Ce este sudarea cu arc metalic ecranat (SMAW)? 👨‍🏭

Introducere

Sudarea cu arc cu electrod acoperit este un proces care produce coalescență între metale prin încălzirea și topirea acestora cu un arc electric stabilit între vârful unui electrod acoperit și suprafața metalului de bază la îmbinarea care este sudată.

Cum funcționează procesul

Metalul topit de la electrod este transferat prin arcul electric în bazinul topit al metalului de bază, formând astfel metalul de sudură.

O zgură lichidă cu o densitate mai mică decât cea a metalului lichid, care se formează din acoperirea electrodului și impuritățile de metal de bază, depășește bazinul topit protejându-l de contaminarea atmosferică.

Odată solidificată, această zgură va controla viteza de răcire a metalului de sudură deja solidificat. Metalul de umplutură provine din miezul metalic al electrodului (sârmă) și din înveliș, care în unele cazuri constă din pulbere de fier și elemente de aliere.

Sudarea cu stick este unul dintre cele mai utilizate procedee de sudare dintre toate despre care vom vorbi, datorita simplitatii echipamentelor, calitatii sudurilor, si costului scazut al echipamentelor si consumabilelor.

Are o mare flexibilitate și sudează majoritatea metalelor pe o gamă largă de grosimi. În ultimul timp a pierdut teren în fața altor procese din cauza productivității mai scăzute (durează mai mult pentru a finaliza o sudură în acest proces decât cu FCAW de exemplu).

Sudarea cu acest proces se poate face aproape oriunde și în condiții extreme. Sudarea cu electrozi acoperiți este utilizată pe scară largă în fabricarea industrială, structuri metalice pentru clădiri, construcții navale, mașini, camioane, porți și alte ansambluri sudate.

Dezavantajul major al acestui proces este productivitatea sa scăzută, care se datorează în principal necesității înlocuirii electrozilor.

Avantaje și dezavantaje

Avantaje	Dezavantaje
Este un proces versatil, deoarece se adaptează la materiale de diferite grosimi și în orice poziție de lucru.	Este un proces manual, în funcție de priceperea sudorului, care implică un control mai mic al parametrilor de sudare, cum ar fi curentul de sudare.
Echipamentul necesar are un cost relativ scăzut.
Utilizarea lui este indicata atat in interiorul fabricii cat si in camp.	În comparație cu alte procese, are o productivitate scăzută, datorită ratei scăzute de depunere și gradului scăzut de ocupare a sudorului (timp cu arcul deschis de timpul total de sudare), care este în jur de 40%.
Folosit în prezent în industria navală, feroviară, auto, prelucrarea metalelor și construcții.
Este utilizat pe scară largă pentru sudarea oțelului carbon, oțel slab aliat, oțel inoxidabil, fontă, aluminiu, cupru, nichel etc.
Metalele cu punct de topire scăzut, cum ar fi Pb, Sn, Zn, și metalele refractare sau foarte reactive, cum ar fi Ti și Zr, nu pot fi sudate cu un electrod acoperit.	Generează un volum mare de gaze și fum în timpul procesului.

Echipament de sudură

După cum se arată în figura de mai jos, echipamentul constă dintr-o sursă de alimentare, cabluri de conectare, un suport pentru electrod, o clemă (conector de pământ) și electrod.

Sursa de putere

Sursa de alimentare poate fi curent continuu (generatoare sau redresor) sau curent alternativ (transformator).

Sursele de curent continuu pot fi:

1 – Generatoare, utilizate în general pentru lucrări pe șantiere, în special acolo unde nu este disponibilă o alimentare cu energie electrică adecvată.
2 – Transformatoare-redresoare, care sunt avantajoase in raport cu generatoarele datorita costului mai mic de operare si intretinere, cu functionare mai silentioasa.

În cazul curentului continuu, polaritatea trebuie aleasă conform cerințelor serviciului:

a) Curent continuu – polaritate directă (DC-), electrodul este conectat la polul negativ al mașinii și există o rată de depunere mai mică și adâncimi de penetrare mai mari.
b) Curent continuu – polaritate inversă (DC+), electrodul pozitiv și partea negativă. Cu această configurație, se obține o penetrare mai mică și viteze mai mari de topire a electrodului.
c) Curent alternativ (AC) – polaritatea care alternează cu fiecare inversare a curentului. Cu acest tip de configurație, geometria talonului va fi intermediară cu cea obținută în CC+ și CC-

Sfat: Semnul de curent continuu se referă întotdeauna la locul unde este conectat electrodul. Unii chiar preferă să-l numească electrod pozitiv sau electrod negativ.

Cabluri de sudare

Acestea sunt folosite pentru a conecta suportul de electrod și clema la sursa de alimentare. Acestea trebuie să fie flexibile pentru a permite o manipulare ușoară. Ele fac parte din circuitul de lipit și constau din mai multe fire de cupru înfășurate împreună și protejate de un strat izolator și flexibil. Cablurile trebuie ținute derulate și fără îmbinări.

