Domeniul: Inginerie Industrială Specializarea: Ingineria Sudării PROIECT DE DIPLOMĂ Proiectarea tehnologiei unui cadru tip șasiu 2 Proiectarea… [606538]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GHEORGHE ASACHI” DIN IAȘI
Facultatea de Construcții de Mașini și Management Industrial
Domeniul: Inginerie Industrială
Specializarea: Ingineria Sudării

PROIECT DE DIPLOMĂ
Proiectarea tehnologiei unui cadru tip
șasiu

2
Proiectarea tehnologiei de sudare, programarea și simularea în RobotStudio
6.0.1 pentru un cadru spațial de tip șasiu

Proiectul se axează pe un exemplu privind aplicarea tehnologiei de execuție și sudare în
mediu de gaze protectoare cu arc electric, atât manualăl cât și robotizată, a îmbinărilor de colț
dintr -o structură de tip cadru spați al ce reprezintă un șasiu , proiectarea și simularea realizării
cordoanelor de sudură bazându -se pe utilizarea programelor SolidWorks și respectiv
RobotStudio cu aplicații pe roboții industriali pentru sudare.
Acest ansamblu este construit din două subansamble, cadrul de susținere și respectiv
scheletul de protecție; Datorită materialului Steel FE -PL1502 cu o sudabilitate medie, îmbinarea
lor se va rea liza printr -un pocedeu de sudare robotizat M.I.G.. Se va folosi și sudura manuală
pentru realizarea cadrului de suținere și bineînțeles pentru realizarea cordoanelor de sudură
pentru asamblarea celor două componente dar doar în zonele greu accesibile pentr u robotul
industrial IRB 2600.
Ca materiale de construcție se vor folosi țevi rectangulare c u dimensiunile în secțiune de
50×30 mm având o grosime a peretelui de 4 mm, țevi rotunde cu un diametru de 30 mm cu
grosime a peretelui de 3.5 mm si țevi rotun de cu un diametru de 50mm , acestea având o grosime
a peretelui de 5 mm.
Pentru respectarea criteriilor tehnologiei de sudare se va realiza o analiză a sudurilor pe
desenul de ansamblu pentru a putea stabili corect procedeul de sudare.
Deoarece este folosit procedeul de sudare M.I.G. se va ține cont de stabilirea și de
utilizarea corectă a uitlajului tehnologic specific acestui tip de sudură atât manual cât și robotizat.
Controlul îmbinărilor sudate se va realiza prin două metode, acestea fiind co ntrol vizual
și controlul cu lichide penetrante.
În funcție de lungimea cordoanelor de sudură se va stabili normarea tehnică de timp iar în
cele din urmă se va realiza o estimare a prețului construcției sudate.
Realizarea simulării în programul Robot Studio 6.0.1 este prezentată pas cu pas, începând
cu crearea unei stații de lucru, introducerea, conectarea, și poziționarea utilajului tehnologic
pentru procedeul de sudare robotizat M.I.G., crearea unui sitem nou cu echipamentul din pagina
de lucru (aces ta conținând doi roboți IRB 2600 și două track -uri RTT) apoi trecându -se la
programarea și simularea propiu -zisă și realizarea fișei tehnologice în modulul ArcWelding.

3

2. Noțiuni introductive
2.1. Roboții industriali
2.1.1. Definiții
Robotul industrial reprezintă un sistem electropneumo -hidromecanic dotat cu mai multe
grade de libertate, capabil să execute autonom și automat operații de manipulare sub controlul
unui sistem de comandă echipat cu memorie programabilă.

Roboții industriali trebuie să răspundă necesităților mediului industrial:
– flexibilitate (pentru a putea fi adaptați diferitelor serii de fabricație),
– productivitate mare,
– fiabilitate,
– cost cât mai redus.
Roboții industriali se utilizează în aplicații industriale car acterizate prin repetabilitate,
cadență foarte mare, aplicații în medii nocive.
Principalele aplicații în care utilizarea roboților industriali are avantaje evidente sunt:
– debitarea;
– turnarea în forme a pieselor mari;
– controlul calității;
– manip ularea substanțelor toxice, radioactive;
– încărcarea și descărcarea mașinilor unelte cu comandă numerică;
– sudură prin puncte sau pe contur;
– operații de ansamblare ;
– vopsire.

4

Robotul industrial este definit în prezent ca un manipulator tridimensional,
multifuncțional, reprogramabil, capabil să deplaseze materiale, piese, unelte sau aparate speciale
după traiectorii programate, în scopul efectuării unor operații diversificate de fabricație.
Tot din categoria roboților industriali fac parte și mașinile unelte, care pot fi:
– mașini unelte cu comandă program (CP): comandă prin came profilate; comandă prin copiere
după șablon; comandă secvențială.
– mașinile unelte cu comandă num erică (CN)
– mașini unelte cu comandă numerică asistată de calculator (CNC).
Sistemul CNC față de sistemulCN are numeroase avantaje:
a) un software mai puternic (set de instrucțiuni extins al noilor generații de procesoare);

