Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata.Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit




Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Tehnica mecanica


Index » inginerie » Tehnica mecanica
» Sudarea, taierea si lipirea metalelor


Sudarea, taierea si lipirea metalelor


SUDAREA, TAIEREA SI LIPIREA METALELOR

1. SUDAREA

Sudarea este un procedeu de imbinare nedemontabila a pieselor, foarte mult folosit in tehnica.

1.1. Generalitati

Cel mai vechi procedeu a fost sudarea prin forjare (azi utilizat mai rar). La sfarsitul secolului XIX a aparut sudarea electrica si sudarea cu gaze.

Dupa descoperirea arcului electric de catre V. V. Petrov (1802), N.N. Benardos (1882) il aplica la sudarea metalelor, folosind un electrod de carbune alimentat in c.c. (fig. 1.).


Slaveanov (1888) inlocueste carbunele cu un electrod metalic, care constituie si materialul de adaos, largind, astfel, mult domeniul de aplicare al sudarii. Foloseste pentru sudare si c.a. (fig.2).



E.O. Paton realizeaza procedeul automat de sudare sub strat de flux, care mareste productivitatea de 10÷20 ori.

Procedeele moderne de sudare au permis chiar inlocuirea nituirii si turnarii, prin sudare reducandu-se timpul cu 25÷30%.

In afara emisiei termoelectronice, care apare predominanta si actioneaza in special in faza de amorsare a arcului, la mentinerea si stabilitatea acestuia mai iau parte si celelalte emisii electronice cunoscute: emisia fotoelectronica si emisia autoelectronica. Prima, apare odata cu amorsarea arcului, cand fenomenele luminoase si de radiatie ale arcului sunt puternice; a doua, apare cand in jurul catodului se formeaza un strat de sarcini pozitive (ioni pozitivi) si cand intre acest strat si catod tensiunea specifica atinge 108 V/m si care va produce accelerarea deplasarii electronilor spre anod.

Vom denumi:

- sudarea - operatia in sine;

- sudura - produsul sudarii (cusatura);

- sudabilitatea -     proprietatea metalelor de a se suda.

1.2. Clasificarea procedeelor de sudare

Sunt folosite peste 20 procedee de sudare care se pot clasifica dupa mai multe criterii.

O clasificare uzuala cuprinde urmatoarele procedee:

a) Sudarea prin topire

- cu arc electric;

- cu gaze;

- cu termit (aluminotermica prin topire);

- electrica in baie de zgura.

b) Sudarea prin presiune

- electrica prin rezistenta;

- cu gaze;

- cu termit (aluminotermica prin presiune)

- la rece.

In aceasta clasificare se face o delimitare in mare a procedeelor. Retinem sudarea prin topire si presiune, ambele electrice, cu gaze sau cu termit.

1.3. Sudarea prin topire pe cale electrica

Procedeele folosite, aici, pentru sudare, incalzesc local piesele pana la topire, astfel incat atomii de la suprafata unei piese sunt atrasi de suprafata celeilalte.

Materialul de baza al pieselor se poate completa cu material de adaos a carui compozitie trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a materialului de baza.

Procedee de sudare electrica:

a)     cu arc electric

- electrozi nefuzibili (C, W)

- electrozi fuzibili:

o      neinveliti

in gaze;

sub flux;

fara protectie.

o      inveliti

b)     cu alte surse termice

- cu jet de plasma;

- cu jet de electroni;

- in baie de zgura;

-cu laser.

Executarea sudarilor se poate face:

- manual

- semiautomat;

- automat.

Sudarea manuala este cea mai raspandita si ea foloseste electrozi de carbune si electrozi inveliti, fuzibili.

1.4. Sudarea cu arc electric

Pentru realizarea arcului se foloseste atat c.c. cat si c.a.

Studierea arcului electric are o deosebita importanta pentru metalurgia sudarii.

1.4.1. Arcul electric



Din punct de vedere fizic, arcul electric este o descarcare electrica autonoma in gazul dintre doi electrozi. Descarcarea este conditionata de:

- emisia termolectronica a catodului cald;

- densitatea de curent mare;

- sarcinile spatiale in coloana de descarcare;

- efectele luminoase si calorice intense.

Curentul electric trece printr-un gaz numai daca acesta este ionizat. Pentru sudare este importanta ionizarea prin bombardament cu electroni, care se obtin de la un electrod, catod, prin emisie termoelectronica.

Alimentarea electrozilor care realizeaza arcul se face de la surse de curent corespunzatoare, iar electronii emisi de catod sunt accelerati si intalnind atomii gazului, cu care se ciocnesc, provoaca:

- excitarea atomilor gazului prin deplasarea electronilor pe orbite superioare;

- smulgerea unor electroni din atomi,acestia ramanand pozitivi, deci ionizati;

- recombinari: prin atragerea de electroni de catre ionii pozitivi si refacerea atomilor.

In acest caz are loc o degajare de caldura insotita de o emisie puternica de lumina.

1.4.2. Sudarea in curent continuu

In c.c. mecanismul aprinderii si formarii arcului este urmatorul.

Se leaga catodul sursei la electrod si anodul la piesa (legarea directa) si se aplica tensiunea U0 de mers in gol a sursei.

Se scurtcircuiteaza electrodul cu piesa si apare curentul Isc.

Din cauza rezistentei de contact Rco mare, are loc o incalzire puternica, o topire locala si aparitia emisiei de electroni odata cu ridicarea electrodului de pe piesa.

Tensiunea arcului Ua scade odata cu cresterea curentului prin arc Ia, pana la o valoare cand arcul este format si ajunge in stare stabila la o lungime La.

Sa retinem cei trei parametrii ai arcului format: Ua, Ia, La.

Formarea si variatia acestor parametri este prezentata in figura 3.

Repartizarea tensiunii Ua pe lungimea arcului La se face in trei zone.

Zona catodica. Are tensiunea Uca si lungimea Lca foarte mica (10-5cm). Curentul Ia este format din electroni si din ioni care vin din arc fiind atrasi de catod si bombardandu-l.

Pe suprafata catodului curentul se concentreaza intr-o portiune redusa numita pata catodica.

Zona coloanei arcului. Are tensiunea Ucol si lungimea Lcol mare. Aici au loc: excitari, ionizari, recombinari insotite de fenomene luminoase si degajare de caldura.

Curentul este generat de deplasarea electronilor si ionilor.

Zona anodica. Are tensiunea Uan (2,5V) si lungimea Lan mica (tot 10-5cm). Curentul este format din electroni care intra in metal cedand energia si formand pata anodica.


Deci, arcul electric la sudare este determinat de trei parametri: Ua, Ia, La. Legatura dintre ei formeaza caracteristica arcului electric care se da sub forma:

pentru La = constant, avand aspectul din figura 4.

Se obtine o familie de curbe experimentale pentru diverse valori ale lui La.

S-au dat cateva expresii matematice aproximative, acestei functii, de catre Braun, Ayrton, Hrenov etc.

Ultimul propune de exemplu relatia:

(1)

Pentru electrozi de otel se poate lua: a = 11V si .

1.4.3. Sudarea in curent alternativ

In c.a. arcul arde mai greu deoarece curentul Ia trece periodic prin zero si isi schimba sensul.

Cand arcul se stinge, spatiul se raceste, ingreunand reaprinderea. Rolul de catod se schimba si el periodic, de la electrod la piesa.

Datorita cauzelor aratate curentul prezinta o nesimetrie, care duce la aparitia unei componente continue. Rezulta efectul de redresare al arcului.







Politica de confidentialitate





Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate