ȘTIINȚA ȘI INGINERIA MATERIALELOR Specializarea: INGINERIA SUDARII MATERIALELOR AVANSATE – PROIECT – Masterand : ROMAN Marian -Gheorghe Indrumator… [601013]

1
UNIVERSITATATEA TRANSILVANIA DIN BRAȘOV

FACULTATEA DE
ȘTIINȚA ȘI INGINERIA MATERIALELOR

Specializarea:
INGINERIA SUDARII MATERIALELOR AVANSATE

– PROIECT –

Masterand: [anonimizat] : Dr.ing. CROITORU Catalin

2014

2
UNIVERSITATATEA TRANSILVANIA DIN BRAȘOV
Facultatea de Știința și Ingineria Materialelor
Specializarea: Ingineria Sudarii Materialelor Avansate

Tema proiectului
STUDIU DOCUMENTAR PRIVIND
MATERIALELE UTILIZATE IN
TEHNICA DE SUDARE MIG/MAG

BRASOV
2014

3
CUPRINS
CAP.1. NOTIUNI GENERALE. ENERGETICA PROCESULUI DE SUDARE ………………………….. ………… 4
CAP.2. SUDAREA PRIN TOPIRE SI PRIN PRESIUNE ………………………….. ………………………….. ……….. 5
CAP.3. CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE PRIN TOPIRE ………………………….. …………… 7
3.1. Clasificarea procedeelor de sudare în mediu de gaze ………………………….. ………………………….. ……… 8
CAP.4. GAZELE FOLOSITE LA SUDARE ………………………….. ………………………….. ……………………….. 11
CAP.5. ELECTROZI NEFUZIBILI ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 17
CAP.6. SARME DE SUDURA. TRANSFERUL MATERIALULUI DE ADAOS PRIN ARC …………… 19
CAP.7. SUDAREA SPECIFICA CONDUCTELOR DE TRANSPORT APA ………………………….. ………. 20
7. 1. Sudarea WIG (TIG) ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 20
7.1.1. Parametrii tehnologici de sudare ………………………….. ………………………….. …………………………. 21
7.1.2. Tehnica sudării WIG ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 22
7.1.3. Avantaje si dezavantaje ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 23
7.1.4. Recomandari privind sudarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 24
7.2. Sudarea MIG și MAG ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 25
7.2.1. Materiale de sudare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 26
7.2.2. Algoritmul de calcul al tehnologiei de sudare MIG și MAG ………………………….. ……………….. 28
7.2.3. Surse de curent pentru sudarea MIG/ MAG ………………………….. ………………………….. …………… 30
7.2.4. Dispozitivul de avans al sarmei ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 31
7.2.5. Pistoletul de sudare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 32
7.2.6. Caracte ristica statică a sursei de curent MIG/MAG ………………………….. ………………………….. .. 33
7.2.7. Tipuri de arc electrice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 33
CAP.8. DEFECTE LA SUDARE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 34
8.1. D efecte la sudare datorate gazului de protectie necorespunzator ………………………….. ………………… 34
8.2. D efecte de topire ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 35
CAP.9. SIGURANTA LOCULUI DE MUNCA ………………………….. ………………………….. …………………… 36
9.1. Pe ricole datorate zgomotului………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 37
9.2. Pe ricole datorate radației optice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 37
9.3. Ec hipament de protectie si primul ajutor ………………………….. ………………………….. ……………………. 38
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 38

4
TEHNOLOGIA DE SUDARE A
CONDUCTELOR DE TRANSPORT APA

CAP. 1. NOTIUNI GENERALE. ENERGETICA PROCESULUI DE SUDARE

Sudarea este procedeul tehnologic de realizare a îmbinărilor nedemontabile a unor
componente metalice sau nemetalice prin intera cțiunea atomilor mărginași ai acestora. Îmbinarea
ce rezul tă în urma procesului de sudare poartă denumirea de sudu ră [VIȘ08].
Totalitatea operațiilor care concură la realizarea sudurii poartă denumirea, așa cum s-a mai arătat,
de proces tehnologic de sudare. Unui proces tehnologie de sudare îi este caracteristic un anumit
procedeu de sudare.
Coeziunea locală în vederea obținerii sudurii se realizează cu un aport de energie termică
sau mecanică sau și termică și mecanică. Prin acea sta atomii mărginași ai componentelor de
sudat primesc energia necesa ră scoaterii lor din starea de echilibru stabil corespun zătoare unui
nivel energetic minim. Du pă aceea, componentele își aduc atomii marginal i la dista nțe egale sau
mai mici decât parametrul rețelei cristaline. În aceas tă situație ei se rearanjează în cristale
comune celor două componente astfel ca să atingă din nou un minim energetic.
Ca atare, procesul de sudare cons tă în introducerea localiza tă, prin concentrare în timp și
spațiu, a unei cantități de energie în zona sudurii pentru a scoate atomii din s tarea lor de echilibru
stabil și apropierea atomilor mărginași la distanțe egale sau mai mici decât parametrul rețelei
cristaline pentru ca ei să recristalize ze într -o rețea comună corespunzătoare unei noi stări stabile.
Acest mecanism energetic este prezentat în figura 1.1.
Deci, prin sudare se realizează saturarea legăturilor dintre atomii de la marginile
componentelor de sudat. Sudarea în Cosmos a confirmat concluzia potrivit căreia vidul înaintat
din acest spa țiu creează componentelor metalice posibilitatea de a se suda prin simpla aducere a
lor în contact intim. Acest fapt arată că atomii mărginași, neavând toate legăturile cu ceilalți
atomi (sunt nesaturați), se află la un nivel energetic deasupra minimului. Apropiindu -i ei vor
forma r ețele cristaline comune componentelor, saturându -și legăturile.

5

Fig. 1.1. Fazelel sudării [VIȘ08]

În atmosfera terest ră acest procedeu folosit în Cosmos nu este posibil fiindcă atomii
mărginași nesaturați își completea ză legăturile cu atomi de aer. Suprafețele metalelor co nțin
straturi puternic aderente a le moleculelor de gaze, impuri tăți, grăsimi etc. Ele se interpun între
atomii metalici și fac imposibilă orice interacțiune între atomii mărginași a două metale puse în
contact.

CAP .2. SUDAREA PRIN TOPIRE SI PRIN PRESIUNE

Pentru realizarea activării termice sau mecanice fiecare metal și aliaj are nevoie de o
anumi tă cantitate de energie și de o anumi tă apropiere a atomilor marginali pentru a se suda.
Dacă energia termi că se măsoară prin temperatura la locul îmbinării T, iar energia mecanică prin
presiunea p pe supraf ețele în contact, atunci, pentru fiecare material se poate trasa o curbă în
coordonate T – p [VIȘ08], fapt prezentat în figura 2.1.
Aceas tă curbă separă planul temperatu ră – presiune în două regiuni. Punctele de deasupra
curbei reprezin tă regimurile cu care se realizea ză sudarea iar cele de sub cur bă reprezin tă

6
regimurile de temperatu ră și presiune care nu pot realiza îmbinarea suda tă. În cazul când în zona
îmbinării temperatura este superioa ră temperaturii de topire a componentelor Tt, iar presiunea
de contact este egală cu p0 – presiunea atmosferi că – atunci ce realizea ză îmbinarea prin sudare
prin topire [MAC09].

Fig. 2.1 . Curba în coordonate T – p [VIȘ08]

Producându -se topirea componentelor atomii se ameste că într-o baie metali că comună,
numită baie de sudu ră. Nu este nevoie de o presiune pentru a-i aduce într-un contact intim.
Sudura care se obține prin solidificarea respectivei băi se numește sudu ră prin topire, iar
procedeul de sudare folosind a cest mecanism energetic se num ește procedeu de sudare prin
topire.
Zona de deasupra curbei, cuprinsă între temperatura de topire Tt și temperatura de
recristalizare Tr la care, pentru realizarea îmbinării, se folosește un aport de energie termică
precum și un aport de energie mecani că, prin presiunea realizată între componente, poartă
denumirea de zona sudării prin presiune. Punctul de coordonate pr și T0, în care T0 este
temperatura mediului ambiant, este punctul în care sudarea se realizează fără încălzire, numi tă
sudare la rece. Este cazul materialelor cu plasticitate ridica tă: aluminiu, cupru etc. (fig. 2.1a)
Nu toate metalele și aliajele suportă regimul de sudare la rece corespun zător presiunii pr
(fig. 1.2b). O presiune mai mare decât presiunea critică pcr – determină fisurarea componentelor.

