TEHNOLOGIA MATERIALELOR – Deformare plastică. Sudare. Procedee conexe sudării [604029]

TEHNOLOGIA MATERIALELOR – Deformare plastică. Sudare. Procedee conexe sudării
95
Fabricarea țevilor prin extrudare
Procedeul de extrudare este aplicat, de regulă, pentru fabricarea țevilor din
aliaje neferoase prin deformare plastică la rece .
Extrudarea țevilor poate fi realizată folosind metodele de extrudare directă și
indirectă (fig. 1.77).

Fig. 1.77 Fabricarea țevilor prin extrudare:
a) directă; b) inversă;
1 – poanson; 2 – tijă; 3 – container ; 4 – semifabricat; 5 – matriță; 6 – suportul matriței ;
7 – țeavă extrudată ; 8 – inel de ghidare .
Prin extrudare se pot fabrica țevi cu diferite secțiuni transversale, de la grosimi
de perete de 0,025 mm și diametr e de 0,3 mm până la grosimi de perete de 1,5 … 8
mm și diametr e de 350 … 400 mm.
Fabricarea țevilor prin t ragere
În general, p rocedeul de tragere este utilizat pentru îmbunătățirea calității
suprafeței țevilor brute obținute prin laminare sau sudare.
Fabricarea țevilor prin tragere poate fi realizată în următoarele variante de
prelucrare: în gol, cu dop flotant, pe dorn scurt, pe dorn lung (fig. 1.78).
a)
1
2
3
4
5
6
7
F
b)
7
1
3
4
8
F

1. P r e l u c r a r e a m a t e r i a l e l o r m e t a l i c e p r i n d e f o r m a r e p l a s t i c ă
96

Fig. 1.78 Fabricarea țevilor prin tragere:
a) în gol; b) cu dop flotant; c) pe dorn scurt; d) pe dorn lung ;
1 – semifabricat țeavă; 2 – matriță; 3 – țeavă trasă; 4 – dop flotant; 5 – dorn scurt; 6 – dorn lung.
Fabricarea țevilor sudate longitudinal (pe generatoare)
Țevile sudate obținute prin sudarea longitudinală (pe generatoare) sunt
confecționate din semif abricate de tip tablă sau sub formă de bandă.
Prelucrarea semifabricatelor cuprinde două etape principale:
– formarea țevii – curbarea semifabricatului plan până la obținerea unei secțiuni
transversale circulare ;
– sudarea țevii – îmbinarea nedemontabilă a marginilor țevii formate.
Formarea țevii constă în deformare plastică progresivă a unui semifabricat plan
până la obținerea unei corp cilindric . În funcție de direcția de sudare, țevile obținute
prin sudare sunt clasificate în următoarele categorii:
– țevi sudate longitudinal (pe generatoare);
– țevi sudate elicoidal.
Pentru realizarea țevilor sudate longitudinal (pe generatoare) se utilizează , în
general, semifabricate tip tablă laminat ă debitat ă la dimensiunile corespunzătoare
țevii și semifabricate sub formă de benzi.
În cazul utiliz ării table lor laminate , formarea țevii se realizează prin curbare în
matrițe sau curbare pe mașini cu valțuri.
a)
b)
1
2
3
F
1
2
3
4
F
c)
d)
1
2
3
5
F
1
2
3
6
F

TEHNOLOGIA MATERIALELOR – Deformare plastică. Sudare. Procedee conexe sudării
97
Curbarea tablelor în matriță se efectuează în două etape (fig . 1.79). Prima etapă
constă în îndoirea tablei pe toată lungimea acesteia utilizând un poanson a cărei
suprafață de contact cu tabla este curbă. În a doua etapă se realizează curbarea
completă a tablei într -o matriță, ai cărei pereți interiori dau forma rotundă a
burlanului.

Fig. 1.79 Etapele formării țevilor folosind curbarea în matriță :
a – îndoirea muchiilor longitudinale; b – îndoirea cu poansonul; c – curbarea totală în matriță;
d – sudarea longitudinală în interior; e – sudarea longitudinală la exterior ;
1 – semifabricat cu muchii îndoite; 2 – matriță pentru îndoire; 3 – poanson; 4 – semifabricat îndoit;
5 – semimatriță superioară; 6 – semimatriță inferioară; 7 – semifabricat curbat;
8 –țeavă sudată la interior; 9 – cap de sudare; 10 – țeavă sudată.
Curbarea tablelor pe mașini cu valțuri se realizează cu ajutorul valțurilor de
curbat tablă, prevăzute cu trei sau patru cilindrii (valțuri) ( v. fig. 1.68 a și 1.68 b ).
Avansul semifabricatului se realizează pe baza frecării existente între el și valțurile
aflate în mișcare de rotație. Raza de curbură realizată depinde de razele valțurilor
utilizate și de distanțele dintre axele acestora. Pentru ca semifabricatul curbat să -și
păstreze forma cilindrică, înainte de scoaterea lui dintre valțuri, el se rigidizează prin
prinderea capetelor cu puncte de sudură.
a)
1
b)
3
2
4
c)
5
6
7
d)
8
9
e)
10
9

1. P r e l u c r a r e a m a t e r i a l e l o r m e t a l i c e p r i n d e f o r m a r e p l a s t i c ă
98
După curbarea tablei se trece la operația sudare interioară și exterioară a
marginilor acesteia.
În cazul în care pentru fab ricarea țevilor sudate se utilizează semifabricate sub
formă de benzi, formarea țevi se obține prin deformarea succesivă a benzii pe o
instalație cu role. Fazele formării țevilor cu secțiune circulară sunt prezentate în figura
1.80.