5
b) utilizarea limbajelor de programare evoluate simpli fică activitatea de programare;
c) memoria RAM de mare capacitate permite memorarea tuturor programelor – piesă, acestea
putând fi testate și corectate pe echipament;
d) posibilitate de adaptare la diverse tipuri de mașini unelt e prin modificări hardware minime
datorită interfeței programabile cu echipamentele convenționale;
e) scăderea volumului hardware prin implementarea software a unor funcții a acestuia;
f) scăderea semnificativă a timpului de depanare datorită facilitățil or de autotestare și diagnoză.
2.1.2. Terminologie
Pentru diferitele componente ale roboților industriali, s-au definit termeni specifici:
-Efectorul este un dispozitiv prin care se efectuează operații specifice.
-Elementul cuplor este un dispozitiv specializat care permite cuplarea rapidă a
dispozitivelor efectoare care intră în dotarea robotului.
-Axa este elementul mecanic independent dotat cu elemente de acționare și traductoare de
axe. Acționarea axelor robot ului se poate face de la surse de energie hidraul ică, pneumatică sau
electrică.

-Baza este suportul pe care se fixează prima axă a structurii mecanice. Folosește pentru
fixare și reprezintă punctul de referință în raport cu care se calcul ează toate depl asările axelor.
-Structura purtătoare este formată din axa 1, axa 2 și axa 3 și asigură poziționarea
grosieră a articulației pumnului.
-Articulația pumnului este alcătuită din axele 4, 5 și 6, trebuie să aibă minim două axe și
este utilizată la realizarea poziționării fine a dispozitivului efector.

6

Arhitectura de bază a roboților industriali actuali este prezentată î n figura de mai jo s
Mediul de lucru este spațiul în care robotul poate desfășura operația și în care sunt incluse toate
obiectele din ace l volum.
Sarcina este reprezentată de aplicația pe care trebuie îndeplinită de structura mecanică a
robotului.
Structura mecanică est e un ansamblu de corpuri rigide conectate prin articulații astfel
încât să formeze un lanț cinematic.
Sistemul de acționare este format din distribuitoarele de energie, adaptoarele de mișcare
și elementele de execuție prin care se transmite energia de la sursă la structura mecanică.
Sursa de energie poate fi hidraulică, pneumatică sau electrică.
Sistemul de comandă este un microcontroler pe 8 sau 16 biți ce asigură interpretarea
instrucțiunilor de nivel înalt și transformarea lor în comenzi specifice c ătre sistemul de
acționarea al axelor. Prelucrează informații de la traductoarele de axă sau de la traductoarele
externe.
Sistemul de prelucrare senzorial este un sistem cu microprocesor care realizează
prelucrarea locală a informațiilor de la traductoar e și oferă informații finale către sistemul de
comandă sau sistemul de programare.

7
Sistemul de programare este un procesor de cel puțin 32 de biți unde sunt stocate sistemul
de operare, limbajul de programare specific robotului, precum și alte programe u tilitare și
aplicații.
Modulul I/O se folosește pentru cuplarea robotului la procesul industrial sau pentru
sincronizarea cu alte unități de producție.
Magistrala industrială este o magistrală de mare viteză prin care se asigură comunicația
cu nivelul ierarhic superio r (baza de date a aplicației).
2.1.3. Clasificarea manipulatoarelor și roboților pe generații
Clasificarea pe generații folosește drept criteriu de bază capacitatea mașinii de percepere și
interpretare a semnalelor din mediul exterior, precum și de adaptare la mediu în timpul
procesului de lucru.
Manipulatoarele pot fi:
– manuale (prima generație ): este un sistem de manipulatoare amplificatoare de efort care are cel
puțin 4 grade de libertate și care permite, sub acțiunea comenzii umane, efectuarea unor operații
în medii nocive sa u improprii activității umane;
– automate (generația a doua) sunt m ecanisme de manipulare care au cel puțin două axe. Ele
realizează deplasarea în conformitate cu un ciclu prestabilit, în regim automat. Nu au senzor și
lucrează în buclă deschisă. Se utilizează la operații simple de încărcare/descărcare;
– inteligente (ge nerația a treia) sunt mecanisme de manipulare care îmbină controlul uman
(grosier) cu controlul de finețe asistat de senzori inteligenți. Scopul constă în depășirea limitelor
senzoriale ale organismului uman.
Roboți industriali pot fi:
– prima generație sunt manipulatoare automate programabile, având cel puțin 3 axe (dintre care
cel puțin 2 axe sunt programabile prin învățare sau printr -un limbaj simbolic). Sunt dotați cu
senzori de control a poziției fiecărei axe, lucrând în buclă închisă. Pot fi comanda te de un
automat programabil sau un calculator compatibil IBM;
– generația a doua sunt manipulatoare automate cu cel puțin 3 axe programabile sunt dotați cu
senzori specializați de tip tactil, de forță, camere video etc. Sunt comandați de cel puțin un
calculator. Au o coordonare de tip ochi –mână în sensul că pot identifica obiecte de formă simplă
așezate aleator. Pot face deplasări pe traiectorie în mod interactiv funcție de modificările
mediului de lucru. Pot executa operații de ansamblare indiferent de p oziția inițială a
subcomponentelor;

