1. Ce este sudarea
Procedura de sudare inseamna unirea prin fuziune a doua piese sau materiale din metal sau din polimeri (materiale termoplastice), la temperaturi foarte ridicate. Sudura se poate face in doua feluri: cu sau fara utilizarea unui material de adaos, iar atunci cand imbinarea celor doua materiale se face prin topirea lor, procedeul se numeste sudare prin topire.
Materialul adaos este folosit in cazul in care piesele care trebuie imbinate nu au aceleasi proprietati fizice si chimice - de regula cand e vorba despre metale sau aliaje diferite. Materialul de adaos mai poate fi folosit si in cazul in care rosturile de sudura - spatii lasate intre piesele care trebuie imbinate - sunt de dimensiuni mai mari.
Citeste si: Cum se sudeaza in mod corect si care sunt regulile de baza. Sfaturi utile pentru siguranta
Tipuri de materiale ce pot fi sudate
In functie de elementele de baza din care sunt formate piesele ce trebuie sudate, acestea se impart in urmatoarele categorii:
- Oteluri
- Otel inoxidabil
- Aluminiu si aliajele sale
- Nichel si aliajele sale
- Cuprul si aliajele sale
- Titan si aliajele sale
- Fonta
Sudarea metalelor este o procedura care a inlocuit metodele mai vechi de imbinare a materialelor, cum ar fi nituirea. Iata care sunt avantajele si dezavantajele acestei proceduri:
Avantajele sudarii materialelor
- Sudarea permite imbinarea eficienta a materialelor de constructie si o integritate sporita
- Sudarea poate fi efectuata cu usurinta, cu utilaje portabile, atat la interior, cat si la exterior
- Imbinarile prin sudura continua sunt etanse
- Materialele si piesele imbinate prin sudura sunt mai eficiente si arata mai bine decat cele nituite
- Sudarea se poate face printr-o varietate larga de metode si proceduri
- Costurile sunt, de obicei, rezonabile
- Procedura de sudare poate fi atat manuala, cat si automata
- Sudarea poate fi facuta eficient si in spatii inguste
Dezavantajele sudarii materialelor
- Dezasamblarea imbinarilor efectuate prin sudura nu poate fi facuta fara distrugerea unor piese de detaliu
- Caldura eliberata in timpul sudurii poate duce la degradarea proprietatilor de baza ale materialelor
- Caldura eliberata poate duce si la distorsiunea materialelor imbinate
- Echipamentul de sudura poate fi costisitor
- In timpul sudarii sunt eliminate cantitati mari de reziduuri, fum si raze ultraviolete care sunt periculoase pentru om
- Pregatirea rosturilor pentru sudare poate fi laborioasa
2. Tipuri de sudare in functie de energia folosita
a. Sudarea cu energie electrica
- cu arc electric
- cu plasma
- cu fascicul de electroni
- prin rezistenta electrica
- cu ajutorul curentilor de inalta frecventa
- cu fascicul de fotoni (sudarea laser)
b. Sudarea cu energie chimica
- cu flacara
- sudarea alumino-termica
- sudarea in foc de forja
- prin explozie
c. Sudarea cu energie mecanica
- prin frecare
- prin percutie
- cu ultrasunete
- prin presiune la rece
3. Procedeele de sudare
In functie de utilizarea sau nu a materialelor de adaos, de starea pieselor care sunt sudate si de utilajele folosite, sudarea se imparte in doua mari categorii:
Sudarea prin topire
Se face cu materiale de adaos. Acestea, impreuna cu marginile pieselor care sunt imbinate, formeaza o asa-numita baie de sudura - un amestec de metale care, prin racire, va forma imbinarea propriu-zisa intre materiale, mai numita si cusatura sudata.
In cazul sudarii prin topire se recomanda ca suprafata care este supusa procesului sa fie cat mai restransa, ca sa nu afecteze proprietatile fizice si chimice ale materialelor imbinate.
Sudarea in stare solida
Se face fara utilizarea unor materiale de adaos. Piesele sunt imbinate prin presiune, in stare solida. Aceasta procedura de sudare se poate face cu sau fara incalzirea pieselor care trebuie imbinate.
