare solidă (fig. 1.2) – îmbinarea pieselor se realizează prin presiune în stare solidă, fără metal adaos, cu sau fără încălzire:

La cald

– cu încălzire cu flacără

– cu încălzire în cuptor

– cu încălzire electrică

La rece

– cu deformare plastică la rece

– cu ultrasunete

Fig. 1.2. Procedee de sudare în stare solidă [16]

În funcție de energia utilizată pentru încălzirea materialelor există trei categorii de procedee de sudare:

– cu energie electrică

– cu energie chimică

– cu energie mecanică

Acestea, la rândul lor, se clasifică conform tabelului 1.1:

Procedee de sudare

Tabel 1.1

În afară de procedeele amintite mai sus, mai există și altele, precum:

procedee speciale de sudare;

procedee de lipire a metalelor;

procedee conexe.

1.3. Îmbinări sudate

Îmbinarea sudată este partea formată din sudură și zonele învecinate acesteia.

La procedeele de sudare prin topire, sudura de îmbinare se formează în general din metalul de adaos, depus în rostul cusăturii, adică în spațiul delimitat de marginile pieselor de sudat.

Formele rosturilor depind de grosimea pieselor de sudat sau de poziția lor după alăturarea acestora.

La procedeele mecanizate sau automate, sudura este formată, în general din metalul de bază, iar la tablele subțiri sau de grosime mijlocie de obicei nu se folosește metal de adaos, obținându-se o sudură mai omogenă în raport cu materialul de bază, volum de prelucrare mai redus la piesele de sudat, cost mai redus al îmbinării, se reduce consumul de material de adaos sau nu este necesar material de adaos, etc.

La proiectarea îmbinărilor sudate se recomandă [2]:

• evitarea pe cât posibil a îmbinărilor sudate de montaj la elementele solicitate dinamic

• evitarea amplasării îmbinărilor sudate în secțiuni cu solicitări reduse;

• decalarea îmbinărilor sudate cap la cap în secțiuni diferite ale elementului;

• evitarea modurilor de alcătuire a elementelor care favorizează apariția eforturilor remanente sau a deformațiilor peste limitele admise în timpul operațiilor de sudare;

• evitarea pozițiilor de sudare peste cap și vertical descendentă, orizontală în plan vertical sau în poziție vertical ascendentă.

La executarea îmbinărilor sudate, executantul are obligația verificării documentației elaborate de proiectant în ceea ce privește:

• exactitatea cotelor;

• exactitatea numărului de piese și elemente conținute de planurile de ansamblu;

• detaliile și condițiile de calitate obligatorii pentru conținutul documentației elaborate de proiectant;

• condițiile de calitate prevăzute în caietul de sarcini.

Executantul are obligatia de a întocmi o documentație tehnologică de confectionare a constructiei, fără de care nu se va introduce în fabricatie nici o comandă și care trebuie să contină cel putin următoarele [8]:

• marca si clasa de calitate a otelurilor;

• operatiile de debitare si prelucrare a pieselor din laminata cu indicarea claselor de calitate ale tăieturilor si a conditiilor de calitate;

• operatiile de asamblare a pieselor, continând:

– prinderea provizorie;

– împiedicarea deformatiilor;

– parametrii de sudare conform tehnologiilor calificate;

– preîntâmpinarea stărilor de eforturi remanente;

– asigurarea tolerantelor impuse.

• operatiile de prelucrare finală si de tratare termică ale îmbinărilor sudate sau ale elementelor, în scopul detensionârii (dacă este cazul);

• nivelul de acceptare pentru fiecare îmbinare sudată;.

• controlul pe faze si final, ce cuprinde:

– modul de verificare în timpul procesului de productie a tehnologiei de sudare calificate;

– planul de examinări nedistructive (ordinea, metodele folosite, procentajele);

• încercările pe probe din oteluri si pe îmbinările sudate (dacă este cazul);

• documentatie legată de modul de protectie anticorozivă, manipulare, depozitare si transport;

• indicatii asupra SDV-urilor ce vor fi folosite cum ar fi sabloanele pentru piese cu geometrie complicată, benzile marcate etc.

• soluții pentru remedierea defectelor.

Elemente componente ale îmbinării sudate (fig.1.3.):

1.- metalul de bază;

2. – cusătura sudată;

3. – rădăcina cusăturii (primul rând de sudură depus);

4.- metalul adaos (metalul sau aliajul sub formă de sârmă, vergea, bară, granule sau pulberi, care se topesc pentru completarea băii de sudură);

5.- zonă influențată termic (partea din metalul de bază, din apropierea cusăturii, rămas în stare solidă, care a suferit modificări structurale în urma procesului de sudare;

6. – zonă influențată chimic (zona de legătură dintre cusătură și metalul de bază în care s-au produs modificări în compoziție chimică datorită procesului de sudare);

7. – unghiul cusăturii (măsurat între liniile laterale de topire)

8. – suprafața cusăturii (suprafața care rezultă în urma depunerii ultimului strat de sudură pe superioară a cusăturii);

9. – rostul de sudare (spațiul liber dintre suprafețele frontale ale pieselor care urmează să fie sudate);

10. – pătrunderea sudurii (adâncimea de topire a metalului de bază);

11. – linia de topire (linia de delimitare dintre cusătură și metalul de bază;

12. – supraînălțarea (îngroșarea) cusăturii, fiind înălțimea cu care cusătura depășește suprafața superioară a metalului de bază;

s.- grosimea teoretică a îmbinării sudate, egală cu grosimea metalului de bază (mm);

s’ – grosimea reală (practică) a cusăturii, măsurată în mijlocul secțiunii transversale a sudurii;

– lățimea cusăturii (dimensiunea maximă a sudurii măsurată în exterior, perpendicular pe direcția de sudare);

– lungimea cusăturii (lungimea reală a cusăturii sudate);

– baia de sudură(topitura de metal formată prin topirea metalului adaos și a marginilor metalului de bază);

– metal depus (partea din metalul adaos care întră efectiv la formarea băii de sudare);

Fig. 1.3. Îmbinări sudate (a-prin puncte; b-prin topire c-prin presiune;) [16]

La procedeele mecanizate sau automate, sudura este formata in cea mai mare parte din metalul de baza, iar in multe cazuri la tablele subțiri sau de grosime mijlocie nu este folosit metal de adaos. In acest fel, pe lângă faptul că se obține o sudură mai omogenă în raport cu materialul de bază, mai rezultă și alte avantaje: consum mai redus de material de adaos, cost mai redus al îmbinării, etc.

1.4.Tipuri de îmbinări sudate

Îmbinările sudate pot fi clasificate după mai multe criterii.

Dupa grupa procedeului de sudare [16]:

îmbinări obținute prin topire;

îmbinări obținute prin presiune.

Dupa sectiunea transeversală (fig. 1.4.) [16]:

cap la cap

sudura de colț interioară

sudura de colț exterioară

in T

in cruce

prin suprapunere;

suduri in muchie

cu margini răsfrânte

Fig. 1.4. Tipuri de îmbinări [16]

După numărul de treceri (fig. 1.5) [16]:

a. dintr-o trecere;

b. din mai multe treceri

Fig. 1.5. 1-rând de rădăcină; 2-rând de sudură; 3-strat de sudură; 4-stat de acoperire [16]

După părțile sudate:

a. dintr-o parte;

b. din ambele părți.

După continuitate (Fig.1.6.) [16]:

a. cusături continue;

b. cusături discontinue.

Fig. 1.6. [16]

După direcția cusăturii față de direcția de solicitare (Fig.1.7.) [16]:

a. frontale;

b. laterale;

c. înclinate

Fig. 1.7. [16]

După pozitia în spațiu a îmbinării în momentul sudarii (fig. 1.8) [16]:

1. Cusătura orizontala/orizontala in jgheab (fig. 1.8. a);

2. Cusătura orizontala pe plan inclinat/orizontala cu un perete vertical (fig. 1.8. b);

3. Cusătura orizontala pe perete vertical/orizontala cu pereti inclinati (fig. 1.8. c);

4. Cusătura în cornișă (fig. 1.8. d);

5. Cusătura de plafon sau peste cap (fig. 1.8. e);

6. Cusătura verticală – de jos in sus (ascendenta) (fig. 1.8.f);

– de sus in jos (descendenta).

Figura 1.8. Tipuri de imbinari dupa pozitia in spatiu in momentul sudării [16]

Din punct de vedere al sectiunii transversale, sudurile executate prin procedeele sub presiune [16]:

cap la cap: prin topire intermediară în stare solidă, prin strivire etc.;

cu margini suprapuse: în linie continua sau întreruptă, prin puncte pe un rând sau două, prin puncte în relief etc.

După forma suprafeței exterioare, îmbinările sudate realizate prin topire pot fi [16]:

plane (suprafața exterioară este plană);

convexe (suprafața exterioară îngroșată);

concavă (suprafața exterioară scobită).

După continuitate [16]:

continue;

discontinue.

După modul de acționare a forțelor:

–         prin suprapunere

–         oblice

–         laterale

După poziția de sudare [16]:

Pentru îmbinări cap la cap la table și profile

–         orizontală

–         orizontală pe perete vertical (în cornișă)

–         pe plafon (peste cap)

–         verticală ascendentă/descendentă

Pentru îmbinări în colt la table și profile

–         orizontală cu un perete vertical

–         orizontală în jgheab

–         pe plafon (peste cap)

–         verticală ascendentă/descendentă

Pentru îmbinări la tevi

–         verticală

–         orizontală

–         înclinată

Deoarece nu toate construcțiile sudate sunt supuse la eforturi deosebite, unele norme prevad clasificarea sudurilor din punct de vedere al clasei de executie. La îmbinările sudate, pentru cele 4 clase de executie, defectele care pot fi admise sunt [16]:

La clasa de executie I – nici un fel de defect.

La clasa de executie II – crestături marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusăturii și adâncime maximă de:

0,3 mm pentru grosimi de piese pana la 10 mm;

0,4 mm pentru grosimi de piese intre 11 si 17 mm;

0,5 mm pentru grosimi de piese peste 17 mm.

La clasa de executie III – crestaturi marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusaturii si cu adancimea maxima de:

0,3 mm pentru grosimea piesei pana la 5 mm;

5% din grosimea piesei pentru grosimi intre 6 si20 mm;

1,0 mm pentru grosimi de piese peste 20 mm.

La clasa de executie IV – crestaturi marginale pe o lungime de 10% din lungimea cusaturii, cu adancimea maxima de:

0,3 mm pentru grosimea piesei pana la 5 mm;

7% din grosimea piesei pentru piese cu grosimea intre 6 si 20 mm;

1,5 mm pentru piese cu grosimea peste 20 mm.

Pentru toate clasele de executie nu se admit defecte, precum: fisuri în cusatura sau in zona influentata termic, arderi, suprafete spongioase sau pori deschisi, curgeri de metal topit. Pentru clasele de executie I si II nu se admit crestaturi marginale, cratere si defecte de racordare [16].

Îmbinările de colț sunt alcătuite din elemente asezate perpendicular, care au sau nu marginile tesite și pot fi, in functie de grosimea materialului:

• continue – unilaterale;

-bilaterale.

•discontinue (fig. 1.9.)

-unilaterale;

-în pieptene;

-în zig-zag;

-în lanț.

a) unilaterală discontinuă b) în pieptene

b) in zig-zag d) în lanț

Fig. 1.9. Îmbinări discontinue [16]

Îmbinările discontinue sunt caracterizate de lungimea cordonului 1 si pasul sudurii P.