7
La a ceste materiale (în general oțelurile) nu se poa te reali za îmbinarea suda tă decât dacă
presiunea e ste mai mi că decât presiunea criti că pcr și temperatura în zona îmbinării este mai
mare decât temperatura critică Tcr. În aceas tă zonă din planul T-p, cu presiunea mai mică decât
pcr, se realizează sudarea la rece.
Ca atare, mecanismul energetic fundamental al sudării determină două grupe de
procedee de sudare și anume:
– procedee de sudare prin topire la care p = p0 și T ≥ Tt;
– procedee de sudare prin presiune la care 0 < p ≤ pr (pcr) și T < T t.
În cadrul fiecărei grupe de procedee de sudare se disting procedee clasi ficate după sursa
care f urnizează energia de activare a atomilor mărginași.
În cazul majori tății procedeelor se folosește energie electri că care se transformă în căldură fie
printr -un arc electric, fie prin efect Joule [SCU07].
Se folos ește, de asemenea, pentru o bținerea energiei termice și flacăra oxi -gaz, rea cțiile
termochimice, jeturile de el ectroni și jeturile de fotoni precum și ultrasunetele și frecarea
mecani că [MAC10].

CAP .3. CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE PRIN TOPIRE

Procedeele de sudare se clasifică după sursele de energie cu care se reali zează încălzirea
locală. Astfel sudarea prin topire poate fi realiza tă cu energie electro -termică, cu energie
termochimi că și cu energie corpuscula ră (fig. 3. 1.)

8

Fig.3. 1. Sudarea prin topire [VIȘ08]
Sudarea cu energie electro -termi că se ob ține folosindu -se ca sursă de energie arcul
electric sau efectul Joule. Sudarea cu arc electric poate fi realiza tă prin procedeele: cu electrod
învelit, cu protecție de gaz, sub flux sau prin alte procedee.
Sudarea prin efect Joule este realiza tă în condițiile sudării prin topire (excep tând
procedeele de sudare prin presiune) în varianta su dării în baie de zgu ră.
Sudarea cu energie termochimi că ce realizează folosind energia flăcării oxigaz sau cea
degaja tă în urma reacțiilor termitului. Sudarea cu energie corpuscula ră se practică în varianta
sudării cu fascicol de electroni și a sudării cu LASER. Sudarea cu energie corpuscula ră se
practică în varianta sudării cu fascicol de electroni și a sudării cu LASER.

3.1. Clasificarea procedeelor de sudare în mediu de gaze

Sudarea în mediu de gaze poate fi clasificată du pă mai multe criterii: După tipul
electrodului:
– sudare cu electrod fuzibil;
– sudare cu electrod nefuzibil.
După natura gazului de prote cție, sudarea se poate des fășura:
– în gaz inert;
– în gaz activ;

9
– în amestecuri de gaze.
După forma arcului:
– sudare cu arc electric liber;
– sudare cu arc electric constrâns (plasma). După felul aportului materialului de adaos:
– sudare fără material de adaos;
– sudare cu material de adaos.
Sudarea cu material de adaos poate fi realizata prin:
– introducerea acestuia din exterior;
– introducerea acestuia prin arc (electrod al arcului).
După felul sârmei electrod folosi tă la sudare distingem:
– sudare cu sârma plină;
– sudare cu sârma tubula ră;
– sudare cu sârma plină și flux magnetizabil.
O clasificare sintetică a acestor procedee de sudare este prezenta tă și în tabelul 1.1.
Sub aspect tehnic posibil și economic aceste variante se grupează în patru procedee
principale de sudare în gaze:
– WIG – wolfram inert gaz;
– MIG – metal inert gaz;
– MAG – metal activ gaz;
– PL – cu plasmă.
Tab 3.1. Clasificare a procedeelor de sudare [VIȘ08]

Sudarea în
mediu de
gaze

→ cu elect rod
nefuzibil → cu hidro gen atomic
→ cu gaze inerte – WIG/TIG
→ cu arc constrâns –
PLAS MĂ

→ cu elect rod
fuzibil → cu gaze inerte MIG

→ cu gaze active MAG → cu sârmă plină
→ cu sârmă tubulară
→ cu sârmă plină și
flux magnetizabil
→ cu amestecuri de gaze
inerte și active

10
În figura 3.2. se prezin tă schemele principalelor pro cedee de sudare enumerate anterior.

Fig. 3.2. Principalelor pro cedee de sudare [VIȘ08]

Procedeul WIG (fig. 3.2.a) realizea ză arcul electric între electrodul de wolfram și
materialul de ba ză, materialul de adaos fiind introdus sub formă de verge le în co loana arcului.
Acest procedeu poate fi materiali zat și prin două capete, cu doi electrozi de wolfram între care
se realizea ză arcul electric.
Aceasta varian tă poate fi utilizată în condițiile gazului inert sau a gazelor active mai
des întâlni tă fiind varianta cu hidrogen atomic.
Sudarea cu electrozi de wolfram în alte medii active nu se utilizea ză datorită uzurii
pronu nțate a electrozilor de W. Varianta din fig.3.2.b dă posibilitatea manev rării ușoare a a rcului
fără a fi nevoie de amorsarea lui periodică. Acest procedeu de sudare cu hidrogen a tomic este
folosit de obicei la grosi mi mici ale componentelor și fără metal de adaos.
Sudarea MIG -MAG (fig. 3.2.c) realizea ză arcul electric între sârma electrod și materialul
de ba ză, sârma electrod trecând prin piesa de contact, împin să de un mecanism de avans cu
role. Gazul inert sau gazul activ asigu ră protecția arcului.
La sudarea cu plasma (fig. 3.2.d) arcul electric este constrâns printr -o duza
intermedia ră, duza puternic răcită, care reduce secțiunea arcului.
Redu când se cțiunea arcului cr ește densitatea de energie astfel încât temperatura în coloana
a)
b)
c)
d)

11
arcului ajunge pana la 50000°C. Strangula rea arcului o realizea ză gazul pla smogen t rimis prin
duza centrală – duza de s trangulare a arcului.
Acesta asigu ră nu numai mi cșorarea secți unii arcului ci și răcirea duzei de strangulare.
Protecția arcului o reali zează gazul inert trimis în jurul arcului prin du za exterioa ră. Sudarea cu
plasmă cuprinde două circuite electrice principale:
– circuitul tensiunii de amorsare a arcului;
– circuitul tensiunii de sudare.
Circuitul tensiun ii de amorsare, U0, este realizat între electrodul de wolfram și duza
intermedia ră, caz în care arcul ce se formea ză la amorsare se num ește arc pilot. La punerea sub
tensiune și a materialului de bază prin circuitul tensiunii U, arcul pilot se transferă la
materialul de bază sub forma arcului transferat. Uneori, tensiunea U0, tensiunea de produ cere a
arcului este realiza tă direct între materialul de ba ză și electrodul de wolfram, caz în care sudarea
se realizea ză fără arc pilot.

CAP. 4. GAZELE FOLOSITE LA SUDARE

Sudarea S.G. se poate realiza în mediu de gaze inerte sau active. În tabelul 4.1. sunt
date o serie din gazele parti cipante în procesul de sudare în mediu de gaze (S.G).
Dintre ga zele inerte cele mai folosite sunt argonul și heli ul. Dintre gazele active cele mai
folosite sunt dioxidul de carbon, hidrogenul și uneori acestea în combinaț ii cu azotul și oxigenul.
Densitatea față de aer și potenți alul de ionizare sunt date în acel ași tabel. Se constată ca heliul
este cel mai ușor gaz folosit la sudare.

