|
qazqaz
Sudor Incepator
Din: timisoara
Inregistrat: acum 14 ani
Postari: 5
|
|
. SUDAREA WIG
1. Definirea procedeului. Sudarea WIG ste procedeul de sudare prin topire cu A.E., cu electrod nefuzibil din W, pentru protecţia arcului, a picăturii, a băii metalice şi a electrodului nefuzibil folosindu-se un gaz inert. Sudarea se poate face cu sau fără material de adaos ce poate fi introdus în baie manual sau mecanizat. Procedeul e întilnit cel mai frecvent în varianta manuală dar se pretează la mecanizare şi automatizare.
Utilizare:
- la sudarea oţelurilor aliate şi înalt aliate inoxidabile, a metalelor şi aliajelor neferoase Cu, Al, Ni, la sudarea metalelor active şi refractare: Ti, Zr, W, Nb;
- în cazul oţelurilor nealiate şi slab aliate se utilizează la sudarea tablelor subţiri şi a stratului de rădăcină când se cere o calitate deosebită a acesteia; de exemplu sudarea stratului de rădăcină a ţevilor.
Nu se recomandă la sudarea tablelor groase din oţel aliat sau nealiat datorită productivităţii scăzute şi a preţului de cost ridicat al sudurii. Până la grosimi s=3mm se poate suda cu sau fără material de adaos, pentru s=3...10mm se sudează cu material de adaos, iar pentru s > 10 mm sudarea WIG se înlocuieşte cu sudarea MIG, procedeu cu productivitate mai ridicată.
Avantaje:
- cea mai bună calitate a îmbinării sudate, cu gradul de puritate cel mai ridicat şi fără defecte în îmbinare;
- universalitate foarte mare, sudându-se practic toate materialel metalice, orice formă şi dimensiune de cusătură;
- absenţa zgurii de pe cusătură;
- absenţa stropilor la sudare;
- posibilitatea sudării tablelor subţiri (sub 1 mm până la 0,5 mm).
Dezavantaje:
- productivitate scăzută: rata depunerii mică AD= 0,5-1 g/s (1,5-3,5 Kg/h), viteză de sudare mică (în special când se sudează manual cu material de adaos);
- cost ridicat al sudării (gaze scumpe);
- instalaţii de sudare scumpe;
- limitarea la grosimi sub 10 mm;
- necesită un operator cu calificare superioară deoarece calitatea depinde exclusiv de operator.
2. Materialele de sudare sunt:
- electrodul nefuzibil
- gazul de protecţie;
- materialul de adaos (vergeaua metalica)
2.1. Electrodul nefuzibil se realizează din wolfram pur sau wolfram aliat cu thoriu Th, zirconiu Zr, ceriu Ce sau Lantaniu La, având în vedere caracteristicile termofizice ale acestora, capacitate de emisie termoelectronică înaltă, temperatură de topire mare (TtopW = 3410). Prin aliere cu thoriu, ceriu, lantaniu sau zirconiu se asigură o stabilitate mai ridicată a arcului, o reducere a uzurii electrodului în timpul sudării, posibilitatea încărcării cu curenţi de sudare mai mari la acelaşi diametru de electrod. Toate acestea se datorează îmbunătăţirii emisiei termoelectronice datorită peliculelor de oxizi ai elementelor de aliere de pe suprafaţa electrodului. Cel mai utilizat în prezent este electrodul de W aliat cu 2% thoriu, folosit pentru sudarea tuturor aliajelor mai puţin Al şi aliajele sale. La sudarea Al se recomandă utilizarea electrodului din W pur, deoarece asigură o mai bună stabilitate.
În ultimul timp, electrozii aliaţi cu Th sunt înlocuiţi cu cei aliaţi cu Ce şi La, deoarece Th e un element radioactiv (emite radiaţii) Pericolul contaminării apare în faza de ascuţire a electrozilor sau la atingerea accidentală a acestuia de piesă, când particulele sau vaporii de wolfram pot ajunge în plamâni pe căile respiratorii. Deci se impun măsurii suplimentare de protecţie.
Electrozii sunt standardizaţi conform SR EN 26848/93 în următoarea gamă de dimensiuni : d = 1,0-1,6-2,4-3,2-4,0-4,8-5,6-6,3 (mm), respectiv lungimea standard L = 175 mm, Anexa 1.
Pentru identificarea tipului electrodului se foloseşte marcarea cu o culoare la unul din capete, după cum urmează :
- EWP - verde
- EWTh20 – roşu
- EWCe 20 – gri
- EWLa 10 – negru.
Ascuţirea electrodului depinde de natura şi polaritatea curentului. La sudarea în polaritate directă cc- vârful electrodului se ascute conic (α = 30˚, l = 2de), la sudarea în polaritate inversă CC + se ascute tronconic, iar la sudarea în curent alternativ C.A. se ascute semisferic, fig. 1.
Ascuţirea electrozilor se face prin polizare, cu electrodul tangent la circumferinţa pietrei, pentru obţinerea rizurilor de rugozitate pe generatoarea conului. Cu cât rugozitatea suprafeţelor e mai mică cu atât creşte stabilitatea arcului şi se
Fig. 1. reduce uzura electrodului.
Alegerea tipului (mărcii) electrodului se face în funcţie de materialul de bază, natura curentului, procedeul de sudare, domeniul produsului sudat. În C.A. se folosesc cel mai frecvent electrozi de W pur. În C.C. se folosesc electrozii aliaţi cu Th. În ultimul timp se pot utiliza electrozii aliaţi cu Ce atât în curent continuu cât şi în curent alternativ. Electrozii aliaţi cu Zr se utilizează în domeniul nuclear.
2.2. Gazul de protecţie este un gaz inert: Ar, He sau amestec de Ar+He. La sudarea oţelurilor inox austenitice se poate utiliza şi amestecul Ar+H2 cu (2-10%H2), - vezi SR EN 439/96 (Anexa 2, cursul 8 sudarea MAG). Gazul de protecţie asigură protecţia A.E. şi a băii, respectiv protecţia electrodului de W împotriva oxidării având în vedere că W încălzit la temperaturi ridicate (peste 1000°C) e foarte avid de oxigen, oxidându-se intens ceea ce e echivalent cu topirea (distrugerea) electrodului. Din acest motiv, protecţia electrodului se face şi după întreruperea A.E. un timp de 5-25 s, până la răcirea electrodului sub temperatura ce produce oxidarea acestuia. Timpul acesta se numeşte timp de postgaz şi depinde de diametrul electrodului respectiv de curentul de sudare, fiind proporţional cu acesta.
Din motivul prezentat mai sus nu pot fi folosite gaze active (oxigen, dioxid de carbon), iar puritatea gazului inert trebuie să fie ridicată, > 99,99%..
Alegerea gazelor se face după cum urmează:
- Ar 100% la sudarea tuturor materialelor metalice;
- amestec de Ar+He (≤ 75% He) la sudarea metalelor şi aliajelor neferoase Cu, Al de grosime mare; He 100% nu se recomandă datorită protecţiei slabe a băii metalice.
- Ar+ H2 – numai la sudarea oţelurilor Inox austenitice.
Obs. He şi H2 măresc tensiunea arcului respectiv puterea acestuia, ceea ce permite creşterea pătrunderii, respectiv creşterea vitezei de sudare, concomitent cu reducerea pericolului de pori în cusătură datorită creşterii timpului de ieşire a gazelor din baia metalică.
În cazul oţelurilor aliate şi a materialelor reactive (îmbinări sudate de calitate) sensibile la oxidare, pentru protecţia materialului şi rădăcinii sudurii se folosesc aşa numitele gaze de formare: Ar 100%; N2 100%; N2 + H2 (2-10)%. Utilizarea H2 în amestec în acest caz reduce urmele de O2 din zona de rădăcină reducând pericolul oxidării materialului la rădăcină. La utilizarea H2 însă se vor lua măsuri de evitare a pericolului de explozie a amestecului de gaze prin folosirea unei flăcări de veghe, având în vedere că amestecul de H2 şi O2 într-o anumită proporţie se autoaprinde.
Comparaţia gazelor de protecţie:
• Ar e mai greu ca aerul ρAr = 1,784 kg/mł ; (ρaer = 1,29 kg/mł);
• He e mai uşor ca Ar ρHe = 0,178 kg/mł.
Prin urmare protecţia A.E. cu He este mai dificilă deoarece are tendinţa de ridicare la ieşirea din duza de gaz. Pentru a asigura un nivel de protecţie corespunzător, debitul de He se dublează faţă de cel de Ar (consum mare de gaz scump); He nu poate fi utilizat ca şi gaz de protecţie 100% ci în amestec cu max 75 % He.