Capitolul 2. DISPOZITIVE ȘI TEHNOLOGII PENTRU SUDAREA UNEI FLANȘE

2.1. Coșuri evacuare gaze de ardere

Coșul de evacuare gazelor de ardere este un element ce asigură ventilația necesară evacuării gazelor de ardere (fumului) emanate în timpul procesului de ardere. Constructiv, el ar trebui să asigure un tiraj optim și alimentarea corespunzătoare cu aer de ardere unor surse de căldură care în acest caz sunt centralele cu gaz.

Coșurile de fum sunt supuse la solicitări de natură fizică și chimică foarte intense, constând în variații mari de temperatură, șoc termic cauzat de aprinderea depunerilor de funingine și gudron, soldat cu temperaturi ce pot depăși chiar și 1000ºC.

Aceste solicitări sunt: la îngheț-dezgheț, solicitări date de vânt și cutremure și la acțiune condensului care are un caracter acid, puternic corosiv.

Fig. 2.1 Coș de evacuare a gazelor de ardere în etapa de construcție

Centralele la care se montează acest tip de coșuri pot fi cu tiraj natural sau forțat. La cele cu tiraj natural, aerul necesar arderii este preluat la fel ca la o sobă obișnuită, din incinta în care se află centrala, iar gazele de ardere sunt evacuate în exterior prin coș cu ajutorul tirajului realizat de acesta. Camera de ardere este deschisă, adică comunică cu incinta în care este amplasată centrala. Centralele cu tiraj natural sunt mai simple, mai fiabile, mai silențioase și mai ieftine, însă pot fi amplasate doar în spații care îndeplinesc condiții foarte restrictive [17].

La centralele cu tiraj forțat, tirajul este realizat de un ventilator incorporate care preia aerul din exteriorul incintei în care este montată centrala, iar gazele produse prin ardere sunt evacuate tot în exterior. Camera de ardere este închisă (etanșă), adică nu comunică cu incinta în care este montată centrala [17].

Fig. 2.2. Coș pregătit de livrare

Tirajul forțat se prevede în cazurile în care: tipul cazanului impune acest lucru, căldura gazelor de ardere este recuperata (pentru încălzirea aerului de combustibil) sau există condiții particulare ce impun coșului de fum o înălțime mai mică decât cea minimă necesară pentru funcționarea prin tiraj natural (ex.: vecinătatea unui aeroport, obligativitatea înglobării coșului de fum într-o clădire; caracterul provizoriu al centralei termice, amplasarea ei într-un ansamblu arhitectonic care nu permite coșuri înalte etc.).

Pentru a se evita deteriorarea și distrugerea în timp, coșurile trebuie să satisfacă următoarele cerințe:

– să ofere tirajul necesar arderii combustibilului, altfel fumul produs în urma arderii nu va fi evacuat ci refulat în încăperea unde se află focarul, cu posibilitatea de a produce pagube materiale sau chiar intoxicare;

– să prezinte rezistență la temperaturi ridicate și la șocuri termice, condens acid, precum și etanșeitate la umiditate și la gaze de ardere;

–materialul coșului să nu absoarbă condensul format ci să-l elimine din coșul de fum printr-un orificiu situat la baza coșului.

– să garanteze rezistență, stabilitate mecanică și durabilitate.

– să fie construit din materiale sau componente adecvate domeniului, certificate, conforme cu legislația de specialitate în vigoare, care dispun de declarație de performanță și marcaj CE.

Fig. 2.3. Coșul în plin proces de sudare

Sistemul de evacuare a gazelor de ardere este un element important al instalației de încălzire, care are o funcționare foarte bună dacă beneficiază de o dimensionare corespunzătoare a elementelor componente. În cazul coșurilor de fum, dimensionarea presupune determinarea secțiunii optime a canalului de fum interior, adoptată tipului de coș de fum în funcție de sursa de căldură utilizată, și stabilirea înălțimii, în funcție de înălțimea construcției deservite.

Fig. 2.4. Executarea rostului pentru sudura interioară

Secțiunea coșurilor de fum se stabilește astfel încât eperatele termice conectate la el să funcționeze la un randament energetic maxim, iar gazele de ardere să fie evacuate în totalitate în atmosferă.

Dacă se cunosc tipul aparatului termic și parametrii de funcționare, stabilirea secțiunii pentru o funcționare optimă a coșului de fum se face printr-un calcul termotehnic și gazodinamic, efectuat cu ajutorul unui program electronic.

Forma secțiunii de trecere a gazelor de ardere poate fi circulara, pătrata sau dreptunghiulară. În cazul în care secțiunea este dreptunghiulară, se impune ca raportul laturilor a/b = 0,7.

Înălțimea coșului de fum se va stabili pe bază de calcul, ținând seama de necesitățile funcționale ale cazanelor, de prevederile normelor în vigoare cu privire la concentrațiile limită de noxe admisibile în zonă, precum și de amplasarea în raport cu direcția vântului dominant, distanța față de centrala termică și de regimul de înălțime al clădirilor.

Coșurile de fum se execută și se izolează termic față de elementele construcției, conform prevederilor STAS 6793 și ale altor prescripții tehnice din domeniu, astfel încât să nu se producă incendierea părților combustibile sau să fie afectată rezistența părților incombustibile.

Variante de executie a coșurilor de evacuare a gazelor (fig. 2.5):

Fig. 2.5. Variante de executie a coșurilor de evacuare a gazelor [17]

A-tubulatura concentrică orizontală aer/gaze de ardere, ce traverseaza peretele exterior (independent fata de aerul inerior)

B-Racordare la un cos vertical coaxial (LAS), lungimea maxima de la racordulcentralei la gura cosului LAS este de 2m (independent fata de aerul inerior)

C-Racordare la un cos vertical rezistent la umiditate si condens, lungimea max. dela racordul centralei la gura cosului este de 2m (independent fata de aerul inerior)

D-Tubulatura concentrica verticala aer/ gaze de ardere, ce traverseaza un acoperisplat sau inclinat (independent fata de aerul inerior)

Flanșa beneficiază de sudură de colț.

Fig. 2.6. Sudura flanșei din interior

Caracteristici flanșă:

Nivel flanșa =10 m

Moment de răsturnare 543,696 (kNm)

Diametrul coșului 2400(mm)

Grosimea învelișului cosului 6(mm)

Lățime flanșă 80(mm)

Grosimea flanșei 15(mm)

Mărimea bolțurilor (mm) (max. M30, min. M12) 20

Suprafața zonei de tracțiune = 245 mm

Diametrul găurilor. = 22 mm

Grosimea șurub 40(mm)

Număr de șuruburi utilizate: 84

Diametrul cercului de referință (PCD) = 2480 mm

Circumferința cercului de referință = 7791.1498 mm

Distanța dintre șuruburi pe cercul de referință = 92.751783 mm

Distanța dintre șuruburi față de coș = 89.75979 mm

Excentricitatea șuruburilor = 2.075

Încărcare coș = 120,1833 N/mm

Încărcare șurub = 22384,327N

Tensiunea admisibilă șurub= 120N/mm

Tensiune admisibilă flanșă = 180 N/mm

Grosimea de sudură = 6 mm

Tensiune admisibilă sudura =125 N/mm

Greutatea flanșei = 73,393 kg (Each)

Fig. 2.7. Dimensiunile flanșei

Nivel flanșa 20 m

Moment de răsturnare 139,572(kNm)

Diametrul coșului 2400(mm)

Grosimea învelișului cosului 6(mm)

Lățime flanșă 80(mm)

Grosimea flanșei 12(mm)

Mărimea bolțurilor (mm) (max. M30, min. M12) 20

Suprafața zonei de tracțiune = 245 mm

Diametrul găurilor = 22 mm

Grosimea șurub 40(mm)

Număr de șuruburi utilizate: 84

Diametrul cercului de referință (PCD) = 2480 mm

Circumferința cercului de referință = 7791,1498 mm

Distanța dintre șuruburi pe cercul de referință = 92,751783 mm

Distanța dintre șuruburi față de coș = 89,75979 mm

Excentricitatea șuruburilor = 2,075

Încărcare coș = 30,852123 N/mm

Încărcare șurub = 5746,2562 N

Tensiunea admisibilă șurub= 120N/mm

Tensiunea admisibilă flanșă =180N/mm

Grosimea de sudură verificată = 6 mm

Tensiunea admisibilă sudură =125N/mm

2.2. Etapele procesului tehnologic de execuție a coșului

se confecționează învelișul exterior al coșului prin roluirea tablei la dimensiunile cerute, cu ajutorul roluitorului (fig 2.8);

se confecționează flanșele pentru toată tubulatura;

se execută rosturile pentru sudura părții interioare a învelișului coșului;

Fig. 2.8. Tabla roluită și sudată

se sudează partea interioară a coșului, după caz cu sârmă plină de 1mm;

Fig. 2.9. Rostul pentru sudura interioară

Fig. 2.10. Sudura exterioară a flanșei

se execută rosturile pentru sudura părții interioare a învelișului coșului;

se sudează partea exterioară a coșului, cu ajutorul unei plarforme mobile și a unui rolator, cu sârmă tubulară de 1,2mm (fig. 2.11);

se montează flanșa și se execută rostul pentru sudura interioară a acesteia;

se sudează flanșa atât la exterior cât și la interior;

Fig. 2.11. Sudarea exterioară transversală a coșului

se confecționează cârlige, inele, tablele de susținere

se sudează cârlige de manipulare la ambele capete ale coșului, interior sau exterior, în funcție de tipul de coș confecționat;

longitudinal, pe ambele părți ale coșului se sudează inelele pentru susținere;

Fig. 2.12. Inele de susținere

se curăță coșul de praf și alte corpuri cu ajutorul periilor de sârmă;

se montează în interiorul coșului tablele de susținere a tubulaturii interioare;

se confecționează tubulatură interioară, urmându-se aceiași pași ca la învelișul exterior;

se izolează tubulatura interioară cu vată minerală, după care aceasta este introdusă în coș;

după ce s-a introdus tubulatura, se sudează flanșele de la capătul liber al tuburilor și se pun capacele;

se vopsește tubul la interior și la exterior;

Fig. 2.13. Coșul înainte de montarea capacului cu ușă de vizitare

se confecționează suporții de transport, care se motează la ambele capete ale coșului (în funcție de dimensiunea coșului, se mai poate monta un suport și pe mijloc).

Fig. 2.14. Coșul cu suporții de transport și cu cârligele montate

2.3. Sudura MIG-MAG

Sudarea MIG/MAG este un procedeu de sudare cu arc electric în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil (sub forma unei sârme de sudare). Gazul protejează baia de metal topit de actiunile nedorite ale oxigenului si azotului din atmosfera.

Sudarea MIG/MAG are un grad înalt de universalitate, poate fi utilizata pentru sudarea tuturor tipurilor de materialelor si poate fi realizata manual, mecanizat, automatizat sau robotizat in functie de aplicatie.

MIG, provine din “Metal Inert Gaz”- sudarea cu electrod fuzibil in mediu de gaz inert

MAG, provine din “Metal Activ Gaz”-sudarea cu electrod fuzibil in mediu active de gaz

Componenta unei instalații de sudare MIG/MAG

1. Sursa de curent de sudare

2. Dispozitivul de avans la sârmei

3. Pachetul de furtune de legătură

4. Pistoletul de sudare manuală

5. Sistemul de răcire

6. Butelia de gaz

Fig. 2.15. Schema de principiu a sudării cu arc electric, electrod fuzibil, în atmosferă protectoare: 1. pistol de sudare; 2. arc electric; 3. atmosferă protectoare; 4. cusătură sudată; 5. baie de sudare; 6. metal de bază; 7. gaz protector; 8. colac de sârmă; -diametrul sârmei de sudură; -curent continuu cu polaritate inversă; -viteza de sudare; -viteza electrodului

Principiul sudării cu arc electric:

Sârma de sudură cu diametrul ds vine de la bobina și este este introdusă pe un tambur sub formă de colac, derulată și împinsă spre pistolul de sudare cu ajutorul unor role striate antrenate mecanic. În marea majoritate a cazurilor polul pozitiv este la sarma.

