Căsuța de diferențe

Sudarea este o tehnică de îmbinare rapidă și fiabilă care aproape a înlocuit alte procese de îmbinare permanentă. Ea poate fi definită ca fiind un proces de îmbinare prin care două sau mai multe materiale pot fi asamblate permanent cu sau fără aplicații de căldură, presiune și materiale de adaos. Poate fi utilizată în mod covârșitor pentru îmbinarea nu numai a metalelor, ci și a altor tipuri de materiale, inclusiv materiale plastice și ceramice. Pentru a satisface nevoia de îmbinare a unei mari varietăți de materiale în mai multe moduri, există un număr mare de procese de sudare care pot fi clasificate în linii mari ca sudare prin fuziune și sudare în stare solidă. Sudarea prin fuziune este cea în care căldura este aplicată în exterior pentru a topi suprafețele de faianță ale metalului de bază pentru a forma coalescență. Căldura poate fi aplicată în diverse moduri, cum ar fi prin arc electric, flacără de gaz, încălzire prin rezistență, fascicul de energie intensă etc.

În consecință, toate procedeele de sudare cu arc electric, sudare cu gaz, sudare prin rezistență și sudare cu fascicul de energie intensă se încadrează în plicul sudării prin topire. În sudarea cu arc electric, între un electrod ascuțit și metalele de bază conductoare se constituie un arc electric. Acest arc electric este sursa principală de căldură pentru topirea suprafețelor de faianță și a metalelor de adaos. Există destul de multe astfel de procedee – toate acestea urmează același principiu de bază, dar variază substanțial în ceea ce privește procedura, beneficiile, limitările și domeniile de aplicare fezabile. Sudarea cu arc electric cu metal protejat (SMAW), sudarea cu arc electric cu gaz metalic (GMAW) și sudarea cu arc electric cu gaz tungsten (GTAW) sunt trei astfel de procedee de sudare cu arc electric – fiecare dintre ele oferă anumite avantaje față de celelalte. Diferențele dintre procedeele de sudare SMAW, GMAW și GTAW sunt discutate mai jos.

Electrod consumabil și neconsumabil: Electrodul este parte integrantă a fiecărui proces de sudare cu arc electric pentru stabilirea și menținerea arcului electric. Astfel de electrozi pot fi de două tipuri-consumabile și neconsumabile. Un electrod consumabil se topește în timpul sudării datorită încălzirii arcului electric și, ulterior, se depune pe cordonul de sudură care, în final, devine parte integrantă a îmbinării. Spre deosebire de acesta, un electrod neconsumabil nu se topește în timpul sudării și rămâne intact. Un anumit proces de sudare cu arc electric utilizează un singur tip. În ceea ce privește natura consumabilă și neconsumabilă a electrodului, comparația între procedeele de sudare SMAW, GMAW și GTAW este enumerată mai jos.

• SMAW-Electrod consumabil.
• GMAW-Electrod consumabil.
• GTAW-Electrod neconsumabil.

Aplicarea metalului de adaos: Metalul de umplere este necesar pentru a furniza pentru umplerea golului de rădăcină. Atunci când spațiul de rădăcină este substanțial mai mare (>2mm) și/sau marginea este pregătită, atunci trebuie aplicat metal de umplere. Cu electrodul consumabil, electrodul însuși se topește și se depune pe cordonul de sudură. Astfel, nu este necesar să se furnizeze material de umplere suplimentar. Un astfel de electrod se comportă ca un material de umplere și rata de alimentare a electrodului poate fi controlată pentru a manipula rata de depunere a materialului de umplere. Dimpotrivă, electrodul neconsumabil nu furnizează nici un material de umplutură pe cordonul de sudură. Astfel, dacă este necesar un material de umplere, atunci acesta trebuie furnizat separat.

• SMAW – Nu este necesar un material de umplere suplimentar. Electrodul acționează ca material de umplere.
• GMAW- Nu este necesar un material de umplere suplimentar. Electrodul acționează ca material de umplere.
• GTAW-Electrodul este neconsumabil. Deci, umplutura suplimentară sub formă de tijă cu diametru mic este furnizată, doar atunci când este necesară, prin alimentarea constantă sub coloana arcului.

Natura continuă a electrodului/umpluturii: Materialul de umplere, fie sub formă de electrod, fie separat, se topește continuu și se depune pe cordonul de sudură. Astfel, lungimea acestuia se scurtează treptat odată cu timpul de sudare. Dacă această lungime a materialului de umplutură este scurtă, atunci trebuie să fie înlocuit frecvent cu unul nou. Acest lucru reduce rata de producție și întrerupe procesul. Pe de altă parte, un material de adaos lung poate fi alimentat continuu în zona de sudare pentru o durată mai lungă, fără nicio întrerupere. O astfel de metodă este productivă, dar necesită stocarea în vrac a unui material de adaos costisitor.