• potenţialul de ionizare al He este mai mare decât al Ar:
UiHe=24,5V; UiAr =15,7V;
Consecinţe: tensiunea arcului cu protecţie de He este mai mare decât tensiunea arcului în Ar, respectiv puterea A.E. în He e mai mare ca cea în Ar. Aceasta determină o căldură mai mare a A.E. în He ceea ce conduce la creşterea pătrunderii respectiv la creşterea vitezei de sudare în cazul folosirii He. Acesta e motivul pentru care amestecul Ar+He se utilizează la sudarea Cu, Al, la grosimi mari, materiale cu conductibilitate termică mare.
• amorsare mai bună a arcului electric în Ar decât în He (vezi potenţialul de ionizare):
de aceea în cazul utilizării He, amorsarea A.E. se recomandă să se facă în Ar 100%, după care se comută pe He (amestec)
• Ar este de 3 ori mai ieftin ca He;
• Ar produce fenomenul de microsablare, iar He nu, datorită faptului că ionii de He sunt mult mai uşori ca ionii de Ar.
Definiţie: Microsablarea este fenomenul de bombardare şi îndepărtare a peliculei de oxid de Al (Al2O3) de pe suprafaţa componentelor cu ajutorul ionilor grei de Ar, operaţie prin care are loc curăţirea suprafeţelor chiar în timpul operaţiei de sudare fără a fi necesară o curăţire în prealabil a acestora, fig. 2.
Fenomenul de microsablare este foarte important în cazul sudării Al şi aliajelor sale deoarece pelicula de oxid are temperatura de topire de 2050°C fiind mult mai mare ca temperatura de topire a Al (660°C). Această peliculă împiedică amestecarea băii metalice şi formarea unei băi comune făcând dificilă sudarea Al.
Microsablarea se produce numai când electrodul de W este la +, când ionii de Ar se îndreaptă către piesă sub acţiunea câmpului electric E. Deci fenomenul de microsablare se
Fig. 2 produce pe alternanţă pozitivă a curentului, + pe electrod.
Din motive de încălzire a electroului de W, în practică pentru sudarea Al se foloseşte numai C.A. pentru fenomenul de microsablare şi niciodată c.c.+. Pe alternanţa pozitivă are loc microsablarea, iar pe alternanţa negativă se produce o răcire parţială a electrodului de W.
Ar se livrează în stare gazoasă în butelii de oţel de culoare gri. O butelie de Ar de 40l conţine 6 N mł de gaz respectiv 6000l de Ar.
Materialul de adaos. Se livrează sub formă de vergele sau baghete cu lungimea de 450 sau 1000mm şi diametrul de 1,6-2-2,5-3,2-4-5 mm. În cazul sudării mecanizate (sudarea orbitala), sârma se livrează sub formă de bobine cu diametru de 0,8 sau 1 mm (ca la MAG).
Compoziţia chimică a sârmei este apropiată de a materialului de bază având în vedere caracterul inert a gazului de protecţie.
La sudarea oţelurilor nealiate sau slab aliate, sârma electrod e aliată suplimentar cu Si pentru pentru compensarea pierderilor acestui element prin vaporizare sau eventual prin oxidare. În caz contrar pe suprafaţa băii apare o spumă ca şi cum baia ar fierbe, respectiv în cusătură apar pori.
Sârmele destinate sudării WIG a oţelurilor nealiate şi slab aliate exploatate la temperaturi negative sunt prezentate în SR EN 1668/2000, Anexa 2. Ex.: W2Si; W3Si1; W4Si1; W2Ti; W3Ni1; W2Ni2; W2Mo. Sârmele aliate cu Ni sau Mo sunt destinate sudării structurilor sudate exploatate la temperaturi negative. Obs: semnificaţia cifrelor din simbol este aceeaşi ca la MAG şi SF. În STAS 1126/87 se găsesc mărcile de sârmă destinate sudării WIG şi a celorlalte materiale (vezi cursul 6 sudarea SF)
Recomandări tehnologice la sudarea WIG
1. Amorsarea A.E. se face cu ajutorul unui oscilator de înaltă frecvenţă şi tensiune OIF (5000V şi 1-2 MHz), care produce ionizarea gazului de protecţie cu ajutorul unei descărcări electrice dintre electrod şi piesă. Prin ionizare, în coloana A.E. apar purtători de sarcină care sub acţiunea câmpului electric (E) închid circuitul de sudare.
Ionizarea Ar: Ar = Ar+ + e-.