Capatul liber al sarmei este scurt, astfel incat se pot utiliza intensitati ridicate de curent, cu toate ca electrodul este subtire.

Pistolul de sudare introduce sârma în zona de sudare, realizează aducerea curentului de sudare și insuflă gazul protector asupra băii de sudare. Pistolul poate fi condus manual sau mecanizat cu tractor sau robot industrial.

Fig. 2.16. Sudura MIG/MAG [18]

Arcul electric este alimentat cu un curent continuu, cu polaritate inversă cc+ pentru a asigura o mai rapidă topire a sârmei electrod fuzibil

Arcul electric arde între un electrod care se topeste (si care este in acelasi timp material de adaos de sudare) si piesa de sudat. Gazul de protectie este fie inert (MIG–de ex.argon, heliu si amestecuriale acestora), fie activ (MAG CO2, sau amestecuri Ar cu CO2, si/sau O2).

Gazul de protectie iese dintr-o duza de gaz, care înconjoară electrodul concentric si protejeaza arcul electric de actiunea atmosferei.

Materiale sudate prin procedeul MIG-MAG

1) oteluri carbon obisnuite-se sudeaza cu curent continuu si cu polaritate inversata. Gazul protector este dioxidul de carbon sau amestecul de argon cu dioxid de carbon in diferite proportii (cea mai des utilizata este 80% argon,20% CO2)

2) oteluri inoxidabile-se sudeaza cu curent continuu si cu polaritate inversata, iar gazul protector este un amestec de argon cu CO sau argon (sub 98%) cu oxigen.

3) aluminiul si aliajele sale-se sudeaza cu curent continuu sau curent continuu pulsatoriu cu polaritate inversata, iar gazul protector utilizat este argonul pur sau un amestec de argon si heliu.

4) alte materiale-pot fi sudate materiale cum ar fi nichel, cupru, sau aliajele lor.Se sudeaza in curent continuu cu polaritate inversata.

Prin procedeul de sudură MIG-MAG se pot suda, in general, materiale metalice avand grosimea de maxim 5-6mm, pentru grosimi mai mari se recomanda utilizarea procedeului de sudura TIG [19].

2.4. Calculul îmbinărilor sudate

Sudarea este procedeul tehnologic de realizare a îmbinărilor nedemontabile a unor componente metalice sau nemetalice prin interacțiunea atomilor mărginași ai acestora.

Îmbinarea ce rezultă în urma procesului de sudare poartă denumirea de sudură. Totalitatea operațiilor care concură la realizarea sudurii poartă denumirea, așa cum s-a mai arătat, de proces tehnologic de sudare. Unui proces tehnologie de sudare îi este caracteristic un anumit procedeu de sudare. Pentru realizarea activării termice sau mecanice fiecare metal și aliaj are nevoie de o anumită cantitate de energie și de o anumită apropiere a atomilor marginali pentru a se suda [13].

La elaborarea corectă a tehnologiei de sudare se vor parcurge următorii pași:

– alegerea procedeului de sudare ;

– stabilirea parametrilor tehnologici de sudare ;

– alegerea rosturilor de sudare ;

– alegerea materialelor de sudare (electrozi, sârme,fluxuri, gaze de protectie) ;

– faza de execuție și asamblare a produsului

Calculul sudurilor se bazează pe date experimentale. La propunerea Institutului Internațional de Sudură (I.I.S.) se tinde către o sistematizare în ceea ce privește calculul îmbinărilor sudate.

Calculul lungimii [1]:

unde:

=7539,82mm lungimea sudurii;

a=6mm

pentru sudura de colț, este înălțimea triunghiului înscris în secțiunea sudurii (fig.2.1);

a. b. c.[1]

Fig. 2.17. Îmbinări de colț: a-plană; b- convexă; c- concavă

La calculul lungimii s-a ținut cont de imperfecțiunea cordoanelor de sudură la ambele capete, care cuprinde o zonă egală cu 2a.

În cazul construcțiilor (structurilor) sudate, tehnologia prezintă modul cum trebuie să se acționeze pentru a satisface cerințele funcționale și de exploatare ale respectivei structuri.

La elaborarea tehnologiei de sudare cu arcul electric se are în vedere trei categorii de parametri tehnologici de sudare: primari, se secundari și terțiari.

Parametrii tehnologici primari [1]:

– Intensitatea curentului de sudare – intensitatea curentului electric ce trece prin arcul electric între electrod și materialul de bază în timpul sudării (I);

– Tensiunea arcului – tensiunea electrică între electrod și materialul de bază, respectiv tensiunea coloanei arcului (U);

– Viteza de sudare – viteza de deplasare a arcului electric în lungul rostului dintre elementele de sudat (v);

– Energia liniară – energia electrică administrată procesului de sudare pe unitatea de lungime a cordonului (E) [3].

Parametrii tehnologici secundari sunt [1]:

– Lungimea arcului (L) -distanța de la capătul electrodului până la baia de sudură;

– Lungimea liberă (L) – distanța de la contactul electric al electrodului (sârmei) până la capătul electrodului ce poartă arcul electric, sau, altfel spus, este distanța de la piesa de contact a sârmei electrod până la arcul electric;

– Viteza materialului de adaos (V) – viteza cu care avansează electrodul în baia de sudură;

– Poziția electrodului – poziția definită prin unghiurile de poziție ale electrodului în raport cu componentele de sudat.

– Rezistența electrică a lungimii libere

– Intensitatea curentului de sudare

– Cantitatea de căldură Q administrată suplimentar fața de arcul electric procesului de sudare prin efect Joule, în timpul t corespunzător trecerii sârmei cu viteza v prin zona lungimii libere

Parametrii tehnologici terțiari[1]:

-Diametrul electrodului (d);

-Tipul electrodului (electrod învelit, sârmă electrod, electrod nefuzibil etc);

– Genul protecției arcului electric (prin învelișul electrodului, prin flux sau prin gaz de protecție) și tipul protecției în cadrul genului ales;

– Nivelul protecției (grosimea învelișului, debitul de gaz de protecție). Cu cât lungimea arcului L este mai mică, protecția este mai bună;

– Natura și polaritatea curentului de sudare;

-Numărul de treceri (n);

– Așezarea trecerilor în rost;

– Aria cordonului de sudură A;

– Coeficientul de depunere reprezintă masa de metal depus raportată la intensitatea curentului și timpul de sudare;

– Timpul necesar unei treceri ;

– Masa materialului depus ;

– Randamentul depunerii (randamentul efectiv) este raportul dintre masa materialului depus și masa materialului topit, printr-un anumit procedeu, la o anumită trecere;

– Coeficientul de pierdere ;

– Viteza de avans a sârmei electrod;

– Consumul de material de adaos, de sârma electrod, se estimează prin masa materialului ce urmează a fi topit;

– Timpul de sudare este timpul corespunzător trecerii arcului electric între componentele de sudat, în vederea realizării cordonului de sudură; este deci durata, „arderii” arcului electric;

– Factorul operator FO este raportul dintre timpul de sudare și timpul total de execuție a cordonului de sudură, adică raportul dintre timpul „arderii” arcului electric și timpul de lucru al sudorului pentru efectuarea cordonului;

Sudură de colț cu electrod de 1,2mm

Fig. 2.18. Sudura flanșei

Aria rostului pentru sudura interioară

Se consideră triunghiul echilateral ABC cu unghiul A de 60, iar AD este înălțimea acestuia, cu dimensiunea dată de 6mm. Se calculează latura CB cu ajutorul cosinusului în triunghiul dreptunghic.

În triunghiul dreptunghic ADC:

AC=AB=BC=6,94mm

Aria triunghiului ABC este egală cu aria rostului și se calculează cu relația:

O trecere are 7 mm, rezultă deci un număr de 3 treceri.

Aria cusăturii:

Se dau următorii parametrii tehnologici de sudare:

Pentru trecerea 1:

Curentul de sudare: =195A

Tensiunea arcului: =23V

Viteza de sudare: =30cm/min

Pentru trecerea 2:

Curentul de sudare: =195A

Tensiunea arcului: =24V

Viteza de sudare: =30cm/min

Pentru trecerea 3:

Curentul de sudare: =195A

Tensiunea arcului: =26V

Viteza de sudare: =30cm/min

Se calculează energia liniară introdusă la sudare, pentru fiecare trecere în parte, cu relația [20]:

Pentru sudura exterioară se dau următorii parametrii tehnologici:

=215 A

=215A

Se adoptă =18V

Energia liniară introdusă la sudarea exterioară:

Lungimea capătului liber al sârmei de electrod se calculează cu relația[20]:

Debitul de gaz [20]:

Randamentul depunerii la sudarea cu arcul electric se adoptă din tabelul 2.1. [13]

Tabel 2.1

Se adoptă randamentul depunerii =0,90.

Capitolul 3. CONTROLUL CU LICHIDE PENETRANTE A ÎMBINĂRII SUDATE

3.1. Controlul îmbinărilor sudate

Controlul îmbinărilor sudate se poate realiza nedistructiv – vizual (cu ochiul liber sau cu lupa), prin măsuratori cu ajutorul șublerul sau a șabloanelor, cu ajutorul radiatiilor penetrante, (ultrasunete, particule magnetice, lichide penetrante) sau distructiv, prin încercari mecanice pe probe prelevate din îmbinarea sudata.

La constructiile metalice sudate se fac urmatoarele operatii de verificare si de control:

– verificarea dimensiunilor fiecarei piese sudate si a pozitiei ei relative in ansamblul imbinarii;

-examinarea si verificarea cordoanelor de sudura;

-verificarea calitatii sudurii.

Cordoanele de sudura se verifica prin masurari cu sabloane de control si se examineaza la exterior cu ochiul liber si cu lupa.

Calitatea sudurii se verifica prin incercarea epruvetelor prin guri de control si prin examinarea cu raze Roentgen, raze gama sau cu unde ultrasonice.

Calitatea unei suduri se observă pe baza incercarilor efectuate asupra epruvetelor de sudura, executate o data cu imbinarea respectiva. Aceste epruvete se executa fie in prelungirea cordoanelor de sudura, ele fiind fixate prin suduri usoare de piesele imbinate prin sudura, fie separat.

Etapele controlului imbinarilor sudate sunt următoarele:

materiile prime;

pregatirea rosturilor;

modul de executie;

controlul final.

Materia primă trebuie cunoscuta din punct de vedere al compozitiei chimice, proprietatilor mecanice si lipsei defectelor ascunse. Acestea se identifica uneori cu ajutorul radiatiilor sau cu ultrasunete.

Pregatirea rosturilor se face vizual si cu instrumente de masura pentru unghiuri, degajari, raze etc.

Pentru controlul dimensiunilor rostului (unghi, deschidere, radacina) si a dimensiunilor cusaturii sudate (grosime, latime) se pot folosi sabloane sau sublere speciale pentru sudura.