• SMAW-Filler-cum-electrode este sub forma unei tije drepte de diametru mic, cu o lungime de 2 – 3 ft. Astfel, necesită o schimbare frecventă și întreruperea procesului.
• GMAW-Filler-cum-electrode este sub forma unei sârme de diametru mic care este înfășurată pe un bazin de sârmă. Un electrod de sârmă destul de lung este stocat în acel bazin și astfel sudarea poate fi efectuată continuu pe o durată mai lungă, fără întreruperi intermediare pentru schimbarea electrodului. Acest electrod este alimentat continuu prin intermediul unor dispozitive mecanizate.
• Electrodul GTAW este neconsumabil. Materialul de adaos se prezintă de obicei sub formă de tijă scurtă, de diametru mic și astfel necesită opriri frecvente pentru schimbarea materialului de adaos. Cu toate acestea, sudarea poate fi efectuată continuu dacă nu se utilizează material de adaos.

Modalitate de sudare preferabilă: Sudarea cu arc poate fi realizată în trei moduri diferite. După cum s-a menționat anterior, nu este necesar să se furnizeze material de umplere atunci când distanța dintre rădăcini este foarte mică sau când materialele de bază sunt subțiri. Atunci când sudarea se realizează fără a aplica niciun fel de material de umplere, se numește mod autogen. Cu toate acestea, dacă se aplică un material de adaos și compoziția metalurgică a materialului de adaos este similară cu cea a componentei de bază, atunci se numește mod omogen. În cazul în care compoziția metalurgică a materialului de adaos diferă substanțial de cea a componentei de bază, se numește mod eterogen. Diferite procedee de sudare sunt adecvate pentru diferite moduri.

• SMAW-Filler este inerent acestui procedeu datorită electrodului consumabil. Deci, modul autogen nu este posibil. Este potrivit pentru sudarea în principal omogenă.
• GMAW-Similar cu SMAW, materialul de adaos este inerent acestui procedeu din cauza electrodului consumabil. Deci, modul autogen nu este posibil. Este potrivit pentru sudarea omogenă și eterogenă.
• GTAW-Electrodul este neconsumabil. Deci modul autogen este fezabil; de fapt, sudarea TIG este potrivită doar pentru acest mod. Cu toate acestea, se poate aplica și pentru sudarea omogenă și eterogenă prin utilizarea unui set optim de parametri de proces.

Materialul electrodului: Materialul electrodului din fiecare proces de sudare cu arc trebuie să posede câteva caracteristici de bază, cum ar fi o bună conductivitate electrică, o bună emisivitate a electronilor, punctul de topire dorit etc. Merită menționat faptul că metalul de adaos trebuie să fie compatibil cu metalul de bază, în caz contrar nu se vor amesteca corespunzător, ceea ce duce la o sudare defectuoasă. Astfel, în cazul electrodului consumabil, materialul electrodului trebuie ales în funcție de compatibilitatea cu metalul de bază. Cu electrodul neconsumabil, materialul de adaos trebuie ales pe baza compatibilității cu metalul de bază, în timp ce electrodul trebuie să fie confecționat dintr-un astfel de material cu topire ridicată.

• SMAW-Electrodul este confecționat în cea mai mare parte din materiale feroase. Are doar câteva varietăți în ceea ce privește materialul electrodului. Astfel, este potrivit doar pentru îmbinarea omogenă a componentelor feroase.
• GMAW-O mare varietate de materiale pentru electrozi sunt disponibile pe piață. Deși majoritatea electrozilor sunt feroși, compoziția lor metalurgică poate fi variată pentru a se obține rezultatul dorit.
• GTAW-Este electrod este fabricat numai din tungsten. Aceasta este indiferent de metalul de bază sau de metal de adaos, deoarece electrodul este neconsumabil. Tungstenul are cel mai înalt punct de topire (3422°C). Alte proprietăți dorite pot fi, de asemenea, manipulate prin adăugarea de elemente de aliere în proporții mici. De exemplu, cu tungsten se adaugă toriu, oxid de lantan, oxid de ceriu, zirconiu etc. pentru îmbunătățirea diferitelor caracteristici de sudare, cum ar fi emisivitatea electronică, eroziunea electrodului etc.