La sudarea WIG e interzisă amorsarea A.E. prin scurtcircuitarea electrodului de piesă ca la SE, MIG/MAG, SF. Aceasta deoarece prin scurtcircuitare apare pericolul contaminării băii metalice cu W cu următoarele efecte negative:
- deteriorarea vârfului electrodului;
- scăderea stabilităţii arcului;
- uzură prematură a electrodului prin reducerea temperaturii de topire a acestuia;
- particule de W in cusătură (defect – incluziuni de W, dure)
Funcţionarea oscilatorului are loc numai în faza de amorsare a A.E. la sudarea în c.c. după care oscilatorul se întrerupe.
La sudarea în c.a. oscilatorul funcţionează continuu pentru uşurarea reamorsării A.E. când curentul trece prin 0. Se obsevă că la fiecare trecere a curentului prin 0 apare o descărcare electrică, fig. 3.
La sursele moderne de sudare cu invertor, există posibilitatea amorsării a.e. prin scurtcircuitarea electrodului de piesă prin funcţia liftarc. În acest caz, pentru preîntâmpinarea fenomenului descris mai sus la scurtcircuitarea
Fig. 3
A.E., curentul de scurtcircuit care trece prin electrod are valori mici de 5-10 (15) A, valori la care pericolul contaminării electrodului şi a băii sunt reduse, dar care produce o încălzire puternică a vârfului electrodului astfel încât la ridicarea acestuia de pe piesă să aibă loc amorsarea A.E. ca urmare a emisiei termoelectronice din vârful electrodului. La sesizarea amorsării A.E. are loc comandă automată a sursei cu ajutorul unui senzor de tensiune, la valoarea curentului de sudare prescrisă. În acest caz se observă că nu e nevoie de oscilator.
Acest mod de amorsare al arcului se utilizează la sudarea oţelurilor slab aliate sau nealiate sau la îmbinări de mică importanţă, însă e interzisă la aliajele neferoase: Cu, Al, Ti, etc.
Parametrii tehnologici de sudare
1. Natura şi polaritatea curentului. Sudarea WIG se poate realiza atât în c.c cât şi în c.a. În c.c. se poate utiliza teoretic cc- sau cc+. Alegerea naturii şi polarităţii curentului se face în funcţie de metalul de bază.
Sudarea WIG se face exclusiv în c.c.- pentru toate materialele metalice cu excepţia Al şi aliajelor sale. La sudarea Al se foloseşte c.a. Sudarea c.c.+ nu se utilizează de loc în practică la WIG datorită încălzirii şi uzurii rapide a electrodului. Alegerea polarităţii este strâns legată de repartizarea căldurii A.E. între cei doi electrozi, anod şi catod, fig. 4.
Anod (piesa) Catod (electrod)
La c.c.- 70% Q 30% Q
c.c.+ 30% Q 70% Q
c.a. 50% Q 50% Q
Prin urmare utilizarea c.c.- are următoarele
avantaje : pătrundere mare la sudare, stabilitate ridicată a A.E., uzură redusă a electrodului şi încărcare mai mare cu curent. Dezavantaje: la cc- nu se realizează microsablarea.
Fig. 4
Polaritatea C.C.+ nu se utilizează datorită pericolului topirii electrodului de W, datorită căldurii rezultate prin bombardarea vârfului de către electronii care îşi cedează energia cinetică foarte mare, sub forma de căldură. Avantajul producerii fenomenului de microsablare prin urmare nu poate fi folosit.
C.A. îmbină avantajele şi dezavantajele celor 2 polarităţi. Cînd electrodul e pozitiv apare fenomenul de microsablare, când electrodul e la minus se produce răcirea electrodului. Din acest motiv aluminul şi aliajele sale se sudează în C.A.
2. Curentul de sudare. Depinde de diametrul electrodului, grosimea piesei, natura şi polaritatea curentului, poziţia de sudare.
Is este maxim la c.c.-, minim la c.c.+ şi intermediar la c.a:
IsCC- > IsCA > IsCC+
Relaţia de calcul utilă în practică pentru polaritatea directă CC-:
Is max = 100•de (A)
Is min = 100•(de-1) (A)
Pentru CC+: Is = IsCC-/(8...10) – de 8 ori mai mic ca la CC-.
Pentru C.A.: Is = IsCC- - (75 ... 100)A
In tabelul 1 se dau valori informative ale curentului de sudare.