8
– generația a treia sunt dotați cu senzori inteligenți (prelucrare locală a informației) și utilizează
elemente de inteligență artificială. Sunt dotați cu senzori performanți ce reușesc să facă o analiză
a datelor și să furnizeze informații către sistemul de comandă;
– inteligenți sunt dotați cu programe de inteligență artificială avansate, cu senzori de înalt nivel,
au capacitate de autoinstruire, utilizând și interpretând experiența dobândită din situațiile
anterioare .
Majoritatea roboților industriali folosiți în prezent sunt din generația 1 și 2.
După informația de intrare și modul de învățare, criteriu dup ă care roboții se clasifică în:
 Manipulator manual – este acționat direct de om;
 Robot secvențial – are anumiți pași ce „ascultă” de o procedură predeterminată. Acesta
poate fi:
– Robot secvențial fix – la care informația predeterminată nu poate fi schimbată facil.
– Robot secvențial variabil – la care informația predeterm inată poate fi modificată ușor.
 Robot repetitor (robot playback). La început omul învață robotul o procedură de lucru,
acesta memorează procedura, apoi o poate repeta de
câte ori este nevoie;
 Robot cu control numeric. Robotul execută operațiile cerute în conformitate cu
informațiile numeri ce pe care le primește despre poziții, succ esiuni de operații și condiții;
 Robot inteligent – este cel care își decide comportamentul pe baza informațiilor primite
prin senzorii pe care îi are la dispoziție și prin posibilitățile sale de recunoaștere.
2.1.4. Parametri tehnici ai roboților industriali
Rezoluția unui sistem este dată de mărimea unității elementare pe care acesta o poate
procesa. În cazul roboților rezoluția depinde de: rezoluția sistemului de programare și rezoluția
traductorilor ce asig ură controlul în buclă închisă.

Precizia statică exprimă diferența între poziția comandată (Pc) și media pozițiilor
realizate Pm de dispozitivul efector.
Spațiul de lucru al manipulatorului sau robotului este dat de volumul în care este posibil
să se găsească elementele structurii mecanice. Spațiul de lucru util este volumul maxim, descris
de totalitatea mișcărilor robotului, în care se poate găsi efectorul în timpul funcționării conform
figurii 4.

9
Repetabilitatea statică de poziționare reprezintă o mărime statistică asociată noțiunii de
precizie, pe care o completează. Astfel pentru aceeași mișcare, în condiții identice de mediu și
sarcină, se măsoară pozițiile finale ale efectorului care vor prezen ta o anumită dispersie față de
poziția comandată.
Numărul gradelor de libertate este dat de numărul maxim al deplasărilor posibile ale
efectorului fără a include mișcarea de prehensiune.
Gradele de libertate ale robotului (2 – 7 grade de libertate plus unele mișcări
suplimentare: orientarea dispozitivului de prehensiune, prinderea, desprinderea obiectului
manipulat etc.) roboții industriali pot fi:
-Roboții cu un număr mic (2 -3) de gradul de libertate;
-Roboți cu un număr mediu (4 -5) de clasă
-Roboți cu un număr mare (6 -7) de grade de libertat
Sarcina utilă reprezintă masa maximă pe care o poate manipula dispozitivul de
prehensiune al robotului (valori uzuale în gama 0,5…20 Kg).
2.2. Șasiul. Noțiuni introductive
2.2.1. Generalitati
Prin șasiu se înțelege stuctura de rezistență a întregului ansamblu al automobilului
formată din două subansamble (cadru și un schelet de rezistență, portant (Fig. 2.5)) unde se vor
monta principalele agregate ale automobilului și anume motorul , transmisia, suspensia, punțile
motoare, direcția și eventual caroseria.

10

2.2.2. Cadrul automobilului
Cadrul reprezintă legătura portantă dintre puntea din față și puntea din spate care
preia toate solicitarile ce apar în exploatare (încovoiere, tracțiune, răsucire, oscilații).

11
Elemente componenete ale cadrului:
1. Structură suda tă pentru protecție frontală;
2. Longeron de profil rectangular obținut prin presare la rece;
3. Traversă și suport direcție;
4. Structură sudată pentru sustinere motor ;
5. Stâlp de susținere și protecție pilot;
6. Longeron de profil rectangular ;
7. Traversă și suport planșeu;
8. Longeron de profil rectangular ;
9. Traversă și suport tractiune ;
10. Stâlp de susținere și protecție pilot;
11. Structură sudată pentru protecție spate.

În figura 2.6 es te reprezentat un cadru spațial. Elementele comp onente a le unui cadru
sunt (fig.2.6.): 6 și 8 longeroane de profil rectangular rigidizate prin traversele 9,7,3 structura
sudată pentru protecție atât frontală cât și din spatele autovehihulului 1,2 si 11.

În figura 2.8. este reprezentată ca roseria autoportantă a unui autoturism cu elementele
sudabile ale planseului.
Fig *
2.2.3. Schelet de protecție portant
În fig. 2.9. este prezentată construcția unui schele de protecție portant. Pe cadrul de
susținere format din longeroane și traverse, sunt montați stâlpii laterali aceștia fiind sub formă de
coloane de protecție și susținere 17, 18 și 19, stâlpii din spate 13 și 15 cu rol de suport al motorul
și îmbunătățirea rezistenței coloanei 17. Restul elementelor componente sunt coaste de protecție.
Întregul ansamblu este realizat prin sudură.