Tabel 4.1. Gazele parti cipante în procesul de sudare S.G. [VIȘ08]

Gaz Acțiunea chimică Densitatea față de aer Potențial de ionizare [v]
Ar Inert 1,38 15,7
He Inert 0,137 24,5
N2 Parțial inert 0,967 14,5

12
H2 Reducător 0,0695 1,35
CO2 Oxidant 1,53 14,4
O2 Puternic oxidant 1,105 13,6
Aer Oxidant 1 –

Din acest motiv asigurarea prote cției băii cu ajutorul heliului trebuie făcută cu un debit de
heliu aproa pe dublu decât debitul necesar prote cției cu argon, întrucât acesta are tendi nța de a se
ridica de la locul sudării în condițiile în care sudura se execută în plan orizontal. Potențialul de
ionizare al heliului fiind mai mare decât al a rgonului, a cesta necesită o tensi une mai mare a
arcului pentru asigurare a stabili tății procesului. Ten siunea mai mare a arcului atrage până la
urma o putere a arcului elect ric mai mare.
Arcul arde mai liniștit în argon decât în heliu. Hidrogenul nu se folos ește la sudarea
aliajelor de aluminiu, cupru, magneziu fiind că se dizol vă în canti tăți mari în baia de sudură
formând pori și fisuri în îmbinare.
De asemenea, hidrogenul nu se folosește nici în amestecuri cu alte gaze la s udarea ace stor
materiale. El poate fi folosit la sudarea tuturor materialelor metalice, în afara celor enumerate,
prin procedeul atom arc sau cu hidrogen atomic. Dioxidul de carbon este un gaz activ având
efect oxidant a supra unor materiale din baia de sudu ră. În cazul oțel urilor este afectat de proce sul
oxidării în special Si, Mn, Ti, Al, C și H2. Oxigenul nu este folosit sub formă de gaz pur pentru
prote cție datori tă caracterului lui pute rnic o xidant. El este introdus în amestecuri de gaze cu
scopul c reșterii temperaturii băii ca urmare a reacțiilor exoterme de oxidare pe care le produce.
Este cuno scut faptul că gazele de protecție asigu ră și ionizarea mediului dintre electrod și
metalul de ba ză, respectiv aceste gaze se descompun în ioni pozitivi și electroni. Dacă sudarea se
realizează în curent continuu DC- atunci electronii bombardează materialul de ba ză, iar ionii
pozitivi sârma electrod. În cazul sudării cu electrod nefu zibil este prefera tă polaritatea D C-
întrucât sârma electrod nu este bombarda tă de electronii rapizi și ca atare durabilita tea
electrodului este mări tă. Exce pție face sudarea aluminiului.
La sudarea aluminiului în mediu de argon atunci se folosește polaritatea DC+ sau
AC pentru ca ionii pozitivi grei ai argonului să bombardeze baia de sudură producând
îndepărtarea peliculei de oxid de aluminiu creată pe supraf ața ei. Acest fenomen poartă

13
denumirea de microsablarea băii de sudură. Electronii, însă la sudarea aluminiului, vor
bombarda electrodul de W încălzindu -l și având tendința de a -l degrada. În aceste cond iții
intensitatea curentului de sudare se micșorează pentru a reduce efe ctul de uzare termi că a
electrodului de wolfram.
Sudarea aluminiului, dacă se realizea ză în mediu protector de heliu, atunci efectul de
microsablare dispare întrucât ionii de heliu po zitivi au ma să mică și ca atare impactul cu baia de
metal topit este scăzut.
Trebuie avut în vedere că la sudarea în mediu de gaze active și uneori și în mediu de
gaze inerte trebuie a sigura tă o ventilație co respunzătoare a zonei procesului pentru a nu afecta
opera torul uman. Se are în vedere că dioxidul de carbon devine toxic la concentrații mai mari.
Azotul, de asemenea, la concentrații de peste 32% devine toxic. Argonul, heliul și hidrogenul
sunt netoxi ce, dar sunt asfixiante, motiv pentru care în canti tăți mari trebuie e vacuate din zona
procesului. Oxigenul la o concentr ație peste 25% devine dăunător sănătății operatorului uman.
Tehnica sudării S.G. în momentul de față folosește și tinde să folosească tot mai mult
amestecurile de gaze datorită combin ării avantajelor pe care le realizează fiecare gaz
component în parte. Astfel în cazul când folosim amestecuri de gaze putem realiza un
potențial de ionizare corespun zător asigurării unei anumite tensiuni a arcului. Prin amestecuri de
gaze se poate realiza un efect de oxidare a materialul ui topit în limite impuse, ca atare nivelul de
aliere al cusăturii devine cel dorit. Se asigură totoda tă o pătrundere corespun zătoare, precum și o
rezisten ță și o rezilien ță impusă cusăturii. Transferul masic prin arcul electric la pro cedeele MIG
și MAG este influențat esențial de conductibilitatea term ică a gazelor de prote cție. În figura 4.1.
este prezentată conductibilitatea termică a principalelor gaze de prote cție în funcție de
temperatura din arc.

Fig. 4.1. Conductibilitatea termică a principalelor gaze de protecție n funcție de temperatura din
arc [VIȘ08]
Se observă că argonul are conductibilitatea cea mai mică, pe când dioxidul de

14
carbon, hidrogenul și heliu la tempera tura arcului normal (nu a celui de plasmă) au
conductibili tăți termice mari.
Ca atare, ar gonul creea ză un câmp termic concentrat ce acț ionează pe o suprafa ță
restrânsă a materialului de ba ză conducând la creșterea pătrunderii și mărirea supraînă lțării.
Miezul arcului elec tric de argon este în să mai mare decât la celel alte gaz e, electronii și ionii din
coloana a rcului sunt di sipați pe o suprafa ță mai mare. Liniile de câmp electric înconjoa ră sârma
electrod (fig. 4.2.).

Fig. 4.2. Liniile de câmp electric înconjoa ră sârma electrod [VIȘ08]

Forțele electrodinamice F din capătul sârmei electrod au o componen tă orizontala F H
care strangulează picătura de metal topit (efe ct Pinch) și o componenta vertica lă FV care
expulzează picătura în baie. Ca atare, datori tă componentei F V se desprind pic ăturile lichide mai
repede de pe ca pătul sârmei electrod, transferul masic facându -se prin picaturi mici.
La sudarea în dioxid de carbon, conducti bilitatea mare a gazul ui la temperatura arcului
normal atrage un câmp termic împrăștiat pe o supraf ața mare a materialului de bază. Baia
metalică are o pătrundere mai mică și o lățime mai mare. Însă arcul electric are o suprafața
transversală redusă, aceasta fiind produsă și de potențialul de ioniza re mai mic al CO 2 față de
Ar (fig.4.3.).

Fig. 4.3. Sudarea în dioxid de carbon [VIȘ08]

Arcul pe sârma electrod este aproape pun ctiform, liniile de câmp magnetic sunt plasate

15
sub pi cătura metali că. Forțele elec trodinamice au un efe ct de susținere a pi căturii lichide, prin
componenta F V ce se opune transferului masic de material topit dispre sârma electrod spre
materialul de bază.
Așa se explică transferul prin picaturi mari al materialului de adaos la sudarea în CO2.
Picătura topită poate „rătăci”, împreună cu arcul electric ce-i asigu ră sustentația, lateral fa ță de
direcția de avans a sârmei e lectrod. Picătura se de sprinde când forța de greutate și forța gazelor
depășesc componentele verticale ale forțelor electrodinamice și de tensiune superficia lă.
Sudarea de poziție și mai ales de plafon la procedeul MAG -CO2 se desfășoa ră, ca atare, mult
mai greu, cu o can titate de stropi mult mai mare. Se știe faptul că transferul masic la sudarea
MIG -MAG se poate reali za prin arc electric scurt sau lung.
Transferul short -arc se caracterizea ză prin producerea periodi că a unor punți lichide între
electrod și materialul de ba ză. Tensiunea superficială atrage materialul topit din vârful
electrodului spre baia de sudare, se stinge arcul, crește intensivtatea curentului electric și se
evapo ră brusc materialul din puntea rămasă. Arcul electric se reaprinde datori tă mediului deja
ioniz at.
Tehnica sudării cu arc scurt se aplică la straturile de rădăcina sau la sudarea de poziție.
Sudarea MAG -CO2 de poziție în varianta short -arc reduce efectul de „rătăcire” a picăturii
metalice pe vârful sârmei electrod, concentrea ză. transferului masic și reduce stropirile.
Transferul prin arc lung se produce la intensi tăți mai mari ale curentului de sudare.
Trebuie făcută distincție între sudarea cu arc lung în general, posibil de aplicat la toate gazele de
prote cție și sudarea cu arc pulverizat (spray -arc) care se produce la anumite gaze sau amestecuri
de gaze, la valori mari ale intensi tății curentului de sudare.
În figura 4.4. sunt pr ezentate d omeniile de lucru cu tehnica short-arc, respectiv spray -arc.