3. Tensiunea arcului. Depinde de curentul de sudare şi de gazul de protecţie:
Ua = 10 + 0,04•Is (V)
Ua He ≥ 1,7•Ua Ar (V)
Creşterea tensiunii arcului în He sau amestec de He justifică creşterea pătrunderii la sudare şi creşterea vitezei prin creşterea puterii A.E.
Tensiunea arcului la WIG e influenţată mai puţin de lungimea arcului: creşte cu 0,6V la 1 cm. Lungimea arcului însă influenţează foarte mult pătrunderea şi lăţimea cusăturii, arcul având formă de clopot
4. Viteza de sudare. Depinde foarte mult de felul sudării: manuală sau mecanizată, cu sau fără material de adaos. Cea mai mică viteză de sudare este la sudarea manuală cu material de adaos: vs = 5-15 cm/min. La sudarea mecanizată a tablelor subţiri vs=100-200 cm/min, iar la sudarea WIG în curent pulsat cu frecvenţă mare a foliilor se poate ajunge până la 10-15 m/min.
5. Debitul de gaz. Depinde de gazul de protecţie utilizat, tipul îmbinării, viteza de sudare. Q = 5-10 l/min.
6. Înclinaţia pistoletului. Sudarea WIG se poate face atât spre stânga prin împingerea cusăturii cât şi spre dreapta prin tragerea cusăturii, fig. 6. La sudarea spre stânga patrunderea scade, estetica mai bună a cusăturii, protecţie mai bună, sablare mai bună, introducere mai uşoară a materialului de adaos- utilizare la table subţiri. La sudarea spre dreapta creşte pătrunderea- utilizare la table groase sau îmbinări de colţ. La sudarea cu material de adaos se preferă sudarea spre stânga.
7. Alegerea sursei. La sudarea WIG sursele sunt cu caracteristica externă coborâtoare sau brusc coborâtoare (la invertoare). Sursa ideală este cea brusc coborâtoare, vom avea curent constant deci pătrundere constantă.
8. Curăţirea componentelor. Înainte de sudare este necesară curăţirea la luciu metalic a componentelor, îndepărtarea prealabilă a peliculelor groase de oxid de aluminiu, respectiv la materiale neferoase se recomandă curăţirea cu solvenţi organici ca tricloretilena sau tetraclorură de carbon.
9. Controlul „Balance”. Este întâlnit la sudarea în c.a. şi constă în modificarea duratei alternanţei pozitive sau negative în funcţie de necesităţile tehnologice. Este specifică în general surselor cu invertor,
La Balance pozitiv avem o microsablare mai bună a piesei dar o pătrundere mai mică la sudare, respectiv o solicitare mai mare a electrodului şi deci un curent de încărcare mai redus. La Balance negativ creşte pătrunderea dar microsablarea e mai slabă, respectiv curentul suportat de electrod mai mare. Alegerea controlului Balance depinde în principal de gradul de curăţire a suprafeţei, respectiv de curentul de sudare suportat de electrod. Prin utilizarea Balance-ului negativ se poate ajunge cu curentul de sudare în c.a. aproape de curenul cc-, respectiv se poate ascuţi vârful electrodului fără a fi pericol de topire a acestuia. Prin aceasta creşte pătrunderea respectiv stabilitatea A.E. la sudare.
În cazul surselor moderne cu invertor forma de variaţie a c.a. poate fi diferită de variaţia sinusoidală. Cea mai întâlnită e variaţia dreptunghiulară numită şi „Square Wave”.
În acest caz trecerea rapidă prin 0 a C.A. măreşte stabilitatea A.E., eliminând astfel oscilatorul. Ca dezavantaj faţă de variaţia sinusoidală, creşte nivelul zgomotului A.E. Printr-o variantă mixtă se realizează un compromis între cele două tendinţe.
Alegerea formei de undă se face după cum urmează:
- sinusoidală la curenţi mari;
- dreptunghiulară la curenţi mici;
- mixtă la curenţi intermediari.