12
Fig

Elemente componenete ale scheletului de protecție portant:
1- Coastă de protecție frontală inferioară;
2- Coastă de protecție și sprijin, frontală;
3- Coastă de protecție frontală superioară;
4- Coastă de protecție frontală inferioară;
5- Coastă de protecție și sprijin, frontal;
6- Coastă de protecție frontală superioară;
7- Coastă de protecție inferioară și susținere a planșeului;
8- Coastă de p rotecție și sprijin, pentru camera de pilotaj;
9- Coastă de protecție superioară pentru cameră de pilotaj;
10- 11- 12- Coaste de protecție și susținere a motorului;
13- Stâlp de susținere și protecție;
14- Traversă de legătură și protecție;
15- Stâlp de protecție și susținere;

13
16- Coastă de protecție și susținere a camerei motorului
17- Colonă de protecție și susținere a camerei motorului și camera de pilotaj;
18- Colonaă de protecție și sisținere a camerei de pilotaj și camerei de sirijare și prote cție
protecție frontal;
19- Colonă de susținere și protecție camerei frontale.

3. Elaborarea tehnologie de sudare
3.1. Generalități
Elaborarea tehnologiei de sudare presupune alegerea optimă a materilelor de adaos ce vor
fi folosite, a procedeului de sudare ce asigură randamentul cel mai bun în condițiile respectării
condițiilor tehnice impuse prin documentația tehnică și nu în ultimul rând conform specializării
forței de muncă disponibile.
Un rol foarte important în alegerea unei anumite tehnologii de sudare îl ocupă dotarea
tehnică de care se dispune la acel moment.
În cadrul unei tehnologii de sudare se specifică succesiunea ac țiunilor care trebuiesc
urmate pentru executarea unei suduri, incluzând referirea la materialul de bază ce trebuie sudat,
pregătirea sudării, preîncălzirea, metodele de examinare a sudurii, tratamentul termic ce se va
efectua după sudare, precum și echipam entele ce vor fi folosite în această operație.
Deoarece în cadrul procesului de producție nu se impune repetabilitatea procesului de
sudare pentru un anumit reper, toate variabilele necesare aplicației specifice sunt cuprinse într -un
document numit spec ificația tehnologiei de sudare (WPS – Welding Procedure Specification).
Tehnologia de sudare presupune respectare și efectuare unor etape de lucru și calcul dar
și întocmirea unei fișe tehnologice.
3.1.1. WPS – Welding Procedure Specification
Un WPS e ste un document care descrie modul în care sudarea trebuie să fie executată în
procesul de producție. Acest document este recomandat pentru toate operațiunile de sudare și
multe aplicații și standarde îl definesc ca fiind obligatoriu.
Un WPS include toa te informațiile necesare unei persoane calificate să execute o sudare
de o calitate acceptabilă, nivelul de detaliere fiind impus de specificul aplicației. În general există
o corelare între informația inclusă în WPS și cea inclusă în PQR (Procedure Qualif ication
Record) și WPAR (Welding Procedure Approval Record).

14
Concret un WPS conține date de identificare a producătorului și a documentului elaborat,
referirea la WPAR, date despre materialul de bază, dimensiuni ale materialului de bază,
procedeul de su dare, forma rostului, poziția de sudare, pregătirea rosturilor și a marginilor
(curățarea, degresarea, calibrarea, sudarea de prindere), tehnica de sudare, poziționarea capului
de sudare, a electrodului și/sau sârmei de adaos, metoda de curățare a rădăcini i, protecția
rădăcinii, metalul de adaos (calitate, tratamente de uscare înainte de utilizare și dimensiuni),
parametrii electrici (tipul curent ului c.a. sau c.c, domeniul de intensități și domeniul tensiunii
arcului) și mecanici (domeniul vitezelor de sud are, domeniul vitezei de avans al sârmei de
sudare) ai procesului de sudare, temperatura de preîncălzire, temperatura între treceri succesive și
tratamentul termic după sudare.

3.1.2. PQR – Procedure Qualification Record
Un document PQR este necesar atunci când trebuie să se demonstreze capacitatea unei
firme de a executa suduri având anumite calități mecanice și metalurgice. PQR -ul nu este
solicitat dacă se utilizează proceduri de sudare standard. Acest document conține d etalii despre
testele aplicate sudurii, și trebuie să includă detalii despre toți parametrii definiți ca variabile ale
procesului de sudare în standardele de sudare precum și despre testele de sudură ce trebuie
efectuate.
Variabilele sau parametr ii de sudare sunt grupați în:
– variabile esențiale care au un efect semnificativ asupra caracteristicilor mecanice ale sudurii;
– variabile ne -esențiale care nu au impact semnificativ asupra caracteristicilor mecanice ale
cusăturii sudurii;
– variabilele supl imentare sunt variabilele care nu au un impact semnificativ asupra
caracteristicilor mecanice ale cusăturii sudurii; acestea sunt clasificate ca fiind variabile ne –
esențiale dacă te stele mecanice nu sunt impuse;
3.1.3. WPAR – Welding Procedure Aproval Rec ord
Pentru ca o specificație de sudare (WPS) să fie folosită în producție trebuie ca aceasta să
fie elaborată în conformitate cu un WPAR adecvat. Aceasta implică ca testele adecvate să fie
efectuate. De exemplu pentru cadre spețiale sunt necesare teste e fectuate în conformitate cu EN
288-8:1995.
Adițional acestor teste se vor efectua urmatoarele încercări:
– pentru suprafețe cilindrice având suduri cap la cap pentru dimensiuni egale sau mai mari de 20
mm vor fi efectuate teste în conformitate cu EN 87 6:1995 (dacă temperatura de lucru este peste
300 grade Celsius atunci testele se vor efectua la temperatura menționată în documentația
tehnică); – pentru grupa de materiale 8.2 se vor efectua micro -examinări în conformitate cu EN