16

Fig. 4.4. Domeniile de lucru cu tehnica short-arc, respectiv spray -arc [VIȘ08]

Sudarea spray-arc este posibi lă numai dacă gazul de protecție conține peste 8% argon.
Sudarea cu 100% CO2 nu asigu ră transfer prin arc pulverizat, datorită celor prezentate
anterior, chiar la inten sități mari ale curentului de sudar e, întrucât nu se asigu ră „mărunțirea
picăturii”, transformarea ei în „pulbere”, ca urmare a forțelor electrodinamice de sustentație.
Arcul elect ric pulveri zat, datori tă energiei mari, este folosit în special la straturile de
completare și de încărcare, la care se impune o rată mare a depunerii.
De o deo sebită impo rtanță în ordonarea transferului masic are utilizarea arcului pulsant.
El se o bține variind cu frecvența dori tă intensitatea curentului de sudare între o valoare de bază,
subcriti că, fără transfer masic și o valoare de puls, supracriti că la care se desprinde picătura de
metal topit.
La alegerea gazelor sau amestecu rilor de gaze se are în vedere și aspectul economic. Cel
mai s cump gaz inert folosit la sudare este heliul, cel mai ieftin gaz inert folosit la sudare este
argonul. Cel mai ieftin gaz folosit în procesele de sudare este bioxidul de carbon.
În tabelul 4.2. se dau principalele gaze sau amestecuri de gaze pentru sudare și domeniul lor de
folosire.

Tabel 4.2. Gazele parti cipante în procesul de sudare S.G. [VIȘ08]
Gazul sau
amestecul de gaze. Acțiunea față de
metalele topite Procedeul folosit Materialele care se sudează
100% Ar Inert WIG, MIG, PL WIG – toate netalele
MIG – neferoase
50% Ar +50% He Inert WIG, MIG Al, Mg, Cu și aliajele lor
Ar + (2..4)% H2 Reducător WIG, PL Oțeluri inox, austenitice, Ni

17
și aliajele lui
Ar + (1…2)% O2 Ușor oxidant MIG Oțeluri carbon și slab aliate și
oțeluri inox austenitice
Ar + (3…5)% O2 Mediu oxidant MIG Oțeluri inox austenitice
75% Ar + 25% CO2 Ușor oxidant STG Oțeluri carbon și slab aliate
100% He Inert WIG, PL Al, Mg, Cu și aliajele lor
90% He + 7,5% Ar +
2,5% CO2 Inert MIG Oțeluri aliate
100% CO2 Oxidant MAG, STG Oțeluri carbon și slab aliate
CO2 + (10…20)%
O2 Oxidant MAG Oțeluri carbon și slab aliate

CAP. 5. ELECTROZI NEFUZIBILI

Electrozii nefuzibili sunt folos iți la procedeele de sudare WIG (TIG) și PL. Electrozii
nefuzib ili sunt realizați din wolfram, un metal cu punct de fuziune ridicat (3410°C).
Electrozii din wolfram aliați cu thoriu (1…2%Th) și zirconiu (0,5% Zr) își măresc
refractarit atea și emisia termoele ctronică prezentând avantajele :
– scade uzura termică a electrodului;
– la același diametru al electrodului se poate folosi o intensitate mai mare a curentului de
sudare;
– stabilitatea arcului electric este îmbună tățită prin creșterea emisi ei termoelectronice.
Electrozii de wolfram trebuiesc bine protejați mai ales la temperatura ridica tă a arcului
electric.
De aceea, după stingerea arcului electric jetul de gaz inert trebuie să mai acopere
(„spele”) electrodul pentru evitarea oxidarii acestuia.
O importa nță deosebi tă o are pregătirea vârfului electrodului la sudar ea cu diferite
polari tăți ale curentului e lectric (fig. 5.1.).
În cazul în care electrodul este conectat la sursa de curent continuu, la borna pozitivă,
atunci el primește impactul ene rgetic al ele ctronilor. Cantitatea de căldură administra tă acestuia
fiind circa do uă treimi din c antitatea de căl dură a procesului.

18

Fig. 5.1. Pregătirea vârfului electrodului la sudar ea cu diferite polari tăți ale curentului e lectric
[VIȘ08]

Pentru acest motiv și diametrul de vârf al electrodului se alege la valori mai mari, circa
0,8 de, în care de este diametrul electrodului. În cazul în care electrodul se leagă la borna
negati vă a sursei de curent continuu atunci cantitatea de căldură administra tă acestuia este o
treime din cantitatea de căldură a procesului, bombardamentul electronic manifestându – se
asupra materialului de ba ză la care se a sigură o păt rundere mai mare. Din acest motiv diametrul
electrodului poate fi redus la circa 0,2 de.
La sudarea în curent alternativ diametrul vârfului ele ctrodului se alege 0,75 de, cantitatea
de căldură distribuindu -se în mod egal între electrod și materialul de ba ză. Un diametru de vârf al
electrodului mic asigu ră o stabilitate m ai bună a arcului și o concentrare a acestuia asupra
cusăturii. Un diametru de vârf prea mare face ca arcul să se m iște pe suprafața electrodului (să
„rătăcească” pe suprafața terminală a electrodului) de wolfram, stabilitat ea sa fiind diminua tă.
Însă un diametru prea mic, în cond ițiile în care temperatura procesului este mare, cantitatea de
căldură este importan tă, duce la uzura electrodului, în sensul că se desprind periodic pi cături din
electrod, care ajung în baie de metal topit, din materialul de ba ză, impurificând -o.
De o mare importa nță este polaritatea curentului de sudare. Densitatea emisiei de
electroni este mare când supraf ața catodică este mai redusă. Ca atare, când electrodul este
legat la catod atunci se produce o concentrare mai mare a electronilor ce vor bombarda
materialul de bază. Prin urmare, supraf ața de emisie fiind mică se asigu ră o stabilitate mai bu nă
a arcului electric .La sudarea în c urent alternativ stabili tatea arcului este mai redusă. De aceea de

19
multe ori se suprapune peste curentul alternativ un curent de înaltă frecven ță, sau se adoptă o
tensiune de mers în gol de valori mai ridicate 100-200 V (pentru îmbună tățirea stabili tății
arcului).

CAP. 6. SARME DE SUDURA. TRANSFERUL MATERIALULUI DE ADAOS
PRIN ARC

Sârmele folosite la procedeul SG au diametrele: 0,6; 0,8; 1,2; 1,6; 2,5 și 3 mm. Prim
procedeul SG, după cum s -a arătat, se poate suda prin varianta spray -arc și short – arc. Valorile
inten sității curentului care face trecerea de la o varian tă de sudare la alta sunt date în tabelul
6.1.

Tabel 6.1. Valorile inten sității curentului care face trecerea de la o varian tă de sudare la alta
[VIȘ08]

de [mm] 0,6 0,8 1,2 1,6 2,5 3
min. IS – spray -arc [A] 150 175 200 270 310 380
max. IS – short -arc [A] 50 75 100 175 260 330

Valoarea minimă a curentului de sudare pentru care se asigu ră sudarea spray- arc este
cuprinsă între 150 și 380 A funcție de diametrul sârmei electrod. Valoa rea ma ximă a curentului
sub care se asigu ră sudarea short -arc este cuprin să între 50 și 330
A. Varian ta spray -arc este de obicei de preferat întrucât se asigură sudarea tuturor
componentelor cu grosini mai mari decât 5 mm, în mediu de Ar sau amestecuri de gaze,
realizându -se și o productivitate mare a procedeului de sudare, respectiv o cantitate mare de
metal depus. Când, însă, componentele sunt de grosimi mici, sau când este nevoie de o
pătrundere mică, atunci se apelează la procedeul short-arc. Lai sudarea cu electrozi fuzibili
îmbună tățirea stabili tății arcului, prin organizarea transferului picăturilor de metal de adaos, se
face sudând cu curent pulsant.

20
CAP .7. SUDAREA SPECIFICA CONDUCTELOR DE TRANSPORT APA

Sudarea conductelor de transport apă se execută după asamblare sau montaj, la un
interval de timp cât mai scurt, pentru a evita pătrunderea în îmbinare a impurităților care pot
duce la apariția unor defecte. Amorsarea arcului indiferent de procedeul de sudare folo sit, se face
într-un punct ce urmează să fie acoperit cu sudură. Se vor folosi sârme cu diametrul de 1 – 1,2
mm. Se va suda în curent continuu, polaritate inversa DC + (sârma electrod la polul pozitiv).
Procedeele specifice pentru sudarea conductelor de tr ansport apă sunt: WIG (TIG) și MIG -MAG
.

