SPECIALIZAREA: PROIECTARE ȘI SIMULARE ÎN INGINERIA SUDĂRII [608672]

UNIVERSITATEA DUN ĂREA DE JOS GALA ȚI
FACULTATEA DE INGINERIE
SPECIALIZAREA: PROIECTARE ȘI SIMULARE ÎN INGINERIA SUDĂRII

PROIECTAREA ȘI SUDAREA UNEI SECȚII DE
SUPRASTRUCTURĂ DIN CORPUL UNEI NAVE

Coordonator științific
Prof. dr. ing. Dan BÎRSAN

Absolvent: [anonimizat] 2019

Universitatea DUN ĂREA DE JOS din Gala ți
Facultatea de Inginerie
Departamentul Ingineria Fabricației

Director Dep artament IF
Coordonator proiect
Absolvent: [anonimizat].
Gabriel FRUMU ȘANU Prof. dr. ing. Dan BÎRSAN Laura -Roxana BULARCĂ

Specializ area / Anul absolvirii
PSIS / 2019
LUCRARE DE DISERTAȚIE
Tema

Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave

Conț inut

1. Descrierea generală a spărgătorului de ghea ță Andora
2. Particularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH36
3. Proiectarea tehnologii lor de sudare pentru sec ția de suprastructură.

Desene

1. Desene principale sec ție de suprastructură AVIZ secretariat facultate (pentru înscriere proiect)

Nr. înregistrare /data ……………… ……………..

CUPRINS

INTRODUCERE 1

CAPITOLUL 1
Descrierea generală a spărgătorului de ghea ță Andora …………………………………. ……… …… 3
1.1. Introducere………….. ………………………………………………………………………………………. ….. 3
1.2. Caracteristici principale ………… ………………………………………………………………………. ….. 4
1.3. Îm părțirea corpului navei în elemente prefabricate………………………………………………. … 5
CAPITOLUL 2
Paricularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH 36 …………………………………………. 8
2.1. Caracteristici ale o țelului naval AH 36……… ……………………….. ……………………… ………. .. 9
2.1.1. Compozi ție chimică . ………………………………………………………. ………………………. . 9
2.1.2. Caracteristici mecanice …………………………………………………………. ……… ………… . 9
2.2. Comportarea la sudare a o țelului naval AH 36 …………………… ……………… …………….. …… 10
2.2.1 . Comportarea metalurgică la sudare ………. ………… …………….. …………. ………… …… 10
2.2.2. Comportarea tehnologică la sudare ……………………. ……… …………. ……………. ……. 11
2.2.3. Comportarea sub influen ța factorilor de natură constructivă …………. ………… …… 14
2.2.4. Pregătirea pieselor în vederea sudării .. ………………. ………………… …………………. … 14
2.3. Alegerea materialului d e adaos ………………………………………………….. ……………… ……….. 14
2.3.1. Corelarea caracteristicilor mecanice ……………………. ……………………………………… 15
2.3.1.1. Corelarea rezisten ței de curgere și de rupere …………….. ……… ……….. ……. 15
2.3.1.2. Corelarea alungirii de rupere ………………………………….. …………………. ….. 15
2.3.1.3. Corelarea rezilien ței ………………………………………………………….. …………. 16
2.3.1.4. Corelarea compozi ției chimice …………………………….. ………………………… 16
CAPITOLUL 3
Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură ……….. ………………… 18
3.1. Proiectarea tehnologiilor de sudare …………………………………………………………………. ….. 19
3.1.1. Descriere constructiv func țională pentru puntea secției …………………………. ……… 19
3.1.2. Descriere constructiv func țională p entru peretele longitudinal PANR01 ……… …. 21
3.1.3. Descriere constructiv func țională pentru peretele longitudinal PANR02 …………. 22
3.1.4. Materiale de bază și de adaos …………………………………………………………………….. 23
3.1.4.1. Materialul de bază ……………………… …………………………………………………. 23
3.1.4.2. Mate rialul de adaos …………………………………………… ………. …………………. 23
3.1.5. Pregătirea componentelor în vederea sudării ………………………………………….. ……. 25
3.1.6. Sudarea punții ………………………. …………….. ………………………………………………….. 27
3.1.6.1. Sudarea tablelor pun ții …………………… ……………………. …………………… ….. 27
3.1.6.2. Sudarea osaturii simple …………………… ………………………… …….. …………… 29
3.1.6.3. Sudarea osaturii compuse ………………… ……………………………………………. 32
3.1.6.4. Sudarea pieselor de completare a panoului ………………………………………. 35
3.1.6.5 Sudarea stâlpilor (PCA) ………………………………………………………………….. 36
3.1.7. Sudarea pere ților longitudinali……………………………………………………………………. 38

3.1.7.1. Sudarea table lor peretelui ………………………………………………………………. 38
3.1.7.2. Sudarea osaturii simple ……………………………………………………………….. … 39
3.1.7.3. Sudarea osaturii compuse ………………………………………………………………. 40
3.1.8. Calcularea temperaturii de preîncalzire……………………………………………… ………… 41
3.2. Specifica ția proce durii de sudare ………………………………………………………………………… . 44
CONCLUZII………………………………………………………………………………. ……………………. ……….. 48
BIBLIOGRAFIE……………………………………………………………………………. ……………………. ……. 49

Bularcă – Laura -Roxana Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
1

INTRODUCERE

De la construirea primei nave metalice, din perioada care a trecut și până astăzi, tehnologia
construc țiilor navale a suportat con tinue transformări, definite de progresarea generală a tehnicii
mondiale. În decursul unui secol , transformările acestea aproape nesemnificative se raportau la
folosirea unor o țeluri din ce în ce mai bune și, în mod deosebit la utilizarea unor oțeluri cu însușiri
superioare, ceea ce a dat șansa pro iectan ților să efectueze nave de mari dimensiuni.
În de cursul câtorva decenii, cu toate că, au fost construite cele mai multe dintre nave din
oțel carbon obișnuit , s-au realizat încercări pentru utilizarea o țelurilor slab aliate, cu rezistență
ridicată din anul 1898. Actualele construc ții navale utilizează oț eluri de înaltă rezisten ță, sudabile,
cu sprijinul cărora s -au realizat nave cu capacitate de încărcare care a depă șit 100 000 tdw.
Introducerea sudării ca principal ă metodă de asamblare a componentelor de rezisten ță ale
corpului navei și abandonarea mode lului de asamblare prin nituire,utilizat până atunci, a fost
evenimentul care a revolu ționat acest sector de activitate. Se util iza ini țial ca procedeu auxiliar de
asamblare sudarea componentelor de importan ță mică precum: postamente , suporturi, și asambl area
ramelor pere ților longitudinali și transversali , iar asamblarea bordajului cu pere ții, realizându -se tot
prin nituire. Succesul introducerii sudării, în primul rând, a fost definit prin înlocuirea tehnolog iei și
ca și consecin ță a folosirii oțelurilor cu sudabilitate bună pentru construc ția corpului.
Lucrarea intitulată „ Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave ”
este structurată pe trei capitole după cum urmează:
Capitolul unu, este destinat descrierii generale a spărgătorului de ghea ță Andora unde se
prezintă tipul de navă, principalele carcateristici ale acestuia și împărțirea corpului navei în elemente
prefabricate.
Capitolul doi , abordează particularită țile tehnologice pr ivind sudarea o țelului naval AH 36,
principalele caracteristici ale acestuia precum și principalele aspecte privind comportarea acestui tip
de oțelului naval : comportarea metalurgică la sudare, comportarea tehnologică la sudare,
comportarea sub influen ța factorilor de natură constructivă, pregă tirea pieselor în vederea sudării și
alegerea materialului de adaos.
Capitolul trei, este destinat proiectării tehnologiei de sudare a sec ției de suprastructură unde
sunt prezentate materialele de bază și de adaos utilizate, descrierea constructiv funcțio nală,
pregătirea componentelor pentru sudare. Sunt determina ți parametrii tehnologici ai regimurilor de
sudare și a temperaturii de preîncălzire.

Bularcă – Laura -Roxana Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
2

INTRODUC TION

Since the construction of the first metal ship, from the past to the present day, shipbuilding
technology has undergone continuous transformations, defined by the general progressof world
technology. In the past century the changes are insignificant and were related to the use better and
better steels and, in particular, to the use of higher quality of steels, wich gave designers the chance
to make larger ships.
Over the course of the several decades, although mo st of ordinary carbon steels ships have
been built, attempts have been made to use low -strength , high -strengt h steels sin ce 1989. Current
shipbuilding uses low-strength , high-strength , weld able steels, with the support of w hich vessels
with a load capacity exceeding 100 000 tdw were built.
The introduction of welding as the main method of assembling the strength components of
the hull and the abandonment of the riveting assembly model,used until then, was the event that
revolutionized this sector of activity. Initially, the welding of components of minor importance suc h
as: pedestals, supports and the assembly of the frames of the longitudinal and transversal walls was
used as an auxiliary assembly process and the assembly of the edging with the walls, also being
done by riveting. The success of the introduction of welding, first of all, was definedby the
replacem ent of the technologyand as consequence of the use of steels with good weldability for hull
construction.
The work entitled „Design and welding of a superstructure section of the hull of a ship” is
structured in three chapters as follows:
Chapter one, is intended for general description of the icebracker Andorra where the type of
ship, its main characteristics and body division.
Chapter two addresses the technological features of AH36 naval steel welding, its main
features as well as the main aspects of the behavior of this type of naval steel: metallurgical
behavior, technological behavior in welding, behavior under the influence of constructive factors,
preparation of parts for welding and choise of filler material.
Chapter tree is intended for design of the welding technology of the superstructure section,
where the basic and filler materials used are presented, the functional description, the preparation of
components for welding and choosing add material. The technological parameters of the welding
regimes and preheating temperature are determined.

3

Capitolul 1

Descrierea generală a spărgătorului de ghea ță Andora

Func ția principală a unui spărgător de ghea ță este de a forma o trecere prin gheață pe
mare, în porturi sau în râuri, astfel încât celelalte nave să poată utiliza zonele care le-ar fi
refuzate. Acestea sunt esen țiale pentru economia națiunilor precum Rusia, a cărei po rturi sunt
înconjurate de ghea ță pentru lungi perioade ale anului. De regulă, ele pot face fa ță gheții
continue, ce are grosimea de 50 -100 cm [3] [8].
Un spărgător de ghea ță are nevoie de [3 ] [8]:
o Structură suplimentară de -a lungul liniei de plutire și în bulb;
o Subdiviziune bun ă a corpului;
o O formă de carenă care le îngăduie sa se ridice deasupra ghe ții. Aceasta este o
posibilitate de a forța o rută prin gheață. Se ridică peste gheață și iși folosește propia
greutate pentru a o sparge. Prin transferarea apei de balast în plan lo ngitudinal nava
poate fi balansată;
o Consolidarea cu o țeluri speciale care rămân dure la temperaturi scăzute;
o Dispozitive de manevrare și propulsie de putere mare care să nu fie susceptibile la
spargerea ghe ții. Forma pupei este importantă;
o Vopsele speciale pentru corp.
De regulă spărgătoarele de ghea ță sunt prevăzute cu plăci mai groase în fa ța și în
vecinătatea liniei de plutire, cu dublu fund și cu osatură extra. Elicile și cârmele sunt protejate
de contactul cu ghea ța prin forma corpului. Forma corpului este plată cu bulb rotunjit [3 ] [8].

1.1. Introducere

Andora este o navă modernă de tip icebracker și oferă , pentru a conduce științe
multidisciplinare, atât în apă deschisă cât și în ghea ța de mare, o platformă de ultimă
genera ție. De asemenea, livrează personal echipamente și marfă dinspre și către stațiile
antarctice și subanctartice. Această navă este capabilă să se ocupe de:
 Viteza vântului până la Beaufort 12 (uragane);
 Temperatura apei care variază de la -2°C-32°C;
 Valuri până la nivelul mării 9 (14 metri plus semnificativa înăl țime a valului);
 Temperatura aerului cuprinsă între -30°C și 45 °C
Aceasta are posibilitatea de :
 A se deplasa cu o viteză eficace de 12 noduri și cu o viteză maximă de 16 noduri în
apa deschisă,
 Să transfere personal marfa de la spargătorul de ghea ță la stații utilizând o varietate de
mijloace peste ghea ță, apă și aer, incusiv posibilitatea de a sprijini și opera două
elicoptere mijlocii,
 De a sparge ghea ța de 1,65 m continuu, cu o vitez ă de 3 noduri,
 De a depozita, manevra și transporta până la 1200 tone de marfă solidă constând în
principal din marfa vrac și din containere și 1 900 000 litri de marfă vrac lichidă,
 Să asigure standard crescut de conformitate cu mediul.

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de sup rastructură din corpul unei nave
4
Nava poate desfă șura operațiuni științifice simultane și multidisciplinare și deține
sisteme de colectare a datelor, inclusiv pentru ghea ță, fundul mării, viața mării și pentru
cercetare atmosferică. Are capacitatea de a opera și de a implementa o gamă de instrument e
și echipament, inclusiv:
o Profiler sub -fund pentru a analiza propietă țile fizice ale fundului mării,
o Sisteme de sonar pentru pescuit și ecografii științifice pentru evaluarea biomasei,
o Un ecou batimetric e mai multe raze pentru cartografierea funduluii măr ii la maxima
adâncime a oceanului,
o Un bazin de lună și chilă redusă pentru a sus ține o varietate de moduri și operațiuni de
cercetare.
Nava este construită din o țel naval AH36 și dotată în conformitate cu regulile și
reglementările din ABS (American Bureau of Shipping ).

Fig.1.1 . Nava Andora

1.2. Caracteristici principale

Principalele caracteristici și dimensiuni ale acesteia sunt prezentate în tabelul de mai
jos.

Tabel 1.1.Principalele caracteristici ale navei
Lungimea maxim ă a navei 150,00 m
Pescajul la linia de plutire 9,50 m
Pescajul la ghea ță 10,00 m
Deplasamentul 25,500 t
Lungimea între perpendiculare 118,400 m
Lățimea maximă 28,30 m
Înălțimea maximă în planul diametral 17,50 m
Spargerea ghe ții 1,65 m la 3 noduri
Viteza 12 noduri economic, 16 noduri maxim
Distan ță >16 000 mile nautice
Durată 90 zile
Capacitate de combustibil 1,900,000 l / 1671 t
Capacitatea containerului 90 TEU
Greutate cargo 1 200 t

Capitolul 1 Descrierea generală a spărgătorului de ghea ță Andora
5
1.3. Împăr țirea corpului navei în elemente prefabricate

Se impune în industria navală metoda prefabrica ției. Acest procedeu constă în
asamblarea și sudarea simultană și completă a unor secții sau zone din corpul navei, în atelier,
urmată într -o anumită ordine de cuplarea acestora pe cală. Prefabrica ția se extin de la
blocsec ții întregi aproape complet saturate, acestea se efectuează în atelierele de asamblare,
iar asamblarea pe cală se limitează doar la sudarea și cuplarea acestora . Greutatea elementelor
prefabricate are val ori de 300 -500 t pentru blocsec ții și d e 50-100 t pentru sec ții [4] [10].
Împăr țirea corpului navei în blocsecții și în secții, cât și dimensiunile elementelor
prefabricate sunt condi ționate de următoarele condiții [4 ] [10]:
 Compartimentajul navei, dimensiunile acesteia, cât și de poziția componentelor de
structură ale corpului;
 Dotarea existentă pe cală și în atelier, cu mașini, utilaje și sisteme de transportat și
ridicat, respectiv caracteristicile tehn ice ale acestora (raza de ac țiune, sarcina maximă,
înălțimea de ridicare la cârlig);
 Dimensiunile, numărul și repartizarea suprafețelor de lucru existente pe cala de
montaj cât și în atelierul de sudare -asamblare;
 Dimensiunile laminatelor furnizate șantierului, în mod special gama de lungimi ale
acestora, ce va impune limitări privind lungi mile componentelor prefabricate.
La amplasarea cusăturilor de mon taj, opera ție prin care se determină dimensiunile și
forma elementelor prefabricate, se impun respectarea următorilor factori [4 ] [10]:
 Trebuie să aibe o rigiditate suficientă, elementele prefabricate, pentru a nu se deforma
în timpul transportului pe cală sau a opera țiunii de răsturnare;
 Trebuie să se țină cont de tehnologia ult erioară de sudare și asamblare la
determinarea extinderii fiecărei componente prefabricate . În acest sens necesită să
existe posibilitatea montării sec ției pe un dispozitiv simplu, iar majoritatea
cordoanelor sudate să poată să fie realizate în pozi ție orizontală sau cât mai apropiat
de aceasta;
 Dimen siunile de gabarit trebuie să fie corelate cu înăl țimea de r idicare maximă la
cârlig, iar greutatea elementelor prefabricate nu trebuie să depă șească capacitatea de
încărcare a ma șinilor și a instalațiilor de ridicat, astfel încât să facă realizabilă operația
de răsturnare, dacă aceasta va fi necesară în procesul s udare -asamblare;
 Trebuiesc dimensionate elementele prefabricate, astfel încât la efectuarea acestora să
se utilizeze un volum cât mai mic de sudură. Se vor utiliza table de lă țimi și lungimi
cât mai mari posibil, delimitând la maxim numărul de îmbinări cap la cap .
Evaluarea în fază de proiect tehnologic a greută ții elementelor prefabricate se
realizează prin calcularea greută ții diverselor tipuri de planșee (p ereți longitudinali și
transversali, bordaje, pun ți, fund) pentru un tronson de 10 m din zona centrală a navei.
Calculul se execută plecând de la e șantionajul navei și desenul general de construc ție al
acesteia în care sunt determinate dimensional totalitat ea componentelor constructive ale
corpului (osatură, elemente de rigidizare, înveli ș) [4] [10].
În final pentru fiecare tip de plan șeu se stabilește așa numita masă unitară exprimată
în t/m2. Se realizează apoi calculul fiecărei sec ții în procesul de împ ărțirea corpului în
componente prefabricate, pe baza acestor valori ale maselor unitare și se controlează dacă
reglulile precizate anterior sunt respectate . Trebuie respectate următoarele restric ții la
amplasarea cusăturilor de montaj dintre elementele pre fabricate [4] [10]:
 Vor fi dispuse în acela și plan diametral îmbinările de montaj ce delimitează pe
lungimea navei sec țiile de corp, deci vor fi îmbinări inelare. Acestea vor delimita
blocsec țiile din care este compus corpul navei;

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de sup rastructură din corpul unei nave
6
 Nu va fi mai mică de 200 mm, distan ța dintre cusăturile de montaj transversale și
longitudinale și alte cusături de colț sau cap la cap dintre elementele de înveliș și
osatură, paralele cu cele de montaj.
 Nu vor fi amplasate, cusăturile de montaj, în regiunile cu concentrări de t ensiuni ale
corpului cum sunt: zona racordării bordajului cu puntea sau zona de curbur ă maximă
a gurnei, racordările de la col țurile gurilor de magazie și a altor deschideri în punți,
zonele îmbinărilor dintre rufuri cu puntea și suprastructuri, respectiv în zonele
racord ării parapetului la suprastructură. O parte din aceste restric ții sunt reprezentate
în figura de mai jos.

Fig 1.2. Restricții privind amplasarea cordoanelor de sudură de montaj.

Determinarea pozi ției cusăturilor de montaj se realizează într-un desen denumit
schema de împăr țire a corpului navei în elemente prefabricate. Se prezintă în acest desen, o
vedere laterală a corpului și în corespondență directă secțiuni la nivelul tuturor punților, la o
scară convenabilă. Se reprezintă cu o linie întreruptă pun țile, p èreții longitudinali și
transversali [4] [10].
Sunt pozi ționate coastele navei pe linia planului diametral, respectiv pe o paralelă la
linia de bază. Respectând restric țiile și regulile prezentate anterior, în continuare, cusăturile
de montaj se reprezintă cu linie continuă, indicându -se pozi ția acesto ra cu coasta cea mai
apropiată [4][10].
Elementele prefabricate ce alcătuiesc corpul navei vor fi numerotate la final, fiec ărei
secții i se un simbol prin care aceasta să poată fi recunoscută. Datorită formelor asemănătoare
a elementelor prefabricate și a numărului mare ale acestora, trebuie realizată numerotarea în
așa fel încât, după simbolul distribuit fiecărei secții, poziția acestora în corpul navei să fie
facil de recunoscut [4] [10].
Se va ține cont în numerotare și de deosebirile existente dintre secțiile asemănătoare
de la navale diferite ce se efectuează concomitent în șantier. Se întălnesc în practică un
număr mare de sisteme de numerotare ce se diferen țiază de la șantier la șantier [4] [10].
Sistemele de numerotare cele mai judicioase sunt acelea care au în vedere pozi ția
secțiilor din corpul navei, simbolurile acestora fiind compuse dintre -un grupaj de litere și
cifre sau un grupaj de cifre. Se distinge sub acest aspect [10]:

Capitolul 1 Descrierea generală a spărgătorului de ghea ță Andora
7
 Sistemul de numerotare combinat (cu litere și cifre), la care prima componentă este o
cifră care indică blocsec ția, iar ce -a de a doua componentă va fi un grup de litere cât
mai sugestiv.
 Sistemul de numerotare zecimal (cu cifre), la care se prime ște o gru pă de cifre pentru
fiecare blocsec ție, începând de la pupa spre prova, ce va reprezenta prima
componentă a simbolului sec ției. Ce -a de-adoua grupa de cifre va men ționa poziția
secției pe înălțime de la fund spre punte.

8

Capitolul 2

Particularită ți tehnologice la sudarea o țelului naval AH36

Selectarea materialelor de construc ție este o considerație esențială pentru proiectarea
spărgătoarelor de gheață. Oțelul din corpul navei este selecționat de obicei în funcție de
societatea de clasificare [6] [8] [11].
Datorită impactului continuu al valurilor pe mare, aceste materiale trebuie să
funcționeze într -un mediu dur supus efectului coroziv al mării și a numeroaselor materiale
corozive, în condi ții ciclice de impact și dinamice pe o gamă vastă de temperaturi , de aceea
cerin țele și criteriile deosebite sunt impuse asupra contro lului și calită ții materialelor [6] [7]
[9].
Pentru a garanta că nava va func ționa conform scopului pentru care a fost concepută în
condi ții extreme, fabricarea o țelului este dificilă. Mediul coroziv combinat cu c aracterul ciclic
al tonajului tinde să propage fisuri. Prin urmare procedurile și detaliile necorespunzătoare de
fabica ție pot dezvolta probleme grave. De asemenea, fabricarea oțelului este împovărată de
dimensiunile mari ale structurilor icebracker care sunt greu de între ținut si de măsura t, dar și
de tensiunile termice care p rovoacă deformări semnificative [7] [8] [9].
Este recomandat ă limitarea cantită ții de oțel de înaltă rezisten ță utilizat în proiectarea
acestui tip de navă la o propor ție cât mai mică pentru a obține performanțe ridicate de flambaj
și oboseală. Oțelul carbon cu limita de curgere minimă de 235 N/mm2 este utilizat cât mai
mult din structura carenei [6] [8] [10].
Oțelurile de înaltă rezisten ță sunt recomandate atunci când grosimile plăcilor de o țel cu
rezisten ță normală depășesc 30 mm pentru a ușura construcția și a evita condi țiile dificile de
sudare. Utilizarea o țelurilor aliate care nu depă șesc limita de curgere minimă de 355 N/mm2
sunt permise și recomandate atunci când nu se pot folosi o țeluri ușoare. Motivul se datorează
cerin ței de via ță îndelungată la șantier, fără acostare în doc uscat și a faptului că rezisten ța la
coroziune care este mai mare la plăcile de o țel slab aliat [6] [7] [9].
Pentru acestă sec ție de sup rastructură este utilizat o țelul AH36 care este caracterizat de
următorii parametri [8]:
 Limită minimă de curgere;
 Rezisten ță la tracțiune;
 Alungire minimă la rupere;
 Rezisten ță la coroziune;
 Compozi ție chimică;
 Sudabilitate;
 Rezilien ță la temperaturi joase ;
 Propietă ți de grosime .

Capitolul 2 Particularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH36

9

a)x100 [12] b)x200 [2]

Fig. 2.2. Microstructura o țelului AH36 ferită și perlită

2.1. Caracteristici ale o țelului naval AH36

2.1.1. Compozi ție chimică
În afară de carbon , oțelul aliat deține si elementele următoare: Cr (0,2%), Cu (0,35%) Ni
(0,4%) Mo (0,008 %) având o compozi ție chimică extrem de variată . Oțelul AH36 mai con ține
față de elementele menționate: zirconiu, titan, vanadiu, tantal. Procentul elementelor de aliere
nu depă șește valoarea de 2,5 -3%. Compozi ția chimcă a oțelului AH36 este prezentată în
tabelul de mai jos [1] [5] [10] [11] [18].

Tabel 2.2. Compozi ția chimică a oțelului AH36 [19]
Marcă o țel: AH36
Metodă de dezoxidare: Calmat , Cu granula ție fină
Compozi ție chimică Procent maxi m [%]
C 0,18
Mn 0,9–1,6
Si 0,10–0,50
P 0,035
S 0,035
Al (acid solubil) min . 0,015
Nb 0,02-0,05
V 0,05-0,10
Cu 0,35
Cr 0,20
Ni 0,40
Mo 0,08
Ca 0,005
N –

2.1.2. Caracteristici m ecanic e
Cerin ța unor oțeluri care să aibă o bună plasticitatate și sudabilitate, rezistență la
distrugeri fragile și care să satisfacă condițiile impuse oțelurilor navale a impulsionat apariția
oțelurilor slab aliate , care în ultimul timp au dobândit o largă evolu ție. O astfel de compozi ție
chimică a oțelului AH36 garantează, pe langă o rezisten ță la curgere mai mare cu 1,2 față de
oțelul structural și rezistență la coroziune mai sporită de 2 -4 ori, în condi ții atmosfe rice, o

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave

10
bună plasticitate și sudabilitate, grație cărora calitățile în exploatare și tehnologice ale oțelului
sunt mai bune [6] [10][18].
Conținutul de potasiu ridicat contribuie la optimizarea rezistenței la coroziune și la
creșterea rezistenței la curgere. De asemenea ușurează elaborarea oțelului, evitând în cazul
unei decarburări intense îmbogă țirea prisositoare cu oxid de fier. Dacă este asigurată o
structură cu granula ție corespunzătoare, î n combin ție cu cuprul, molib denul, nichelul precum
si cu cromul, fosforul nu afectează rezisten ța oțelului, în ceea ce privește fragilitatea la rece .
Adeseori se folosesc adaosuri mici la elaborarea o țelului care înobilează metalul, precum:
molibden, vanadiu , tantal, titan, aluminiu și altele. Propietă țile mecan ice ale o țelului sunt
prezentate mai jos [ 6] [10] [11] [18].

Tabel 2.3. Caracteriticile mecanice ale o țelului AH36 [19]
Marcă
oțel Limita
de curgere
Rp0,2
[N/mm2] Rezisten ța
la trac țiune
Rm[N/mm2] Alungirea
relativă la
rupere
A5[%] Energia de rupere KV [J]
Temperatura
testului
[̊C] t ≤50
[mm ] 50≤t≤70
[mm ] 70≤t≤150
[mm ]
L T L T L T
AH36 355 490…620 21 0
-20
-40
-60 34 24 41 27 50 34
L-longitudinal; T -transversal

După cum se observă din tabelul de mai sus, propietă țile mecanice ale acestui oțel sunt
mai avantajoase decât propietă țile mecanice ale oțelurilor structurale . Din aceasta cauză o țelul
de rezisten ță înaltă este în prezent extrem de folosit în construcția n avelor de dimensiuni mari.
Datorită caracteristicilor pe care le posedă u șurea ză mult tehnologia de fabrica ție, reduce
greutatea corpului navei și crește capacitatea de încărcare a acesteia, de asemenea, sporește
siguran ța navei in expoatare [9] [12] [18].

2.2. Comportarea la sudare a o țelului naval AH36

2.2.1. Comportare a metalurgică la sudare
Ea caracterizează modul cum reac ționează oțelul față de acțiunea unui proces de
sudare, ac țiune care este localizată în zona de trecere și în zona influențată termic. Pentru
aceasta se studiază influen ța factorilor de natură metalurgică cum sunt: caracteri stici
mecanice, compozi ția chimică, tendința de fisurare la cald sau la rece [18].
Privind compozi ția chimică, e lementele de aliere pe care le con ține oțelul influențează
diferit sudabilitatea acestuia [ 9]:
Manganul intensifică rezisten ța, limita de curgere și duritatea, influențând pozitiv
comportarea la sudare și plasticitatea [9],
Sulful influen țează sudabilitatea și provoacă fragilitatea la cald a oțelului, fiind o
impuritate este limitat la 0,03% -0,05% [9].
Carb onul măre ște duritatea, limita de curgere și rezistența de rupere, diminuează
rezilien ța și alungirea. Influen țează negativ sudabilitatea putând duce la apari ția de fisuri, dacă
este o cantitate mai mare [9].
Siliciul este un bun dezoxidant, sporind rezisten ța oțelului la oxidare. În oțel , raportul
dintre mangan si siliciu de 1,2 influen țează pozitiv rezistența la fisurare și tenacitatea. Are
propietă ți asemănătoare cu ale manganului [9].
Cromul spore ște rezistența la coroziune atmosferică ș i acizi, rezisten ța la rupere și
duritatea, simultan cu carbonul diminuează rezisten ța la coroziune și plasticitatea, micșorează
sudabilitatea [9].

Capitolul 2 Particularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH36

11
Fosforul are acelea și inconveniente ca și sulful provocând fragilitatea la rece a oțelului
[9].
Cuprul crește limita de curgere, rezistența la rupere, duritatea. Până la un procent de
0,5% spore ște plasticitatea și nu influențează negativ sudabilitatea [9].
Molibdenul măre ște limita de curgere, rezistența la rupere, alungirea, duritatea,
rezisten ța la coro ziune, în cantită ți mici. În procent mic nu influențează negativ
sudabilitatea[ 9].
Aluminiu influen țează pozitiv comportarea la sudare și caracteristicile mecanice ale
oțelului [ 9].
Vanadiu optimizează carcteristicile mecanice ale o țelului și într -un procent redus nu
influen țează negativ sudabilitatea [ 9].
Duritatea, ductilitatea și sudabilitatea sunt înrăutățite cu cât procentul de carbon este
mai mare. Prin urmare este limitat procentul de carbon la aproximativ 0,2% și se adaugă Si și
Mn. Pentru a preveni fisurile , este definit prin următoare a ecua ție de mai jos carbonul
echivalent [5] [10] [11] [18] [19]:

Ce=C+Mn
6+Cr+V+Mo
5+Cu+Ni
15[%] (2.1)

În tabelul de mai jos se prezintă con ținutul de carbon echivalent pentru oțelul naval
AH36 [19].

Tabel 2.4. Carbon echivalent corespunzător o țelului AH36 [19]
Marcă O țel Carbon echivalent Max, [%]
t ≤50 [mm] 50≤t≤100 [mm]
AH36 0,38 0,40

Comportarea metalurgică la sudare se apreciază pe baza unor încercări [ 10]:
 Se stabile ște influența ciclului termic asup ra durită ții și structurii materialului de bază
în regiunea de lângă cusătură și asupra propietăților oțelului la deformația plastică
locală defini tă de unghiul de încovoiere a epruvetei ;
 Stabilirea propietă ților mecanice a îmbinărilor sudate și a metalului de bază prin probe
de încovoiere statică (în sens transversal și în sens longitudinal față de cusătură), probe
de întindere, probe de oboseală și probe de rezilien ță;
 Probe ale îmbinării sudate privind rezisten ța față de formarea fisurilor la rece și la
cald.

2.2.2. Comportare a tehnologică la sudare
Se define ște ca fiind posibilitatea realizării îmbinărilor, în vederea stabilirii anumitor
cerin țe prin tr-un anumit procedeu de sudare . Se apreciază prin analizarea influen ței factorilor
de natură tehnologică. Astfel este necesar să se adopte un procedeu de sudare adecvat care să
îndeplinească în cea mai mare măsură cerin țele impuse [18].
Sudarea nu trebuie executată atunci când suprafe țele sunt jilave sau umede. O protec ție
adecvată trebuie asigurată când sudarea se realizează în condi ții meteorologice defavorabile.
Umiditatea, prin preîncălzire trebuie îndepărtată, iar rostul trebuie să fie uscat în momentul
sudării . Poate fi aplicată încălzirea spa țiului inchis pentru a ridica temperatura deasupra
punctului de rouă. O îmbinare sudată trebuie efectuată la o temperatură ambiantă de cel pu țin
5°C [9].
Materialele consumabile de sudare necesită men ținute în recipiente etanșe, rezistente la
umiditate, la temperaturi de 20-30°C peste temperatura ambiantă . Atunci când electrozii sunt
retrași pentru utilizare aceștia trebuie calcinați timp de 2 ore la temperaturi de 250-300℃ [9].

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave

12
Consumabilele care au fost contaminate de ulei, grăsime, umiditate, rugină sau murdărie
necesită a fi aruncate [ 9].

Preîncălzirea
Preîncălzirea este opera ția prin care este modificată temperatura inițială a pieselor ce
se sudează până la un anumit nivel definit prin tehnologia de exec uție. Principalul efect termic
al acesteia este reducerea vitezei de răcire a cordonului si a zonelo r alăturate cu motivul de
[9]:
 De a mic șora tensiunile reziduale din îmbinarea sudată în scopul limitării apari țiilor
fisurilor în componentele ce s e sudează și a deformațiilor,
 De a reduce probabilitatea ca în timpul solidificării cordonului de sudură să apară
fisuri,
 De a sc ădea p osibilitatea apari ției porilor, deoarece se reduce viteza de solidificar e a
băii de metal topit, și ast fel gazele au timp să iasă.
Îmbinarea prin puncte de sudură se va realiza cu preîncălzire locală a metalu lui de bază,
la o temperatură egală cu temperatura de preîncălzire sau mai mare ca aceasta cu pâ nă la
50°C, atunci când sudarea propriu -zisă trebuie să se realizeze cu preîncălzire. Preîncălzirea se
realizează cu o flacără oxiacetilenică uniform si lent , iar temp eratura acesteia se men ține
constantă pe toată pe rioada sudării. Se preîncălzesc zonele adiacente pe o lă țime de 4 ori
grosimea tablei, precum și locul ce se prinde, însă nu mai puțin de 100 mm pe ambele direcții
ale îmbinării [ 9].
Se măsoară cu creioane t ermochimice temperatura între rândurile de sudură (interpas) și
temperatura de preîncălzire. Regiunea de măsurare este în imediata vecinătate a cordonului de
sudură , la 50 -70 mm . Oriunde este posibil , aceasta se măsoară pe suprafa ța opusă regiunii
încălzite, iar dacă acest lucru nu este realizabil se a șteaptă până când căldura penetrează toată
grosimea piesei. Nu se va realiza la temperaturi ale mediului ambiant sub -10°∁ opera ția de
prindere în puncte de sudură, fără precau ții speciale [9].

Număr ul de treceri și dispunerea straturilor
Unde se depă șește grosimea de 5 -6 mm a piesei, pentru a depune o cantitate suficientă
de metal topit prin sudare pentru a închide îmbinarea, va fi necesar să se realizeze mai mult de
o trecere de sudură. Primul stra t de sudură se realizează fără mi șcări oscilatorii, cu un electrod
al cărui diametru este de 3 -4 mm, iar următoarele straturi de umplere se efectuează, executând
mișcări oscilatorii cu electrozi având diametrul de 4 -6mm. În figura de mai jos este prezentat ă
ordinea de depunere a straturilor pentru îmbinări cu prelucrări în V si în X [4] [5] [10].

Fig. 2.3. Ordinea de depunere a rândurilor de sudură [10]

Secven țe de sudare

Capitolul 2 Particularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH36

13
În timpul procesului de sudare, căldura este aplicată pe placă și din acest considerent,
metalul se va dilata și se va contracta la răcire. Cordonul de sudură în timpul răcirii se
contractă și are tendin ța de a trage placa. Acest lucru conduce la o structură deformată datorită
acțiunii de reținere a plăcii care împiedică cordonul de sudură să se contracte integral.
Datorită lipsei de cunoa ștere a gradului de reținere, e ste dificilă prezicerea
uneideforma ții reale [4] [5].

Fig.2.4.Deforma ție la sudare [4]

Contrac ția în sudurile cap la cap , se știe că în principal se realizează pe toată lungim ea
cordonului de sudură și într -o propor ție mică peste acesta . Structura va avea tensiuni reziduale
mari care trebuie evitate, dacă este prevazută o re ținere ridicată în î ncercarea de a controla
deforma ția. Sunt adesea utilizate metode de su dare “pas înapoi ”, pentru a reduce la minimum
deforma țiile, lungimea fiecărui pas fiind cantitatea de metal topit prevăzută de un electrod
pentru a corespunde cu sec țiunea transversală necesară a fi sudată . Pentru a limita tensiunile
reziduale din structur ă și pentru a reduce deformarea este esențial să se recurgă la o secven ță
de sudare corectă pe toată durata construc ției. Aceasta se practică atât în timpul fabricării
secțiilor, cât și la montarea și îmbinarea lor pe cal ă [4] [5].

Fig. 2.5. Secven țe de sudare [4]

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave

14
2.2.3. Comportarea sub influen ța factorilor de natură constructivă
Studierea modului de alcătuire constructivă corelat cu rolul func țional al acesteia
desemnează un element de plecare pentru stabilirea tehnologiei de sudare. În această fază se
pot identifica anumite erori în dispunerea elementelor construc ției, care conduc la apar iția
nodurilor termice prin întâlnirea mai multor cordoane de sudură sau care complică tehnologia
de sudare. Structurile din elemente cu grosime mare sau rigide prin modul de alcătuire
constructivă se vor deforma destul de pu țin, dar tensiunile reziduale v or fi mai ridicate [ 10].

2.2.4. Pregătirea pieselor în vederea sudării
Pentru a ob ține o penetrare completă a metalului depus prin sudu ră este necesar să se
teșească muchiile plăcilor groase care trebuie îmbinate cap la cap. Această opera ție poate fi
realizată în timp ce se taie sau se profilează marginile plăcii, care trebuie să fie aliniate corect .
Cele mai multe pregătiri ale marginilor sunt efectuate de capetele de plasmă sau de gaz, c e au
trei duze care nu lucrează simultan , care pot fi setate în unghiuri distincte pentru a conferi
teșirile necesare. Prelucrarea muchiilor poate fi ob ținută în mod alternativ și prin procedee
mecanice de prelucrare , utilizând o sculă de frezat . Merită men ționat faptul că în ceea ce
prive ște deteriorarea metalurgică , nu prea există o alegere între cele două metode, însă
procedeele mecanice oferă o mai bună finisare [4] [5] [10].

Fig. 2.6. Pregătirea marginilor piesei [4]

Se întălnesc adesea în construc țiile navale, la invelișul bordajului , îmbinări cap la cap
a tablelor de grosimi diferite . Din ac est motiv, dacă diferența de grosime depășește valoarea
admisă , descrisă în tabelul de mai jos, tabla mai groasă treb uie teșită pe o anumită lățime .
Teșirea poate fi executată și pe ambele părți, dar în construcția de nave nu se poate realiza
decât pe partea opusă celei pe care se sudează osatura [4] [5] [10].

Tabelul 2.5. Diferența de grosime admisibilă de la care este necesară teșirea [10]
S2 [mm] 2-3 4-30 30-40 40-50
S1-S2 [mm] 1 2 4 6

2.3. Alegerea materialului de adaos

Fiind numero și factorii care influențează selecționarea corectă, este necesară o grupare
a acestora și o eviden țiere a parametrilor care condi ționează următoarele particularități [10]:

Capitolul 2 Particularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH36

15
 Condi ții de execu ție;
 Caracteristici ale metalului de bază;
 Propietă țile tehnologice, caracteristicile mecanice și compoziția chimică ale metalului
de adaos.
Trebuie garantată compatibilitatea la sudare cu materialul de bază, pentru o alegere a
materialelor de adaos. Prin aceasta se percepe propietatea unui material de adaos , ca în
cuplu cu un anumit o țel, în condiții de sudare determinate, să conducă la ob ținerea unei
îmbinări care să corespundă caracteristicilor func ționale si tehnice solicitate . Trebuie să
se asig ure și să se verifice, pentru a garanta condiția compatibilității următoarele [10]:
 Coresponden ța dintre caracteristicile structurale,
 Corelarea compozi ției chimice dintre cele două metale,
 Corelarea caracteristicilor mecanice ale celor două metale,
 Prevenirea tendin ței de fisurare a metalului depus.

2.3.1. Corelarea caracteristicilor me canice
2.3.1.1 Corelarea rezisten ței de curgere și de rupere
Convingerea că rezisten ța la rupere a metalului de adaos reprezintă primul principiu de
corelare și selectare, este încă destul de răspândită. În realitate, alegerea metalului de adaos
este recomandat ă să se realizeze având în vedere ca un criteriu de bază , valoarea limitei de
curgere. Acest fapt a stabilit clasificarea sârmelor și a electrozilor, de către Institutul
Inter național de Sudură, după valoarea rezistenței de curgere, fără să se precizeze rezistența la
rupere [12].
Se vor prezenta în continuare î n tabelul de mai jos, pentru a motiva acest principiu,
caracteristicile mecanice ale sudării o țelului naval AH36 în două versiuni de alegere a
metalului de adaos.

Tabel 2.6 .Caracteristicile mecanice ale sudării o țeulului AH36 cu doi electrozi [10]
Metal de bază
AH36 Electrod I Electrod II
Rp0,2=355 N/mm2 Rp0,2=340 N/mm2 Rp0,2=390 N/mm2
Rm=530 N/mm2 Rm=540 N/mm2 Rm=450 N/mm2

În cele două variante, executând probele de trac țiune a îmbinărilor sudate se observă că
deși electrodul din prima variantă are rezisten ța la rupere mai crescută decât cea a materialului
de bază, la o solicitare mai mică decât ar tolera materialul de bază îmbinarea se rupe , deoarece
metalul de adaos începe să se deformeze plastic . Deși îmbinarea sudată din varianta a doua se
efectuează cu material de adaos ce are rezisten ța la rupere mai scăzută decât a materiaului de
bază, fiind necesare for țe de rupere mai mari decât în prima variantă, îmbinarea sudată va
avea o rezisten ță mai mare la tracțiune [10].
În ca zul profilelor compuse solicitate la încovoiere, procesul se observă mai clar. Se
reduce brusc modulul de rezisten ță al profilului la atingerea limitei de curgere a metalului de
adaos , a îmbinării sudate din prima variantă , deoarece elementele componente ale sec țiunii
vor începe să lucreze separat, iar grinda se distruge subit. Se urmăre ște totodată și ca valoarea
rezisten ței la rupere a materialului de adaos să fie mai ridicată decât cea a materialului de
bază, pentru a garanta o plasticitate cât mai mare a îmbinării sudate [10].

2.3.1.2. Corelarea alungirii la rupere
Recentele recomandări conferă alungirii la rupere un rol secundar. În prezent,
materialele de adaos garantează alungiri la rupere mai ridicate decât a o țelurilor sudate.
Datorită tehnologiilor modernizate de elaborare, cele mai multe materiale de adaos au

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave

16
alungirea la rupere mai ridicată de 22 %, valoare acoperitoare în compara ție cu cea a metalului
de bază [10].
Alungirea poate avea un rol decisiv, în cazul sudării co mponentelor groase, când pot
apărea fenomene de destrămare lamelară , iar în aceste situa ții trebuiesc folosi ți electrozi cu
rezisten țala curgere și la rupere mai s căzute decât a metalului de bază și cu A 5=35-38 %. În
acest caz sudarea se realizează numai pe suprafe țele de îmbinare, ca și o încărcare ce
deserve ște ca strat tampon, acordând îmbinării o ductilitate ridicată [10].

2.3.1.3. Corelarea rezilien ței
Pentru aprecierea tenacită ții unei îmbinări sudate, caracteristica cea mai adesea utilizată
este rezilien ța. Reziliența materialului de adaos trebuie corelată cu cea a materialului de bază,
astfel că la o anumită temperatură, valoarea minimă asigurată să fie mai ridicată cu 30 -40
J/cm2 decât cea a materialu i de bază [ 10].
Trebuie avut în vedere și faptul că în prospecte se ob ține valoarea medie a rezilienței în
condi ții de laborator și nu se precizează valoarea minimă a acesteia. Din acest motiv, la
temperaturi negative , în cazul structurilor exploatate, rezultă cerin ța unor verificări
complementare pentru loturile de materiale de adaos la temperaturi negative ce ajung până la –
40°C [10].

2.3.1.4. Corelarea compozi ției chimice
Un criteriu cu valabilitate generală menționează pentru o compatibilitate bună la sudare,
ca metalul de bază și metalul de adaos să dețină compoziții chimice cât mai asemănătoare, iar
conținutul de fosfor și respectiv de sulf să fie cât mai scăzut. Devine decisivă această corelare
la sudarea oțelului AH36 și în special la toate oțelurile aliate. În cazul materialului de adaos
destinat sudării o țelurilor slab aliate trebuie accentuată influența anumitor elemente chimice,
asupra calită ții îmbinării sudate [1 2].
Astfel, de și se limitează prin sta ndarde con ținutul de carbon la maximum 0,10 -0,12%,
reducerea acestuia până la 0,06-0,08% în metalul depus are influen țe pozitive asupra calității
îmbinării. Prin aceasta se diminuează tendin ța de durificare și se măre ște ductilitatea și
plasticitatea [ 10].
Are efecte pozitive asupra cre șterii rezilienței , reducerea conținutului de azot și fosfor în
special la temperaturi negative. Cre șterea raportului între conținutul desiliciu și mangan are un
rezultat similar [ 10].
Conduce la deplasarea pr agului de fragil izare spre temperaturi tot mai coborâte ,
adăugarea de nichel în materialul de adaos. Tou și, conduce la creșterea tendinței de fisurare
la cald depă șirea procentului de 3,5% [ 10].
Depinde de compozi ția metalului de adaos și a metalului de bază, respectiv gradul de
participare al acestora la formarea cordonului, procentul în care fiecare constituent intră în
compozi ția chimică a metalului cusăturii. Participarea metalului de bază și a metalului de
adaos la formarea cusăturii se define ște cu ajutorul coeficientului de participare, care poate fi
determinat în raport cu metalul de adaos sau cu metalul de bază [ 10]:

ܭ௠ௗ=MD
MD+MB; ܭ௠௕=ܤܯ
ܦܯ+ ܤܯ (2.2)

Unde :
MB – cantitatea de metal de bază din cusătură;
MD – cantitatea de metal depus din cusătură.
Pot fi defini ți pe baza ariilor din secțiunea cordonului valorile celor doi coeficienți.
Din cele două rela ții rezultă că [ 10]:

Capitolul 2 Particularită ți tehnologice la sudarea oțelului naval AH36

17
Kmb+ܭ௠ௗ=1 (2.3)

Se poate aprecia, pe baza rela țiilor prezentate mai sus, con ținutul de elemente de aliere
din cordonul de sudură. Cunoscând coeficientul de participare al metalului de bază K mb se
poate scrie [ 10]:

Ke=ܭ௠௕.ܺ௠௕+(1−ܭ௠ௗ).ܺ௠ௗ±ܺ߂ (2.4)

Unde:
Xmb – conținutul metalului de bază în elementul considerat;
Xmd – conținutul metalului de adaos în elementul considerat;
Xe – conținutul cu săturii în elemntul considerat;
߂X – varia ții ale conținutului din cauza interacțiunii cu mediul înconjurător.

18

Capitolul 3

Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de
suprastructură

Suprastructura este o construc ție situată deasupra punții principale, care se
prelunge ște pe toată lățimea navei. Aceasta îndeplinește rolurile următoare [4]:
 Îmbunătă țește condițiile de navigație ;
 Participă la asigurarea rezisten ței corpului navei la solicitările dinamice și statice ;
 Asigură o corespunzătoare protec ție a compartimentelor de clădiri și de ma șini;
 Participă la asigurarea unei rezerve de flotabilitate crescută, atunci când sunt
închise etan ș.

Fig. 3.1. Amplasarea sec ției de suprastructură

Fig. 3.2. Secția de suprastructură considerată

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
19
Pentru asamblarea sec ției de suprastructură consid erată se au în vedere
parcurgerea următorilor pa și [13]:
Pasul 1: Preluare a piese lor (profile paletiz ate și sortate, table, osatură compusă
OCT-uri), sortarea tablelor pe panouri, degro șarea și șanfrenarea tablelor, confecționarea
panoului și sudarea acestuia [13];
Pasul 2 : Trasarea panoului și verificarea trasajului acestuia [13];
Pasul 3 : Satura rea panou lui [13];
Pasul 4 : Suda rea osatur ii simpl e[13];
Pasul 5 : Întoarcere a panou lui pe platoul de beton, în pozi ție normală, pentru
detensionare și remedieri , remedierea sudurii cap la cap , detensionarea panoului,
întoarcerea panoului pe pat în pozi ție răsturnată pentru saturarea panou lui cu platbenzi,
osatură compusă și completări de profil și saturarea panoului cu platbenzi, osatură
compusă și completări de profil [13];
Pasul 6 : Sudarea platbenzilor, osaturii compuse și a completărilor de profil,
pregătirea pentru autocontrol sau a inspec ței CTC, remedierea observațiilor [13];
Pasul 7 : Sudarea pere ților cu respectarea acelorași pași descriși mai sus [13].

3.1. Proiectarea tehnologiilor de sudare

3.1.1. Descriere constructiv func țională pentru puntea sec ției
Descrierea constructiv func țională a punții este prezentată în tabelul 3.1.

Tabel 3.1. Descriere constructiv func țională a subansamblului punte
Marcaj Subansamblu/Reper Semifabricat e Buc.
4014 (PCP)
Profil bulb
AH36
FB50*5.0
58
4015 (PCP) 12
4016 (PCP) 6
4017 (PCP) 6
12(PCP)
Tablă AH36
Grosime 8 1
16(PCP) 1
28(PCP) 1
52(PCP) 1
64(PCP) 1
70(PCP) 1
84(PCP) 1
4038
Profil bulb
AH36
HP140*7.0 11
4039
Profil bulb
AH36
HP120*6.0 1

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
20
Marcaj Subansamblu/Reper Semifabricat e Buc.
OCT1
Tabla A H36
Grosime 8
Tabla A H36
Grosime 9
Flanșă A H36
FB120x10 1
OCT2 1
OCT3 1
OCT4 1
OCT5
Tabla A H36
Grosime 8

Tabla A H36
Grosime 9

Flanșă A H36
FB120x10 1
OCT6 1
OCT7 1
OCT8 1
OCT9
Tabla A H36
Grosime 8

Tabla A H36
Grosime 9

Flanșă A H36
FB120x10

Bulb A H36
FB50x10 1
OCT10 1
OCT11 1
OCT12 1
OCT13
Tabla AH36
Grosime 8

Flanșă AH36
FB120x10 1
OCT14 1
OCT1 5 1
OCT1 6 1
OCT17
Tabla AH36
Grosime 8

Flanșă AH36
FB120x10

Flanșă AH36
FB170x10 1

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
21
Marcaj Subansamblu/Reper Semifabricat e Buc.
OCT18
Tabla AH36
Grosime 8

Flanșă AH36
FB120x10

Flanșă AH36
FB100x10

Flanșă AH36
FB220x10 1
PCA
Teava A H36
114,3×10

Țeavă A H36
120x80x8 1
LSPB01
Table
AH36Grosime
6 1

3.1.2. Descriere constructiv func țională pentru peretele longitudinal PANR01

Tabel 3.2. Descriere constructiv func țională a subansamblului perete longitudinal
Marcaj Subansamblu/Reper Semifabricate Buc.
PANR 01
Tablă AH36
Grosime :13, 18,
20

1
OCT 19
Tablă AH36
Grosime 8

Flanșă AH36
FB100x10
1
OCT 20 1
OCT 21 1

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
22
Marcaj Subansamblu/Reper Semifabricate Buc.
OCT 22 1
4011
Profil bulb
AH36
HP100*6.0 2
4041
Platbandă
AH36
FB120*12.0 1
4045
Profil bulb
AH36
HP100*6.0 1
4049 1
4053 1
4057 1
48
Tabla AH36
Grosime 13

1

3.1.3. Descriere constructiv func țională pentru peretele longitudinal PANR02

Tabel 3.3. Descriere constructiv func țională a subansamblului perete longitudinal
Marcaj Subansamblu/Reper Semifabricate Buc.
PANR02
Tablă AH36
Grosime 6
1
OCT23
Tablă AH36
Grosime 8

Flanșă AH36
FB80x10
1
OCT24 1
OCT25 1
4043 Platbandă
AH36
HP120*12.0 1
4035
Platbandă
AH36
HP100*6.0 1

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
23
Determinarea identită ții reperelor debitate din profile și table pentru a permite
selec ționarea acestora în funcție de ordinea operațiilor tehnologice la care vor fi supuse pe
fluxul de fabrica ție sunt prezentate în tabelul 3.4.

Tabel 3.4. Trasabilitatea subansamblelor [17]
Marcaj Opera ții executate Loca ție
PCP Piese completare sec ție plan ă-stocare și dirijare Secția Prefabricare –
Traveea 3
OCT1
…
OCT 25 Confec ție osatură compusă profil ,,T” si ,,L”pe linia de
profile ,,T” Secția Prefabricare –
Traveea 3
LSPB01 Confec ție sectie plana pe linia de secții plane Secția Prefabricare –
Traveea 2
PANR01
PANR02 Confectie sectie plana pe ,,Robot Micro Panel Line” Secția Prefabricare –
Traveea 5
PCA Confec ție osatur ă compus ă ca piese completare
asamblat Sectia Prefabricare –
Traveea7
4011
…
4057 Degro șări/șanfrenări Secție Mecanică

3.1.4. Materiale de bază și de adaos
3.1.4.1. Materialul de bază

Materialul de bază folosit la subansamblul sudat punte este tablă din o țel naval
AH36 având compozi ția chimică și caracteristicile mecanice conform tabelelor 3.5 și 3.6.

Tabel 3.5. Compozi ția chimică a materialului de bază [20]
Materialul
de bază Compozi ția chimică [%]
C Mn Si Cu Al Nb S P
AH36 max
0,18 max
1,6 max
0,5 max
0,35 min
0,015 max
0,05 max
0,035 max
0,035

Tabel 3.6. Caracteristicile mecanice ale materialului de bază [20]
Materialul de bază Rp0,2[N/mm2] Rm[N/mm2] A5[%] KV 0°C[J]
AH36 min355 490…620 min 2 1 34

3.1.3.2. Materialul de adaos
Alegerea sârmei și a gazului de protecție pentru sudarea semimecanizată

Pentru sudarea semimecanizată se alege sârma Fluxofil 19HD
Clasificare [21][21]:
EN 758 : T 46 2 P C l H5;
AWS A5.20 : E71T -1H4
Autorizări: ABS, DNV -GL, BV, LRS
Caracteristici principale:
Sârmă tubulară, cuprată, pentru sudare a în mai multe straturi sau într -un strat.
Permite executarea unor depuneri cu mare viteză de depunere, cu un arc stabil, fără stropi
și cu un aspect estetic al cordonului chiar și pe table cu calamină. Prescrisă în mod special

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
24
pentru aplicarea în construc ții navale, în special pentru poziția vertical ascendent, permi țând
executarea unor cordoane de dimensiu ni mici. . Se poate utiliza folosind CO 2 de mare puritate
[21].
Domenii de aplicare : Construc ții navale, poduri și mașini de decopertat, construc ții
material rulant, construc ții metalice și recipienți sub presiune [1 5].
Poziții de sudare:
IG 2F 2G 3G 3G 4G 5G 5G AWS
PA PB PC PF PG PE PF PG EN
Curent : DC+
Gaz: CO 2
H2 difuzibil : 3 ml/100 g max

Tabel 3.7. Analiza chimică a metalului depus % [21]
Gaz C Mn Si S P
CO 2 0,03-0,07 1,20-1,60 0,35-0,70 ≤0,020 ≤0,02 0

Tabel 3.8. Caracteristici mecanice [21]
Gaz Tratament termic Rm[N/mm2] Rp 0,2[N/mm2] A5[%] KV -20°C[J]
CO 2 Stare sudat ă 530-640 ≥460 ≥24 ≥80

Tabel 3.9. Ambalare standard [23]
Ambalare Greutate [kg] Diametrul [mm]
1,0 1,2 1,4 1,6
K 300 16 – * * *
C 5 5 * * – –
K 300 (D52) 16 – * – *

Alegerea sârmei și a fluxului pentru sudarea sub strat de flux
Pentru sudarea sub strat de flux se alege fluxul AS 461 și sârma AS 35 :
Clasificare [21]:
EN 756: S 42 3 AB S2 (AS35)
AWS A5.17: F7AP4 -EM12K (AS35)
Autorizare : ABS, RINA, DNV -GL, LRS, BV
Caracteristici principale : Flux aglomerat semibazic folosit pentru sudarea
oțelurilor slab aliate sau carbon, în unul ori mai multe straturi, utilizând una sau mai
multe sârme. Bună desprindere a zgurii în cazul sudării în șanfren și de colț. Metalul
depus de ține caracteristici mecanice bune și la temperaturi scăzute [21].
Domenii de aplicare : Construc ții navale, platforme marine, construc ții metalice,
țevi, boilere, rezervoare și aparate sub presiune [21].
Constituien ți principali % (Valori tipice )[21]:
CୟO+CୟFଶ+M୥O=39
S୧Oଶ=0
M୬O+FୣO=9
A୪మOଷ+T୧Oଶ+Z୰Oଶ=30
Indice de bazicitate:1,3 ca
Depozitare – Calcinare [20]:
DC sau AC, cu una sau mai multe s ârme până la 1000 A pe s ârmă.
350° C timp 2 ore pentru ob ținerea H dif< 5 ml/100 gr max.

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
25
Tabel 3.10. Analiza chimică a metalului depus % [21]
Sârmă
AS 35 C Mn Si S P Cu
0,03-0,05 1,0-1,6 0,2-0,6 ≤0,02 ≤0,025 ≤0,035

Tabel 3.11. Caracteristici mecanice [21]
Tratament
termic Rm
[N/mm2] Rp 0,2
[N/mm2] A5
[%] KV -20°C
[J] KV -30°C
[J] KV -40°C
[J]
Stare sudat ă 510-640 ≥420 ≥22 ≥100 ≥50 ≥27
620°Cx1h 490 – 640 ≥ 400 ≥22 ≥110 ≥60 ≥40

Tabel 3.12. Ambalare standard [21]
Ambalare Greutate
Sac W000280306 25 kg
Butoi W000280309 600 kg

3.1.5. Pregătirea componentelor în vederea sudării
Modul de pregătire al componentelor

Tabel 3.13. Schița îmbinării componentelor [22]
Nr.
Crt. Denumire Grosim ea
pieselor Reprezentare Secțiune Dimensiuni
1 Sudură în I
t=5-6
n=1
2 Sudură în
Y
t=10-20

f=4
n=1
2 Sudură în
colț, pe o
singură
parte
6≤t≤20
n=1
R=2
3 Sudură în
colț, pe
ambele
părți
6≤t≤20

α=50 °
R=n=1

Centralizarea lungimilor totale ale cordoanelor a subansamblului punte LSPB01
este prezentată în tabelul 3.14 .

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
26
Tabel 3.14. Centralizarea cordoanelor de sudură
Nr.
Crt. Tip sudură Lungime
cordoane [mm] Total lungime
cordoane [mm] Grosimi
componente [mm]
1 Sudură cap la cap,
pe ambele păr ți
4 89.840 89.840 t1=6 t2=6
2 Sudură în col ț, pe
ambele păr ți 3 118.034 118.034 t1=5t2=6
3 Sudură în col ț, pe
ambele păr ți 4 224.960
257.44 2 t1=6t2=7
31.764 t1=6t2=8
718 t1=6t2=10
4 Sudură în col ț, pe
ambele păr ți 5 10.720
168.304 t1=7t2=8
150.678 t1=8 t2=10
1.208 t1=8t2=12
5.352 t1=8t2=13
346 t1=8t2=18
5 Sudură în col ț, pe
ambele păr ți 6
1.840
13.080 t1=9 t2=10
8.600 t1=9t2=14
2.640 t1=10 t 2=10

Centralizator:
Îmbinări sudate cap la cap….89.840 mm
Îmbinări de col ț executate vertical (PF)… 26.328 mm
Îmbinări sudate de col ț executate orizontal (PB) …529.906 mm
Îmbinări sudate de col ț executate peste cap (PE) …626 mm
Total îmbinări sudate cap la cap…89.840 mm
Total îmbinări sudate de col ț…556.860 mm

Centralizarea lungimilor totale ale cordoanelor subansamblului peretelui PANR01
este prezentată în tabelul 3.15 .

Tabel 3.15 Centralizarea cordoanelor de sudură
Tip sudură Lungime
cordoane [mm] Total lungime
cordoane [mm] Grosimi
componente [mm]
1 Sudură cap la cap,
pe ambele păr ți
12 2.660
4.034 t1=18 t 2=20
1.374 t1=18 t 2=18
2 Sudură în col ț,
îmbinare pe
ambele păr ți
4 23.840
28.608 t1=6 t2=18
4.768 t1=6 t2=20
3 Sudură în col ț, pe
ambele păr ți
5 18.516
21.156 t1=8t2=10
2.640 t1=8 t2=12
4 Sudură în col ț, pe
ambele păr ți
8
21.512 21.512 t1=12 t2=18

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
27
Centralizator:
Îmbinări sudate cap la cap….4 .034 mm;
Îmbinări de col ț executate vertical… (PF)1.962 mm;
Îmbinări sudate de col ț executate orizontal (PB)…6 .9206 mm;
Îmbinări sudate de colț executate peste cap (PE )…108 mm;
Total îmbinări sudate cap la cap…4 .034 mm;
Total îmbinări sudate de col ț…71.276 mm.

Centralizarea lungimilor totale ale cordoanelor subansamblului peretelui PANR02
este prezentată în tabelul 3.16.

Tabel 3.16 Centralizarea cordoanelor de sudură
Nr.
Crt. Tip sudură Lungime
cordoane [mm] Total lungime
cordoane [mm] Grosimi
componente [mm]
1 Sudură în col ț,
pe ambele păr ți
4 21.512
43.024 t1=6t2=8
21.512 t1=6t2=12
2 Sudură în col ț,
pe ambele păr ți
5 3.270
3.674 t1=8t2=10
404 t1=8t2=12

Centralizator:
Îmbinări de col ț executate vertical (PF)… 600 mm;
Îmbinări sudate de col ț executate orizontal (PB)… 46.098 mm;
Total îmbinări sudate de col ț…46.698 mm.

3.1.6. Sudarea Pun ții

3.1.6.1.Sudarea tablelor pun ții
Descrierea secven țelor de lucru și a activităților
Muncitori participan ți: Activitatea aceasta se realizează cu un sudor, instruit să
lucreze pe ma șini de sudură sub strat de flux pe o parte de tip IMG [16].
Utilaje și dotări : instala ție de sudură sub strat de flux pe o singură parte tip IMG,
instala ție prevăzută cu trei sârme, sursă de sudură de tip KEMPP I 5200, lere pentru
măsurarea luftului dintre table înaintea sudării, marc ker permanent pentru poansonarea
cordoanelor de sudură, ciocan pneumatic și de zgură [16].
Opera ții: Se controlează corectitudinea efectuării șanfrenului îmbinării, se prind
plăcu țele de cap ăt, se reglează unghiul sârmelor , care se realizează după fiecare rând de
sudură, se umple plăcu ța suport de cupru cu flux, se realizează cordonul de sudură, după
realizarea cordonului se îndepărtează fluxul și zgura , se cură ță cordonul, se remediază
eventualele neconformită ți și se poansonează cordonul de sudură [16].

Calculul parametrilor de sudare sub strat de flux
1. Natura și polaritatea curentului de sudare : continuu cu polaritate inversă [7] [10]
Diametrul sârmei electrod (d e) se alege în func ție de : grosimea componentelor
îmbinării, de dimensiunile rostului și de modul de transfer adoptat. Astfel pentru
sudarea sub strat de flux se alege sârmă electrod cu diametrul d e=2,5 mm [7] [10]

2. Intensitatea curentului de sudare ( Is) se determină în func ție de diametrul sârmei
electrod utilizate la sudare. Conform prescrierilor Institutului Interna țional de

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
28
sudură (I.I.S.), curentul maxim ( Is max) și curentul minim ( Is min) trebuie să
îndeplinească următoarele condi ții [7] [10] :

Is min=162,5·݀௘-190 [A] (3.1)

Is min=162,5·2,5-190=216,25 [A] (3.2)

Is max=13·݀௘2+147·݀௘-87 [A] (3.3)

Is max =13·2,52+147·2,5-87=361,5 [A] (3.4)

Utilizând rela țiile de mai sus se poate determina și curentul mediu de sudare [7]:

Is med=ܫ௦௠௜௡ +ܫ௦ ௠௔௫
2=6,5·݀௘ଶ+154,75·݀௘-138,5[A] (3.5)

Is med=ܫ௦௠௜௡ +ܫ௦௠௔௫
2=6,5·2,52+154,75·2,5-138,5=289 [A] (3.6)

3. Tensiunea arcului (U a) se determină cu ajutorul rela ției [7] [10] :

Ua=20·0,05
ඥ݀௘·Is±1 [V] (3.7)

Ua=20+0,05
√2,5·289 ±1=28,13 [V] (3.8)

4. Viteza de sudare (v s) se stabile ște cu relația [7][10]:

vs=100·Ad
6·Ft·ρ[cm/min] (3.9)

Unde [7][1 0]:
ρ: densitatea materialului depus; ρ=7,85 [g/cm3];
Ft: secțiunea unei treceri, în [cm2]
Ad: rata depunerii pe oră [kg/oră] , care se determină cu rela ția:

Ad=5,28·10-3·Is+3,28·10-5·ܫ௦2
݀௘ [kg/oră]
(3.10)
Ad=5,28·10-3·289+3,28·10-5·2892
2,5=2,62 [kg/oră] (3.11)

Rela ția 3.11. este valabilă pentru sudarea în curent continuu cu polaritate inversă
și pentru o lungime liberă a sârmei electrod de 25 mm [7] [10].
Se alege un rost în I cu n=3 mm. Aria sec țiunii acestui rost se calculează cu
următoarea formulă [7] [10]:

Fr=t·n [cm2] (3.12)

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
29
Fr=6·3=0,18 [cm2] (3.13)

Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,18 cm2

vs=100·2,62
6·0,18·7,85=30,90[cm/min] (3.14)

5. Viteza de avans a sârmei electrod (v e) se stabile ște cu relația [7] [10]:

ve=400·Ft·vs
π·de2 [cm/min] (3.15)
ve=400·0,18·30,90
π·2,5ଶ =113,36 [cm/min] (3.16)

6. Energia liniară (E l) se determină în func ție de randamentul: η=(0, 8…0,85) cu rela ția
[7] [10] :

El=60·η·Ua·Is
vs[J/cm] (3.17)

El=60·0,8·28,13·289
30,90=12 628 ,45 [J/cm] (3.18)

3.1.6.2. Sudarea osaturii simple

Descrierea secven țelor de lucru și a activităților
Muncitori: Pentru realizarea acestei activită ți numărul de sudori diferă în func ție
de: grosimea elementelor de osatură, mărimea panoului, schemele de sudare aplicate .
Aceștia trebuie să fie autorizați pentru procedeul de sudare și pozițiile de lucru [14].
Utilaje și dotări : Aparate de sudură automată de col ț de tip KOSTEC, surse de
sudare pentru sudarea semiautomată MIG -MAG,pat de sudat osatură simplă, lere pentru
măsurat calibrul sudurii, cle ști arc -aer, pistolete de sudare [14].
Opera ții: Se pregăte ște locul de muncă și se protejează zona de lucru c u panouri
antiflamă, se determină parametrii de sudură și schemele de sudare, se realizează
cordoanele de sudură după care se cură ță, se verifică calibrul acestora, se efectuează
predarea tehnică a cordoanelor, se realizează controlul nedestructiv dacă est e cerut prin
documenta ție, se poansonează și se protejează cu vopsea pe bază de apă. În figur ile de mai
jos se prezintă ordinea de sudare a intersec țiilor dintre osaturi și a osaturii de punte [14].

Fig 3.1. Sudarea intersec țiilor de osaturi [18]

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
30

Fig 3.2. Sudarea osaturii de punte [18]

Calculul parametrilorde sudare MAG -CO 2
Pentru determinarea parametrilor tehnologici la sudarea MAG -CO 2 se parcurg două
etape principale [7] [10]:
 Alegerea modului de transfer
Pentru sudarea subansamblului punte se alege transferul spray -arc (transferul în
arc lung) care este specific sudării cu curen ți mari, pentru grosimea tablelor de și
peste 5 mm .
 Stabilirea parametrilor în func ție de modul de transfer

Pentru grosimea elementelor de 6 mm:

1. Polaritatea curentului de sudare este stabilită în func ție de modul de transfer. Se
utilizează numai polaritatea inversă pentru transferul spray -arc [ 7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (de) se alege în func ție de: grosimea componentelor
îmbinării, de dimensiunile rostului și de modul de transfer adoptat. Astfel pentru
sudarea MAG a subansamblului punte se alege sârmă el ectrod cu diametrul
de=1,2 mm [7] [10].

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) se determină în func ție de modul de transfer
și diametrul sârmei electrod cu următoarea relație [7] [10]:

Is=-67·݀௘2+370·݀௘-78 [A]
(3.19)
Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A]
(3.20)
4. Tensiunea arcului (U a) se determină cu ajutorul relației [7] [10]:

Ua=15+0,05·Is[V] (3.21)

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.22)

5. Viteza de sudare (v s) se stabile ște cu relația [7] [10]]:

vs=100·Ad
6·Ft·ρ[cm/min] (3.23)

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
31
Ad=3·10-5·Is2+10-3·Is+0,5 [kg/oră]
(3.24)
Ad=3·10-5·269,522+10-3·269,52+0,5=2,93 [kg/oră] (3.25)

Se stabile ște cu relația de mai jos secțiunea unei treceri [7] [10]:

Ft=Fr,
nt (3.26)
Unde [7] [10]:
Ft: sec țiunea unei treceri
Fr: sec țiunea totală a cordonului
nt: numă rul de treceri

Se alege un rost în ½ V cu α=50°, R=n=1 mm. Aria sec țiunii acestui rost se calculează
cu următoarea formulă [7] [10]:

Fr=t·R+(t-n)2 ·tgα
4 [cm2] (3.27)

ܨ௥=6·1+(6−1)ଶ·݃ݐ50
4=0,13 [݉ܿଶ] (3.28)

Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,13 cm2

vs=100·2,93
6·0,13·7,85=47,85[cm/min] (3.29)

6. Viteza de avans a sârmei electrod (v e) se stabile ște cu relația [7][10] :

ve=400·Ft·vs
π·de2 [cm/min]
(3.30)
ve=400·0,13·47,85
π·1,2ଶ =550,29 [cm/min] (3.31)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g)
Este influen țat de intensitatea curentului de sudare, de tensiunea arcului, de viteza
de sudare, de mediul de lucru și de forma constructivă a îmbinării. D g=(18 -20)
l/min la I s=(150 -350) A [7] [10].
Conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.

8. Energia liniară (E l) se determină în func ție de randamentul: η=(0,6…0,8) cu rela ția

El=60·η·Ua·Is
vs[J/cm] (3.32)

El=60·0,6·28,47·269,52
47,85=5 772 ,96 [J/cm] (3.33)

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
32
Pentru grosimea elementelor de 9 mm:

1. Se utilizează numai polaritatea inversă pentru transferul spray -arc [7] [10].

2. Pentru sudarea MAG a subansamblului Punte se alege sârmă electrod cu diametrul
de=1,2 mm.

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A]
(3.34)
4. Tensiunea arcului (U a) [7 ][10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.35)

5. Viteza de sudare (v s)[7][1 0]:

vs=100·2,93
6·0,27·7,85=23,04 [cm/min] (3.36)

Se alege un rost în ½ V cu α=50°, R=n=1 mm [7] [10].

ܨ௥=9·1+(9−1)ଶ·݃ݐ50
4=0,27 [݉ܿଶ] (3.37)

Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,27 cm2

6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

ve=400·0,27·28,47
π·1,2ଶ =680,01 [cm/min] (3.38)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): se alege D g=20 l/min [7] [10].

8. Energia liniară (El) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
23,04=11 989 ,42 [J/cm] (3.39)

3.1.6.3 Sudarea osaturii compuse

Descrierea secven țelor de lucru și a activităților
Muncitori : Pentru realizarea acestei activită ți numărul de sudori diferă în funcție
de: grosimea elementelor de osatură , mărimea panoului, schemele de sudare aplicate.
Aceștia trebuie să fie autorizați pentru procedeul de sudare și pozițiile de lucru [15].
Utilaje și dotări : Surse de sudură pentru sudarea semiautomată MIG -MAG,
aparate de sudură de colț tip Kemppi 5200 și Kemppi 3500 , pat de sudat osatură compusă,
pistolete de sudare, lere pentru măsurarea calibrului de sudură, polizoare, perii de sârm ă,
clești aer -arc [15].

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
33
Opera ții: Se pregăte ște locul de muncă și se protejează zona de lucru cu panouri
antiflamă , se verifica corectitudinea realizării îmbinărilor, se administrează tratamente
termice (unde este cazul), se realizează cordoanele de sudură în func ție de schemele de
sudare și a grosimii pieselor, se bate zgura și se perie cordonul de s udură, se remediază
eventualele neconformită ți, se realizează predarea tehnică a cordonelor sudate (se va
poliza toate neconformită țile depistate sau se vor îndepărta prin periere) , se poansonează
cordoanele de sudură și în final acestea se protejează cu v opsea pe bază de apă [15].

Fig.3.2. Sudarea elementelor de legătură de osatura compusă [18]

Fig.3.3. Sudarea intersec țiilor elementelor dintre osatura simplă și cea compusă [18]

Calculul parametrilorde sudare MAG -CO 2

Pentru grosimea elementelor de 8 mm:

1. Polaritatea curentului de sudare : se utilizează numai polaritatea inversă pentru
transferul spray -arc [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (de): pentru sudarea MAG a subansamblului punte se
alege sârmă electrod cu diametrul d e=1,2 mm [7] [10].

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A]
(3.40)
4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.41)

5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
34
vs=100·2,93
6·0,22·7,85=28,27 [cm/min] (3.42)

Se alege un rost în ½ V cu α=50°, R=n=1 mm [7] [10].

ܨ௥=8·1+(8−1)ଶ·݃ݐ50
4=0,22 [݉ܿଶ] (3.43)

Se are în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,22 cm2

6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

ve=400·0,22·28,47
π·1,2ଶ =554,08 [cm/min] (3.44)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.

8. Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
28,27=9 771 ,36 [J/cm] (3.45)

Pentru grosimea elementelor de 9 mm:Calculul parametrilor s -a realizat anterior.

Pentru grosimea elementelor de 10 mm:

1. Polaritatea curentului de sudare:s e utilizează numai polaritatea inversă pentru
transferul spray -arc [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (de): pentru sudarea MAG a subansamblului punte se
alege sârmă electrod cu diametrul d e=1,2 mm.

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A]
(3.46)
4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V]
(3.47)
5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

vs=100·2,93
6·0,34·7,85=20,29 [cm/min] (3.48)

Se alege un rost în ½ V cu α=50°, R=n=1 mm.

ܨ௥=10·1+(10−1)ଶ·݃ݐ50
4=0,34 [݉ܿଶ] (3.49)

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
35
Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,34 cm2

6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

ve=400·0,34·20,29
π·1,2ଶ =610,27 [cm/min] (3.50)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.

8. Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
20,29=13 614 ,41[J/cm] (3.51)

3.1.6.4. Sudarea pieselor de completare a panoului

Piesele de completare a panoului sunt piese singulare care se asamblează în cadrul
unei sec ții plane, în general pe ultimul tact tehnologic.

Calculul parametrilorde sudare MAG -CO 2

Pentru grosimea elementelor de 5 mm:

1. Polaritatea curentului de sudare: Se utilizează numai polaritatea inversă pentru
transferul spray -arc [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (de): se alege sârm ă electrod cu diametrul de=1,2 mm
[7] [10].

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A] (3.52)

4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.53)

5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

vs=100·2,93
6·0,09·7,85=54,25 [cm/min] (3.54)

Se alege un rost în ½ V cu α=50°, R=n=1 mm [7] [10].

ܨ௥=5·1+(5−1)ଶ·݃ݐ50
4=0,09 [݉ܿଶ] (3.55)
Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,09 cm2

6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
36
ve=400·0,09·54,25
π·1,2ଶ =431,92 [cm/min] (3.56)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.

8. Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
54,25=5 091 ,91 [J/cm] (3.57)

Pentru grosimea elementelor de 6 și 8 mm: Calculul parametrilor de sudare s -a
realizat mai sus

3.1.6.5. Sudarea stâlpilor (PCA)

Ordinea de sudare a intersec țiilor dintre stâlpi și întărituri este prezentată în figura
de mai jos.

Fig 3.4. Sudarea intersec țiilor dintre stâlpi și întărituri [18]

Calculul parametrilorde sudare MAG -CO 2

Pentru grosimea elementelor de 8 mm:

1. Polaritatea curentului de sudare: Se utilizează numai polaritatea inversă pentru
transferul spray -arc [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (de): pentru sudare a MAG a subansamblului Punte se
alege sârmă electrod cu diametrul d e=1,2 mm.

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A] (3.58)

4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.59)

5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
37
vs=100·2,93
6·0,17·7,85=36,59 [cm/min] (3.60)

Se alege un rost în ½ V cu α=45°, R=2 mm, n =1 mm

ܨ௥=8·1+(8−2)ଶ·݃ݐ45
4=0,17 [݉ܿଶ] (3.61)

Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,17 cm2

6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

ve=400·0,17·36,59
π·1,2ଶ =550,27 [cm/min] (3.62)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.

8. Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
36,59=7 549 ,50 [J/cm] (3.63)

Pentru grosimea elementelor de 10 mm:

1. Polaritatea curentului de sudare: Se utilizează numai polaritatea inversă p entru t
ransferul spray -arc [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (d e): pentru sudarea MAG a subansamblului Punte se
alege sârmă electrod cu diametrul d e=1,2 mm.

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A] (3.64)

4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.65)

5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

vs=100·2,93
6·0,26·7,85=23,92 [cm/min] (3.66)

Se alege un rost în ½ V cu α=45°, R=2 mm, n =1 mm

ܨ௥=10·1+(10−2)ଶ·݃ݐ45
4=0,26 [݉ܿଶ] (3.67)
Având în vedere că se sudează dintr -o singură trecere, F r=Ft=0,26 cm2

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
38
6. Viteza de avans a sârmei electrod [7][10]:

ve=400·0,26·23,92
π·1,2ଶ =550,17 [cm/min] (3.68)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.

8. Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
23,92=11 547 ,48 [J/cm] (3.69)

3.1.7. Sudarea pereților longitudinali

3.1.7.1.Sudarea tablelor peretelui
Descrierea secven țelor de lucru și a activităților sunt la fel ca în cazul sudării
tablelor pun ții.

Calculul parametrilor de sudare sub strat de flux

1. Natura și polaritatea curentului de sudare : se va utiliza curent continuu cu polaritate
inversă DC+ [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (ds): pentru sudarea sub strat de flux se alege sârmă
electrod cu diametrul de= 4 mm. [7] [10].

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is min=162,5·4-190=460 [A] (3.70)

Is max =13·42+147·4-87=605 [A] (3.71)

Is med=ܫ௦௠௜௡ +ܫ௦௠௔௫
2=6,5·42+154,75·4-138,5=584,5 [A] (3.72)

4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=20+0,05
√4·584,5 ±1=33,61 [V] (3.73)

5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

vs=100·5,24
6·0,35·7,85=55,62 [cm/min] (3.74)

Se alege un rost în Y cu α=60°, n=1 mm și f=4 mm

Fr=t·n+(ݐ−݂)ଶ·tgߙ
2 [cm2] (3.75)

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
39
Fr=18·1+(18−4)ଶ·tg60
2=1,31 [cm2] (3.76)

Dar aria sec țiunii cordonului este mai mare decât aria secțiunii rostului, relația dintre
acestea fiind [7] [10]:

Fr,=(1,1…1,4)·Fr[cm2] (3.77)

Fr,=1,1·1,31=1,44 [cm2] (3.78)

nt=Fr,
Ft (3.79)

Se adoptă F t=0,2cm2
nt=1,44
0,35=7
(3.80)
6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

ve=400·0,2·55,62
π·4ଶ =69,52 [cm/min] (3.81)

7. Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,8·33,61·584,5
55,62=1 695 ,36 [J/cm] (3.82)

3.1.7.2. Sudarea osaturii simple

Descrierea secven țelor de lucru și a activităților sunt la fel ca în cazul sudării
osaturii simple a pun ții.

Calculul parametrilor de sudare MAG -CO 2

Pentru grosimea elementelor de 12 mm:
1. Polaritatea curentului de sudare :se utilizează numai polaritatea inversă pentru
transferul spray -arc [7] [10].

2. Diametrul sârmei electrod (de):pentru sudarea MAG a subansamblului punte se alege
sârmă electrod cu diametrul d e=1,2 mm[7] [10].

3. Intensitatea curentului de sudare (I s) [7] [10]:

Is=-67·1,22+370·1,2-78=269,52 [A] (3.83)

4. Tensiunea arcului (U a) [7] [10]:

Ua=15+0,05·269,52=28,47 [V] (3.84)

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
40
5. Viteza de sudare (v s) [7] [10]:

vs=100·2,93
6·0,26·7,85=23,92 [cm/min] (3.85)

Se alege un rost în ½ V cu α=50°, R=n=1 mm

ܨ௥=12·1+(12−1)ଶ·݃ݐ50
4=0,48 [݉ܿଶ] (3.86)

Dar aria sec țiunii cordonului este mai mare decât aria secțiunii rostului, relația dintre
acestea fiind [7] [10]:

Fr,=(1,1…1,4)·Fr[cm2] (3.87)

ܨ௥,=1,1·0,48=0,52 [݉ܿଶ] (3.88)

nt=Fr,
Ft (3.89)

Se adoptă F t=0,26 cm2

nt=0,52
0,26=2 (3.90)

6. Viteza de avans a sârmei electrod [7] [10]:

ve=400·0,26·23,92
π·1,2ଶ =550,17 [cm/min] (3.91)

7. Debitul de gaz de protec ție (D g): conform recomandărilor se alege D g=20 l/min.
Energia liniară (E l) [7] [10]:

El=60·0,6·28,47·269,52
23,92=1 548 ,34 [J/cm] (3.92)

Pentru grosimea elementelor de 6 și 8 mm: Calculul parametrilor de sudare s -a
realizat mai sus

3.1.7.3. Sudarea osaturii compuse

Descrierea secven țelor de lucru și a activităților sunt la fel ca în cazul sudării
osaturii compuse a pun ții.
Calculul parametrilor de sudare MAG -CO 2
Pentru grosimea elementelor de 8 mm: Calculul parametrilor s -a realizat anterior.

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
41
3.1.8. Calcularea temperaturii de preîncălzire

Se stabile ște conform standardului european EN 1011 -2 metoda A.
Preîncălzirea se aplică oțelurilor navale (de la gradul A la gradul E36) sau a
echivalen țelor acestora și poate fi extinsă la fiecare oțel din grupele 1 până la 7 , conform
CR ISO 15608, eliminând o țelurile inoxidabile feritice [25].

Carbonul echivalent se calculează cu formula următoare [20] [25]:

Ce=C+Mn
6+Cr+V+Mo
5+Cu+Ni
15[%] (3.93)

Ce=0,18+0,9
6+0,20+0,10+0,08
5+0,35+0,40
15=0,45 [%] (3.94)

Grosimea combinată este suma grosimilor reperelor calculate conform figurii de
mai jos (indiferent dacă îmbinările sunt fără sau cu prelucrare) [25].

tcomb=t1+t2+t3+t4[mm]
(3.95)

Fig. 3.5. Grosime combinată [25]

Hidrogenul difuzibil al consumabilului de sudură se stabile ște conform tabelului de
mai jos [25]

Tabel 3.16. Hidrogenul difuzibil [25]
Consumabil HD Observa ții
Sârmă cuprat ăînchis ă 3 – 5 A se respecta instruc țiunile de manipulare și
depozitare
Sârmă necuprată neînchis ă 5 -10 După desfacerea ambalajului etan ș, sârma absoarbe
umiditatea. Daca s ârma nu folose șteîntr-un schimb
se recomand ă a se lua in calcul HD = 10 -15.
A se respecta instruc țiunile de manipulare și
depozitare
Sârmă / flux pt sudur ă
automat ă 5-10 Fluxul se va usca conform fi șei tehnic e și a detalii lor
ce se pot gasi și în WPS, se va respecta și
instruc țiunile de manipulare și depozitare
10 – 15 Flux uscat în bunc ăr la Panel Line

Sudarea sub strat de flux

LSPB01 :

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
42
tcomb=6+6=12[mm] (3.96)
PANR 01
tcomb 1=18+20=38[mm] (3.97)

tcomb 2=18+18=36[mm] (3.98)

Conform figurii 3.6. pentru ambele cazuri nu este necesară temperatură de
preîncălzire

Fig. 3.6. Temperatura de preîncălzire pentru sudarea sub strat de flux[25]

Sudarea MAG CO 2

Pentru sudarea osaturii simple îmbinări sudate orizontal

LSPB01

tcomb 1=6+6+7=19[mm] (3.99)

tcomb 2=14+9+14=37[mm] (3.100)

tcomb 3=6+6+6=18[mm] (3.101)

PANR 01

tcomb 1=6+18+18=42[mm] (3.102)

tcomb 2=6+20+20=46[mm] (3.103)

PANR 02

tcomb 1=6+12+6=28[mm] (3.104)

Sudarea osaturii simple îmbinări sudate peste cap

PANR01
tcomb 1=12+6+12=30[mm] (3.105)

Conform figurii 3.7. pentru valoarea t comb2=46 este necesară o temperatură de
preîncălzire de 20 °C

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
43

Fig. 3.7. Temperatura de preîncălzire pentru sudarea MAG CO 2 [20]

Pentru sudarea osaturii simple îmbinări sudate vertical

LSPB01

tcomb 1=8+7+8=23[mm] (3.106)

PANR01
tcomb 1=12+6+12=30[mm] (3.107)

Conform figurii 3.8. pentru ambele cazuri nu este neces ară temperatură de preîncălzire.

Fig. 3.8. Temperatura de preîncălzire pentru sudarea MAG CO 2[20]

Pentru sudarea osaturii compuse îmbinări sudate orizontal și peste cap

LSPB0, PNR01, PNR02

tcomb 1=6+10+6=22[mm]
(3.108)
tcomb 2=10+8+10=28[mm]
(3.109)
tcomb 3=10+9+10=29[mm]
(3.110)
tcomb 3=8+9+8=25[mm] (3.111)

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
44
tcomb 4=10+10+10=30[mm]
(3.112)
tcomb 5=6+8+6=20[mm] (3.113)

tcomb 6=10+10+6=20[mm] (3.114)

Conform figurii 3.9. pentru ambele cazuri nu este neces ară temperatură de
preîncălzire.

Fig. 3.9. Temperatura de preîncălzire pentru sudarea MAG CO 2[20]

Pentru sudarea osaturii compuse îmbinări sudate vertical

tcomb 1=8+10+8=26[mm]
(3.115)
Conform figurii 3.9. nu este necesară temperatură de preîncălzire

Pentru sudarea PC P și PCA îmbinări sudate orizontal , peste cap și vertical

tcomb 1=6+5+6=17[mm] (3.116)

tcomb 2=8+6+8=22[mm] (3.117)

tcomb 1=13+8+13=34[mm] (3.118)

tcomb 2=18+8+18=44[mm] (3.119)

tcomb 2=15+8+15=38[mm] (3.120)

Conform figurii 3.9. nu este necesară temperatură de preîncălzire

3.2. Specifica ția procedurii de sudare

Conform celor stabilite mai sus, în figurile de mai jos se prezintă specifica țiile
procedurilor de sudare .

Capitolul 3 Proiectarea tehnologiilor de sudare pentru sec ția de suprastructură
45

Fig. 3.10. Specifica ția procedurii de sudare pentru sudarea sub strat de flux

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
46

Fig. 3.11. Specifica ția procedurii de sudare pentru sudarea MIG -MAG

Bularcă – Laura -Roxana Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
48

CONCLUZII

Spărgătoarele de ghea ță sunt nave a căror funcție principală este f ormarea unei treceri prin
gheață este funcția principală, care sunt elementare țărilor precum Rusia care pentru intervale lungi
ale anului acestea sunt înconjurate de ghea ță.
Andora este o navă destinată opera țiunilor științifice multidisciplinare și simultane , de
asemenea livrează marfă și echipamente către st ațiile antartice și subantartice.
Se impune metoda prefabrica ției în industria nava lă care constă în asamblarea și sudarea
secțiilor din corpul navei urmată de cuplarea acestora pe cală,care se poate extinde la blocsecții
aproape complet saturate. Aceasta este o opera ție labrioasă, ce trebuie realizată în concordanță cu
particularită țile constructive ale navei, cu respectarea tuturor restricțiilor precizate și urmărind
folosirea cât mai eficientă a formatelor de tablă.
Compozi ția chimică a oțelului AH36 e ste extrem de variată, procentul de aliere nedepă șind
2,5-3%. Caracteristicile mecanice ale acestui o țel sunt mai avantajoase decât cele ale unor oțeluri
carbon iar datorită acestora, acest o țel este în prezent utilizat destul de frecvent în construcția
navelor de mari dimensiuni.
La sudarea o țelului naval AH36 se ține seama de comportarea metalurgică la sudare,
comportarea tehnologică la sudare, pregătirea pieselor în vederea sudării, comportarea sub influen ța
factorilor de natură constructivă.
Primul p rincipiul în selectarea și corelarea metalelor de adaos il reprezintă rezisten ța la
rupere al acestora . În prezent materialele de adaos au alungirea la rupere mai mare decât a o țelurilor
utilizate, iar din acest motiv aceasta ocupă un loc secundar. Pentru a aprecia tenacitatea unei
îmbinări sudate, cea mai utilizată caracteristică este rezilien ța. Corelarea compozi ției chimice este
decisivă în cazul o țelului AH36.