15
13445 -2:2002; – testele de duritate și criteriile de acceptare sunt în conformitate cu EN 288 –
3:1992.
Adițional, cerințele de duritate vor fi completate cu preved erile EN 13445:2 -2002 Anexa B.
3.2. Studiul desenului de execuție
Fig *
Desenul de ansamblu al șasiului (Anexe – Desen cu numărul 0001 și prezentat schematic
în fig. 3.1.) va fi format din două subansamble (prezentate schematic în fig. 3.2.) și anume cadrul
de susținere, sudat manual, și scheletul de protecție portant, sudat robotizat.
Fig *
Desenele de execuție, r ealizate pentru fiecare element component al construcției sudate,
care sunt în conformitate cu standardele F.S.A.E., nu vor suferi modificări, acestea păstrându -și
dimensiunile basice, date de proiectanții echipei Formula Student din Universitatea
"Transilvania" din Brașov.
3.2.1. Elementele componenete ale scheletului protant de protecție
Elementele componenete ale scheletului portant de protecție sunt prezentate în tabelul
T. 3.1. tabel *
3.2.2. Elementele componenete ale cadrului de susținere
Elementele componente ale cadrului de susținere sunt prezentate în tabelul T.3.2.
Tabelulu T.3.2. (Elemente componente ale cadrului de susținere)
Fig *
Toate țevile, atât rectangulare cât și cele cilindrice, vor fi prelucrate la capete pentru a
putea oferi o asamblare cât mai precisă. Acestă prelucrare se va face pisei care urmează a fi
sudată în funcție de piesa de bază (sudarea realizându -se într -un sistem incremental astfel încât
fiecare piesă sudată devinenind piesă de bază pentru următoarea).
3.3. A naliza sudurilor
Pentru obținerea cordoanelor sudate, marginile pieselor trebuie prelucrate asfel încât
arcul electric să poată pătrunde la rădăcina îmbinării și nu numai.
Rostul de sudare reprezintă spațiul dintre marginile pieselor pregătite pentru sudare.

16
Rosturile îmbinărilor sudate în colț interior sunt cel mai frecvent utilizate pentru
realizarea de construcții sudate cu elemente dispuse perpendicular la 90 sau la anumite înclinații.
Sudarea de obicei se realizează orizontal cu un perete vert ical, însă în acest caz cusătura are o
pătrundere mai mare în materialul de bază orizontal, ceea ce face ca îmbinarea să fie asimetrică
și cu o rezistență mai redusă. De aceea este mai recomandabil sudarea îmbinărilor în colț interior
în poziție verticală în sisteme de prindere și fixare. Trebuie aplicate metode de sudare cu
pătrundere mare, M.I.G./M.A.G., în așa fel încât cusătura să cuprindă grosimea materialelor de
bază în adâncime cât mai mare.
Cel mai simplu rost de îmbinare în colț este fără preluc rarea marginilor materialelor de
bază. De regulă se aplică pentru sudarea tablelor de oțel carbon, slb aliate, aliate, inoxodabile, de
cu, al, ti și aliajele lor, cu grosimea de s =3 -24 mm. Îmbinarea însă rezultă cu proprietăți slabe,
deoarece cusătura nu îmbină decât fibrele superficiale ale materialelor de bază sudate, apare o
puternică concentrare a eforturilor unitare la rădăcina cusăturii din cauza devierii fluxului de
forțe, ușor apar defecte de structură și fisuri la rădăcină datorită vitezelor mari de răcire a băii de
sudură și a tensiunilor de contracție mai mari. Pentru evitarea fisurării rădăcinii cusăturilor de
colț se recomandă lăsarea unui rost cu lățimea de b=0.5 -2 mm. Sudarea poate fi realizată dintr -o
trecere, sau din mai multe treceri, fiin d avantajoasă completarea cusăturii din partea opusă. În
cazul sudării prin procedee cu mare pătrundere M.I.G./M.A.G., cusătura este mai adâncă, ceea ce
îmbunătățește mult rezistența îmbinării.
Deși rosturile simple de colț sunt cele mai ieftine, pregăt irea și asamblarea -sudarea sunt
mai simple, fiind mult mai utilizate la realizarea construcțiilor sudate, se recomandă evitarea lor
mai ales pentru îmbinările sudate, puternic solicitate.
Fig *
Pentru asigurarea unei pătrunderi pe toată grosimea materialul ui la îmbinările sudate realizate din
materiale de bază mai groase se utilizează variantele de rosturi prelucrate asimetrice în ½ Y.
Apare pierdere de material, pregătirea reos tului este mai complicată, iar asamblarea elementelor
înainte sudării să fie mai precisă. Cusăturile se realizează din mai multe treceri, sudând la început
rândurile pe materialul de bază orizontală sau vertical.
Pentru ca sudura să fie de calitate superioară trebuie să avem în vedere următoarele
elemente component ale rostului (Fig 3.3):
– Lățimea sudurii (a);
– Lungimea sudurii;
– Unghiul de formare a rostului (α);
– Deschiderea rostului (h);