Modul de executie al îmbinărilor se controleaza pentru folosirea electrodului indicat si in stare uscata; starea de functionare a utilajului; regimul de lucru in ceea ce priveste curentul, tensiunea, viteza; curatirea straturilor de zgura; temperatura in metalul de baza; respectarea masurilor tehnologice indicate pentru evitarea sau limitarea tensiunilor si deformatiilor etc.

Controlul final al imbinarilor se face vizual, dimensional si prin incercari. Incercarile imbinarilor sudate pot fi distructive, nedistructive sau analize metalografice, analize spectrale, analize cu radiatii etc.

În functie de felul defectelor si localizarea acestora, metodele de control recomandate pentru punerea în evidenta a defectelor, se pot grupa astfel (tabel 3.1): [6]

Tabel 3.1.

3.2. Metode nedistructive de control a îmbinării sudate

Verificarea aspectului exterior este o operațiune de control obligatorie si eliminatorie, pe laminate, piese si îmbinări sudate în toate fazele de executie, ce are scopul de a depista defectele de suprafată si zonele cu eventuale abateri geometrice. Controlul aspectului în fază finală se face pe ambele fețe ale îmbinării sudate, pe o lătime adiacentă de minimum 250 mm în stânga si în dreapta sudurii, cuprinzând si verificarea existentei poansonului sudorului.

Schimbarea opiniei specialiștilor privind inspecția calității prin metode nedistructiv a condus la:

– dezvoltarea tehnicilor de detectare, lucru ce a permis semnalarea defectelor din ce în ce mai mici;

-apariția și extinderea rapidă a disciplinei intitulate mecanica ruperii, care permitea predicția comportării produselor cu defecte în exploatare.

Alegerea metodei de control nedistructiv se face în funcție de diferite criterii legate de utilitatea piesei de controlat, materialul din care este fabricată piesa, amplasament, tipul de structură, costuri etc.

Examinarea aspectului se face vizual în procent de 100% pentru toate laminatele, piesele si îmbinările sudate, pe toată lungimea si suprafata lor, înainte de vopsirea elementelor si după îndepărtarea zgurii.

Cele mai vechi examinări nedistructive sunt cele optico-vizuale. Din cele mai vechi timpuri, omul a verificat execuția unui obiect prin examinare atentă cu ochiul liber sau, mai târziu, cu un instrument optic. Se consideră că primele încercări nedistructive au fost aplicate pentru detectarea fisurilor de suprafață ale șinelor de cale ferată sau ale unor componente de tren [6].

Părțile suspecte erau unse sau introduse în ulei, după care se curățau și se acopereau cu o pudră. În locurile în care existau fisuri, pudra absorbea uleiul intrat în acestea și, pe suprafața examinată, se întindea o pată de ulei cu o mărime dependentă de mărimea fisurii. Această metodă a stat la baza dezvoltării inspecției, cunoscută astăzi, sub denumirea de “inspecție cu lichide penetrante”.

Pentru control vizual se folosesc diferite ustensile optice cum ar fi endoscop, lupe, lămpi etc. Prin control vizual sunt furnizate o serie de indicii legate de aspectul suprafeței metalului precum și estimarea unor defecte interne (recipiente metalice, butelii de gaze, conducte, tuburi etc) [8].

Metode nedistructive de control a îmbinării sudate:

Metoda de examinare cu lichide penetrante constă în aplicarea unui lichid capilar activ penetrant pe suprafața de examinat, îndepărtarea penetrantului rămas în afara discontinuităților și aplicarea unui material absorbant, ce absoarbe penetrantul, punând astfel în evidență, prin contrast, defectele existente.

Examinarea cu lichide penetrante se aplică pentru depistarea defectelor de suprafață. Se pot pune de asemenea în evidență fisurile de oboseală și de coroziune.

Controlul cu lichide penetrante constă în pregatirea suprafaței de examinare, aplicarea pe suprafața supusă controlului a unui lichid cu bune calități de penetrare în discontinuitățile superficiale și evidențierea acestora prin contrast cu ajutorul unui developant.

Penetrarea în discontinuitățile cele mai fine – pori, fisuri ș.a. – se produce datorită fenomenului de capilaritate. Developarea penetrantului are loc datorită efectului de absorbție a developantului.

Controlul cu lichide penetrante pune în evidență: porii, fisurile, suprapunerile, lipsa de pătrundere, crestăturile marginale, exfolierile din materialul de bază, craterele. Relevante pentru controlul cu lichide penetrante sunt mai ales porii singulari și fisurile, fie ele termice, fie de oboseală, care în majoritatea cazurilor sunt dificil de observat la controlul vizual. Suprafețele poroase sau zonele cu densitate ridicată de pori sau foarte rugoase, nu pot fi controlate eficient datorită dificultăților de interpretare a indicațiilor relevate. In principiu piesele se supun controlului înaintea aplicării tratamentelor termice sau a prelucrărilor prin așchiere întrucât, mai ales cele din urmă, pot masca sau chiar închide discontinuitățile mai fine.

Controlul vizual este un procedeu simplu dar indispensabil, examinarea vizuală presupune luarea în considerare a caracteristicile și proprietățile suprafețelor. Pentru controlul vizual se folosesc diferite ustensile optice cum ar fi endoscop, lupe, lămpi etc. Prin control vizual sunt furnizate o serie de indicii legate de aspectul suprafeței metalului precum și estimarea unor defecte interne.

Metoda de examinare cu radiații penetrante (radiografică) constă în interacțiunea radiațiilor penetrante cu pelicule fotosensibile. Se poate efectua cu raze X sau raze gamma.

Generatoarele de raze X, în funcție de energia ce o furnizează și de domeniul lor de utilizare sunt:

– generatoare de energii mici (tensiuni < 300 kV) pentru controlul pieselor din oțel de grosime mică (< 70 mm);

– generatoare de energii medii (tensiuni de 300…400 kV) pentru controlul pieselor din oțel de grosime mijlocie (100…125 mm);

– generatoare de energii mari (tensiuni de peste 1…2 MV și betatroane de 15…30 MV) pentru controlul pieselor din oțel de grosime mare (200…300 mm).

Examinarea cu raze gamma (gammagrafia) constă în iradierea piesei supuse controlului cu radiații gamma, după care se obține pe filmul radiografic imaginea structurii macroscopice interne a piesei respective, prin acționarea asupra emulsiei fotogafice. Dezvoltarea permanentă a parametrilor funcționali ai instalațiilor industriale moderne (presiune, temperatură, solicitări mecanice, rezistență la coroziune), au impus examinarea cu raze gamma ca o metodă modernă de control cu grad ridicat de certitudine.

Metoda de examinare cu pulberi magnetice permite detectarea defectelor materialelor feromagnetice. Poate fi efectuată cu pulberi magnetice sau bandă magnetografică.

Controlul cu pulberi (particule) magnetice constă în supunerea zonei de controlat la acțiunea unui câmp magnetic continuu sau alternativ, care creează un flux magnetic intens în interiorul materialului feromagnetic. Defectele întâlnite în calea sa determină devierea fluxului magnetic generând un câmp magnetic de dispersie la suprafața piesei.

Metoda de examinare cu ultrasunete este bazată pe undele mecanice (ultrasunete) generate de un element piezo-magnetic excitat la o frecvență cuprinsă de regulă între 2 și 5 Mhz, și ajută la găsirea defectelor în profunzime. Controlul presupune transmiterea, reflexia, absorbția unei unde ultrasonore ce se propagă în piesa de controlat. Fasciculul de unde emis se reflectă în interiorul piesei și pe defecte, după care revine către defectoscop ce poate fi în același timp emițător și receptor. Poziționarea defectului se face prin interpretarea semnalelor.

Controlul cu ultrasunete se aplică mai ales în cazul verificării etanșeității produselor contribuind la învingerea forței de aderență și forțarea procesului de infiltrare a penetrantului. Cu bune rezultate se folosește la spălarea suprafețelor capilare de materiale contaminate. Vibrațiile contribuie de asemenea la minimizarea duratei de penetrare, metoda cu trasor radioactiv, unde evidențierea discontinuităților se realizează prin impresionarea unui film radiografie aplicat în stare lichidă, de către substanțe radioactive conținute în mediul de penetrare.

Metoda curenților turbionari este folosită ca o alternativă sau extensie a controlului nedistructiv cu particule magnetice, fiind utilizată, în special, pentru controlul țevilor cu diametrul exterior de maximum 140 mm. Sensibilitatea metodei este maximă la grosimi de perete de până la 5 mm. O dată cu creșterea grosimii pereților, scade eficiența metodei de evidențiere a defectelor interne, ea rămânând eficace pentru evidențierea defectelor de suprafață și din imediata apropiere a acesteia.

Metoda constă în inducerea unor curenți turbionari în pereții țevii controlate. Câmpul magnetic al curenților turbionari induși, datorită prezenței unor discontinuități și neomogenități în material, modifică impedanța bobinei de măsurare, ceea ce afectează amplitudinea și faza curenților turbionari.

Alte metode de control nedistructiv sunt:

-Metoda radioscopică sau fluoroscopică, se bazează pe interaciunea radiaiilor penetrante cu substane fluorescente.

-Metoda radiografică în timp real, combină tehnica fluoroscopică cu posibilităile de microfocalizare a radiaiei X.

-Metoda sondelor de potențial, funcionează pe principiul variaiei reluctanei magnetice.

-Metoda ferosondelor, discriminează variaiile de inductană din piesă.

-Metodele imagineriei procesate.

Metodelor uzuale de control nedistructiv le corespunde o serie de simboluri reglementate de norma europeană EN 473 și EN 4179 examinare nedistructivă END. [6]

Tabel 3.2

3.3. Controlul cu lichide penetrante a îmbinării sudate

Controlul cu lichide penetrante pune în evidență orice discontinuitate (imperfecțiune) de suprafață. Se poate aplica la orice material, formă și dimensiuni de piesă în condiții de hală sau șantier pe suprafețe uscate, la temperaturi de peste 10~ 15°C.

Metoda este productivă, ieftină, ușor de folosit, se pretează și la controlul pe suprafețe (lungimi) mari. Rezultatele sunt concludente, imediate și ușor deinterpretat. Indicațiile provenite de la discontinuități sunt mărite prin absorbțiapenetrantului de câteva ori.

Controlul cu lichide penetrante implică curățirea chimică a suprafeței de impurități, operații de spălare postoperatorie, mai ales atunci când se aplică interfazic, în cursul depunerii succesive a straturilor de sudură.

Controlul cu lichide penetrante pune în evidență în exclusivitate discontinuitățile deschise la suprafață, cum sunt: porii, fisurile, suprapunerile, lipsa depătrundere îngust deschisă la suprafață, crestăturile marginale, exfolierile dinmaterialul de bază, craterele. Relevante pentru controlul cu lichide penetrante sunt mai ales porii singulari și fisurile, fie ele termice, fie de oboseală, care în majoritatea cazurilor sunt dificil de observat la controlul vizual [8].

Metoda constă în aplicarea unui lichid capilar activ penetrant pe suprafața de examinat (fig. 3.1), îndepărtarea penetrantului rămas în afara discontinuităților și aplicarea unui material absorbant, ce absoarbe penetrantul aflat în discontinuități punând astfel în evidență, prin contrast, defectele existente.

Fig. 3.1. Examinare cu lichide penetrante.1-Defect nevizibil; 2-Aplicarea penetrantului; 3-Îndepărtarea excesului de penetrant; 4-Defect vizibil

Această metodă se aplică pentru depistarea defectelor de suprafață. Se potpune de asemenea în evidență fisurile de oboseală și de coroziune. Pentru control trebuie curătată și pregatită suprafața de examinare.

