|
|
|
Tehnologia sudarii si taierii cu flacara de gaze
Sudarea cu flacara de gaze este un procedeu care utilizeaza energia termochimica. In afara de sudarea propriu-zisa cu flacara de gaze se realizeaza si diverse procedee conexe cum sunt: lipirea tare, incarcarea prin sudare, taierea cu oxigen si gaze, metalizarea, calirea superficiala si curatirea cu flacara.
Materialele utilizate sunt :
Metalul de baza. Cele mai utilizate metale pentru sudarea cu flacara de gaze sunt aliajele fier-carbon de tipul otelurilor. In mai mica masura se sudeaza fontele ,bronzurile si alama. Procedeul necesita o sursa de gaze independenta de reteaua electrica. Prin acest procedeu se realizeaza lucrari in conditii de santier. Otelurile folosite pentru sudarea cu flacara de gaze sunt cele realizate cu continut scazut de carbon (C < 0,20 %) si elemente de aliere nedepasind 5%.
Efectele nedorite realizate de sulf (fragilitate la cald) si fosfor (fragilitate la rece) au impus limitarea lor la valori de ordinul sutimilor de procent. Compozitia chimica a metalului de baza trebuie corelata cu aspectele fizice si metalurgice posibile in flacara de gaze folosita in vederea realizarii unei tehnologii adecvate. Cel mai frecvent se sudeaza otelurile pentru cazane si recipientii sub presiune, otelurile pentru tevi, oteluri cu granulatie fina pentru constructii metalice oteluri turnate in piese pentru armaturi.
Metalul de adaos se prezinta sub forma de vergele metalice. Acesta trebuie sa aiba o compozitie chimica si caracteristici mecanice asemanatoare metalului de baza.
Compozitia chimica pentru diverse tipuri de sarme este reprezentata in STAS ll26-80.
Specific procedeului de sudare cu flacara de gaze sunt fluxurile dezoxidante(decapante). Ele au rolul de a dizolva oxizii metalici formati si de a-i transforma intr-o zgura usor fuzibila. Fluxurile nu au caracter universal fiind folosite in raport cu particularitatile de sudare. Fluxurile se introduc in zona de sudare prin imersia periodica a vergelei.
1 = flacara de gaze
2 = sarma de sudura
3 = metal de baza
4 = baie de metal topit
5 = metal depus
Fig.4.27. Schema de principiu a sudarii cu flacara
Flacara de sudare constituie sursa termica care asigura caldura necesara topirii metalului de baza si a celor de adaos. Ea se obtine prin arderea acetilenei in oxigen la iesirea din arzator. La o flacara de gaze pentru sudare se disting mai multe zone.
1)Nucleul luminos
2)Flacara primara
3) Flacara secundara
1 = zona rece ( amestec de gaze neaprinse )
2 = nucleul luminos
3 = flacara primara
4 = flacara secundara
a = flacara carburanta
b = flacara oxidanta
Fig. 4.28. Flacara de sudura la sudarea cu gaze
In nucleul 1 are loc disocierea acetilenei dupa reactia C2H2+O2 2C+2H+O2 si inceputul arderii elementelor de disociere (C+H). Zona contine carbon liber incandescent care produce o lumina de un alb orbitor. De aceea se numeste si con luminos.
In zona 2 are loc reactia de ardere primara a carbonului si formarea oxidului de carbon. Arderea primara se produce cu degajarea unei cantitati mari de caldura, astfel incat aici se dezvolta temperatura maxima a flacarii.
2C+2H+O2 2CO+H2+450000[KJ / kmol]
Prezenta carbonului si hidrogenului dau un caracter reducator acestei
zone. Zona primara este denumita si zona reducatoare. Temperatura maxima
este de
In flacara secundara, denumita si de imprastiere are loc arderea completa a compusilor formati din zona primara. Structura si forma flacarii oxiacetilenice depind de compozitia amestecului gazos.
O2 =1,1..1,2 amestec normal , flacara neutra
C2H2
PC2H2max=1,5*105MPa;PO2max=5*105MPa
Flacara arde linistit si zonele sunt perfect delimitate
O2 =1,21,5 flacara este oxidanta
C2H2
O2este in cantitate mare. Flacara este violeta si arde cu zgomot puternic. Zonele flacarii sunt mai reduse ca dimensiuni. Oxigenul conduce la procese de oxidare sau ardere a elementelor materialului de baza.
Se foloseste in special la sudarea alamelor.
O2 =0,70,9 flacara are un exces de C2H2si este carburanta. Conul luminos se lungeste.
C2H2
O parte din carbon nu se arde si apare sub forma de funingine.
Pentru sudarea materialelor feroase se foloseste flacara neutra sau reducatoare.
Gaze folosite la sudare
Oxigenul utilizat la sudarea cu flacara de gaze are puritati diferite , dupa cum urmeaza :
97%(tip 97)
98%(tip 98)
99%(tip 99)
Se livreaza in butelii de culoare albastra la o presiune de 150*105Pa si avand capacitatea de 40dm3 .
Acetilena se imbuteliaza la maximum 60*105Pa in butelii de culoare bruna sau se produce in generatoare sau statii centrale.
Arzatorul pentru sudare se mai numeste si suflai si este un aparat in care are loc amestecul gazos si arderea lui la un capat. El poate regla debitele de gaz pentru a realiza flacara dorita.
0 conducta oxigen
1 conducta acetilena
2 ajutaj conic
3 sectiunea spatiului inelar de absorbtie a acetilenei
4 camera de amestec
5 ajutaj iesire
Fig. 4.29. Schema de principiu a arzatorului
Dupa principiul de constructie se deosebesc arzatoare fara injector (alimentate cu gaze la presiuni aproape egale)si arzatoare cu injector (alimentate la presiuni diferite). La sudarea cu flacara oxiacetilenica se folosesc arzatoare cu injector, datorita presiunilor diferite ale celor doua gaze. Datorita presiunii mai mari a oxigenului se produce un efect de aspiratie a acetilenei prin spatiul inelar 4.
Trusele de sudare si taiere sunt standardizate conform STAS 4137-70 .
Pentru a mari puterea de incalzire si o utilizare mai eficienta a caldurii dezvoltate se folosesc arzatoare cu flacari multiple. La arzatoarele simple se face preincalzirea materialului cu flacara secundara, iar topirea se face cu cea primara, procesul fiind mai putin eficient.
La arzatorul cu doua flacari, prima flacara realizeaza preincalzirea ,iar a doua topirea.
1. Tehnologia sudarii cu flacara de gaze si oxigen
La sudarea cu gaze stabilirea regimului de sudare consta in alegerea puterii arzatorului, a metalului de adaos, a formei si a structurii flacarii. Caracteristic pentru o anumita putere a arzatorului este debitul de amestec gazos care realizeaza o flacara cu o anumita putere calorica.
Pentru a realiza operatia de sudare in timp minim cu un consum minim de gaze la alegerea puterii arzatorului vom avea in vedere grosimea materialului de baza si proprietatile sale termice (temperatura de topire, conductivitate termica).
Pentru acetilena debitul volumetric specific (dm3 / ora) este functie de natura materialului ce se sudeaza
-otel 100-150
-fonta 175-250
-alama si bronz 75-100
Functie de grosime se determina debitul orar de acetilena. Cu aceasta valoare se alege marimea becului necesar din tabel. Corelat cu marimea becului in trusa se afla tija respectiva si injectorul .
Becurile sunt in numar de 8, numerotate de la 0 la 7 si corespund in ordinea cresterii diametrului gaurii prin care iese amestecul de gaze.
Numar bec 0 ,1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 .
Diametrul gaurii becului [mm]
Diametrul gaurii injectorului [mm]
Grosimea metalului sudat
Consumul de acetilena [l / h]
Consumul de O2[l / h]
Lungimea nucleului luminos
Presiunea O2
Presiunea C2H2
Diametrul metalului de adaos este in functie de grosimea materialului de baza.
d 1,5 2,5 3-4 4-5 5-6 6-7
s <1,5 1,5-3 3-5 5-7 7-10 >10
Natura flacarii Otelb=1,1-1,2 normala
Fonta b=0,9-1,0 carburanta
Alamab=1,3-1,5 oxidanta
2. Pregatirea rostului
Pentru sudarea manuala cu flacara de gaze forma si dimensiunea rostului sunt conform STAS 6672-74
Pentru grosimi ale tablelor de sudat s<2 , marginile se rasfrang
Pentru grosimi ale tablelor de sudat s<4 , rostulse prelucreaza in forma de "I".
Tehnica sudarii utilizeaza doua metode : spre stanga si spre dreapta.
Sudarea spre stanga se aplica la table de otel cu grosimi s<5m. Deplasarea arzatorului se face de la dreapta spre stanga, iar metalul de adaos se dispune inaintea flacarii. Suflaiul si sarma se inclina la 450 .
Sudarea spre dreapta se aplica pentru tablele cu grosimi s>5mm. Arzatorul se inclina la 700 si electrodul la 450. Metoda este dificila, necesita experienta si este indicata la sudarea otelurilor slab aliate. La aprinderea flacarii se deschide intai oxigenul iar la terminarea sudarii se opreste mai intai acetilena.