17
– Înălțimea deschiderii rostului (b).
Dintre criteriile de alegere a rosturilor amint im:
– fluxul de forțe pe care cusătura îl transmite celor 2 componente; – procedeul de sudare folosit; –
poziția de sudare; – accesibilitatea arcului electric; – criteriul economic; – deformarea piesei
sudate; – grosimea componentelor de sudat.
3.3.1. P rezentarea îmbinărilor sudate
Construcția sudată (șasiul), este alcătuită din două subansamble, fiecare în parte având
îmbinări sudate specifice formei în secțiune a materialului de bază, grosimea acestuia și
fiabilitatea rea lizării cordoanelor de sudură .
Fig *
Îmbinările sudate vor fi prezentate în tabelul de mai jos (T. 3.3).
Tabel *
3.4. Alegerea materialului de bază
3.4.1. Oțelurile aliate
Aceste oțeluri au fost introduse din necesitatea de a reduce grosimile elementelor
structurale, fără diminuarea rezistenței construcției sudate, conducând în final la reducerea
greutății corpului prin îmbunătățirea caracteristicilor mecanice ale oțelurilor . Pentru a nu
compromite sudabilitatea, procentul de carbon la aceste oțeluri este foarte scăzut, rareori
ajungând la 0,18%, la mărcile mai bune procentul de carbon fiind de (0,12 -0,14)%.
Compoziția chimică a oțelurilor slab aliate este extrem de variată , ele având în afară de
carbon, următoarele elemente: Ni (0,4%), Cr (0,2%), Cu (0,35%), Mo (0,08 %). De regulă,
procentul de elemente de aliere nu depășește (2,5 -t- 3)%.
Adeseori la elaborarea oțelurilor pentru construcția șasiurilor în afara elementelo r
menționate se mai introduc: tit an, zirconiu, tantal, vanadiu.
O astfel de compoziție asigură proprietăți mecanice ridicate. Astfel, față de oțelurile
carbon, aceste oțeluri slab aliate au limita de curgere și limita de rupere de circa (1,2 -*- 1,4) ori
mai mari, o bună plasticitate, iar rezistența la coroziune este de (2 -4) ori mai mare. Datorită
plasticității ridicate, oțelurile slab aliate au o bună sudabilitate și proprietăți tehnologice foarte
bune. Aceste oțeluri mai sunt numite și oțeluri de înalt ă rezistență.

18
Compozițiile chimice ale acestor oțeluri sunt stabilite de către registre și sunt indicate
prin procentul pe care trebuie să -1 conțină din fiecare element de aliere. Toate aceste oțeluri sunt
oțeluri calmate.
La noi în țară, compoziția ch imică a oțelurilor pentru construcția de șasiuri este
recomandată prin STAS 8324 -74; elaborarea lor realizându -se la S.C. SIDEX SA Galați.
Conform acestui standard, din oțelurile carbon s -au asimilat în fabricație mărcile A, B, C, D și E,
iar ca oțeluri sl ab aliate s -au asimilat 6 mărci de oțeluri : A 32, D 32, E 32 și A 36, D 36, E 36,
cifrele reprezentând limita de curgere în daN/mm2.
Pentru realizarea construcției sudate de tip șasiu se va alege un material de tip oțel aliat
cu o cantitate redusă de ca rbon aceste fiind și de îmbunătățire regăsit în noul normativ SREN
2205 sub numele de Steel FE -PL1502, vechia denumire fiind 25CrMo4.
Compoziția chimică a acestui material este prezentată în tabelul următor (T. 3.4.):
Tabelul T. 3.4.( Compoziția chimică a materialul 25CrMo4 cu valori exprimate în procente.)
Tabel *
Profilele folosite în construcția sudată de tip șasiu sunt de urmatoarele categorii:
a. profil tubular cu un diametru de Φ30 mm și o grosime de 5 mm; b. profil rectangular cu
următoarele dimensiuni în secțiune: – 40 de mm în lungime; – 30 de mm în înălțime; – 5 mm
grosime.
fig*
3.5. Alegerea și stabilirea procedeelor de sudare
Alegerea și stabilirea procedeelor de sudare va ține cont de untilajul tehnologic pe care îl
are în dotare at elierul special amenajat pentru realizarea construcției sudate de tip șasiu.
Realizarea ansamblului sudat necesită utilizarea unor scule, instalații, utilaje și
dispozitive speciale, specifice domeniului auto cu privirea la îmbinări sudate.
Totalitatea sculelor speciale, a dispozitivelor și instalațiilor utilizate la asamblarea
șasiului poartă denumirea de utilaj tehnologic. Prin folosirea utilajului tehnologic se urmărește
atingerea următoarelor obiective:
– obținerea formei corecte a corpului șasiu lui, în concordanță cu planul de forme, în limitele unor
toleranțe impuse;
– reducerea cheltuielilor de manoperă prin micșorarea timpilor efectivi și auxiliari, deci creșterea
productivității muncii;

