Controlul imbinarilor sudate prin presiune in puncte unilaterale

CONTROLUL IMBINARILOR SUDATE PRIN PRESIUNE IN PUNCTE UNILATERALE

Controlul imbinarilor sudate

Operatia de control in cazul sudarii prin presiune in puncte se extinde atat asupra imbinarii realizate cat si asupra pregatirii pieselor inainte de sudare , respectiv asupra realizarii operatiei de sudare propriu-zisa .

Odata cu perfectionarea procedeelor de sudare , operatorul poate influenta in mare masura calitatea imbinarii in conditiile fabricatiei de serie , aceasta fiind dependenta de pregatirea suprafetelor de contact ale componentelor inainte de sudare si de gradul de perfectionare al masinii de sudat.

Metodele de control s-au dezvoltat in special pentru procedeele de sudare prin presiune in puncte .

Controlul inainte de sudare

Inainte de sudare pe langa controlul dimensional al pieselor, se controleaza rezistenta electrica a suprafetei tablei.

Fig.44 Schema de principiu a instalatiei pentru determinarea rezistentei de

contact R_c

1-cilindru pneumatic, 2- electrozi de contact din acelasi material ca si electrozii utilizati pe masina de sudat, 3- sursa de curent continuu, 4-divizor

de tensiune

Pentru controlul fortei efective de apasare se utilizeaza potcoave elastice de apasare cu comparator, iar pentru masurarea intensitatii curentului din circuitul secundar (l_s) se utilizeaza aparate inregistratoare cu traductor, o centura Rogowski

In paralel cu dezvoltarea acestor aparate de control in prezent se tinde spre

rezolvarea problemei calitatii sudurii , insasi prin constructia masinilor de sudat, utilizandu-se urmatoarele solutii:

asigurarea in productie a unui interval cat mai mare de mentinere a
calitatii prin perfectionarea masinii de sudat;

includerea  in constructia masinii a unor aparate de control
(monitoare) care supravegheaza grafic ansamblul parametrilor cu care
s-a realizat fiecare imbinare;

includerea unui control activ chiar in ciclul normal de sudare prin
folosirea ultrasunetelor , urmarirea miscarii electrozilor de contact in
timpul operatiei de sudare .

Metode de control

Imbinarile sudate se controleaza vizual (aspect, amprenta , expulzari, arderi etc.) si dimensional (pas, distanta fata de margine, uniformitate, numar de puncte etc).

Incercarile si aprecierea calitatii imbinarilor sudate sunt efectuate pe lot de suduri la un anumit interval de timp sau in functie de categoria de calitate prescrisa

Probele de sudare se executa de obicei pe esantioane din care se decupeaza epruvete , pentru diferite incercari.

1 Controlul nedistructiv

a.Controlul cu ultrasunete

Sudurile in puncte pot fi controlate in principiu cu ultrasunete fig. 45; controlul este insa ingreunat si limitat de unele particularitati tehnologice si dimensionale ale imbinarilor, ca de exemplu amprentele electrozilor care genereaza suprafetele de cuplare necorespunzatoare lipsite de planeitate.

Se pot utiliza trei metode de control:

Fig.45 Controlul ultrasonic cu incidenta normala, aspectul ecourilor.

a. imbinare fara defect; b. imbinare cu defect

Foloseste palpatoare normale, miniaturale de diametru 5 . .8 mm cu frecventa de 4 . .8 Mhz.

Diametrul palpatorului trebuie sa depaseasca diametrul nucleului punctului de sudura.

Pentru a realiza un cuplaj corespunzator trebuie ca cel putin una din suprafete sa fie plana.

- controlul cu incidenta inclinata

Foloseste doua palpatoare normale miniaturale cuplate pentru controlul prin transmisie pe suprafetele inclinate ale unei prisme fig. 46.

Fig.46 Controlul prin transmisie a imbinarii in puncte. Aspectul ecoului

Pentru a se putea efectua controlul trebuie sa se asigure cuplarea corespunzatoare atat a palpatorului pe suprafata prismei cat si a prismei pe piesa de controlat. In lipsa defectului undele emise se propaga din imbinare in tabla inferioara . in prezenta defectului, undele emise sunt reflectate si receptionate de celalalt palpator.

- controlul cu palpatoare montate in electrozii instalatiei de sudare

Palpatoarele sunt cu incidenta normala , montate in corpul electrodului in spatiul circuitului de racire si sunt cuplate in sistemul de transmisie . Cuplarea cu piesa de controlat se realizeaza prin intermediul apei de racire si contactului dintre electrod si piesa.