10. Tehnica operatorie la sudarea WIG
a) Sprijinirea duzei de gaz pe componente, la o distanţă a electrodului de 1-2 mm faţă de piesă şi amorsarea A.E. prin apăsarea butonului de pornire a pistoletului. Prin descărcarea electrică a oscilatorului are loc ionizarea argonului.
b) Ridicarea şi aducerea capului de sudare (fără atingerea piesei) perpendicular pe suprafaţa componentelor la o distanţă de 2-4 mm a vîrfului electrodului de componente şi efectuarea unei mişcări de rotaţie a capului de sudare până la obţinerea unei băi metalice mobile pe suprafaţa componentelor. Această operaţie se face de obicei la un curent iniţial mai mic decât curentul de sudare pentru a evita pericolul străpungerii.
c) Înclinarea capului de sudare cu un unghi de 10-15° faţă de normală şi introducerea vergelei la un unghi de 15-30° în marginea băii metalice. Sub acţiunea căldurii băii şi a A.E. are loc topirea unei picături din vârful vergelei care este atrasă în baie sub acţiunea tensiunii superficiale de la nivelul băii metalice.
d) Retragerea vergelei din zona a.e. nu însă şi din zona de protecţie a gazului şi deplasarea pistoletului de sudare cu un pas în sensul de sudare, după care operaţia se reia de la început.
Variante ale sudării WIG
• sudarea WIG în curent pulsat,
• sudarea orbitală,
• sudarea WIG în puncte,
• sudarea WIG cu două gaze,
• sudarea WIG hibridă (laser-WIG)
• sudarea A-WIG,
• sudarea WIG cu sârmă caldă.
1. Sudarea WIG în curent pulsat. Se deosebeşte faţă de sudarea clasică prin variaţia curentului de sudare între 2 valori extreme numite curent de puls respectiv curent de bază, cu o anumită frecvenţă.
Prin ajustarea nivelului parametrilor specifici: Ip, Is, tp, ts, f este posibilă dozarea foarte precisă a energiei introduse în componente. Topirea materialului şi formarea băii metalice au loc în timpul de impuls, în timp ce în timpul de bază se menţine arderea stabilă a arcului electric, realizîndu-se o răcire cu solidificarea parţială a băii topite. La acelaşi curent mediu de sudare, pătrunderea cusăturii creşte faţa de
sudarea WIG convenţională, iar energia liniară este mai mică, ceea ce conduce la reducerea tensiunilor şi deformaţiilor la sudare.
Alegerea frecvenţei impulsurilor depinde de scopul tehnologic urmărit. Putem distinge:
• la sudarea manuală cu material de adaos, folosim f < 10 Hz (0,5 – 2 Hz); are loc o solidificare parţială a băii metalice în timpul de bază putându-se controla astfel volumul băii.
• creşterea frecvenţei la valori de zeci sau sute de Hz determină finisarea grăunţilor la sudarea unor materiale (titan);
• la sudarea cu valori foarte mari ale vitezei de sudare respective la curenţi de sudare foarte mici folosim f > 100 Hz…2000 (10000) Hz, pentru creşterea stabilităţii arcului şi evitarea suflajului termic şi magnetic al arcului.
Utilizarea curentului pulsat se aplică la sudarea tablelor subţiri, la stratul de rădăcină, în poziţii dificile. Curentul de puls are valori de 1,5-2 ori mai mari decât curentul de sudare convenţional. Curentul de bază se ia de obicei 25% din curentul de impuls, iar timpul de impuls este de 0,02-1 s.
Din punct de vedere operator, sudarea se desfăşoară după cum urmează: pistoletul se menţine pe loc în timpul de impuls şi se retrage în timpul de bază, iar materialul de adaos se introduce în timpul de impuls şi se scoate în timpul de bază.
2. Sudarea WIG orbitală
Sudarea WIG orbitală se aplică pentru sudarea mecanizată a ţevilor. Se lucrează cu material de adaos sub formă de sârmă electrod cu diametru mic, 0,6; 0,8; 1,0 mm derulată mecanizat de pe o bobină de sârmă (ca la sudarea MAG) Pistoletul se roteşte în jurul ţevii care este menţinută fixă.
Principalele aplicaţii ale sudării WIG orbitale se referă la îmbinarea ţevilor din oţeluri inoxidabile, aliaje de nichel, cupru şi aluminiu.
La sudarea oţelurilor feritice şi austenitice se folosesc următoarele tipuri de rosturi: rost I fără deschidere, la grosimea ţevii sub 3,5 mm; rost U (mai rar Y) la grosimi peste 3,5 mm.
Precizia de pregătire a rostului (de regulă prin prelucrare mecanica) şi asamblarea pentru sudare pretinde cerinţe mari pentru realizarea unor suduri de înaltă calitate.