19
– ușurarea condițiilor de muncă prin reducerea volumu lui lucrărilor executate în poziții incomode
și periculoase; – reducerea necesarului de forță de muncă cu înaltă calificare; – reducerea
volumului lucrărilor de ajustaj prin creș terea preciziei de fabricație;
– reducerea prețului de cost al șasiului.
3.5.1. Prezentarea utilajului tehnologic
Utilajul tehnologic este reprezntat de totalitatea sculelor, a dispozitivelor și instalațiilor
utilizate pentru realizarea construcției sudate de tip șasiu.
Utilajul tehnologic utilizat în construcția de șasie este format din:
1. Scule și utilaje/ instalații speciale pentru pregătirea materialelor de bază; 2. Instalații pentru
sudare; 3. Dispozitive tehnologice pentru asamblare și montaj; 4. Instalații specia le pentru
transport și manevrat.

3.5.1.1. Scule și utilaje/ instalații speciale
Sculele și utilajele sau instalațiile pentru pregătirea materialelor de bază sunt prezentate în
tabelul T. 3.5.
Tabelul T. 3.5. (Scule și utilaje/instalații necesare reali zării cănstrucției sudate)
Tabel *
a. Mașină de îndoit țevi și profile
fig*„
Specificații:
• Raza de îndoire poate varia ( în funcție de material ) de la : R 10 – R 300 mm; • Diametru
minim de țeavă: D=5 mm; • Diametru maxim de țeavă: D= 48 mm; • Unghiu l de îndoire: până la
180 ; • Motor inductiv , silențios dotat cu frână; • Programator electronic , poate înmagazina
până la 270 de unghiuri de îndoire, 30 blocuri (linii de program) cu câte 9 îndoiri fiecare; •
Afișarea și controlul axei C (precizia un ghiului de indoire + / – 0,1 grade); • Afișarea și
controlul axei X (precizie + / – 0,1 mm); • Prezintă funcții de diagnosticare și control; •
Schimbarea sculelor se realizează rapid în aprox 10 secunde; • Magazin de scule : încorparat în
masa mașinii.
b. Aparat de tăiere cu plasmă fig *

20
Specificații:
• Tensiunea de alimentare: 400 V • Grosime de tăiere: 20 mm max • Curent absorbit: 20 A
max • Putere absorbită: 7.5 kW max • Valoare siguranță fuzibilă: 16 A • Tensiune în gol: 370
V • Gama de cu rent reglat: 15 – 60 A • Clasa de izolație: H • Grad de protecție: IP 23 • Debit
aer comprimat: 120 l/min • Presiune aer comprimat: 4 – 5 bari • Dimensiuni: 475×170 x340
mm • Greutate: 19.4 kg
Descriere:
Superior Plasma 60HF, destinat tăierii (decupării) metalelor.
Avantaje:
• tăierea materialelor conductoare chiar și vopsite, ruginite, tratate la suprafață; • tăiere mai bună,
fără distorsiuni; • viteza de tăiere mai mare; • costuri operative scăzute; • lipsa gazului inflamabil
(folosirea a erului comprimat); • se evită producerea de interferențe radio cu alte aparate,
calculatoare, dispozitive medicale, telefoane, etc.; • asistat de un microprocesor ce memorează
ultimele 10 stări de alarmă; • poate realiza tăierea prin contact, utilizând duz e și electrozi lungi.

Domeniu de utiliz are: Industrial – profesional.
Se utilizează un tip special de pistolet cu electrod mobil.
Arcul pilot este aprins datorită unei scântei eliberate de un circuit special care transmite un
impuls cu înaltă fre cvență și de mare intensitate.
Kit livrare:
• pistolet de 6 m; • cablu; • cleste d e masă; • conector pentru aer.
Recomandări:
Capacitatea maximă de tăiere a unui aparat de debitat cu jet de plasmă reprezintă cea mai
mare grosime a materialului pentru care aparatul poate efectua penetrarea acestuia. Capacitatea
maximă poate fi atinsă doar pentru anumite materiale și numai în condiții optime de lucru.
Pentru a obține o tăietură curată, și o viteză de tăiere optimă este recomandat ca grosimea
materialului s ă nu depășească 50 -60% din capacitatea maximă de tăiere a aparatului pentru
oțelu ri sau 25 -30% pentru aluminiu.
Pentru a obține rezultate optime este necesar ca distanța dintre materialul de debitat și sol
(sau alte obstacole) să fie de minim 60 cm. În a cest fel este asigurată o cale liberă pentru ca jetul
de plasmă să "sufle" metalul topit. Absența acestui spațiu liber poate afect a serios calitatea
debitării.