Laura – Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nve

49

BIBLIOGRAFIE

1. Bohnard E., Welding Principles and Practices, McGraw -Hill Education, SUA, 2018 ;
2. David P ., Welding Engineering An Introduction , Wiley , India, 2016;
3. Dokkum K., Ship Knowledge , Ship design, Ship Construction and Operation, Dokmar
Maritime Publishers, 2016;
4. Eyres D., ShipConstruction , Elsevier, U.S.A., 2007;
5. Mandal N.,Ship construction and welding, Springer, USA, 2017;
6. Misra S ., Design Principles of Ships and Marine Structure , CRC Press, 2016;
7. Mihăilescu D., Mihăilescu A., Lupu G., Tehnologia sudării prin topire – Îndrumar
deproiectare , Editura Fundației Universitare „Dunărea de Jos”, Galați, 2004;
8. Molland A., Maritime Engineering Reference Book A Guide to Ship Design, Con struction
and Operation, Elsevier , USA 2008;
9. Odon B., Dru țu T. , Constantinescu S., Drăghici V., Gherghe L., Manuaul Sudorului Naval,
Damen, Gala ți, 2007;
10. Șerban D., Găvan E., Tehnologii de Asamblare și Sudare a Corpului Navei , Evrika, 2001 ;
11. Takeda Y., Okumoto Y., Mano M., Okada T ., Design of Ship Hull Structures a Practical
Guide for Engineers , Springer, Japan, 2009;
12. Vander Voort F., Metallography and Microstructures , ASM International, 2004 ;
13. Vard –Instruc țiuni de calitate: Confecționarea secțiilor plane ;
14. Vard –Instruc țiuni de calitate: Confecționarea osaturii simple ;
15. Vard –Instruc țiuni de calitate: Confecționarea osaturii compuse ;
16. Vard –Instruc țiuni de calitate: Confecționarea panourilor plane;
17. Vard -Marcare, Trasabilitate, Sortare ;
18. Vard –Instruc țiuni de calitate: Scheme tehnologice de sudare ;
19. Yong B., Marine Structural design , Elsevier, UK, 2007 ;
20. *** Rules for Material and Welding , ABS, 2019 ;
21. *** FRO – Catalog consumabile de sudare , SC Ductil SA Buzău
22. *** EN 756:2004 Welding consumables – Solid wires, solid wire -flux and tubular ;cored
electrode -flux combinations for submerged arc welding ofnon alloy and fine grain steels –
Classification ;
23. ***SR EN 20692 – 94 Sudare cu arc electric cu electrod învelit, sudare cu arc electric în
mediu de gaz protector și sudare cu gaze prin topire. Pregătirea pieselor de îmbinat din
oțel;
24. ***SE EN 759 – 98 Materiale pentru sudare. Condi ții tehnice de livrare a metalelor de
adaos pentru sudare. Tipul produsului, d imensiuni, toleran țe și marcare ;
25. *** EN-1011 -2 Welding – Recommendations for welding of metallic materials ;

Laura -Roxana Bularcă Proiectarea și sudarea unei secții de suprastructură din corpul unei nave
50

OPIS

Această lucrare cuprinde:
– 17 figuri incluse în partea scrisă;
– 22 tabele incluse în partea scrisă;
– 124 ecuații incluse în partea scrisă;
– număr de pagini scrise: 49;
– 1 desen de ansamblu;

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:Fr.90
AFT SHIP
BHD/WEB/BKTBKTFRAME
DECK
DECK
T.T.BHD/WEB/BKT
SHELLT.T.
SHELLDECKBKTDECK
DECKFORE SHIP
DECKRELATION OF STRUCTURE
DECK/TANKTOP/GIRDERSSHELLBHD. ABOVETO MOULDED LINES
LC
FRAME
FRAME
FRAME FRAMEFRAMEFRAMEFRAME(Fr.90+587) Fr.91+30+20+15+6
HVAC
HVAC HVAC
CD CDLIDO
234P\S
+30+30+30+6+6 +6+30684010500+30 +30
+30
+30 +30
+30 +30 +30 +30 +30+30+30+30 +30
75
757575
75
7575
757 57575
75
757575
75
75
75
757575
7575757 57575
757575
75
0 4 8 16 20 24 28 32 36 40 44 12 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 112 116 120 124 128 132 136 140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180 184 -4800 830 800 830 800 830 800 830MATERIAL GRADES
ALL MATERIAL TO BE AH36 (355N/mm ) U.N.O2
FR28 FR32 FR36 FR41
ALL STIFFENERS HP140x7 U.N.O.150200800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 11200 12000 12800 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 11200 12000 12800
400
100 100
DECK 8 AT 28700 AB BL
BUCKLING STIFFENERS FB50x5 U.N.O.BHD.ABOVE
2945 1700 2980 2980 2980 2560+6
2980 2980 1795 1700BHD.ABOVE
+6+15U 2 8 2 P U 2 8 2 S +20 +20U182P U182S
5600 3200 11200 12800 11200
FR28 FR32 FR36 FR41200 1505600W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×103200
W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×10
HORIZONTAL SECTION AT 28200 AB BLW:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10 W:500×8/FL.120×10
W:500×8/FL.120×10 W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120x10W:500×8 / FL.120×10 W:500×8 / FL.120x10W:500×8/FL.120×10 W:500×8 / FL.120x10W:500×8/FL.120×10 W:500×8 / FL.120×1012800
W:500×8 / FL.120×10
W:500×8 / FL.120x10B7001
B7001 W:500×8 / FL.120×10
B7001B7001B7001
B7001
B7001
B7001 W:500×8 / FL.120x10B7001
B7001
B7001
B7001
W:500×8
FL:170×10 W:500×8
FL:170×10 W:500×8
FL:220×10 W:500×8
FL:220×10
B7001B7001B7001
B7001
B7001
B7001
B7001
B7001B7001B7001B7001
B7001
B7001 B7001 B7001 B7001
B7001 W:500×8
FL:170×10 W:500×8
FL:170×10
W:500×8
FL:220×10 W:500×8
FL:220×10
B7001
B7001
B7001B7001
B7001
B7001B7001 B7001
B7001
B7001
B7001B7001
B7001
B7001
B7001
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS1 of 7Weight and Center of Gravity (Gplus_adaos = 28.176 T)
UNIT 281P/S Total Ps Sb C
Weight (t)
X (mm)
Y (mm)
Z (mm)13.819
27597(FR34+397)
7313
2837113.219
27600(FR34+400)
-7638
2836127.038
27598(FR34+398)
3
28366

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS2 of 725800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
U271PU 2 8 2 P
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION IN CL360x250 360×250 360×250 360x250U182P25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 800 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 800 FROM CL SB25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 1600 FROM CL PS360x250 360×250 360×250 360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 1600 FROM CL SB360x250 360×250 360×250
D68C
TYP360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 2400 FROM CL PS
25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 2400 FROM CL SB25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41500
TYP
to be cut 4×1/4to be cut 4×1/4510×250
+6G22 G22
LONG. SECTION AT 3200 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
+6G22 G22
LONG. SECTION AT 3200 FROM CL SB500
510×250
TYP
to be cut 4×1/4 to be cut 4×1/4
+6525225800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 4000 FROM CL PS360x250 360×250 360×250 360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 4000 FROM CL SB360x250 360×250 360×250
D68C
TYP360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 4800 FROM CL PS
25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 4800 FROM CL SB25800DECK 728700DECK 8FR.28-150FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41to be cut 4×1/4500
510×250
TYP
to be cut 4×1/4
+6G22 G22
LONG. SECTION AT 5600 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41G22 G22
LONG. SECTION AT 5600 FROM CL SB500
TYP510x250
+6
to be cut 4×1/4 to be cut 4×1/425800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 6400 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 6400 FROM CL SB

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS3 of 725800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 7200 FROM CL PSU 2 8 2 P
U271P360x250 360×250 360×250 360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 7200 FROM CL SB360x250 360×250
D68C
TYP360x250 360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 8000 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 8000 FROM CL SB25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 8800 FROM CL PS360x250 360×250 360×250 360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 8800 FROM CL SB360x250 360×250 360×250
D68C
TYP360x250
25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 9600 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 9600 FROM CL SB25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 10400 FROM CL PS360x250 360×250 360×250
D68C
TYP360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 10400 FROM CL SB360x250 360×250 360×250 360x25025800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41574
226574
226574
226 574160160
160
2050
1772W:200×8
FL:100×10
W:200×8
FL:100×10
C3
TYP1772
2050
+61772
2050
W:200×8
FL:100x10161W:200×8
FL:100×10236
LONG. SECTION AT 11200 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41574
226574
226574
226574 C3
TYP
LONG. SECTION AT 11200 FROM CL SB17722050160
1772
20501602050
85
TYP.W:200×8
FL:100×10
W:200×8
FL:100×10
W:200×8
FL:100×10
1601772161
+6W:200×8
FL:100×10236
25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 12000 FROM CL PS25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41
LONG. SECTION AT 12000 FROM CL SB25800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR4172
29600800×125
+6400
LONG. SECTION AT 12800 FROM CL PS10525800DECK 728700DECK 8FR.28-150 FR.41+200
FR28 FR32 FR36 FR41400
LONG. SECTION AT 12800 FROM CL SB600800x125
+6
72105
29

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS4 of 725800DECK 712800
11200
20028700DECK 812000500
TYP400
BOTH SIDETYP510x250
2201120012800500+1512000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 28U271P U271SU291P U291S
220
TYP.
BOTH SIDETYP510x250
200
50025800DECK 712800 1120028700DECK 812000 11200 12800 12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 2925800DECK 712800 1120028700DECK 812000 11200 12800 12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 3025800DECK 712800 1120028700DECK 812000 11200 12800 12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 3125800DECK 712800
11200
20028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400500400510×250
TYP
TYP
BOTH SIDE220
+15
FRAME 32510×250
TYP
TYP
BOTH SIDE220
200
500
25800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 28+574
10400 120001120025800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 31+22610400 120001120025800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 32+57410400 120001120025800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 35+22610400 1200011200

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS5 of 725800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 33U271P U271SU291P U291S25800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 3425800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 3525800DECK 712800
11200
20028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 400
BOTH SIDETYP510x250500
+15
FRAME 36510×250
TYP
BOTH SIDE
500
20025800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 37
25800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 36+57410400 120001120025800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 39+22610400 120001120025800DECK 728700DECK 812000 1040011200
FRAME 40+57410400 1200011200

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS6 of 725800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
FRAME 38U271P U271SU291P U291S25800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
U271P U271S
FRAME 3925800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
U271P U271S500400
BOTH SIDETYP510x250
200
+15
FRAME 40200BOTH SIDETYP510x250
50025800DECK 712800
1120028700DECK 812000 1120012800
12000 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600 10400
U271P U271S
FRAME 41
max 0.1 t
2 mmWelding detail
pillar connections
DET.S1Partial penetration welding
+fillet weldingt
t/3 t/345

DWG. NO. SCALE:
TITLE:DATE: VERIFIED:DATE:DATE: DRAWN:
CHECKED:
PROJECT: DESIGN:PLOT:FILE:
FORMAT:SHEET:
REV:
FR.28-150…FR.41+200UNIT 281 PS7 of 7X=FR41+200
Y=-400
Z=28700
X=FR28-150
Y=-400
Z=28700X=FR41+200
Y=12800
Z=29200
X=FR28-150
Y=12800
Z=29200
X=FR28-150
Y=12800
Z=28100
X=FR28-150
Y=11200
Z=25806UNIT 281P/S – 3D VIEW
U281P
U281S
X=FR41+200
Y=-12800
Z=29200
X=FR41+200
Y=-12800
Z=28100
X=FR28-150
Y=-12800
Z=29200
X=FR28-150
Y=-12800
Z=28100
X=FR28-150
Y=-11200
Z=25806X=FR41+200
Y=-11200
Z=25806 EXCESS MATERIAL TO BE CUT AWAY
FLANGE TO BE FITTED AND WELDEDTO BE ADJUSTED TO BRACETSHPHP
a L=ax3
R 3 0
≤115R30 R 2 5
R25
>115
R 5 0R50 R 3 5
R35DECK GIRDERS/DECK TRANSVERSES
hBmaxR ≤ h/4
10×45°R ≤ h/4
10×45°
(the bulb must be beveled for h>180)h50
ONLY IF T ≤20
h R
R≤h/4
R≤h/4h
15L2
L1PL./Prof.
R10
R25R 2 5L1L2
tt+440°
s+2
s
VALID FOR T>20 OR IF F.P.
WELDING IS REQUIREDR 1R25R 2 5Y=-11200/CL
Y=-5600/CL
Y=-3200/CL
Y=3200/CL
Y=5600/CL
Y=11200/CL
Y=12800/CLY=-12800/CL
UNIT 281P/S – 3D VIEW5
<
<==