Suport electrod

Suportul de electrod este utilizat pentru fixarea și punerea sub tensiune a electrodului. Fixarea corectă și o bună izolație a cablurilor este esențială pentru ca riscurile de șoc să fie minimizate. Ghearele trebuie să fie întotdeauna în stare bună, pentru a evita problemele de supraîncălzire și fixarea proastă a electrozilor, care se pot desprinde în timpul sudării.

Clemă (conector de masă)

Este un dispozitiv pentru conectarea cablului de masă la piesa de sudat.

Consumabile – electrozi

Electrodul acoperit este format din:

• Electrod („Sufletul”)
• Strat

Electrodul stabilește arcul și furnizează metalul de umplutură pentru sudare.

Învelișul electrodului are următoarele funcții în timpul procesului de sudare: Funcții electrice, fizice și metalurgice.

Funcția de izolare electrică și ionizare

a) Izolație – izolează miezul electrodului evitând deschiderile arcului lateral, direcționând arcul către locul de interes. De exemplu, atunci când sudați teșituri înguste care sunt greu accesibile, pentru a preveni formarea arcului în poziții nedorite.
b) Ionizare – Învelișul conține silicați de Na și K care ionizează atmosfera arcului. Acest lucru facilitează trecerea curentului electric, creând un arc electric stabil.

Funcții fizice și mecanice

a) Furnizează gaze pentru formarea unei atmosfere protectoare pentru picăturile de metal împotriva acțiunii hidrogenului în atmosferă.
b) Acoperirea se topește și apoi se solidifică pe cordonul de sudură formând o zgură de material nemetalic, protejează cordonul de sudură de oxidarea de către atmosfera normală în timp ce sudura se răcește.
c) Oferă controlul vitezei de răcire și contribuie la finisarea talonului:

Scop metalurgic

a) Introduce elemente de aliere în metalul de sudură, modificându-i proprietățile de sudare. Alte elemente chimice sunt adăugate, de asemenea, în scopul zgării impurităților, dezoxidării etc. (ex: Mn, Si)

Electrozii acoperiți sunt clasificați conform specificațiilor AWS (American Welding Society). Specificațiile comerciale pentru electrozii acoperiți pot fi găsite în specificațiile AWS ale seriei AWS A5 (Ex.: AWS A5.1)

Caracteristici și utilizări

Este important ca un inspector de sudare să-și amintească că procesul de sudare cu electrozi acoperiți are multe variabile de luat în considerare. De exemplu, poate fi utilizat într-o mare varietate de configurații de îmbinare găsite în sudarea industrială și într-o mare varietate de combinații de metal de bază și metal de adaos.

Ocazional, se folosesc mai multe tipuri de electrozi pentru o anumită sudură. Un inspector de sudare ar trebui să aibă cunoștințe aprofundate despre specificațiile consumabilelor utilizate pentru lucrare pentru a ști cum și ce variabile afectează calitatea sudurii.

Procesul de sudare cu electrozi acoperiți poate fi utilizat pentru sudarea în toate pozițiile. Poate fi folosit și pentru sudarea majorității oțelurilor și a unor metale neferoase, precum și pentru depunerea metalului de adaos pentru a obține anumite proprietăți sau dimensiuni.
Dispune de capacitatea de a suda metalul de bază într-un interval de la 2 mm la 200 mm, în funcție de cerințele de încălzire sau de control al distorsiunii și de utilizare.

Controlul energiei de sudare (aportul de căldură) în timpul funcționării este un factor relevant pentru unele materiale, precum oțelurile călite și revenite, oțelurile inoxidabile și oțelurile slab aliate care conțin molibden, fiind de asemenea de mare importanță pentru aplicațiile la temperaturi scăzute.

Controlul inadecvat al energiei de sudare în timpul operațiunii de sudare, atunci când este necesar, poate provoca cu ușurință fisurarea sau pierderea proprietăților metalelor de bază primare, cum ar fi pierderea rezistenței la coroziune a oțelurilor inoxidabile sau chiar o scădere a capacității de absorbție a energiei.

Rata de depunere a acestui proces este mică în comparație cu alte procese de alimentare continuă. Viteza de depunere variază de la 1 la 5 kg/h și depinde de electrodul ales.

Succesul procesului de sudare cu electrozi acoperiți depinde în mare măsură de priceperea și tehnica sudorului, deoarece toate manipulările de sudare sunt efectuate de sudor. Există patru elemente pe care sudorul trebuie să le poată controla:

• Lungimea arcului (variază între 0,5 și 1,1 din diametrul electrodului acoperit). În termeni profani, putem lua în considerare distanța de la vârful electrodului la piesă.
• Deplasarea electrodului și unghiul de lucru.
• Viteza de deplasare a electrodului.
• Tehnici de depunere a trecerii (pasare îngustă sau oscilantă).
• Curent electric.

Pregatirea si curatarea rosturilor

Piesele care urmează a fi sudate trebuie să fie lipsite de ulei, grăsime, rugină, vopsea, reziduuri de la examinare prin lichid pătruns, nisip și funingine de la preîncălzirea cu gaze, în bandă de cel puțin 20 mm pe fiecare parte a marginilor și demagnetizate.