Electrod acoperit sau gol: Electrodul poate fi acoperit pentru a-l proteja de oxidare sau de contaminarea atmosferică. În afară de protecția împotriva oxidării, acoperirea oferă și alte avantaje, cum ar fi alimentarea cu gaz de protecție, reducerea stropilor, stabilizarea arcului, inducerea de elemente chimice în cordonul de sudură etc. Cu toate acestea, un electrod acoperit este costisitor și predispus să se deterioreze în timp. Diferite procedee utilizează diferite tipuri de acoperire, fiecare având funcția dorită.

• SMAW-Utilizează un electrod acoperit cu un flux gros. Pe lângă faptul că protejează electrodul, acest flux furnizează gaz de protecție.
• GMAW-Nu există un strat de acoperire cu flux pe electrod. Cu toate acestea, se aplică un strat subțire de material stabil pentru a proteja materialul electrodului de oxidare.
• GTAW-Utilizează un electrod de tungsten gol. Nu se aplică niciun strat de acoperire pe electrod.

Alimentare cu gaz de protecție: Gazul de protecție este furnizat în sudarea cu arc electric pentru a dispensa oxigenul din zona de sudare și a crea un înveliș de gaze inerte în jurul cordonului de sudură. Funcția sa principală este de a proteja cordonul de sudură fierbinte de oxidare. Un astfel de gaz protector poate fi furnizat direct dintr-o butelie de gaz sau indirect prin dezintegrarea altor elemente chimice în timpul sudării.

• SMAW- Stratul de acoperire cu flux al electrodului se dezintegrează în timpul sudării și produce gaz protector. Nu se aplică separat gazul de protecție separat.
• GMAW-Gazul de protecție (inert sau activ) este furnizat din butelia de gaz.
• GTAW-Gazul de protecție inert este furnizat din butelia de gaz.

Problema stropilor: Stropirile sunt picături mici de metal de adaos topit care se produc din cauza împrăștierii arcului electric și ies din zona de sudare. Aceste stropi cauzează pierderi de metal de adaos și, prin urmare, o rată neuniformă de depunere a materialului de adaos care, uneori, duce la diverse defecte de sudare, inclusiv armare negativă și inexactitate dimensională. De asemenea, împiedică aspectul și necesită șlefuire după sudare pentru îndepărtarea ei.

• SMAW-Produce stropi excesivi chiar și cu un set optim de parametri de proces.
• GMAW-Produce, de asemenea, stropi; cu toate acestea, pot fi reduși prin utilizarea unui set optim de parametri de proces.
• GTAW-Este în cea mai mare parte lipsit de stropi.

Manual și automatizare: Sudarea cu arc metalic ecranat se realizează manual și astfel se mai numește și sudare manuală cu arc metalic (MMAW). Sudarea cu arc metalic cu gaz poate fi automatizată cu ușurință în cazul în care sârma electrodului este alimentată continuu din bobină cu ajutorul unui aranjament mecanizat și, în același timp, torța este deplasată de un alt vehicul automat. Sudarea cu arc cu tungsten în gaz se realizează de obicei manual; cu toate acestea, poate fi automatizată, în special în ceea ce privește deplasarea torței. Un proces automatizat este rapid și mai productiv; dar procesul manual este mai flexibil și practic nu posedă nici o restricție de locație pentru aplicarea sa.

Productivitate și probleme de calitate: SMAW nu oferă o îmbinare de bună calitate. Astfel, se realizează mai ales pentru cerințe casnice și industriale generale. Schimbarea frecventă a electrozilor cauzează întreruperea procesului și astfel nu este potrivită pentru cerințe de sudare mai lungi. GMAW este foarte productiv și poate fi realizat în mod continuu pe o durată lungă. Poate fi automatizat cu ușurință. Rata de depunere a volumului său este, de asemenea, foarte mare. Astfel, este potrivit în cazul în care există o distanță mare între rădăcini, marginile sunt pregătite în formă de U sau V, cerințele de îmbinare mai lungi sau chiar pentru placare. Deși este mai puțin predispus la defecte, calitatea îmbinării sale nu este foarte bună. De asemenea, stropii împiedică aspectul cordonului de sudură. În ceea ce privește calitatea, GTAW este cea mai bună dintre cele trei. Oferă o îmbinare superioară cu un aspect splendid. Este mai puțin predispus la defecte, dar rata de depunere sau rata de sudare este comparativ scăzută.

În acest articol este prezentată o comparație științifică între sudarea cu arc cu metal protejat (SMAW), sudarea cu arc cu gaz metalic (GMAW) și sudarea cu arc cu gaz tungsten (GTAW). Autorul vă sugerează, de asemenea, să parcurgeți următoarele referințe pentru o mai bună înțelegere a subiectului.

.