Prelucrarea vîrfului electrodului nefuzibil se efectuează mecanizat, avînd în vedere faptul că prelucrarea manuală nu asigură o precizie geometrică suficientă.
La sudare se folosesc viteze de sudare de 50-120 mm/min. pentru oţeluri inoxidabile.
3. Sudarea WIG în puncte
Sudarea WIG în puncte, denumită şi electronituirea WIG, permite realizarea unor îmbinări prin suprapunere, fără o găurire prealabilă a piesei superioare. Procedeul se remarcă prin simplitate, este productiv şi poate fi automatizat. Sudarea se desfăşoară cu un pistolet obişnuit cu diferenţa că duza de gaz este metalică prevăzută cu nişte fante pentru ieşirea gazelor şi cu un izolator ceramic pentru izolarea galvanică a duzei metalice de piesă, având în vedere că în acest caz duza de gaz se sprijină pe componente prin apăsare pentru a realiza un contact intim între cele două table care se îmbină. Prin urmare arcul arcul electric nu este vizibil. Ca urmare, operatorul nu trebuie să-şi protejeze vederea în timpul sudării. Procedeul se pretează pentru îmbinarea unor table din oţel carbon, slab aliat, inox, piesa superioară putînd avea o grosime de cca. 0,5-2 mm, piesa inferioară fiind egală sau mult mai mare decât tabla superioară.. Timpul de sudare are valori de 0,5-5 s. Procesul de sudare decurge automat, după declansarea butonului de pornire al pistolatului. Prin urmare instalaţia de sudare WIG trebuie să dispună suplimentar de un bloc de temporizare (de obicei o telecomanda). Sudarea se face în general fără material de adaos, dar există şi posibilitatea sudării cu material de adaos, de exemplu la sudarea aluminiului, material necesar pentru închiderea craterului final. De asemenea pentru obţinerea unui crater final de dimensiuni cât mai mici se recomandă ca panta de creştere a curentului (DOWN SLOPE) sa fie cât mai mare, respectiv ciclul de sudare este cu curent iniţial si cu curent final, asemanător sudării WIG în 4 tacte (vezi curs, laborator EPS)
4. Sudarea WIG cu protecţie dublă
În acest caz se utilizează două gaze introduse separat în spaţiul arcului electric. Gazul central, din axa arcului electric este un gaz inert (argon, eventual cu mici adaosuri de hidrogen, heliu sau amestec argon-heliu) şi asigură protecţia electrodului de wolfram şi stabilitatea arcului electric. Gazul exterior (CO2 sau un alt amestec de gaz) produce o concentrare a arcului electric şi protejează baia topită.
Experimentări recente au demonstrat că această variantă de procedeu asigură, la alegea unor combinaţii de gaze de protecţie (interioară sau exterioara) potrivite, viteze de sudare mai mari sau în cazul unei anumite viteze de sudare, pătrunderi mai mari decît în cazul sudării WIG convenţionale. Procedeul cunoaşte un volum redus de aplicare.
5. Sudarea WIG hibridă
O variantă nouă a sudării WIG- denumită sudare hibridă- constă din focalizarea unui fascicol laser cu CO2 cu puterea 125W- 1,5 kW pe pata de ardere a arcului WIG de curent continuu de pe piesa de sudat. Prin utilizarea acestei soluţii se obţin o serie de avantaje faţă de sudarea WIG convenţională, ca: posibilitatea sudării cu arc electric de lungime mare, amorsarea fără impulsuri de înaltă tensiune, viteză de sudare mai mare creşterea grosimii de material sudabilă fără o pregătire a rostului.
Energia liniară, precum şi raportul pătrundere/lăţime sudură au valori intermediare între cele specifice proceselor de sudare WIG, respectiv cu laser.
6. Sudarea WIG-A
Procedeul a fost experimentat la Institutul EO Paton din Kiev, obţinându-se rezultate spectaculoase d.p.d.v. al geometriei cusăturii. Constă în aplicarea pe suprafaţa piesei in zona rostului a unui flux activant. Acesta conduce la o constrîngere a arcului electric, îngustarea coloanei conducătoare a arcului, respectiv prin concentrarea petei anodice de pe baia metalică. Se obţine astfel o creştere substanţială a pătrunderii la sudare, respectiv reducerea lăţimii cusăturii comparativ cu sudarea clasică.