Fig. 3.2. Aplicarea penetrantului [14]

Principalele metode de control cu lichide penetrante:

– Metoda colorării la care contrastul pentru relevarea discontinităților este unul deculoare, de obicei roșu pe fond alb, este cea mai frecvent utilizată;

– Metoda fluorescentă la care contrastul pentru relevarea discontinuităților esteobținut prin strălucirea observată în lumină ultravioletă și câmp de examinare negru;contrastul este de regulă galben – verde pe fond violet închis;

– Metoda activării cu ultrasunete unde surplusul de energie de infiltrare a penetrantului folosit este asigurat cu ajutorul vibrațiilor ultrasonore și emisia undelor elastice în mediul de penetrare sau de postemulsionare. O frecvență mai joasă mărește capacitatea de pătrundere dar poate avea efecte perturbatorii sub 20 kHz.

Indiferent de felul penetrantului sau a developantului, controlul cu lichide penetrante se face respectând următoarele operații:

1. pregătirea suprafeței;

2. aplicarea penetrantului;

3. îndepărtarea excesului de penetrant;

4. aplicarea revelatorului;

5. examinarea suprafeței și interpretarea rezultatelor;

6. marcarea pe piesă a locurilor cu indicații.

In cazul folosirii penetranților cu postemulsionare este necesară o fază suplimentară de adăugare a agentului emulgator după epuizarea timpului depătrundere a penetrantului.

Examinarea cu lichide penetrante se aplică îmbinărilor sudate ale oricăror materiale metalice.

Pentru examinarea cu lichide penetrante fluorescente se folosește lampă U.V. tip NAMICOM, cu lungimea de undă de 365 nm. Îmbinarea sudată care urmează a fi controlată precum și zonele învecinate acesteia pe o lățime de minim 25 mm vor fi curățate de oxizi, zgură, stropi de sudură, grăsimi, uleiuri, vopsea. Înainte de efectuarea controlului se va face un control vizual prealabil, pentru alegerea metodei de curățire.

Principiul controlului cu lichide penetrante:

a. curățirea suprafeței;

b. aplicarea penetrantului și infiltrarea in discontinuitate;

c. îndepărtarea excesului de penetrant;

d. uscarea suprafeței

d. aplicarea developantului și adsorbția penetrantului;

e. aplicarea developantului

a. Curățarea suprafeței trebuie să garanteze că reziduurile au fost îndepărtate de pe suprafața de examinat și că penetrantul poate intra în orice discontinuitate. Îmbinarea sudată care urmează a fi examinată, precum și zonele adiacente acesteia cu o lățime de minim 25 mm, vor fi curățate de oxizi, de alte straturi neaderente (zgură, stropi de sudură, grăsimi, uleiuri, vopsea, acoperiri de protecție etc.) și de orice alt material străin care pot obtura sau masca discontinuitățile sau pot altera lichidele penetrante.

În funcție de cele constatate la un control vizual prealabil, la alegerea metodei de curățare se vor avea în vedere următoarele aspecte:

– natura impurităților și a contaminanților;

– efectul metodei de curățare asupra îmbinării sudate și a materialului adiacent;

– aplicabilitatea practică;

– metodele specifice impuse de documentația de execuție.

Curățarea prealabilă se efectuează în două etape:

curățarea mecanică-se efectuează în scopul îndepărtării unor impurități (de exemplu: zgură, stropi de sudură, rugină, oxizi, carburi etc.):

– se efectuează prin periere cu perii de sârmă, polizare, șlefuire, sablare, jet de apă sub presiune ridicată, etc.; polizarea îmbinării sudate este necesară numai în cazul în care suprafața îmbinării sudate prezintă neregularități mari care pot genera indicații false sau pot masca discontinuități;

– nu se va folosi metoda de curățare mecanică prin sablare cu alice, deoarece aceasta poate conduce, prin deformare plastică, la obturarea discontinuităților deschise la suprafață; în toate cazurile, tehnologia de curățare trebuie să garanteze că discontinuitățile nu sunt obturate prin deformare plastică sau prin acumulări de materiale abrazive;

2. curățarea chimică:

– se efectuează în scopul îndepărtării materialelor organice (de exemplu: grăsimi, uleiuri, vopsea etc.);

– se poate efectua cu solvenți organici (care pot fi livrați de producător împreună cu setul de produse de examinare), cu detergenți sau cu soluții de decapare;

– la curățarea chimică se va avea în vedere ca agenții folosiți să nu reacționeze cu materialul examinat și să nu lase reziduuri pe piesă;

– atunci când există cerințe privind limitarea conținutului în anumiți compuși pentru solvenții organici și soluțiile de decapare, proiectantul poate indica și alți agenți de curățare chimică [11].

b. Aplicarea penetrantului se face pe suprafața de contact prin pulverizare (spray). Timpul de penetrare este cuprins între 5 și 60 minute. Pe toată durata de penetrare se urmărește ca lichidul să nu se usuce și să acopere toată suprafața examinată. Dacă este necesar este permisă completarea cantității de penetrant aplicată.

c. Îndepărtarea excesului de penetrant. Excesul de penetrant solubil în apă se îndepărtează prin ștergere cu tampoane de pînză umezite sau cu ajutorul unui jet de apă cu temperatura cuprinsă între 10 și 40C, presiunea mai mică de 2,5 bar sub un unghi mai mic de 30 0C față de suprafață.

Se va evita spălarea excesivă care poate conduce la îndepărtarea penetrantului din discontinuitățile deschise la suprafață. Îndepărtarea excesului de penetrant se consideră terminată cînd dispare orice urmă de culoare vizibilă.

d. Uscarea suprafeței – uscarea este considerată terminată în momentul în care dispare de pe suprafața de examinat orice urmă de pată de umezeală, evitându-se uscarea excesivă care poate conduce la uscarea penetrantului din discontinuități.

e. Aplicarea developantului – developantul se aplică într-un strat uniform și subțire, pe întreaga suprafață. După aplicarea developantului suprafața examinată trebuie să fie uscată fie Durata de developare începe imediat după uscarea suprafeței. Aceasta poate fi cuprinsă între 10 și 30 minute. Interpretarea finală a rezultatelor se efectuează la terminarea timpului prescris pentru developare.

Fig. 3.3. Metoda de testare cu lichide penetrante a- Curățare; b- Aplicare penetrant, c- Curățare intermediară; d- Aplicare developant, examinarea suprafeței, documentare.

Iluminarea suprafeței controlate se efectuează astfel încât direcția fascicolului de lumină să nu depășească cu 300 unghiul format cu normala la suprafață. Iluminarea se efectuează astfel încât să nu se creeze umbre sau reflexii de pe suprafața controlată. Fascicolul de lumină trebuie astfel direcționat încât să fie ecranat față de ochii interpretatorului. Interpretarea pentru lichidele penetrante cu contrast de culoare se efectuează la lumina naturală sau lumină albă artificială conform SREN 571-1, măsurându-se iluminarea suprafeței la începutul examinării sau când operatorul consideră necesar. de examinat, numai după ce în prealabil a fost bine agitat. prin evaporare naturală fie prin evaporare forțată.

Controlul cu lichide penetrante pune se poate aplica la orice material, formă și dimensiuni de piesă în condiții de hală sau șantier pe suprafețe uscate, la temperaturi de peste 10 ~ 15°C. Metoda este productivă, ieftină, ușor de folosit, se pretează și la controlul pe suprafețe (lungimi) mari. Rezultatele sunt concludente, imediate și ușor de interpretat. Indicațiile provenite de la discontinuități sunt mărite prin absorbția penetrantului de câteva ori.

Controlul cu lichide penetrante a îmbinărilor sudate implică, ca și controlul cu pulberi magnetice, examinarea unor zone de minimum 20 – 30 mm de o parte și de alta în lungul sudurii, ceea ce prezintă avantajul de a evidenția și eventualele fisuri propagate în materialul de bază. El poate fi aplicat în diferite faze de execuție. Limitările în aplicarea metodei pot fi cauzate numai de temperatură, întrucât penetranții obișnuiți nu pot fi folosiți la temperaturi ce depășesc 50°C.

Există și lichide penetrante speciale, cu punct de inflamabilitate de peste 250°C, care fac posibil controlul între straturi depuse la sudare sau placare. Pentru controlul la temperaturi joase s-au elaborat penetranți aplicabili până la – 35°C. Controlul cu lichide penetrante se folosește cu rezultate bune și în cazul placărilor și al metalizărilor. Aria de întrebuințare nu este practic limitată de felul materialului, putând fi utilizat la toate tipurile de oțeluri, fonte, aliaje de aluminiu și magneziu și, în general la metalele neferoase, precum și la materiale amorfe, plastice, ceramice, sticlă etc.

Controlul cu lichide penetrante constă în aplicarea pe suprafața supusă controlului a unui lichid cu bune calități de penetrare în discontinuitățile superficiale și evidențierea acestora prin contrast cu ajutorul unui developant. Penetrarea în discontinuitățile cele mai fine – pori, fisuri ș.a. – se produce datorită fenomenului de capilaritate. Developarea penetrantului are loc datorită efectului de absorbție a developantului.

3.4. Caracteristicile lichidelor penetrante

Lichidele penetrante se clasifică după următoarele criterii:

după contrast:

colorați

fluorescenți

combinați colorați și fluorescenți

radioactivi

Penetrantii colorati sunt in general de culoare rosie, iar developantii aferenti, de culoare albă, defectele evidențiindu-se ca un desen rosu pe un fond alb. Penetrantii fluorescenti emit radiatii vizibile sub actiunea radiatiilor ultraviolete. Dupa indepartarea excesului de penetrant, zona controlata se acopera sau nu cu developant si se iradiaza in ultraviolet. Defectele se evidentiaza cu un desen luminos pe un fond intunecat.

Penetranții fluorescenți sunt recomandați în cazul observării unor discontinuități liniare foarte fin deschise datorită contrastului superior creat prin strălucirea în câmp întunecat [11].

după solubilitate:

– solubili în apă (PSA) de tip 1;

– solubili în solvenți organici (PSO) de tip 3;

– cu postemulsionare de tip 2

Penetranții solubili în solvenți organici sunt calitativ superiori celor solubili în apă, deși cei mai utilizați sunt cei solubili.

Penetranti insolubili in apa, pentru a caror indepartare se folosesc solventi organici. Acestia prezinta avantajul unei penetrabilitati ridicate, dar si riscul ca, datorita penetrabilitatii ridicate a solventilor organici, solutia colorata (respectiv fluorescenta) din defecte sa fie indepartata impreuna cu excesul de penetrant.

Penetrantii cu postemulsionare prezinta avantajul unei sensibilitati ridicate conferita de lipsa emulsificatorului. Aplicarea lui ulterioara nu afecteaza puterea de penetrare a solutiei colorate (respectiv fluorescente), iar penetrabilitatea sa redusa impiedica indepartarea penetrantului din defecte. Dupa emulsifiere, excesul de penetrant se indeparteaza prin spalare cu apa. [4]

Pentru a obține pe de o parte penetrabilitatea necesară, iar pe de altă parte o sensibilitate și o reproductibilitate superioară la examinarea suprafețelor, penetranții trebuie să posede o vâscozitate cinematică cât mai scăzută și cât mai puțin influențată de temperatură. Penetranții trebuie să asigure în același timp și condiții corespunzătoare de lavabilitate și adeziune, pentru a nu fi îndepărtați prea ușor din locurile defecte.