7. 1. Sudarea WIG (TIG)

Prin procedeul WIG teoretic se sudează toate metalele. Datorită aspectelor economice
este îndeosebi destinat su dării oțelurilor inoxidabile, a oțelurilor bogat aliate, a aliajelor de Al,
Mg și Cu etc, a oțelurilor active și refractare, sudării componentelor subțiri a unor metale și
aliaje de tipul celor arătate mai sus. Este în general un procedeu destinat sudărilor dificile din
toate punctele de vedere. Grosimile componentelor putând fi 0,1… 3,5 mm, la sudarea dintr -o
singu ră trecere, cu rost „I”, fără metal de adaos. Dacă componentele sunt mai groase se sudea ză
cu rost în „V” sau cu alte tipuri de rosturi și metal de adaos. Gama parametr ilor regimului de
lucru este foarte varia tă, astfel:
– intensitatea curentului de sudare I S= 3…1000 A;
– tensiunea arcului U a = 8…30 V;
– viteza de sudare v S = 5…50 c m/min;
– se sudea ză în curemt continuu și alternativ; la sudarea în curent alternativ se aplică peste
carentul de sud are un curent de înal tă frecven ță, pentru asigurarea stabili tății arderii arcului.
Procedeul WIG are însă și o serie de dezavantaje cum ar fi:
– mecaniza rea procedeului este destul de dificilă; motiv pentru care se apelează de obicei la
sudarea manua lă, ca atare, calitatea sudurii depinde mult de operator;
– productivitatea procedeului este redusă, echipamentele pentru sudare sunt mai scumpe și cu
întreținere pretențioasă.
În conclu zie, procedeul WIG se caracterizează print r-o protec ție foarte bună a arcului și a

21
metalului depus împotriva aerului atmosferic, evitând astfel folosirea unor electrozi speciali, a
unor fluxuri speciale sau cu rățirea de zgu ră a cusăturii. Lipsesc de asemenea, inclu ziunile de
zgură din cordon, proprietă țile m ecanice și de rezisten ță ale cordonului și ale îmbinării fiind
foarte bune.

7.1.1. Parametrii tehnologici de sudare

Elaborarea tehnol ogiei de sudare WIG î ncepe cu stabilirea gazului de prote cție precum și
a diametrului vergelei electrod. Se reamint ește faptul că grosimile componentelor sub 3,5 mm se
sudea ză dintr -o singu ră trecere, cu rost în „I”, fără metal de adaos. Celelalte tipuri de cordoane
cap la cap funcție de grosimea S a componentelor se sudează cu rost în „I” sau „ V”.
Diametrul electrodului nefuzibil se alege în funcție de grosimea componentelor de sudat
conform relației statistice [VIȘ08]:

de = −0,024 S2 + 0,77 S + 0,242 (1.1.)

unde: de și S sunt exprimate în mm.
Aceas tă relație este valabilă pentru domeniul grosimilor componentelor cuprinse între 1 <
S < 15. Diametrul e lectrodului calculat cu aceas tă relație se aproximează la una din valorile
diametrelor folosite la confecționarea electrozilor din wolfram sau wolfram thoriat: de = 1; 1,2;
1,6; 2,4; 3,2; 4,8; 6,3 și mai rar 9,5 și 12,7 mm. Corespondența dintre diametrul electrodului de
wolfram (de), a vergelei mate rial de adaos (dMA) și debitul de argon ( QAr) este data în tabelul
7.1.

Tabel 7.1. Corespondența dintre diametrul electrodului de wolfram (de), a vergelei mate rial de
adaos (dMA) și debitul de argon ( QAr) [VIȘ08]
de mm 1 1,6 2,4 3,2 5 6,3
dMA mm 1,5…2 2…2,5 2…3 2…3 3…5 5…6
QAr l/min 4…6 4…6 5…7 6…9 7…10 10…12

În cazul folosirii heliului drept gaz de protecție debitul acestuia se dublea ză față de
debitul necesar de argon.

22
Următorul parametru tehnolog ic ce trebuie determimat îl constituie natura și polaritatea
curentului. În acest sens în tabelul 7.2. sunt date indicații privind alegerea curentului de sudare
și a polari tății curentului continuu la sudarea diferitelor materiale după procedeul WIG.

Tabel 7.2. Indicații privind alegerea curentului de sudare și a polari tății curentului continuu
la sudarea diferitelor materiale după procedeul WIG [VIȘ08]

Metalul de bază DC
AC – +
Aluminiu și aliajele sale
Magneziu și aliaje le sale S<1,5 mm
+ S>1,5 mm
+
Bronz cu aluminiu +
Bronz cu siliciu + +
Cupru și aliajele sale +
Oțel slab aliat +
Oțel inoxidabile +
Nichel și aliajele sale +

Intensitatea curentului la procedeul W IG se cal culează în funcție de felul curentului și
polarita tea acestuia.

7.1.2. Tehnica sudării WIG

Sudarea WIG se realizează; manual cuprinzând mai multe etape. În primul rând se
amorsează arcul electric, care topește componentele de sudat formând o baie comună (fig. 7.1).
Amorsarea se face cu sârma electrod perpendicula ră pe materialul de bază. Când baia de metal
topit are un volum acceptabil, atunci pistole tul se încli nă la 75…80°, moment în care în
coloana arcului se iatroduce vergeaua materialului de adaos. Vergeaua este înclina tă cu
15…20° față de materialul de bază. Vergeaua se topeș te, căzând în baia de metal topit 1…3
picături. Apoi vergeaua se retrage, arcul electric revime în poziția verticală, se trece la topirea
unei noi băi de sudu ră alăturate celei precedente și puțin suprapusă cu aceasta și apoi fenomenul
se repetă.
Este de remarcat că în timpul procesului de sudare ve rgeaua materialului de adaos nu
trebuie să se atin gă de electrodul de wolfram adus la e temperatu ră foarte mare. În caz contrar
electrodul de wolfram se impurifică și se deformează. Se prefe ră, sub aspectul tehnicii su dării,

23
realizarea operației de la stân gă la dreapta fiind mai comodă pentru operator.

Fig. 7.1. Pregătirea vârfului electrodului la sudar ea cu diferite polari tăți ale curentului e lectric
[3]
În cazul când materialul de adaos, respe ctiv materialul vergelei are o tendi nță mare spre
oxidare, a ceasta nu se extrage din conul gazului de protecție, asigurându -se astfel prote cția și a
vergelei materialului de adaos.
În conclu zie sudarea WIG este o sudare cu un spectru larg de aplicare dar ea se va utiliza
numai atunci când procesul tehnologic o recla mă datorită costurilor ridicate ale aparaturii,
gazu lui de prote cție și a electrodului nefuzibil. La aceasta se mai adau gă și faptul că randamentul
termic al procedeului este relativ scăzut. C irca 50% din cantitatea de căldură produsă în arcul
electric al procedeului WIG este folosi tă la topirea marginil or îmbinării materialului de bază, iar
restul se pierde prin conducție în masa piesei și prin radia ție și convecție.

7.1.3. Avantaje si dezavantaje

Avantajele acestui procedeu sunt:
-se sudeaza orice metal sau aliaj, obtinându -se cusaturi cu grad ridicat de puritate
-arcul si baia de sudura sunt vizibile si astfel sudorul poate controla procesul
– nu se produc stropiri si nici împroscari de metal
– se poate suda în orice pozit ie
– nu rezulta zgura ,deci nu exista posibilitatea introducerii de incluziuni nemetalice în cusatura
– datorita gazului inert nu se produc modificari chimice în metalele si aliajele sudate
– se realizeaza suduri de mare finete începând de la grosimi ale tablelor de 0,3mm
Dezavantajele acestui procedeu sunt:

24
– este un procedeu manual si ca urmare calitatea sudurii depinde mult de îndemânarea sudorului
pentru realizarea miscarilor pistolet sârma si dozarii materialului de adaos în raport cu forma
îmbinarii
– viteze mici de sudare care duc la o productivitate scazuta
– la materialele cu grosimi mai mari de 6mm ,se foloseste numai pentru realizarea stratului de
radacina urmând ca celelalte straturi sa fie depuse printr -un procedeu mai productiv.

7.1.4. Re comandari privind sudarea

Amorsarea arcului electric se face prin apropierea electrodului de piesa. La instalatiile de
sudare care au generatoare de impulsuri de înalta frecventa (HF), amorsarea arcului se poate
realiza prin apropierea electrodului de pie sa , fara contact .
Dupa ce arcul electric a fost amorsat, pistoletul se mentine fix deasupra unui punct al
îmbinarii pâna când metalul piesei atinge temperatura de topire. Apoi prin descrierea unor
cercuri mici, zona topita se va mari si începe deplasare a pistoletului cu o viteza de avans
convenabila

Fig. 7.2. Pregătirea vârfului electrodului la sudar ea cu diferite polari tăți ale curentului e lectric
[4]
Metalul de adaos sub forma de vergele se introduce în arc, pentru a asigura umplerea
rostului. Este necesar ca miscarea de introducere a sârmei sa se faca tinând permanent capatul
acesteia în interiorul jetului de argon (fara sa atinga electrodul de wolfra m), pentru a se evita
oxidarea sârmei si aparitia porilor în cusatura.