Pe langa cele doua mari categorii de mai sus, mai sunt prevazute alte cateva procedee de sudare si conexe:
- Procedee de lipire a metalelor - in aceasta categorie intra cositorirea (lipirea moale) si brazarea (lipirea tare)
- Metode conexe sudarii - folosesc aceleasi principii ale sudarii, insa nu realizeaza imbinari intre doua piese. În aceasta categorie intra taierea termica, metalizarea si sudarea de incarcare.
4. Sudarea prin topire
Sudarea cu electrod invelit - sudarea SEI
Mai cunoscut si ca sudare manuala electrica, acest procedeu este cel mai raspandit la nivel mondial. Modalitatea de operare este foarte simpla, aparatul de sudura este simplu de utilizat, iar sudarea propriu-zisa nu necesita experienta extinsa in domeniu.
In timpul sudarii cu electrod invelit, arcul electric se produce intre electrodul adus in contact si apoi retras de pe materialul care trebuie imbinat. Descarcarea electrica topeste piesele de sudat si electrodul in baia de metal topit, iar invelisul electrodului - care este un compus de minerale sau alte substante - degaja un nor de fum care protejeaza sudura de atmosfera.
Sudarea cu electrod in mediu de gaz protector - sudarea MIG/MAG
Este o metoda de sudare dezvoltata din sudarea cu electrod invelit. Procedura este similara, principala diferenta este ca electrodul nu mai este invelit, iar sudarea se desfasoara intr-un mediu de gaz protector, eliberat de aparatul de sudura.
In functie de gazele folosite pentru crearea mediului de sudare, procedeul poate fi:
- sudare MIG - foloseste gaze inerte, cum ar fi argonul, heliul sau un amestec argon-heliu
- sudare MAG - foloseste gaze active, cum ar fi dioxidul de carbon sau amestecuri de gaze inerte cu dioxid de carbon
Fata de sudarea cu electrod invelit, sudarea MIG/MAG are mai multe avantaje:
- viteza de sudare ridicata - 20-100 centimetri/minut fata de 6-20 centimetri pe minut
- calitate imbunatatita
- emisii de fum reduse
- tensiuni si deformatii reduse
Cel mai mare dezavantaj al acestui procedeu de sudare cu gaz este dificultatea utilizarii lui in conditii de santier, unde curentii de aer pot strica invelisul gazos al electrodului.
Sudarea cu electrod nefuzibil WIG
Spre deosebire de sudarea cu electrozi fuzibili, acest procedeu foloseste un electrod neconsumabil din wolfram sau din tungsten care nu are si rolul de material de adaos. Arcul electric topeste doar capetele de sudare ale celor doua materiale sau piese care trebuie imbinate.
Procedeul are avantajul ca poate fi folosit pentru a imbina aproape toate materialele sudabile, chiar si in cazul materialelor care au nevoie de un mediu de gaz inert, cum ar fi tantalul, zirconiul si titanul.
Sudarea cu plasma
Sudura cu plasma este o varianta mai moderna a sudarii cu electrod nefuzibil tip WIG. Diferenta este ca arcul electric este concentrat intr-un punct, cu ajutorul unei strangulari mecanice sau electromagnetice, iar coloana de plasma atinge temperaturi mult mai ridicate. Dezavantajul major al acestui tip de sudura este faptul ca generatorul de sudare este mai complex, ceea ce duce la costuri de achizitie mai ridicate.
Sudarea cu flacara
Spre deosebire de sudarea electrica, cea cu flacara foloseste ca sursa termica reactia chimica controlata a unui gaz combustibil in amestec cu oxigenul. Sudarea cu flacara se bazeaza pe producerea unei temperaturi extrem de ridicate care provoaca topirea materialelor care vor fi imbinate.
Cel mai utilizat compus in acest procedeu de sudare este oxiacetilena. Sudarea cu flacara este de mai multe feluri, in functie de tipul de substanta chimica folosita pentru ardere:
- oxi-metanica
- oxi-propanica
- oxi-hidrica
- oxi-benzenica
Sudarea alumino-termica sau sudarea prin turnare
Este folosita in special in instalarea si repararea sinelor de cale ferata, de metrou sau de tramvai. Utilizeaza energia termochimica degajata prin arderea termitului, un compus chimic format din amestec granulat de oxid de fier, aluminiu si feroaliaje pentru aliere.