Vâscozitatea cinematică a lichidelor este influențată de temperatură, scăzând exponențial odată cu creșterea acesteia. La temperaturi sub 10-15C nu se mai asigură o capilaritate corespunzătoare, iar la temperaturi de peste 60-70C, componentele volatile ale penetranților obișnuiți se evaporă, mărind vâscozitatea, scăzând capacitatea de absorbție a developantului și modificând substanțial contrastul. Rezultate optime ale controlului se obțin în domeniul de temperatură 25-40C [11].

Pentru controlul sudurilor se folosesc in general truse portabile care contin penetrantul, developantul, solutia de curatire (cleaner) si de asemenea materiale de curatire (carpe, perii etc.).

Înainte de aplicarea lichidelor de control se impune ca suprafata sa fie curatata de urmele de rugina, zgura, flux, grasimi. Impuritatile mentionate trebuie indepartate nu numai de pe suprafata ci, mai ales, din defectele existente. De buna desfasurare a acestei operatii depinde in mare masura succesul operatiei de control. Pentru curatire se folosesc urmatoarele metode [11]:

–         spalare cu solventi organici sau detergenti;

–         decapare cu baze calde;

–         degresare in vapori de solventi organici sau suflare cu vapori de solventi organici.

Sablarea, polizarea abraziva sau perierea cu peria de sarma constituie procedee de curatare care pot produce obturarea defectelor si din aceasta cauza nu se recomanda. Ele pot fi totusi utilizate in cazul suprafetelor dure sau daca exista certitudinea ca nu se va produce astuparea defectelor.

In general, suprafetele supuse controlului nu necesita prelucrari speciale. Totusi, suprafetele prea rugoase sau cu zgarieturi pot duce la obtinerea de indicatii false. In aceste cazuri se admite netezirea suprafetei cu abrazivi fini, evitandu-se insa polizarea grosolana sau prelucrarea pe masini-unelte, care pot provoca astuparea defectelor [11].

Dupa curatare suprafetele se usuca, pentru ca apa sau solventii ramasi in defecte sa nu impiedice intrarea penetrantului in defecte.

Dupa uscare penetrantul se aplica prin pulverizare, imersare sau pensulare, urmarindu-se o udare uniforma a suprafetei. Timpul de penetrare va fi cel recomandat de furnizor, in general 10 min pentru penetrantii cu postemulsifiere si 20 min pentru penetrantii cu emulsificatori. Temperatura suprafetei va fi intre 15-50˚C, admitand incalziri sau raciri locale.

Dupa scurgerea timpului de penetrare se trece la indepartarea excesului de penetrant prin stergere, pulverizare sau tamponare. La penetrantii cu post-emulsifiere, indepartarea excesului de penetrant se face dupa scurgerea timpului de emulsifiere (in general 20 min). [8]

Dupa indepartarea excesului de penetrant suprafata se usuca prin stergere, evaporare naturala sau suflare cu aer cald (sub 50˚C), operatia considerandu-se incheiata la disparitia petelor de umezeala de pe suprafata.

Dupa uscare se aplica developantul prin presarare, imersare, pulverizare sau pensulare, intr-un strat uniform si subtire. Dupa scurgerea timpului de developare (variabil intre 0,5 x timpul de penetrare si timpul de penetrare) se trece la observarea indicatiilor.

Atât penetranții cât și developanții trebuie să îndeplineacă condiția de a nu fi acide sau bazice pentru a se evita posibilele reacții chimice cu materialul de bază. De asemenea, ele trebuie să fie lipsiți de halogeni și sulf și să prezinte un punct de inflamabilitate cât mai ridicat, undeva la 150 ˚C.

Conținuturile mari de halogeni și mai ales de clor, pot cauza coroziunea materialelor, iar conținuturile mari de sulf pot da reacții de eliberare de hidrogen, ceea ce mărește susceptibilitatea la fragilizare [11].

3.5. Caracteristicile developanților

Developantul este un material absorbant, care, aplicat pe suprafata examinata, dupa indepartarea excesului de penetrant, formează unui fond contrastant cu penetrantul.

Principalele substante folosite ca developanti: caolinul, talcul, zeolitul, oxidul de magneziu, creta, au toate culoare albă.

Developantii pot fi de patru feluri[11]:

uscati pulbere uscată care se aplică prin pulverizare;

developanți suspensie în apă sau solvenți;

developanți suspensie în solvenți;

developanți de soluții apoase. si umezi

Cel mai frecvent sunt utilizați developanții de suspensie în solvent clorurat, cu toate că developanții pulbere uscată oferă o sensibilitate superioară de detectyare a discontinuităților. Toți developanții obișnuiți au o rezistență foarte mică la spălare, ceea ce reclamă mânuirea cu foarte mare atenție a piesei înainte de observarea discontinuităților și interpretare.

Developanții trebuie să asigure, pe cât posibil, modificarea proprietăților de absorbție într-un timp relativ scurt, pentru a inhiba lățirea exagerată a indicației de discontinuitate și a o contura cât mai exact, să asigure, în același timp, contrastul pe alb, să aibă o densitate corespunzătoare și o distribuție uniformă a particulelor în suspensie, precum și rezistență la contaminarea cu penetranți.

În funcție de concentrația developantului, strălucirea penetrantului absorbit crește exponențial în domeniul 10-1000 Cd.

Developanții pulbere se aplică prin presărare, pulverizare sau electrostatic, urmărindu-se obținerea unui strat cât mai fin și mai uniform, iar developanții suspensie se aplică prin pulverizare, imersare sau cu pensula. Depunerea unor straturi prea groase de developant influențează în mod negativ procesul de developare, în special în cazul discontinuităților foarte mici.

Timpul de developare este de aproximativ 50% din timpul prescris pentru penetrare, fiind indicat, ca și timpul de penetrare, de către producător, iar temperatura de uscare nu trebuie să depășească 60C [11].

În cazul în care se dorește fixarea imaginii prin fotografiere, se folosește un developant special, rezistent la spălare. Dacă developantul nu este solubil în apă, suprafața trebuie să fie foarte bine curățată și uscată, operații care se consideră foarte importante în aplicarea unei tehnologii de calitate. Pentru a nu diminua fluorescența penetrantului absorbit,

3.6. Defecte posibile în cusătura sudată

După locul în care se găsesc, defectele îmbinării sudate se clasifică în defecte interne și defecte de suprafață și de formă.

Defectele interne sunt cele cuprinse integral sau parțial pe secțiunea îmbinării sudate. În funcție de formă ele pot fi grupate în:

1. defecte volumice;

2. defecte plane

Dintre defectele interne volumice ce pot apare în cursul procesului de solidificare a sudurii amintim :

a. incluziuni de zgură sau metalice – corpuri străine încorporate în masa metalului depus sub formă micro sau macroscopică.

b. incluziuni de gaze (pori, sufluri).

Există mai multe tipuri de incluziuni de zgură sau metalice:

o incluziuni de zgură;

o incluziuni de flux;

o incluziuni de oxid;

o pelicule de oxid;

o particule de metal străin (W, CV, etc.).

Cauzele apariției incluziunilor solide sunt următoarele temperatura de uscare nu trebuie să depășească 60C [3]:

– forma necorespunzătoare a rostului;

– mânuirea incorectă a electrodului;

– curățirea incorectă a muchiilor rostului;

– curățirea necorespunzătoare a zgurii între două treceri;

– utilizarea unui regim de sudare necorespunzător;

– electrod necorespunzător;

– așezarea incorectă a straturilor și a rândurilor de sudură

Porii apar în îmbinare prin degajare de gaze ( N, O, H) în timpul procesului de răcire datorită scăderii solubilității acestor elemente în masă metalică și prinderea lor în metalul depus.

Principalele tipuri de incluziuni de gaze sunt:

o pori de formă sferoidală;

o pori de formă alungită;

o pori de formă tubulară;

o pori de suprafață.

Cauzele care conduc la apariția porilor în cusăturile sudate sunt:

– umiditatea mare a materialului de adaos;

– umiditatea mare a elementelor care sesudează în zona rostului și în zonele adiacente;

– excesul de sulf din materialul de adaos sau din materialul de bază;

– strat depus de grosime prea mare;

– temperatura scăzută a aerului;

– lipsa unor elemente dezoxidante din baia metalică;

– impuritățile conținute în gazul de protecție;

– utilizarea unor regimuri de sudare necorespunzătoare (arc lung, viteză mare de sudare, sau baia de metal topit are un volum prea mare).

Defectele interne plane sunt generate de cauze multiple, condiționate de procedeul de sudare. În cazul recondiționării prin încărcare pot apare următoarele tipuri de defecte plane:

a. fisuri,

b. lipsă de pătrundere;

c. lipsă de topire laterală sau între straturi;

Fisura este considerată cel mai grav defect al îmbinărilor sudate.Ea se poate produce fie în timpul sudării (fisură la cald)â, fie după răcirea îmbinării sudate (fisură la rece) datorită pierderii locale a plasticității caurmare a fragilizării materialului, fie în cursul răcirii sau a tratamentuluitermic.

Fisurile pot fi:

o longitudinale;

o transversale;

o stelate;

o de crater;

o în rețea;

o ramificate.

Cauzele apariției acestor defecte sunt:

– materiale de bază care au o comportarenesatisfăcătoare la sudare sau care au defectede fabricație;

– alegerea greșită a materialelor de adaos;

– conținutul mare de sulf sau fosfor în baia de metal;

– sudarea la temperaturi scăzute a materialelor de bază susceptibile la fisurare;

– alegerea necorespunzătoare a regimului de sudare;

– formarea unor tensiuni remanente mari datorită tehnologiei necorespunzătoare;

– aplicarea unui tratament termic necorespunzător

Lipsa de topire semnifică lipsa de legătură între metalul de bază, sau dintre straturile succesive ale cusăturilor. Cauzele apariției lipsei de topire sunt:

o curent de sudare prea mic;

o viteza de sudare prea mare;

o curățirea insuficientă a suprafeței ce urmează a se încărca.

Defectele de formă și suprafață sunt:

– crestătură marginală;

– suprafață neregulată;

– stropi.

Aceste defecte se pot evidenția atât prin control vizual cât și princontrol radiografic.

3.7. Observarea și interpretarea indicațiilor controlului cu penetranți

Observarea indicatiilor controlului cu penetranti colorati se executa sub o iluminare minima de 500 lux, iar observarea indicatiilor cu penetranti fluorescenti se va executa intr-o camera intunecoasa sau cu umbrirea zonei controlate cu ajutorul unor ecrane. Dupa adaptarea ochilor la iluminare redusa (circa 5 minute), se vor observa indicatiile sub o iradiere in ultraviolet cu lungimi de unda cuprinse intre 32 si 40 Ǻ (domeniu in care radiatiile ultraviolete sunt inofensive pentru ochi si piele).

Deoarece tipul si marimea defectelor sunt greu de apreciat in cazul unei difuzii excesive a penetrantului se recomanda observarea repetata la diferite intervale de timp, atat inainte cat si dupa scurgerea timpului de developare. Se pot trage astfel concluzii asupra adancimii defectului (extinderea in timp a zonei colorate indica un defect adanc).

Pe baza "desenului" defectului pe fondul developantului se pot trage concluzii asupra naturii acestuia. Astfel:

–         fisurile apar sub forma unei linii continue a carei latime depinde de adancimea defectului;

–         fisurile inguste sau suprapunerile partial sudate apar sub forma de linii intrerupte sau ca o linie punctata;

–         porozitatile apar fie ca o grupare de puncte, fie ca o tenta de culoare.

Fig. 3.3. Indicații tipice la controlul cu lichide penetrante: a- fisură deschisă; b-fisură îngustă; c-fisură foarte îngustă sau suprapunere parțial sudată; d-porozități.

