Mai 082013
 

principiul wigSudarea WIG este un procedeu de sudare cu arcul electric în mediu de gaz protector inert cu electrod nefuzibil. Arcul electric este amorsat între un electrod nefuzibil şi piesa de sudat. Simbolizarea procedeului rezultă din iniţialele denumirii engleze Wol-fram-Inert-Gas.

Sudarea WIG se efectuează cu sau fără material de adaos introdus sub formă de sârmă, în curent continuu sau alternativ, sursa de sudare având caracteristică externă căzătoare. Procedeul poate fi aplicat în varianta manuală, semimecanizată, mecanizată sau automatizată.
Sudarea WIG are un grad înalt de universalitate, putând fi aplicată pentru îmbinarea practic a oricăror materiale metalice. Este posibilă efectuarea sudării în orice poziţie, grosimea minimă sudabila fiind de cca. 0,5 mm.
Sudurile WIG se caracterizează printr-o calitate excelentă, datorată în bună măsură protecţiei oferite de gazul inert. Trecerea materialului de adaos prin arcul electric se face practic fără stropi. Materialul de adaos nefiind conectat în circuitul electric de sudare, el nu este transferat prin spaţiul arcului, ci doar topit de acesta. Astfel, există posibilitatea controlului independent al sursei termice şi al introducerii de material de adaos. Sudura nu este acoperită cu zgură şi, ca atare, nu este necesară o curăţare a îmbinării sudate. Procedeul permite un control excelent asupra modului de formare a rădăcinii sudurii. Sudarea WIG prezintă însă o serie de inconveniente şi anume coeficient de depunere mic şi, ca urmare, productivitate redusă, pretenţii mai înalte privind pregătirea operatorului şi dificultăţi de asigurare a protecţiei gazoase în spaţii deschise.
Domeniile consacrate de aplicare ale sudării WIG sunt:
- sudarea tablelor subţiri;
- sudarea aluminiului, oţelurilor aliate, cuprului şi a materialelor reactive;
- sudarea straturilor de rădăcină la sudarea în mai multe straturi, în cazul îmbinării cap la cap a ţevilor şi, în general, în situaţia accesului dintr-o singură parte, în condiţii de calitate severe.

Materiale pentru sudare
La sudarea WIG se utilizează electrozi nefuzibili, gaze de protecŃie sl eventual, sârme de sudare.

Electrozi nefuzibili
Electrozii nefuzibili se realizează din wolfram, având în vedere caracteristicile acestora (capacitatea de emisie electronică înaltă, temperatură de topire mare). Prin adăugarea unor oxizi de thoriu, ceriu, lantan sau zirconiu se asigură o reducere a uzurii electrodului în timpul sudării, concomitent cu o îmbunătăţirea unor caracteristici de funcţionare.

Compozitia chimică a electrozilor nefuzibili pentru sudare conform SR-EN 26848.

tabelElectrozii din wolfram pur (> 99,5 % W) se folosesc în special pentru sudarea în curent alternativ a aluminiului şi magneziului, arcul electric având o stabilitate bună.
Electrozii din wolfram thoriat conţin 0,9-4,2 % oxid de thoriu (Th02). Cu creşterea conţinutului de Th02 se îmbunătăţesc caracteristicile termoemisive şi, ca atare, caracteristicile de amorsare, durata de viaţă şi curentul maxim suportat de electrod. Ei oferă o rezistenţă mai bună faţă de contaminarea sudurilor cu incluziuni de wolfram. Se sudează, de preferinţă, în curent continuu. Thoriul fiind un element uşor radioactiv, la utilizarea lor, prin praful de oxid produs la ascuţirea acestora, se degajă o mică cantitate de radiaţii.
Electrozii din wolfram ceriat (cu adaos de oxid de ceriu) au o viteză de vaporizare mai redusă decât cei thoriaţi şi, în acelaşi timp, nu sunt toxici, ceriul nefiind radioactiv. Se sudează atât în curent continuu, cât şi în curent alternativ.
Electrozii din wolfram lantanat cu adaosuri de 0,9-1,2 oxid de lantaniu (LaO) sunt asemănători cu cei ceriaţi. Au o durată de viaţă mai lungă decât electrozii de wolfram thoriaţi şi se utilizează mai ales la sudarea cu plasmă.
In fine, se utilizează, de asemenea, electrozi de wolfram zirconiat cu adaos de 0,3-0,9 oxid de zirconiu (Zr02). Au caracteristici de amorsare mai slabe decât electrozii thoriaţi, dar pericolul de impurificare a băii topite prin impurităţi de wolfram este redus. De aceea, se folosesc la sudarea oţelurilor pentru reactoare nucleare. Se sudează în curent alternativ.
Diametrul electrodului nefuzibil este standardizat şi are valori în domeniul 0,5-6 (10) mm, iar lungimea lui este de 50-175 mm.