21
Atenționare:
Pentru a putea funcționa, aparatul necesită alimentare cu aer comprimat.
c. Ciocan cu perie de sârmă
fig *
d. Masă pentru sudat mobilă
fig *
Descriere:
Masă hidraulică pentru sudat cu sarcina de 400 kg ce prevede un sistem de ridicare tip foarfecă
folosită în special la ridicarea și transportul componentelor cu o greutate însem nată.
Detalii:
• Capacitatea de ridicare este de 400 kg; • Înălțimea minimă: 290 mm; • Înălțimea maximă: 780
mm; • Dimensiunea spațiului de lucru: 2440×1480 mm; • Prevede un mâner detașabil și frână
pentru toțile din spate; • Greutatea netă este de 60 k g; • Proviniența: JBM Spania.
3.5.1.2. Instalații pentru sudare
Realizarea construcției sudate de tip șasiu se va efectua în două etape de lucru din punct de
vedere al metode de asamblare. Acestea sunt:
– realizarea cadrului de susținere prin sudare ma nuală; – asamblarea scheletului portant de
protecție prin sudare robotizată și sudare manuală a zonelor greu accesibile;
3.5.1.2.1. Sudarea manuală
Sudarea manuală se va realiza cu aparatul de sudură Velt M.I.G./M.A.G./M.M.A. 250
Invertor sudură D.C. I .G.B.T., a cesta fiind prezentat mai jos.
Invertor pentru sudare M.I.G. / M.M.A., sudează atât în procedeul M.I.G./M.A.G. (cu
sârmă ) cât și M.M.A. (cu electrod invelit), fiind compact și foarte eficient. Invertorul Velt
M.I.G./M.M.A. 250 este proiectat și recomandat pentru un regim de lucru intensiv. Tehnologia
invertor aflată la baza acestui aparat de sudură garantează suduri de calitate și o eficiență ridicată.
Permite efectuare de suduri de calitate, cu zona influențată termic redusă, fără deformarea
materialului. Este dotat cu torță de sudură M.I.G./M.A.G. supradimensionată, pentru regim de
lucru intensiv. Aparatul este prevăzut cu sistem de ventilație forțată și protecție cu termostat.
fig*

22
Dispune de un panou frontal complex, dotat cu afișaje ele ctronice pentru indicarea exactă
a parametrilor de sudură:
Fig *
1. A – (permite reglar ea vitezei de avans a sârmei);
2. V – (permite reglarea curentului de s udare pentru procedeu M.I.G.);
3. Arc Virtute – (permite reglarea lungimii arcului), aceasta funcție o întâlnim doar pe ap aratul
Velt M.I.G./M.M.A. -250;
4. A – (permite reglarea curentului de sudare pentr u procedeul M.M.A.);
5. Buton derulare sârmă (butonul de acționare a mecanismului de avans a sârmei pentru a
introduce sârma pe pistolet);

6. Display 1 – (afișează tensiunea de sudare);
7. Display 2 – (afișează curentul de sudare în timpul sudării );
8. M.M.A./M.I.G. – (acest buton are funcția de comutare de me procedeu l M.M.A. pe procedeul
M.I.G.);
9. S/L – (permite comutarea de pe funcția de sudare continuă pe funcția de sudare prin punctare),
această funcție o întâlnim doar pe aparatul Velt M.I.G./M.M.A. -250;
10. Mufă pistolet sudare M.I.G. – (permite conectarea pisto letului la aparatul de sudat);
11. Borna de legatură a cablului port el ectrod (+) – (atunci când folosim electrozi cu înve liș bazic
și învelis rutilic);
12. Borna de legatură a cablului de masă ( -) – (pentru electrozi cu înveliș rutilic la această bornă
se poate conecta și cablul port electrod, deoarece cu acești electrozi p utem suda și în polaritate
directă și în polaritate inversă);
13. L.E.D. – (indică funcționarea aparatului);
14. Protecție termică – (când acest led se aprinde atentionează că protecția termică a pornit și
aparatul trebuie lăsat să funcționeze fără a mai suda până ledul se stinge. Este recomandat
pentru sudarea oțelurilor aliate, a aluminiului și a aliajelor acestuia .
Tabel *
Kit pentru sudare M.M.A.:

23
• Cablu cu clește portelectrod 1.8 m (Anexa A. 3.2.); • Cablu cu clește de masă 1.8 m (Anexa A.
3.2.); • Perie de sârmă cu ciocănel pentru zgură (Anexa A. 3.2.);
Kit pentru sudare M.I.G. / M.A.G.:
• Pistolet M.I.G./M.A.G. (Anexa A. 3.2.); • Cablu cu clește de masă (Anexa A. 3.2.); • Duză
conică; • Duză Cu 0.8 mm; • Duză Cu 1,0 mm; • Furtun de gaz (Anexa A. 3.2.);
3.5.1.2.2. Sudare robotizată
Sudarea robotizată se va realiza cu un sistem format dintr -un robot IRB 2600 și o bandă
transportoare RTT de 4.7 m. Ambele utilaje sunt realizate de una dintre companiile de top din
acest domeniu, A.B.B.
a. Robot ul industrial IRB 2600

IRB 2600 este un robot compact , cu o capacitate mare de lucru. Designul a fost optimizat
pentru aplicații specifice , cum ar fi sudura cu arc electric, manipularea materialelor și tăierea
materialelor. IRB 2600 este disponibil î n trei variante , cu opțiuni pentru podea , perete , raft ,
înclinat sau configurații de montare inversate.
fig*