Orice indicatie neclara, necesita curatarea portiunii si repetarea controlului. Pentru stabilirea naturii defectului se recomanda indepartarea developantului si examinarea vizuala cu lupa.

Factorii care pot influența negativ concluziile examinării cu lichide penetrante a îmbinărilor sudate, datorați stării suprafeței, sunt prezentați în tabelul 3.3.

Tabel 3.3

Factorii care pot influența negativ concluziile examinării cu lichide penetrante a îmbinărilor sudate, datorați calității operațiilor din tehnica de examinare, sunt prezentați în tabelul 3.4. [11]

Tabel 3.4

Iluminarea suprafeței de examinat se efectuează astfel încât direcția fasciculului de lumină să nu depășească cu 30 unghiul format cu normala la suprafață și să nu se creeze umbre sau reflexii de pe suprafața de examinat.

Fasciculul de lumină trebuie să fie astfel îndreptat încât să ilumineze suprafața de examinat și să fie ecranat față de ochii interpretatorului.

Interpretarea, în cazul lichidelor penetrante cu contrast de culoare, se efectuează la lumină naturală sau la lumină albă artificială coform SR EN 571-1, prin măsurarea iluminării suprafeței la începutul examinării, la schimbarea parametrilor de lucru sau atunci când operatorul consideră necesar, dar nu mai puțin de o dată pe schimb.

Indicațiile de discontinuități pot fi :

a) Indicații concludente:

– liniare, la care lungimea este mai mare decât triplul lățimii maxime;

– rotunjite, la care lungimea este mai mică sau egală cu triplul lățimii maxime;

b) Neconcludente, datorate modului necorespunzător de pregătire a suprafeței de controlat sau efectuării defectuoase a operațiilor din tehnica de lucru. Se recomandă repetarea examinării cu același set de lichide și tehnică.

c) False, datorate configurației suprafețelor, crustelor, oxizilor. Indicațiile rotunjite apar datorită porilor de suprafață.

a) Linie continuă (fisuri, lipsă de topire, exfolieri).

b) Linie întreruptă sau punctată, datorită fisurilor foarte înguste, exfolierilor parțial acoperite la prelucrări. Fiecare laborator care efectuează examinări cu lichide penetrante trebuie să aibă un registru de evidență care va cuprinde următoarele date : data examinării; comanda internă; produs; subansamblu; tipul de lichide penetrante utilizat și fabricantul; număr buletin emis;

Rezultatele examinării cu lichide penetrante se consemnează într-un buletin de examinare și va avea ca anexă, schița produsului cu indicarea zonelor controlate, astfel încât să permită identificarea ulterioară. Buletinul de examinare se emite în două exemplare din care unul va rămâne în arhiva laboratorului [11].

Fiecare laborator care efectuează examinări cu lichide penetrante trebuie să întocmească și să țină la zi un registru de evidență a examinărilor efectuate, care va conține cel puțin următoarele date:

– data examinării;

– comanda internă;

– produsul;

– subansamblul;

– tipul de lichid penetrant utilizat și producătorul acestuia;

– numărul buletinului emis.

Rezultatele examinării cu lichide penetrante vor fi consemnate într-un buletin de examinare care va conține:

– denumirea completă și adresa agentului economic;

– denumirea completă și adresa laboratorului;

– numărul autorizației laboratorului, emisă de ISCIR-INSPECT;

– data la care expiră autorizația;

– numărul și data buletinului;

– beneficiarul;

– numărul comenzii interne;

– datele de identificare a elementului examinat (ansamblu, subansamblu, material, număr de fabricație, anul construirii etc.);

– temperatura suprafeței de examinat;

– modul de curățare a piesei;

– durata de penetrare, emulsionare și developare;

– modul de îndepărtare a excesului de penetrant;

– limitarea lichidelor penetrante în anumiți compuși, atunci când este necesar;

– condiții de observare a suprafeței;

– tipul lichidelor penetrante utilizate, lotul și producătorul;

– nivelul de acceptare;

– volumul de examinare al elementului;

– numele și semnătura operatorilor care au efectuat examinarea și a șefului de laborator;

– numărul autorizațiilor operatorilor și data la care acestea expiră [11].

Schița elementului, cu indicarea zonelor în care s-au efectuat examinările cu lichide penetrante, va fi anexată la buletinul de examinare. Aceste zone vor fi astfel cotate încât să permită identificarea ulterioară fărăechivoc a zonelor respective (în cazul în care examinarea s-a realizat într-un procent mai mic de 100% pe elementul respectiv). Buletinul de examinare se emite în cel puțin două exemplare, din care unul va rămâne în arhiva laboratorului. [11]

Capitolul 4. NORME DE SĂNĂTATE ȘI SECURITATE ÎN MUNCĂ LA SUDARE

Protecția muncii constituie un ansamblu de activități instituționalizate având ca scop asigurarea celor mai bune condiții în desfășurarea procesului de muncă, apărarea vieții, integrității corporale și sănătății salariaților și a altor persoane participante la procesul de muncă.

Normele specifice de securitate a muncii pentru sudarea și tăierea metalelor cuprind prevederi specifice de securitate a muncii pentru prevenirea accidentelor de munca in activitatile de sudare si taiere a metalelor [5].

Lucrarile de sudare se executa numai cu aprobarea conducatorului procesului de productie, dupa cunoasterea documentatiei tehnice in legatura cu respectivele lucrari si dupa efectuarea instructajului cu privire la modul de exploatare a echipamentului si cu privire la securitatea muncii.

La toate atelierele si sectiile de sudare, la generatoarele si statiile de acetilena, depozitele de carbid, depozitele sau magaziile de butelii sub presiune se vor respecta prevederile normelor in vigoare privind manipularea, depozitarea, transportul si folosirea buteliilor sub presiune (PSI si ISCIR).

La executarea lucrarilor de sudare si taiere a metalelor in apropierea elementelor de constructie combustibile (grinzi de lemn, pardoseala de lemn) se: vor lua masuri, pentru prevenirea incendiilor, prin acoperirea acestora cu tabla sau placi de azbest si pregatirea unor vase cu apa, stingatoare cu praf inert si bioxid de carbon si cu spuma carbonica, pentru stingerea unui eventual inceput de incendiu. Locul de munca si zonele invecinate periculoase vor ramane sub observatie atenta pana cand temperatura coboara in toate punctele la valorile mediului ambiant.

In spatiile si incaperile in care se prelucreaza sau se depoziteaza substante usor inflamabile sau unde exista pericol de explozie, executarea lucrarilor de sudare si taiere a metalelor nu este permisa decat in cazul in care a fost inlaturata in prealabil orice posibilitate de pericol de incendiu sau de explozie.

Lucrarile de sudare la care poate sa apara pericolul de incendiu sau explozie vor fi executate numai dupa ce au fost luate toate masurile pentru prevenirea acestora si se vor face in baza unui program intocmit de conducatorul de sectie (sector), aprobat, de conducatorul tehnic al unitatii si avizat de seful protectiei muncii. In acest program se vor inscrie toate detaliile privind operatiile ce se vor executa si masurile de securitate a muncii. Programul devine dispozitie de lucru si va fi semnat de luare la cunostinta de persoanele care efectueaza lucrarile si de cei care au sarcina de supraveghere si control.

Masurile de securitate a muncii care se impun a fi luate in astfel de cazuri sunt [5]:

a) Sudorii, pe langa calificarea profesionala, vor fi autorizati special pentru aceste lucrari de catre conducerea unitatii, in baza verificarii cunostintelor asupra modului de lucru si a masurilor de tehnica securitatii;

b) Locul de munca va fi supravegheat tot timpul desfasurarii lucrarilor;

c) Se va preveni formarea de amestecuri explozive de gaze, vapori sau pulberi in spatii, de lucru prin masuri adecvate;

d) Se va asigura un grad de securitate sporita in apropierea locului de munca (raza de actiune si amanuntele vor fi stabilite de conducatorul procesului tehnologic) prin oprirea aparatelor care contin lichide, gaze sau pulberi usor inflamabile. Se vor etansa perfect toate recipientete sub presiune care contin substante usor inflamabile prin izolarea si montarea de flanse oarbe. Se vor introduce gaze protectoare impotriva focului (bioxid de carbon sau azot) in recipientele ce contin sau au continut substante usor inflamabile;

e) Se interzice accesul persoanelor a caror prezenta nu este absolut necesara la locul de munca;

f) Va fi pregatita o echipa PSI precum si dispozitivele de stingere necesare;

g) Se va indeparta intreaga aparatura de sudare din incaperi, dupa terminarea lucrului.

In cazul in care scânteile sau, stropii de metal topit improscati pot produce incendii sau explozii in incaperile aflate deasupra, langa sau dedesubtul locului de munca, se vor lua masuri de izolare corespunzatoare a acestor incaperi prin etansare, acoperirea deschiderilor din ziduri, respectandu-se prevederile normelor PSI in vigoare.

Pentru protectia impotriva electrocutarii la atingerea electrodului sau a altei parti a circuitului de sudare, instalatiile de sudare in curent alternativ vor fi prevazute cu un dispozitiv care sa intrerupa functionarea in gol a instalatiei.

Instalatiile de sudare vor fi prevazute cu cel putin doua conductoare de protectie: unul cuprins in cablul de alimentare legat la borna de protectie aflata langa bornele de alimentare si al doilea prin care se leaga vizibil la borna de legare la pamant, protectie aflata in exterior pe carcasa si marcata vizibil cu simbolul grafic conform STAS 11200/19-79.

La operațiile de sudare în spații închise și recipiente se vor lua următoarele măsuri suplimentare:

-asigurarea aerului proaspăt și evacuarea celui viciat, printr

-o ventilare eficientă sau purtarea obligatorie a măștii de gaze, cu insuflare de aer proaspăt;

-sudorul va avea legată o frânghie de centura de siguranță, al cărui capăt liber va fi ținut în exterior de către lucrătorul care îl supraveghează;

-iluminatul electric se va realiza la 24 V;

-sudorul va sta pe covorașe electroizolante și va purta echipamentul de protecție electroizolant format din: încălțăminte, mănuși și cască care să îi acopere ceafa;

-sudorul va face pauze de 10 –15 minute, la intervale de o oră, pentru odihnă și inhalare de aer curat;

-folosirea sculelor cu mânere electroizolante [9].

Pentru mentinerea in conditii corespunzatoare a echipamentelor de sudare se vor efectua verificarile instalatiei astfel [9]:

– instalarea circuitului de sudare se va efectua conform prescriptiilor din documentatiile tehnice;

– izolatia cablurilor, portelectrozilor, capetelor pentru sudare si dispozitivelor de conectare nu va fi deteriorata, iar curentul admisibil in cabluri va corespunde curentului utilizat;

– clemele de contact vor fi fixate in mod sigur conexiunile vor fi corect executate. Se va verifica special daca cablul de retur este corect si direct racordat de la borna corespunzatoare a echipamentului pentru sudare la piesa de sudat sau la suportul acesteia, cat mai aproape de locul unde se efectueaza lucrarea.

4.1 Norme de sănătate și securitate în muncă la sudarea prin topire

Operatiile de sudare prin topire vor corespunde prescriptiilor de instalare a echipamentelor electrice si vor prevedea mecanizarea si automatizarea operatiilor intr-o masura cat mai mare. Astfel, se vor lua masuri de localizare si diminuare (cu respectarea limitelor admise de actele normative in vigoare) a factorilor nocivi si periculosi.

La sudarea prin topire există posibilitatea accidentării prin [6]:

electrocutare

ardere

iradiere

intoxicare

explozie.