Fig. 1.80 Fazele formării țevilor pe instalații cu role .
Pentru realizarea țevilor sudate elicoidal se utilizează, în general, semifabricate
sub formă de benzi.
În acest caz, semifabricatul sub formă de bandă este deformat în matrița unei
instalații de formare, realizată fie dintr -un corp metalic monobloc cu suprafața
interioară curbată , fie dintr -o serie de role decalate între ele (fig. 1.8 1).
Sudarea țevii constă în îmbinarea nedemontabilă a marginilor țevii formate prin
deformare plastică folosind un procedeu de sudare prin topire sau prin presiune, ales
în funcție de natura materialului, dimensiunile și destinația țevii sudate.
Pentru fabricarea țevilor sudate longitudinal se utilizează unul din următoarele
procedee:
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪

TEHNOLOGIA MATERIALELOR – Deformare plastică. Sudare. Procedee conexe sudării
99

Fig. 1.8 1 Fabricarea țevilor sudate elicoidal:
1 – bandă rulată; 2 – role de îndreptare; 3 – role de pregătire a marginilor; 4 – role de antrenare;
5 – matriță; 5 ’ – matriță monobloc; 5 ” – matriță cu role; 6 – țeavă formată ; 7 – cusătură sudată;
8 – țeavă sudată elicoidal .
– sudare prin topire:
o sudare cu arc electric sub strat de flux;
o sudare cu arc electric în mediu de gaz protector (MIG/MAG);
o sudare cu jet de plasmă;
o sudare cu flacără oxiacetilenică;
– sudare prin presiune:
o cu încălzire prin rezistență de contact;
o cu încălzire prin inducție.
Procedeele de sudare prin topire realizează îmbinarea margi nilor țevii prin
topirea locală a acestora împreună cu un material de adaos. În urma topirii celor două
componente se formează o baie de metal topit care, în urma îndepărtării sursei de
căldură se răcește , cristalizează, formând o cusătură sudată.
Sudarea prin topire a țevii se poate executa fie numai la exterior, fie atât la
interior cât și la exterior, metoda aplicată fiind aleasă în funcție de grosimea de perete
și diametrul țevii.
În cazul sudării prin presiune, cordon ul de sudură longitudinal se obțin e prin
presarea marginilor țevii formate , încălzit e în prealabil prin rezistență electrică de
contact sau prin inducție electrică . Sudarea se efectuează fără adăugare de material de
adaos.
1
2
3
4
5
A
A
6
8
7
A – A
5’
5”

1. P r e l u c r a r e a m a t e r i a l e l o r m e t a l i c e p r i n d e f o r m a r e p l a s t i c ă
100
În cazul în călzir ii prin rezistență electrică marginile țevii formate sunt aduse în
contact prin intermediul a două role conectate la o sursă de curent. Zona de contact
dintre suprafețele marginilor țevii formate constituie o rezistență electrică de contact
care, la trecerea curentului electric prin ea, se încălz ește puternic prin efect Joule -Lenz.
În figura 1.8 2 se prezintă schema de principiu a instalației de fabricare a țevilor
sudate longitudinal prin presiune cu rezistență electrică de contact.
În cazul încălzirii prin inducție electrică marginile țevii formate trec prin câmpul
de acțiune al unui inductor (fig. 1.8 3), încălzindu -se datorită curenților de înaltă
frecvență (cca. 200…400 kHz).
După încălzirea suprafețelor de contact, marginile sunt presate, formându -se
astfel cordonul de sudură. Pentru ca sudarea să se execute în condiții optime, este
esențială existența unei calități adecvate a marginilor benzii din care se confecționează
țeava.

Fig. 1.8 2 Fabricarea țevilor sudate longitudinal prin presiune cu
rezistență electrică de contact :
1 – rolă de sprijin; 2 – țeavă formată; 3 – role de presare și antrenare; 4 – role de contact; 5 – izolator;
6 – sursă de curent pentru sudare (transformator) ; 7 – cusătură sudată .
1
2
3
3
4
5
6
F
F
~
7

TEHNOLOGIA MATERIALELOR – Deformare plastică. Sudare. Procedee conexe sudării
101

Fig. 1.8 3 Fabricarea țevilor sudate longitudinal prin presiune cu încălzire prin inducție:
1 – țeavă formată; 2 – inductor; 3 – role de presare; 4 – cusătură sudată; 5 – rolă de sprijin;
6– role de antrenare ; S – sursă de curent; F – forța de presare .
Țevile sudate longitudinal prin presiune sunt supuse după sudare la o serie de
operații cum ar fi:
– îndepărtare a bavurilor interioare și exterioare ;
– verificare a uniformității și in tegrității cordonulu i de sudură;
– aplicarea unui tratament termic cordonului de sudură pentru transformarea
structurii de bază rezultată într -o structură uniformă în zona sudurii;
– răcirea cordonul ui de sudură (cu apă) și calibrarea țevii în laminorul de calibrare
în vederea obținerii dimensiunilor finale ;
– controlul c alității sudurii prin executarea unor teste distructive (tracțiune,
turtire), inspectarea microstructurii zonei sudate și teste nedistructive ( control
cu ultras unete sau cu curenți turbionari) .
La țevile sudate e licoidal se utilizează procedeul de sudare cu arc electric sub
strat de flux. Îmbinarea marginilor țevii formate se poate executa la exterior sau la
exterior și interior, modul de îmbinare fiind ales în funcție de grosimea de perete a
țevii.

S
A
A
F
F
F
1
2
3
4
5
6
A – A

1. P r e l u c r a r e a m a t e r i a l e l o r m e t a l i c e p r i n d e f o r m a r e p l a s t i c ă
102