In acest fel sudurile pot fi controlate in timpul executiei sudurii , in perioada trecerii curentului de sudare si aplicarii presiunii de refulare .

Frecventa optima de examinare este 23 MHz.

b. Controlul radiografie

Acest control este cerut in special la controlul imbinarilor din componenta avioanelor si reactoarelor, permitand detectarea fisurilor, porozitatilor si a lipsurilor de metal datorate expulzarilor din timpul sudarii.

2 Controlul distructiv

a. Incercarea la tractiune - forfecare

Fig. 47 Principiul incercarii la tractiune - forfecare

Incercarea fig. 47 consta din aplicarea unei forte pana la rupere, pe o masina normala de tractiune, asupra unei epruvete obtinuta din asamblarea a doua fasii din tabla ce se suprapun pe o anumita portiune .(STAS 7932-6)

La incercare se noteaza forta si modul de rupere , care poate fi:

cu deformare plastica si rupere din MB ;

rupere cu amorsare in ZIT;

forfecarea punctului de sudura ;

smulgerea punctului din MB .

Se masoara diametrul zonei rupte, transversal pe efortul de tractiune.

b. Incercarea la tractiune

Se utilizeaza doua metode :

b.1. Incercarea la tractiune in cruce (fig 48)

Fig. 48 Epruveta pentru incercarea la tractiune in cruce

Epruveta este compusa din doua fasii de tabla sudate in cruce . incercarea supune imbinarea sudata la o sarcina de tractiune perpendiculara pe suprafata tablei.

La incercare se noteaza : forta de rupere , modul de rupere si diametrul zonei de rupere.

b.2. incercarea la tractiune In U

Epruveta este compusa din doua fasii de tabla sudate intre ele (fig. 49), care se indoaie in forma de U .

Fig. 49 Epruveta pentru incercarea la tractiune in U

Incercarea se face pe masini normale si se aplica la grosimi de materiale care permit o indoire fara dificultati.

c. Incercarea la forfecare prin soc

Se pot utiliza epruvete de tipul celor aratate la incercarea la tractiune -forfecare . incercarea se face pe o masina pendulara prin soc si se aplica tablelor cu grosimi pana la 3,2 mm .

Aceasta incercare permite diferentierea diferitelor trepte de rezistenta ale sudurii.

d. Incercarea la smulgere prin soc

Se utilizeaza epruvete de tipul celor aratate la incercarea prin tractiune in cruce . incercarea se face cu un berbec cu cadere si se aplica tablelor cu 3,5 < s < 12 mm .

e. Incercarea la oboseala

Se utilizeaza epruvete de tipul celor aratate la incercarea de tractiune - forfecare.

Epruveta este incarcata cu o sarcina pulsatorie, care se mentine pana la ruperea epruvetei.

f. Incercarea macro, microscopica si la duritate

Consta in prelevarea din zona imbinarii sudate a unui esantion extras de obicei pe mijlocul punctului de sudura, care permite determinarea elementelor geometrice d_p , h_p , d_ZITM , precum si a caracterului topirii punctului, structura in diferite zone sau existenta anumitor defecte caracteristice .

g. Incercarea la debutonare (fig. 50)

Fig.50 Principiul incercarii la debutonare

dispozitiv de rulare componenta superioara

menghina de fixare componenta inferioara

componente sudate

Incercarea consta in separarea, pana la rupere a doua table suprapuse sudate in puncte.

Este o incercare de atelier, simpla, ce poate fi efectuata cu minimum de echipament, pana la grosimi de 3,2 mm. Se pot face aprecieri asupra diametrului si a patrunderii punctului sudat.

h. Proba cu dalta (fig. 51)

menghina

componente sudate

puncte de sudura

dalta

Fig. 51 Principiul incercarii cu dalta

STUDIUL TEHNICO-ECONOMIC

Studiul tehnico - economic

Pretul instalatiei proiectate se stabileste prin metode de calcul uzuale, atunci cand se dispune de proiectul tehnologic si organizatoric, respectiv in faza finalaa elaborarii documentatiei de proiectare.

Dificultati mai mari in determinarea pretului, apar in faza studiului tehnico-economic, atunci cand avem mai multe variante in care s-ar putea realiza utilajul respectiv si cand dispunem numai de caracteristicile tehnice ale acestuia si de o serie de caracteristici tehnico - productive, cum ar fi volumul productiei in care se realizeaza fiecare varianta, numarul aproximativ de repere.