La lucrarile de sudare si taiere a metalelor prin topire, executate in apropierea instalatiilor electrice, locurile de munca vor fi protejate cu ecrane sau paravane, astfel incat sa fie exclusa posibilitatea de atingere accidentala a partilor aflate sub tensiune. Daca lucrarile se executa chiar asupra unei parti componente a instalatiei electrice, aceasta va fi scoasa de sub tensiune, va fi semnalizata si asigurata, conform normelor pentru lucru cu instalatii electrice, pana la sfarsitul lucrului [5].

In vederea diminuarii la minim a pericolelor datorate tensiunii de mers in gol, care apare in mod obligatoriu pe electrod se vor lua masuri de prevenire a acestora. Astfel, instalarea echipamentelor de sudare cu arc electric se va face in asa fel sa se reduca riscurile de socuri electrice care s-ar putea datora unor tensiuni mai mari decat tensiunea de mers in gol. [5]

Pentru a evita contactele electrice intre circuitul de sudare si elementele conductoare straine de instalatie, situate in zona de lucru si pe care este posibil sa fie pus un portelectrod sau un cap pentru sudare sau pe care s-ar putea amorsa un arc electric, se vor folosi mijloace de protectie ale acestora cum, ar fi: ecrane izolante, distantoare etc., iar dacă nu se pot aplica aceste masuri, se vor stabili legaturi echidistante cu ajutorul unor cabluri izolate, avand sectiunea corespunzatoare, intre piesa de sudat si elementele conductoare straine de instalatia de sudare;

Este interzis ca circuitul de sudare sa vina in contact cu buteliile de gaz protector, aflate in apropierea piesei de sudat.

La legatura electrica intre echipamentul de sudare si piesa de sudat este strict interzisa utilizarea unor elemente conductoare straine de izolatie (sine, tevi, schele etc.) daca acestea nu reprezinta piesa de sudat insasi [5].

Daca una sau mai multe surse pentru sudare interconectate sunt scoase de sub tensiune, ele vor fi deconectate atat de la reteaua de alimentare cat si de 1a circuitul de sudare comun pentru inlaturarea pericolelor datorate tensiunilor de retur, interconectarea mai multor surse pentru sudare se va face numai de catre un expert.

Inainte de operatia de imbinare a cablurilor pentru alimentarea circuitului de sudare, echipamentul de sudare va fi deconectat de la retea; zonele de imbinare ale cablului pentru alimentarea circuitului de sudare vor asigura o buna conductibilitate, securitate fata de solicitarile mecanice si o izolare perfecta in special in zona de imbinare. [5]

In cazul in care portelectrozii si capetele pentru sudare nu sunt utilizati, vor fi astfel amplasati incat sa fie izolati. Electrodul va fi scos din portelectrod.

Posturile fixe pentru sudarea manuala cu arc electric vor fi prevazute cu un suport electroizolant pentru fiecare portelectrod, pe care sa se aseze portelectrodul in perioadele de pauza. Este strict interzisa aruncarea la intamplare a portelectrodului chiar daca nu este sub tensiune, indiferent de caracterul fix sau mobil al postului de sudare. [9]

Imbracamintea sudorilor care efectueaza lucrari de sudare cu arc sub protectie de gaze si a ajutoarelor acestora va fi deosebita de costumul sudorului care executa lucrari de sudare cu arc electric, astfel hainele de protectie vor indeplini urmatoarele conditii [5]:

– vor fi confectionate din material dens, tratat ignifug si captusit;

– nu vor avea buzunare, pentru a nu permite strecurarea particulelor incandescente inauntrul lor;

– se vor incheia cu nasturi, de preferinta prin spate si vor fi croite pana sus pe gat;

– pentru sudarea cu arc WIG sorturile din piele utilizate de sudori vor fi purtate peste haina de lucru (STAS 1784-87).

In cazul sudarii cu arc MIG si MAG, din cauza curentului de sudare de valoare mare utilizat, a radiatiilor puternice si a caldurii degajate, se vor lua masuri deosebite:

– se vor purta veste speciale de piele cu maneci sau sorturi cu maneci si platca detasabile, din piele, incheiate pana sus pe gat;

– cand partile interioare ale corpului sunt si ele expuse radiatiilor puternice ultraviolete si infrarosii, cum se intampla cand se sudeaza ghemuit, in spatii mici sau alte situatii se vor purta pantaloni din piele sau sorturi speciale;

In cazul in care ventilatia locala nu este suficienta si nici nu poate fi imbunatatita, cand se sudeaza prin procedee MIG, cupru, aluminiu, magneziu si aliajele lor, sau cand exista pericolul; degajarii de vapori foarte toxici de plumb, cadmiu, sau beriliu se va utiliza un aparat respirator cu aductie de aer sau independent (cu butelie).

Pentru evitarea pericolului datorat gazului de protectie, (asfixie prin inlocuirea aerului sau diluarea oxigenului) se vor controla zilnic robinetele si jonctunile buteliilor (controlul etanseitatii), iar in cazul lucrului pe schimburi, acesta se va face de doua ori pe schimb, la inceputul sau dupa pauza de masa si in cazul intreruperii totale a lucrului.

CONCLUZII

Sudarea reprezintă metoda de îmbinare nedemontabilă a două corpuri metalice, prin stabilirea de legături între atomii marginali ai celor două corpuri, în anumite condiții de temperatură și presiune.

Aplicațiile industriale ale sudării:

– înlocuiește tehnologia turnării, nituirii și asamblării mecanice;

– se aplică cu eficiență maximă la produsele unicat, serie mică și la producția de serie mare și de masă;

– produse de dimensiuni mari;

– produse de mare complexitate;

– pentru solicitări mari.

Îmbinarea sudată este partea formată din sudură și zonele învecinate acesteia.

La procedeele de sudare prin topire, sudura de îmbinare se formează în general din metalul de adaos, depus în rostul cusăturii, adică în spațiul delimitat de marginile pieselor de sudat.

Formele rosturilor depind de grosimea pieselor de sudat sau de poziția lor după alăturarea acestora.

Elemente componente ale îmbinării sudate (fig.1.3.):

– metalul de bază;

– cusătura sudată;

– rădăcina cusăturii;

– metalul adaos;

– zonă influențată termic;

– zonă influențată chimic;

– unghiul cusăturii;

– suprafața cusăturii;

– rostul de sudare;

– pătrunderea sudurii;

– linia de topire;

– supraînălțarea cusăturii.

Îmbinările de colț sunt alcătuite din elemente asezate perpendicular, care au sau nu marginile tesite și pot fi, in functie de grosimea materialului: continue (unilaterale, bilaterale) și discontinue (unilaterale, în pieptene, în zig-zag, în lanț)

Coșul de evacuare gazelor de ardere este un element ce asigură ventilația necesară evacuării gazelor de ardere (fumului) emanate în timpul procesului de ardere. Constructiv, el ar trebui să asigure un tiraj optim și alimentarea corespunzătoare cu aer de ardere unor surse de căldură care în acest caz sunt centralele cu gaz.

Dacă se cunosc tipul aparatului termic și parametrii de funcționare, stabilirea secțiunii pentru o funcționare optimă a coșului de fum se face printr-un calcul termotehnic și gazodinamic, efectuat cu ajutorul unui program electronic.

Coșurile de fum se execută și se izolează termic față de elementele construcției, conform prevederilor STAS 6793 și ale altor prescripții tehnice din domeniu, astfel încât să nu se producă incendierea părților combustibile sau să fie afectată rezistența părților incombustibile.

Sudarea MIG/MAG este un procedeu de sudare cu arc electric în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil (sub forma unei sârme de sudare). Gazul protejează baia de metal topit de actiunile nedorite ale oxigenului si azotului din atmosfera.

Sudarea MIG/MAG are un grad înalt de universalitate, poate fi utilizata pentru sudarea tuturor tipurilor de materialelor si poate fi realizata manual, mecanizat, automatizat sau robotizat in functie de aplicatien în urma calculelor efectuate la îmbinările sudate, s-a ahuns la următoarele rezultate:

Calculul lungimii [1]

Aria rostului pentru sudura interioară

Aria cusăturii:

Energia liniară introdusă la sudare pentru cele 3 treceri calculate : J/cm; J/cm; J/cm

Energia liniară introdusă la sudarea exterioară J/cm

Lungimea capătului liber al sârmei de electrod mm

Debitul de gaz Q=14,40 l/min

Randamentul depunerii =0,90

Calitatea unei suduri se observă pe baza incercarilor efectuate asupra epruvetelor de sudura, executate o data cu imbinarea respectiva. Aceste epruvete se executa fie in prelungirea cordoanelor de sudura, ele fiind fixate prin suduri usoare de piesele imbinate prin sudura, fie separat.

Etapele controlului imbinarilor sudate sunt următoarele:

materiile prime;

pregatirea rosturilor;

modul de executie;

controlul final.

Indiferent de felul penetrantului sau a developantului, controlul cu lichide penetrante se face respectând următoarele operații:

1. pregătirea suprafeței;

2. aplicarea penetrantului;

3. îndepărtarea excesului de penetrant;

4. aplicarea revelatorului;

5. examinarea suprafeței și interpretarea rezultatelor;

6. marcarea pe piesă a locurilor cu indicații.

Observarea indicatiilor controlului cu penetranti colorati se executa sub o iluminare minima de 500 lux, iar observarea indicatiilor cu penetranti fluorescenti se va executa intr-o camera intunecoasa sau cu umbrirea zonei controlate cu ajutorul unor ecrane.

BIBLIOGRAFIE

Constantin V., Palade V., Organe de mașini și mecanisme, vol I, Editura Fundației Universitare „Dunărea de Jos”, Galați, 2004.

Constantin V., Palade V., Organe de mașini și mecanisme, vol II, Editura Fundației Universitare „Dunărea de Jos”, Galați, 2005.

ISCIR, Prescripție tehnică, PT CR 6-2003, Ediția 1, Monitorul Oficial al României, Partea I, Nr. 86 din 30 ianuarie 2004

Ivășchescu V., Metode de testare nedistructivă, Editura Politehnica, Timișoara, 2000.

Legea protecției muncii nr. 90/ 12 iulie 1996 Republicată, Monitorul Oficial nr. 47 din 29 ianuarie 2001.

Metode nedistructive de examinare și evaluare. Principii și metode, 2012

Mocanu D. R., Încercarea materialelor, Vol. 3, Editura Tehnică, București, 1982.

Normativ privind calitatea îmbinărilor sudate din oțel ale constructiilor civile, industriale și agricole, Indicativ 150-99, Institutul Național de Cercetare și Dezvoltare pentru construcții și Economia Construcțiilor, Timișoara, 1999.

Pece Șt., ș.a. Metodologie de elaborare a instrucțiunilor proprii de securitate și sănătate în muncă la nivelul agenților economici, INCDPM „Alexandru Darabont”, București 2013.

Safta V. I., Controlul îmbinărilor și produselor sudate, vol. 2, Editura Facla, Timișoara, 1984.

Safta V. I., Defectoscopie nedistructivă industrială, editura Sudura, Timișoara, 2001.

Tănase V.,    Sudarea metalelor și aliajelor, Tanaviosoft, 2011

Vișan D., Tehnologii de sudare-Note de curs, Universitatea “Dunărea de Jos” Galați, 2008

http://www.itindt.com

http://www.novapan.ro

Acasă

https://ro.wikipedia

http://www.saf-fro.ro

Acasă

Burcă M., Negoițescu S., Sudarea MIG/MAG, Editura Sudura, Timișoara 2004