După fiecare trecere, zgura produsă trebuie îndepărtată. Îndepărtarea parțială a zgurii produce coroane de sudură cu incluziuni de oxid, compromițând proprietățile mecanice ale îmbinării sudate. Lipsa de curățare între treceri generează celebrul defect de „includere a zgurii”.

Parametri uzuali pentru sudarea otelurilor

Tabelul de mai jos prezintă un exemplu de parametri tipici în funcție de diametru pentru electrodul acoperit tip 7018. Electrodul 7018 este cel mai frecvent utilizat în lucrări responsabile, cu toate acestea, consultați un specialist în sudură pentru cel mai economic și mai productiv electrod și parametrii de utilizat. Munca ta.

Discontinuități induse de proces

Sudura obținută prin sudarea cu arc cu electrozi placați poate conține aproape toate tipurile de discontinuități. Mai jos sunt enumerate unele dintre discontinuitățile mai frecvente care pot fi întâlnite atunci când se utilizează acest proces.

Porozitate

În general, este cauzată de utilizarea unor tehnici incorecte (lungime mare a arcului sau viteză mare de sudare), de utilizarea metalului de bază fără curățare adecvată sau de un electrod umed.

Porozitatea grupată apare uneori la deschiderea și închiderea arcului. Tehnica de sudare cu trecere mica inapoi, imediat dupa inceperea operatiei de sudare, permite sudorului sa topeasca din nou zona la inceputul trecerii, eliberand gazul acesteia si evitand astfel acest tip de discontinuitate. Porozitatea vermiformă este de obicei cauzată de utilizarea unui electrod umed.

Incluziuni

Acestea sunt cauzate de manipularea necorespunzătoare a electrodului și curățarea proastă între treceri. Este o problema previzibila, in cazul proiectarii neadecvate in ceea ce priveste accesul la rostul de sudat sau chiar cu unghiuri de tesite mici.

Lipsa fuziunii

Rezultate din tehnica necorespunzătoare de sudare: sudare rapidă, pregătire inadecvată a îmbinării sau a materialului, curent prea scăzut.

Lipsa de penetrare

Rezultate din tehnica necorespunzătoare de sudare; lipire rapidă, pregătire necorespunzătoare a îmbinării sau a materialului, curent prea mic și diametrul electrodului prea mare.

Concavitatea și suprapunerea

Acestea se datorează erorilor (neîncetarea) sudorului.

Crăpături în gât și crăpături în rădăcină

Când apar, cer, de evitat, modificări ale tehnicii de sudare sau schimbarea materialelor.

Fisura interlamelara

Această discontinuitate nu este caracterizată ca o defecțiune a sudorului. Apare atunci când metalul de bază, nesuportând tensiuni mari generate de contracția sudurii, pe direcția grosimii, crapă sub formă de trepte, situate în planuri paralele cu direcția de rulare.

Doar cu titlu informativ, unii ingineri specifică un test de tracțiune „Z” pentru a evalua rezistența acestui material la acest tip de fisurare.

Crăpături la margine și crăpături sub margele

Acestea sunt crăpături, după cum vom vedea, din cauza fisurilor la rece. Acestea apar la ceva timp după efectuarea sudurii și, prin urmare, este posibil să nu fie detectate de o inspecție efectuată imediat după operația de sudare. Ele apar în mod normal în timp ce hidrogenul este prins în lipire.

Ca exemplu de surse de hidrogen, putem aminti: umiditatea ridicată a aerului, electrozi umezi, suprafețe murdare.

Acest hidrogen, combinat cu o microstructură fragilă și un nivel suficient de ridicat de stres rezidual, contribuie la apariția acestor tipuri de fisuri.

Undercut (seamănă cu o mușcătură)

Amperaj ridicat (curent), parte foarte fierbinte.

Condiții de protecție a mediului și individuală

Sudarea nu trebuie efectuată în prezența ploii și a vântului, cu excepția cazului în care îmbinarea de sudat este protejată corespunzător.

Arcul electric emite radiații vizibile și ultraviolete pe lângă proiecții și gaze nocive. Din aceste motive, sudorul trebuie protejat corespunzator, folosind filtre, manusi, imbracaminte de protectie, sticla securizata si efectuand sudura in locuri cu ventilatie adecvata.

Aflați despre Sudare

Doriți să aflați mai multe despre sudare? Vizitați Curs Rapid.

Citare

Când trebuie să includeți un fapt sau o informație într-o misiune sau eseu, ar trebui să includeți și unde și cum ați găsit acea informație (Ce este sudarea cu arc metalic ecranat).

Acest lucru oferă credibilitate lucrării dvs. și este uneori necesar în învățământul superior.

Pentru a vă ușura viața (și citarea), copiați și lipiți informațiile de mai jos în misiunea sau eseul dvs.:

Luz, Gelson. Ce este sudarea cu arc metalic ecranat (SMAW)?. Blog de Materiale. Gelsonluz.com. zz ll aaaa. URL.

Acum înlocuiți zz, ll și aaaa cu ziua, luna și anul în care navigați pe această pagină. De asemenea, înlocuiți adresa URL pentru adresa URL reală a acestei pagini. Acest format de citare se bazează pe MLA.