25
Se va insista cu arcul electric asupra punctelor de pridere pentru topirea si inglobarea
acestora în baia de sudura si realizarea unei radacini corespunzatoare. Pentru asigurarea unei
bune stabilitati, arcul electric se va mentine cât mai scurt posibil si cu o lungime constanta.
La încetarea sudarii, dupa stingerea arcului electric, este necesara mentinerea jetului de
argon cca. 10 secunde pâna la solidificarea metalului topit pentru a evita oxidarea baii.
Formarea craterelor la sfârsitul cusaturii poate fi evitata prin reducerea automata a
curentului de sudare, realizata de instalatia de sudare. Daca instalatia de sudare nu permite acest
lucru, la sfârsitul cusaturii sudate se executa o întoarcere înapoi pe o lungime de 15mm , dupa
care arcul se stinge.
Sudarea WIG a tevilor se poate executa în toate pozitiile de sudare În timpul sudarii
conducerea (mânuirea) pistoletului si a sârmei pe îmbinare se face astfel încât fata de tangenta la
teava, electrodul de wolfram sa fie înclinat la un unghi de 75 -80 iar sârma de sudura sa fie
înclinata la un unghi de 20 – 30.
Forma vârfului electrodului de wolfram influienteaza stabilitatea arcului electric si
adâncimea de patrundere (vârf ascutit = patrundere buna ,vârf neascutit = sudura mai lata).
Vârful electrodului de wolfram iese afara din duza pistoletului 3÷6mm în functie de diametrul
electrodului si de natura îmbinarii .

7.2. Sudarea MIG și MAG

Procedeele de sudare în mediu de gaze MIG ș i MAG sunt folosite în varianta
semimecanizată sau mecanizată (uneori automatiza tă). Varianta semimecaniza tă se întâlnește în
mod curent, în care sudorul execu tă majoritatea operațiilor cu excep ția aducerii sârmei de sudu ră
și a gazelor de prote cție în zona arcului. Aceste materiale de sudare vin în zona arcului prin
intermediul unui tub flexibil de la panoul de distrib uție al gazelor și de la mecanismul de avans al
sârmei electrod.
Varianta mecaniza tă sau automatiza tă folosește o sanie, sau un cărucior care realizea ză
depla sarea arcului electric în lungul rostului ele mentelor de îmbinat. Pe sanie sau cărucior se
află atât sistemul de avans al sârmei electrod cât și capul de sudare la care vin gazele
de protecție, precum și sistemul de răcire cu apă a duzelor capului de sudare.
Avantajele procedeelor de sudare MIG -MAG sunt ur mătoarele:

26
– rata depunerii, coefi cientul de depunere, productivitatea și factorul operator sunt
mult mai mari decât la sudarea SE, comparabile
– cu cele de la sudarea SF;
– arcul electric este vizibil și deci conducerea procesului de către operator este mult ușura tă;
– în urma procesului de sudare nu rezul tă o cantitate importan tă de zgură, ca atare nu este
nevoie de cu rățirea acesteia. În cordon probabilitatea apariției incluziu nilor de zgu ră este mult
redusă. Sudarea prin mai multe treceri este astfel ușurată evitând cu rățirea zgurei. Ca atare,
productivitatea procedeelor creste;
– procedeele au un grad mare de univer salitate, putându -se suda majoritatea materialelor
metalice și în orice poz iție.
Dezavantajele procedee lor MIG -MAG sunt următoarele [ 4]:
– echipamentul de sudare este mai scump datori tă complexi tății lui în ceea ce privește avansul
sârmei electrod, necesitatea răcirii cu apă, necesitatea administră rii gazului de protecție;
– pistoletul de sudare este mai greu datori tă existenței și a furtunului de legătură care transpor tă
conductele de gaz, de apă de răcire și cablul flexibil de conducere a sârmei de sudare, precum și
cablul de curent;
– operatorul nu poate urmări gradul de prote cție al băii de sudu ră neob servând clopotul de
gaz creat în jurul arcului;
– intemperiile atmosfer ice provoacă deplasarea gazului de prote cție și în speci al vântul ce
acționează în cond ițiile de șantier.
Parametrii tehnologici primari la sudarea prin procedeele MIG -MAG, variază între
următoarele valori:
– intensitatea curentului de sudare: IS = 50…5 00 A;
– tensiunea arcului: Ua = 16…35 V;
– viteza de sudare: vS = 30… 150 cm/min;
– diametrul sârmei electrod: d e = 0,6…3,2 mm, mai des folosit fiind d = 0,8…2,4 mm;
– -debitul de gaz Qg = 10…25 l/min.

7.2.1. Materiale de sudare

La sudarea MIG sârmele de sudare au în general acee ași compoziție ca și materialul de

27
bază care se sudează. Drept gaze de protecție la sudarea MIG se folosesc argonul sau heliul.
Argonul are avantajul ca este un gaz mai ieftin, asigu ră o stabilitate bună a arcului electric
întrucât tensiunea de ionizare este mai mi că. În plus, argonul produce și „autoasc uțirea” sârmei
în cursul sudării, ceea ce conduce la concentrarea arcului electric.
Heliul este un gaz mai scump, cu o densitate mai mică decât argonul și chiar decât a
aerului. El nu asigu ră fenomenul de microrablare așa cum se întâmp lă în cazul argonului. Heliul
însă realizează o pătrundere mult mai ma re la sudarea diferitelor materiale metalice. Uneori, în
gazul de prote cție se mai introduce oxigenul și bi oxidul de carbon. Oxigenul introdus, în
propo rții relativ scăzute, 1…5%, face să crească temperatura arcului datori tă fenomenelor
energice de oxidare, ca atare, crește și pătrunderea cusăturii. Trebuie avut în vedere faptul că
oxigenul reduce cantitatea de elemente de aliere din compoziția materialului topit ca urmare a
proceselor de oxidare din baie și din arcul electric. Combinarea a rgonului cu dioxidul de ca rbon,
până la 25% C O2, are drept consecin ță acela și efect de oxidare energi că creat prin
descompunerea bioxidului de carbon și, ca atare, conduce la intensifi carea regimului de sudare.
În plus arcul devi ne mai stabil, iar împro șcările de metal se reduc.
La sudarea MAG sârmele de sudu ră au în compoziția lor un surplus de siliciu și
mangan, în cazul sudării oțelurilor, pentru a asigura dezoxida rea băii. În lipsa ace stor elemente
oxigenul provenit d in descompunerea bioxidului de carbon ar ataca alte elemente de aliere, sau
fierul creând oxizi cu efecte defavorabile asupra compoziției băii de metal topit.
De obicei la sudarea MAG a oțelur ilor carbon și slab aliate sârmele au circa
0,3…1,2% Si și 1,2…2,5% Mn. Uneori, în sârma de sudu ră se introduce și titan realizându -se o
microaliere cu titan pî nă la 0,2%. Această microaliere conduce la un procent de titan de 0,03%
în cordonul de sudu ră având ca afecte creșterea caracteristicilor de rezisten ță ale îmbinării și
în speci al creșterea rezili enței de peste două ori.
Cel mai folosit gaz activ pentru sudarea MAG este dioxidul de carbon, după cum s -a
arătat. Dar la sudarea MAG mai pot fi folosite și amestecuri de gaze. Astfel argonul introdus în
dioxidul de carbon conduce la îmbunătățirea arderii arcului e lectric asigurând deci creșterea
stabili tății acestuia și totoda tă îmbună tățirea plastici tății îmbinării ca urmare a reducerii canti tății
de oxigen din apațiul arcului.
Oxigenul introdus în dioxidul de carbon are același efect ca și la sudarea MIG, respectiv
creșterea temperaturii metalului topi t, crește astfel viteza de sudare. Totoda tă, oxigenul

28
micșorează și efectul de împr oșcare a metalului topit, dând cusăturii un aspect mai uniform.
Oxigenul se introdu ce în propo rție de pâ nă la 10% la oțelurile nealiate, deci neafectate de
reducerea p rin oxidare a elementelor de aliere și în propo rție pînă la 5% la oțelurile slab aliate.
Gazele de protecț ie la sudarea MIG -MAG trebuie să aibă o puritate foarte m are de
circa 99,9%. De asemenea, umiditatea gazelor trebuie să fie mai mică decît 300 mg/m3·N și
în cazurile pretențioase de sudare sub 100 mg/m3·N. Se are în vedere că, cu cât puritatea
gazului este mai mică și viteza de sudare se va reduce.
O influe nță deosebi tă o are puritatea gazului a supra caracteristicilor mecanice ale
îmbin ării sudate.
Umidita tea gazului este deosebit de nefavorabi lă prin aceea că apa la temperatura arcului
se descompune în hidrogen și oxigen ambele gaze având efecte defavorabile asupra băii de metal
topit.