Gaze pentru sudare
Pentru sudarea WIG se utilizează gaze inerte, în primul rând argon. Se pot folosi, de asemenea, heliu, amestecuri argon-heliu, şi amestecuri argon – hidrogen (1-10% H2). Comparând proprietăţile celor două gaze inerte se remarcă următoarele:
- potenţialul de ionizare al argonului este mai mic (15,7 V) decât cel al heliului (24,5 V). Ca atare, la aceiaşi curent de sudare şi aceeaşi lungime a arcului, tensiunea arcului în heliu va fi mai mare decât în argon şi, ca efect, puterea arcului în heliu şi pătrunderea sudurii vor fi mai mari. La sudarea în heliu se pot utiliza viteze de sudare mai înalte.
-argonul este mai greu decât aerul, în timp ce heliul este mai uşor. De aceea, pentru a asigura acelaşi nivel al protecţiei gazoase este necesar un debit de heliu mai mare decât cel de argon. în acelaşi timp, pretenţiile pentru poziţionarea arzătorului faţă de piesă sunt mai ridicate la sudarea în heliu. Din acest motiv, sudarea în heliu se aplică, mai ales. în varianta mecanizată;
-amorsarea arcului electric este mai dificilă în hefiu decât în argon. Uneori, la sudarea în heliu se preferă, de aceea, amorsarea arcului electric în argon şi schimbarea ulterioară a gazului de protecţie; -preţul argonului este mai redus decât cel al heliului;
-la sudarea în curent continuu cu polaritate inversă, utilizarea argonului permite obţinerea efectului de microsablare. Datorită bombardării piesei cu ioni grei de argon se produce o curăţire superficială a piesei de peliculele de oxizi greu fuzibili, situaţie favorabilă în cazul sudării aluminiului.

Pentru sudarea WIG se utilizează gaze inerte, în primul rând argon. Se pot folosi, de asemenea, heliu, amestecuri argon-heliu, şi amestecuri argon – hidrogen (1-10% H2). Comparând proprietăţile celor două gaze inerte se remarcă următoarele:
- potenţialul de ionizare al argonului este mai mic (15,7 V) decât cel al heliului (24,5 V). Ca atare, la aceiaşi curent de sudare şi aceeaşi lungime a arcului, tensiunea arcului în heliu va fi mai mare decât în argon şi, ca efect, puterea arcului în heliu şi pătrunderea sudurii vor fi mai mari. La sudarea în heliu se pot utiliza viteze de sudare mai înalte.
- argonul este mai greu decât aerul, în timp ce heliul este mai uşor. De aceea, pentru a asigura acelaşi nivel al protecţiei gazoase este necesar un debit de heliu mai mare decât cel de argon. în acelaşi timp, pretenţiile pentru poziţionarea arzătorului faţă de piesă sunt mai ridicate la sudarea în heliu. Din acest motiv, sudarea în heliu se aplică, mai ales. în varianta mecanizată;
-amorsarea arcului electric este mai dificilă în hefiu decât în argon. Uneori, la sudarea în heliu se preferă, de aceea, amorsarea arcului electric în argon şi schimbarea ulterioară a gazului de protecţie; -preţul argonului este mai redus decât cel al heliului;
-la sudarea în curent continuu cu polaritate inversă, utilizarea argonului permite obţinerea efectului de microsablare. Datorită bombardării piesei cu ioni grei de argon se produce o curăţire superficială a piesei de peliculele de oxizi greu fuzibili, situaţie favorabilă în cazul sudării aluminiului.