7. Sudarea WIG cu sârmă cald
Materialul de adaos, sub formă de sârmă este conectat într-un circuit de sudare şi încălzit prin efect Joule-Lenz de la o sursă cu tensiune scăzută (pentru a evita amorsarea unui arc electric între sârmă şi piesa). Aceasta conduce la creşterea productivităţii prin creşterea ratei depunerii, comparativ cu sudarea WIG convenţională, respectiv la posibilitatea mecanizării procedeului. Sudarea cu sârmă caldă se utilizează cel mai frecvent la încărcarea prin sudare WIG.
ANEXA 2
SIMBOLIZAREA MATERIALELOR DE SUDARE PENTRU SUDAREA WIG
CLASIFICAREA VERGELELOR PENTRU SUDAREA WIG
DUPA COMPOZITIA CHIMICA
CONFORM SR EN 1668/2000
Simbol Compoziţie chimică % (m/m)1)2)3)
C Si Mn P S Mo Ni Al Ti+Zr
W0 Orice altă compoziţie pusă de acord, nespecificată în prezentul standard
W2Si 0,06-0,14 0,50-0,80 0,90-1,30 0,025 0,025 - - - -
W3Si1 0,06-0,14 0,70-1,00 1,30-1,60 0,025 0,025 - - - -
W4Si1 0,06-0,14 0,80-1,20 1,60-1,90 0,025 0,025 - - - -
W2Ti 0,04-0,14 0,40-0,80 0,90-1,40 0,025 0,025 - - 0,05-0,20 0,05-0,25
W3Ni1 0,06-0,14 0,50-0,90 1,00-1,60 0,020 0,020 - 0,80-1,50 - -
W2Ni2 0,06-0,14 0,40-0,80 0,80-1,40 0,020 0,020 - 2,10-2,70 - -
W2Mo 0,08-0,12 0,30-0,70 0,90-1,30 0,020 0,020 0,40-0,60 - - -
1)Compoziţia chimică a produsului finit. Dacă nu se face nici o specificaţie: Mo<0,15%, Ni<0,15%, Cr<0,15%,V<0,03%, Al<0,02%, Ti+Zr<0,15%, Cu<0,35% (elemente reziduale în oţel şi în orice acoperire )
2)Valorile singulare din tabel sunt valori maxime.
3)Rezultatele trebuie rotunjite la acelaşi număr de cifre semnificative ca şi valoarea specificată, utilizând regulile conform ISO 31-0: 1992, anexa B, regula A
NOTARE
Exemplu: Vergea EN 1668 – W 46 3 W3Si1
în care: EN 1668= numărul standardului; W=vergea/sârmă şi/sau depunere/sudare cu arc electric în mediu de gaz inert cu electrod de wolfram (a se vedea 4.1);46= caracteristicile la tracţiune (a se vedea tabelul 1);3 = caracteristicile la încovoiere prin şoc (a se vedea tabelul 2); W3Si1 = compoziţia chimică a vergelei/sârmei (a se vedea tabelul 3);
ANEXA 1
CLASIFICAREA ELECTROZILOR PENTRU SUDAREA WIG
DUPA COMPOZITIA CHIMICA CONFORM SR EN 26848/93
Codificare Compoziţie chimică
Adaos de oxid Impurităţi %(m/m) Wolfram %(m/m) Culoarea marcajului
%(m/m) natura
WP - ThO2 ≤0,20 99,8 verde
WT 4 0,35 până la 0,55 ThO2 ≤0,20 rest albastru
WT 10 0,80 până la 1,20 ThO2 ≤0,20 rest galben
WT 20 1,70 până la 2,20 ThO2 ≤0,20 rest roşu
WT 30 2,80 până la 3,20 ThO2 ≤0,20 rest violet
WT 40 3,80 până la 4,20 ThO2 ≤0,20 rest portocaliu
WZ 3 0,15 până la 0,50 ZrO2 ≤0,20 rest brun
WZ 8 0,70 până la 0,90 ZrO2 ≤0,20 rest alb
WL 10 0,90 până la 1,20 LaO2 ≤0,20 rest negru
WC 20 1,80 până la 2,20 CeO2 ≤0,20 rest gri
Codificare
Codificarea electrozilor de wolfram este bazată pe compoziţia chimică a acestora, conform indicaţiilor din tabelul 1, respectiv
1. prima literă reprezintă simbolul componentei principale;
2. a doua literă reprezintă adaosul de oxizi (litera aleasă este litera iniţială a simbolului elementului) numărul adăugat corespunde conţinutului mediu de oxid multiplicat cu 10.
|
|