7.2.2. Algoritmul de calcul al tehnologiei de sudare MIG și MAG

Sudarea MIG-MAG poate să se realize ze dintr -o singu ră trecere, fără prelucrarea rostului,
la grosimi până la 5 mm, în condițiile în care diametrul sârmei electrod este de 2 sau 2,4 mm.
Sudarea se poate realiza din tr-o singu ră trecere pâ nă la grosimi de 10 mm, dacă rostul este cu
prelucrare în „V” sârma de sudu ră fiind de 2,4 sau 3,2 mm. Pentru grosimi mai mari ale
compon entelor, sudarea se reali zează cu rost în „V” s au „X” prin mai multe treceri. Se
reamintește faptul că procedeul MIG sau MAG poate asigura transferul materialului prin arc în
varianta short -arc (sha) sau spray -arc (spa). Varianta short este folosi tă de obicei la table subțiri
cu grosimi cuprinse între 0,5 și 6 mm. Varianta spray -arc este folosi tă economic la table de
grosimi mari, cu grosimea mai mare decât 5 mm. Sudarea short-arc se realizează în curent
continuu a tât în polari tate direc tă DC- cât și în polaritate inversă DC+. Sudarea spray -arc se
realizează în curent continuu numai în polaritate inversă DC+.
În anul 1952, inginerii rusi au folosit pentru prima data CO2 (dioxid de carbon) la
sudare, astfel a luat nastere procedeul cunoscut astazi ca si sudarea MAG. In scurt timp, acest
procedeu s-a raspandit cu re peziciune in Europa vestica pentru sudarea otelurilor nealiate si slab
aliate.

29
Totusi, odata cu scaderea pretului la argon in anii `60, a inceput sa se utilizeze si
amestecuri de gaze, iar utilizarea acestora s-a extins tot mai mult de-a lungul anilor. In prezent
este posibila sudarea MIG/MAG la standarde de calitate superioare si cu productivitate ridicata.
În decursul ultimilor ani, sudarea MIG/MAG a castigat o importanta tot mai mare, nu doar
pentru sudarea otelurilor de constructii nealiate si slab aliate, ci si pentru sudarea aluminiului si a
otelurilor inalt aliate – datorita tehnologiei arcului electric pulsat.
Datorita caracteristicilor speciale, cum ar fi: rata ridicata de depunere, patrundere adanca,
rentabilitate mare, manevrare usoara, mecanizare completa etc., sudarea MIG/MAG ofera multe
avantaje fata de alte procedee de sudare.
Arcul electric arde intre un electrod care se topeste (si care este in acelasi timp material
de adaos de sudare) si piesa de sudat. Gazul de protectie este fie inert (MIG – de ex. argon, heliu
si amestecuri ale acestora), fie activ (MAG CO2, sau amestercuri Ar cu CO 2, si/sau O2) .
Se pot folosi si amestecuri de gaze cu 2, 3 sau 4 componente, ca de ex. dioxid de carbon, argon,
heliu si oxigen. De asemenea, se poate folosi chiar si dioxid de carbon pur.
În figura 7.3. este prenetat schematic principiul procedeului. Sarma – electrod vine de la
bobina si este condusa prin rolele de antrenare la duza de curent. In marea majoritate a cazurilor
polul pozitiv este la sarma. Capatul liber al sarmei este scurt, astfel incat se pot utiliza intensitati
ridicate de curent, cu toate ca electrodul este subtire.

Fig. 7.3. Principiul procedeului MIG -MAG [17]

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

30

7.2.3. Surse de curent pentru sudarea MIG/ MAG

Doar surse de curent continuu sunt utilizate la sudarea MIG/MAG, cu polul puls la sarma
– electrod (in care se folosesc sarme tubulare, la anumite tipuri de sarme este necesar ca polul
negativ sa fie la sarma).
Sursa de curent trebuie sa permita o reglare fina, pentru a permite obtinerea unui set
parametri optimi pe intregul domeniu de. In cazul unei instalatii cu reglaj in trepte, pasul trebuie
sa fie adaptat domeniului de curent corespunzator instalatiei(de ex. 18 – 36 trepte la o instalatie
de 300A). In cazul surselor de curent mai sofistica te (cum ar fi sursele de curent cu invertor),
puterea poate fi reglata continuu (adica, fara trepte) cu ajutorul unui potentiometru.
La alegerea unei instalatii de sudare in mediu de gaz protector este important ca sursa de
curent sa aiba o putere de iesire suficienta. Pe placuta indicatoare sunt prezentate datele tehnice
ale instalatiei, fapt prezentat în figura 7.4.
Durata activa (DA) a unei surse de curent este data in procente. In mod normal, pe
placuta indicatoare este data intensitatea permisa a curentului si tensiunea corespunzatoare
pentru o durata activa de 100% si respectiv 60%.

Fig. 7.4. Datele tehnice ale instalației [17]

La interpretarea informatiilor tre buie tinut cont de durata ciclului care poate fi 5
sau 10 min si de temperatura mediului ambiant care poate fi 25° sau 40° C, fapt prezentat în

31
figura 7.5.

Fig. 7.5. Durata ciclului de sudare [17]

La susele FRO NIUS i nformatiile se refera la o durata a ciclului de 10 min. la o
temperatura a mediului inconjurator de 40°C.
Sursa de curent a carei placuta indicatoare indica 450A poate fi utilizata 100% la 360 A.

7.2.4. Dispozitivul de avans al sarmei

Pentru un proces de sudare de calitate, un factor esential il constitue alimentarea
constanta si cu viteza uniforma cu sarma de sudare.
Motoarele utilizate la dispozitivele de avans sarma sunt motoare in curent continuu fie
cu stator bobinat fie cu cu magnet permanent (cele cu magnet permanent sunt mai des folosite)
sau motoare cu rotor disc. A ceste motoare se caracterizeaza printr-o durabilitate ridica ta.
In practica, se folosesc sisteme de antrenare cu 2 si 4 role. Sistemele cu 4 role prezinta
avantajul ca asigura alimentarea fara probleme chiar si in cazul in care se folosesc aliaje de
aluminiu sau sarme tubulare (fig. 7.6.). Vit eza de avans a sarmei trebuie sa fie reglabila
intre 1 si aprox. 22 m/min. (La aparatele pentru sudarea MAG de productivitate ridicata,
trebuie sa fie posibile viteze de avans de pana la 30 m/min .)

32

Fig. 7.6. Sisteme de antrenare cu role [17]

Alimentarea corespunzatoare cu sarma este generata de diferite eleme nte ale sist emului
de alimentare
Presiunea de apasare a rolelor de avans trebuie astfel reglata, incat sarma – electrod sa
nu se deformeze si/sau exfolieze, si totusi sa garanteze alimentarea ireprosabila cu sarma.
Trebuie sa se utilizeze role de avans cu canal corespunzator diametrului sarmei.
iferite materialele de adaos necesita role de antrenare cu forme diferite ale canalului.

7.2.5. Pistoletul de sudare

Este componenta instalatiei de sudare cu care lucre aza efectiv operatorul sudor, din aces
motiv poate fi definit ca „interfata” cu instalatia de sudare. Multe defecte si erori aparute in
timpul sudarii sunt cauzate de pistoletul de sudare. Manuirea cu grija a pistoletului garanteaza o
functionare sigura a instalatiei de sudare si reduce costurile de exploatare.
O distinctie fundamentala exista intre pistolete de sudare manuale si cele mecanizate.
Pentru cabluri ale pistoletelor de pana la aprox. 4,5m, sarmele sunt impinse, iar pentru lungimi
mai mari ale cablurilor de legatura se utilizeaza pistolete Push-Pull.
In cazul pistoletelor de sudare manuala, se face distinctie intre pistoletele cu racire cu gaz
si cele cu racire cu lichid de racire. In functie de domeniul curentului de sudare si de durata
activa, se alege tipul de racire necesar. Pentru intensitati de curent de peste 300 A re
recomanda utilizarea pistoletelor de sudare racite cu lichid de racire (pentru o durata de viata
mai mare, si un necesar mai mic de consumabile).

33
La sudarea cu arc electric pulsat, se folosesc in marea majoritate a cazurilor pistolete de
sudare racite cu lichid de racire, fapt prezentat în figura 7.7 .

Fig. 7.7. Pistolete de sudare racite cu lichid de racire [3]

7.2.6. Caracte ristica statică a sursei de cure nt MIG/MAG

La sudarea MIG/MAG se folosesc surse de curent cu caracteristica de tensiune
constanta (usor cazatoare).
La instalatiile cu reglaj in trepte, caracteristica sursei de sudare poate fi selectata
printr-un comutator in trepte grosiere si/sau fine. La sursele de curent cu reglare continua,
caracteristica se regleaza automat prin intermediul unui potentiometru pentru puterea de sudare.
Caract eristica statica este caracteristica de incarcare a unei instalatii de sudare (inregistrata punct
cu punct, in stare statio nara, in diagrama curent – tensiune), care re zulta atunci cand reglajele
instalatiei raman neschimbate, dar se modifica sarcina rezistiva ohmica.
Caract eristica statica este inclusa intre caracteristica statica minima (treapta de comutare
cea mai joasa) si c ea maxima (treapta de comutare cea mai inalta).

7.2.7. Tipuri de arc electrice

În functie de densitatea curentului, de puterea arcului electric și de gazele de protecție
utilizate se pot distinge tipuri diferite de transfer al materialului, care se caracterizeaza fiecare

34
printr-un tip special al arcului electric.

Tabel 7.3. Tipuri diferite de transfer al materialului [3]
Tipul arcului electric Prescurtare Marimea stropilor Trecerea materialului
Arc el ectric scurt k Stropi fin Doar in scurt-circuit,
uniform
Arc el ectric intermediar ü De la stropi fini pana
la stropi mari Partial in scurt-circuit,
si partial fara scurt-
circuit neuniform
Arc el ectric tip spray s Stropi fini si super-
fini Fara scurt-circuit,
uniform, prin
pulverizare
Arc el ectric globular l Stropi mari Neuniform in scurt-
circuit, partial fara
scurt- circuit
Arc el ectric pulsat P Reglabil Fara scurt-circuit,
uniform

CAP. 8. DEFECTE LA SUDARE

8.1. D efecte la sudare datorate gazului de protectie necorespun zator

Insuficient gaz de protecție în baia de sudare duce la reacții între aer și baie de sudare și
la cusături sudate cu pori cu stabilitate insuficienta.

Fig. 8.1. Defecte la sudare datorate gazului de protectie necorespunzator [3]

35

Defect: Curentul de aer (de ex. pe șantier) perturbă acoperirea gazului de protectie
Consecinte:Gaz de protectie insuficient, formarea porilor in cusatura sudata
8.2. D efecte de topire

Doar arcul electric (nu baia de sudare) are suficienta energie pentru a topi suprafata de
imbinat si de a realiza o imbinare stabila. Pentru a evita defectele de topire, trebuie ca imbinarea
de sudat sa fie pregatita si prelucr ata corespunzator.

Fig. 8.2. Defecte de topire [3]

Defect de topire la le gare când se sudează cu putere scăzuta a arcului electric; punctul de
legare nu este polizat; nu este sudat cu suficienta suprapunere
Corect: se polizeaza capatul cordonului, se amorseaza inainte de capatul cordonului si se
continua sudarea. De fecte de topire pot aparea cand arcul electric nu atinge marginile rostului
sau stratul depus anterior, deoarece baia de sudare fuga inainte.
Se pot face urmatoarele greseli:
– Unghiul de deschidere e prea mic.Corect: 40° pana
la 60°

– Inaltimea radacinii e prea mare
– Desc hiderea radacinii e prea mare

– Abaterea de la aliniere e prea mare

– Suprasudarea cordoanelor puternic ranforsate
Corect: in ainte de suprasudare, cordonul de radacina
trenuie sudat astfel încât să aibe forma
corespunzatoare

36

În cazul in care pozitia pistoletului este incorecta, arcul electric topeste doar o margine a
rostului de sudare. Acest fapt poate conduce la defecte de topire si, prin aceasta, la imbinari
instabile.

a) b) c)
Fig. 8.4. Defecte datorate poziție pistoletului: a) pistoletul nu este ținut pe mijloc; b) pistoletul
este pre înclinat spre o margine a rostului de sudare; c) poziția incorectă a pistoletului datorată
accesului restricționat [3]

CAP. 9. SIGURANTA LOCULUI DE MUNCA

La sudare trebuie să se țină seama de următoarele pericole:
edii datorate imprăștierii sc ânteilor
a) Vi teza de sudare e ste prea scăzută sau rata de depunere este
prea mare. A nu se efectua cordoa ne de sudura excesiv de
groase
b) S udare în poziția PG (vertical d escendent). R ata de
depunere tre buie limitată. A nu se suda prea încet
Fig. 8.3. Defecte de topire: a) viteza de sudare este prea
scăzută; b) sudarea în poziție PG [3]

37

materiale nocive
gomot
radație optică
oc electric
manipulare incorectă

9.1. Pe ricole datorate zgomotului

Unele procedee de sudare produc nivele ridicate de zgomot. I ntensitatea acustica peste
85dB(A) poate cduce la perturbări de auz iar zgomotul dăunează sistemului nervos al omului.
Măsuri de protecție
electarea unor procedee care sa faca un zgomot cat mai mic posibil
zolarea acustica a sursei de zgomot
este 85dB(A), protectie personala Masca de protectie auz
9.2. Pe ricole datorate radației optice

Arcul elecxtric și baia de sudare emit radiație vizibilă și invizibilă. Intensitatea
acestor radiatii depinde de:
nergia liniară
imensiunea arcului electric
Temperatura arcului electric
istribuția temperaturii
Cauzele si efe ctele ale radiatiei optice – radiatia ultravioleta
Arcul electric si baia de sudare produc accidente datoită nivelului ridicat al radiației
optice. Cal dura, lumina și ra zele ultraviolete, pot produce urrmătoarele pericole:
– pentru O chii: opacitate orbire, fulgerare
– pentru Pi ele: ardere
“Fulgerarea” sudorului poate produce dureri de ochi, lacr imare, fobie de lumina și
umflarea ploapelor. C onjunctiva ochilor si in unele cazuri si cornea sunt atinse.Pistoletul nu este
ținut pe mijloc.Pistoletul este prea inclinat spre o margine a rostului de sudare.

38
Măsuri de proțectie:
parațiile la racordurile de rețea defecte sau la sursele defecte trebuie făcute doar de un
electrician specialist.
Lucrările de intretinere cat si reparatile simple trebuie efectuate doar de un sudor calificat.
helari de sudură conform standardelor (DIN EN 169)
ut de protecție

9.3. Ec hipame nt de protect ie si primul ajutor

La lucrar ile de sudare tre buie purtate imbracaminte care acopera corpul suficient si care
nu sunt murdarite cu materiale inflambile sau usor inflamabile.
N.B.: Fara imbracaminte din fibre usor fuzibile, cum sunt nylonul sau perlonul.
Chiar dacă urmați instructi unile de protectie se poate întâmpla să aibă loc mici accidente. De
accea fiecare trebuie a fie informat despre masurile speciale de la locul accidentului pentru
acordarea primului ajutor.

BIBLIOGRAFIE
[1] Machedon T., Mache don E., Alegerea optimă a electrozi lor pentru sudare în funcție
de materialul de bază, Editura Acad emiei Forțelor Aeriene Henri Coan dă Brașov, ISSN 1453 –
0139, pag. 23 – 29, 2002
[2] Paslarasu I., Teodorescu M., Rotaru N., Alimentări cu apă, Ed. Tehnică, București,
1981.
[3] *** CM Metal Trading SRL, Sudarea MIG/MAG – Noțiuni de bază, Timișoara, 2014.
[4] *** http://www.hammerheadtrenchless.com/en -US/ProductLine.html?
ProductLineNodeId =b6f28129 -fcdb-49ad -82a3 -563156398b52&BaseProductLineNodeId
=b6f28129 -fcdb-49ad -82a3 -563156398b52&ProductRootMenuId=404991f4 -dedf-4ad6 -83a6 –
3f61d138fcba
[5] Vișan D., Tehnologii de sudare, Ed. Fundației Universitare ”Dunărea de Jos, Galați ”,
2008