Galerie
5. Sudarea in stare solida
Sudarea prin rezistenta electrica
Acest procedeu implica fixarea materialelor de sudat intre doi electrozi care au si rolul de a aplica presiunea necesara pentru imbinarea lor. Curentul care trece prin sistemul electric format de cei doi electrozi si de materialele care urmeaza sa fie lipite creeaza un punct de sudare pe suprafata de contact a celor doua piese care sunt sudate.
- cap la cap
- in puncte
- in linie
- in relief
- cu energie electrica inmagazinata
Sudarea prin presiune la rece
Sudarea la rece este un procedeu de imbinare a metalelor in stare solida, fara incalzirea componentelor, realizat exclusiv prin aplicarea unei forte continue de refulare. Materialele care trebuie imbinate sunt supuse unei presiuni care duce la deformarea plastica a zonei de imbinare, deformare care trebuie apoi indepartata.
Prin sudarea la rece pot fi executate doua tipuri de imbinari:
- cap la cap
- prin suprapunere
Sudarea prin presiune la rece este utillizata pentru imbinarea conductorilor, in fabricarea condensatorilor, iar materialele care permit acest procedeu de utilizare sunt exclusiv neferoase: aluminiu, cupru, dar si argint, plumb, staniu, indiu, aur.
Sudarea prin difuzie
Spre deosebire de sudarea prin presiune la rece, cea prin difuzie se realizeaza la o temperatura mai mica decat cea care ar permite topirea materialelor, iar presiunea la care sunt supuse acestea nu permite deformarea lor vizibila.
Tehnica de sudare prin difuzie este una inovativa, si se foloseste mai ales in industria aeronautica, in microtehnologie si in optoelectronica.
Sudura cu ultrasunete
O alta tehnica inovatoare de sudura este cea care foloseste ultrasunetele pentru a imbina doua piese din metale diferite. Este un procedeu de sudare la rece prin care energia necesara se aplica sub forma de vibratii in zonele de imbinare. Frecventa acestor vibratii este similara ultrasunetelor, intre 16 si 1010 herti.
Sudarea cu ultrasunete este de mai multe feluri:
- in puncte
- inelare
- in linie intrerupta
- in linie continua
6. Sudura prin lipirea metalelor
Desi nu face parte din punct de vedere tehnic din procedurile generic numite "sudura", lipirea metalelor este considerata de multi ca o alta metoda de sudare. Procedura implica utilizarea unui metal sau aliaj pentru a lipi cele doua materiale. Temperatura la care are loc procedura trebuie sa fie mai mica decat temperatura de topire a materialului din care sunt fabricate piesele lipite.
In functie de temperatura la care are loc lipirea, sunt doua metode recunoscute in acest moment:
Lipirea moale (cositorirea)
Se face de obicei la temperaturi scazute (pana la 4000 C). Se foloseste in special pentru etansare sau pentru lipirea materialelor care nu necesita rezistenta prea mare.
Printre aliajele cele mai folosite pentru lipirea moale sunt aliajele de staniu (intre 20 - 90%) si plumb. Piesele lipite sunt, de obicei, din plumb, cupru, alama, zinc sau table galvanizate.
Lipirea tare (brazarea)
Operatiunea de lipire se face la temperaturi peste 400 de grade (cel mai des pe la 850 de grade Celsius), iar materialul cel mai des folosit pentru lipirea pieselor este alama. Brazarea este folosita de obicei la imbinarea conductelor.
7. Procedee conexe de sudura
Pe langa metodele standard de sudare mentionate mai sus, in aceeasi categorie intra si cateva procedee care nu sunt folosite pentru imbinarea unor materiale sau piese, dar folosesc aceleasi principii ale sudarii.
- Taierea termica - este o metoda prin care piesele si materialele sunt taiate la dimensiunea necesara. Taierea termica este de mai multe feluri: cu oxigen, cu plasma sau cu laser.
- Metalizarea termica - este procedura prin care diverse materiale sunt acoperite cu metale sau aliaje, de cele mai multe ori aflate in stare de pulbere.
- Incarcarea prin sudare - este un procedeu de reconditionare a materialelor
Oricat de simple ar parea unele procedee de sudare, inainte sa te apuci de treaba ar trebui sa iti iei toate masurile de precautie: echipament de protectie si o zona de lucru sigura. Si, daca nu esti sigur pe experienta ta cu aparatul de sudura, cel mai bun lucru pe care il poti face este sa soliciti ajutorul unui sudor.