Prin adăugarea hidrogenului la argon se produce o creştere a tensiunii arcului şi a căldurii generate la sudare. Aceste efecte sunt favorabile în cazul sudării unor piese de secţiune mare sau a unor materiale cu conductibilitate termică înaltă. Adăugarea hidrogenului este interzisă însă la sudarea aluminiului, cuprului şi magneziului, datorită pericolului de apariţie a fisurilor şi porilor în sudură. Argonul se utilizează, în general, la sudarea oricăror materiale metalice.
Heliul sau amestecuri argon – heliu (cu până la 75% He) sunt recomandate pentru sudarea aluminiului şi cuprului.
Amestecuri argon – hidrogen sunt folosite la sudarea oţelurilor înalt aliate Cr-Ni, precum şi la sudarea aliajelor de nichel.
In cazul sudării materialelor reactive (ca de exemplu titan) sunt necesare măsuri speciale de protecţie, fie prin utilizarea unor sisteme suplimentare de introducere a gazului de protecţie, fie prin modificarea corespunzătoare arzătorului.

Gazele la sudare sunt standardizate, standardul SR EN ISO 14175: 2008 înlocuind standardul SR EN 439. Conform standadrdului, gazele şi amestecurile de gaze trebuie clasificate prin numărul standardului internaţional, urmat de simbolul gazului. Clasificarea se bazează pe comportamentul chimic al gazului sau amestecului de gaze.

Literele de codificare şi cifrele utilizate pentru grupa principală sunt:

I: gaze inerte şi amestecuri de gaze inerte;
M1, M2 şi M3: amestecuri de gaze oxidante conţinând oxigen şi/sau dioxid de carbon; C: gaze puternic oxidante şi amestecuri de gaze puternic oxidante; R: amestecuri de gaze reducătoare;
N: gaze slab reactive sau amestecuri de gaze reducătoare conţinând azot; O: oxigen;
Z: amestecuri de gaze care conţin componente necitate in standard

Materiale de adaos
In cazul în care sudarea se efectuează cu material de adaos, acesta se introduce în baia topită sub formă de vergea. Diametrul vergelei depinde de grosimea materialului de bază, iar compoziţia chimică a sa, având în vedere atmosfera inertă în care are loc sudarea, este de obicei similară cu cea a materialului de bază.
Vergelele si sârmele pentru sudarea otelurilor nealiate si a otelurilor cu granulatie fina sunt srandardizate, – SR EN ISO 636 : 2008. Clasificarea lor se face in funcţie de compoziţia chimica
A.    In funcţie de limita de curgere si energia de impact 47 J;
B.    In funcţie de rezistenta la rupere si energia de impact 27 J. Simbolizarea acestor materiale se face prin:
-    procesul/produsul;
-    rezistenta si alungirea metalului depus;
-    energia de rupere a metalului depus;
-    compoziţia chimica a vergelor/sarmelor. Exemplu:de simbolizare:
ISO 636 – A – W46 3 W3Si1 – metal depus WIG cu limita de curgere min 460 MPa (46) si o energie de impact medie minima 47J la -30 grade C (3) utilizând protectie de Ar, ISO 14175 si vergea W3Si1 ISO 636 – A -W3Si1 – vergea cu compoziţia chimica corespunzătoare

*Toate articolele de la sectiunea Ingineria Sudarii sunt utile in promovarea examenului IWE/IWI            ISIM Timisoara

 

 

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>