Pentru stabilirea pretului instalatiei de sudare proiectata se va utiliza metoda analitica de calcul.

Metoda analitica

a) - Materiale componente;

Transformatorul de curent

tole din tabla de siliciu;

sarma de cupru;

textolit;;

prezoane;

Sistemul de prindere a componentelor (electrozii de sudare)

capace de asamblare;

parghii de actionare;

resort de retinere arc;

electrozi din Cu;

cilindru pneumatic;

elemente de asamblare;

Sistem de comanda

electrovalva;

releu de comanda;

contactor;

diverse electrice;

Diverse

lac de impregnare;

lac pentru vopsire;

cabluri de legatura;

textolit;

b) - Manopera

proiectare : ore lucrate ∙ lei/ora

lacatus mecanic: ore lucrate ∙ lei/ora

electrician ore lucrate ∙ lei/ora

electronist ore lucrate ∙ lei/ora

c) - Impozit pe retributii si CAS (30-35% din b)

d) - Costul de sectie 'C'

C = Manopera + Impozit si CAS + pret total materiale

e) - Cheltuieli generale ale intreprinderii

g = 12%*C

f) - Costul de intreprindere (cost complet)

g + C

g) - Beneficii (6-12% din costul complet)

h) - Pret de productie

P = cost complet + beneficii

i) - Greutatea Instalatiei proiectate

j) - costul / Kg

6.3 Norma de timp la sudarea prin presiune pentru reperul considerat

Se aplica urmatoarea relatie de calcul:

in care:

Tpi - timp de pregatire incheiere

Tb - timp de baza pentru efectuarea sudurii

Ta₂ - timp pentru aducere si asezarea subansamblului in vederea
sudarii;

Ta₄ - timp pentru pozitionarea subansamblului pentru urmatoarea
sudura;

Ta₇ - timp pentru ajustarea electrozilor;

Ta₈ - timp pentru fixarea si desfacerea subansamblului;

Ta₉ - timp pentru schimbarea pozitiei clestelui;

Kd₁ coeficient pentru deservirea locului de munca;

Kon - coeficient care tine seama de timpul pentru odihna si necesitati
firesti;

n - numarul de puncte sudate;

n₂ - numarul schimbarilor de pozitie a clestelui.

Conform 'Normativelor unificate pe economie pentru lucrari de sudura prin presiune', vol.l, 1988, avem:

Tpi = 23 [min];

Tb = 0,29 [min];

Ta₂ = 0,035 [min];

Ta₄ = 0,006 [min];

Ta₇ = 1,20 [min];

Ta₈ = 0,027 [min];

Ta₉ = 0,040 [min];

Kd1 = 1,09;

Kon = 1,0

Rezulta ca norma de timp va fi :

 [min]

NORME DE TEHNICA SI SECURITATEA MUNCII

7.1 Norme de tehnica si protectia muncii

Spre deosebire de sudarea cu arcul electric la sudarea prin presiune, din

punct de vedere al echipamentului electric intervin mai putine probleme legate de securitatea muncii in operatiile de sudare.

Totusi trebuiesc respectate urmatoarele reguli de protectia muncii, in deservirea instalatilor de sudare prin presiune.

Echipamentele de sudare trebuiesc controlate periodic in ceea ce
priveste buna functionare a acestora si protejarea acestora prin legare
la nul si la impamantare.

Personalul care deserveste instalatia de sudare va fi echipat
corespunzator cu manusi de bumbac pentru evitarea taieturilor
cauzate de bavuri pe semifabricate, sort de piele pentru evitarea
stropirii prin scantei cu material topit, ochelari simpli de protectie.

Se va mentine curatenia locului de munca, nefiind admisibile in zona
de lucru a instalatia de sudat, a materialelor inflamabile.

Se va asigura o iluminare si o ventilatie corespunzatoare a locului de
munca.

Cablurile de legatura trebuiesc verificate periodic pentru a se evita
aparitia portiunilor ne izolate electric.

La sudarea in spatii umede, sudorul va purta cizme de cauciuc si va
calca pe o platforma (covor de cauciuc) izolata electric.

Nu se sudeaza langa atelierele unde se efectueaza degresari, curatiri
chimice, decapari sau pasivizari.

BIBLIOGRAFIE

"Norme interne, instalatii si echipamente de sudare MIG-MAG",(1975-1980) elaborate de I.S.I.M. Timisoara

2. Asavinei I.  "Masurarea temperaturilor inalte" E.T. Bucuresti 1989

Bila C. "Masini electrice", E.D.P. Bucuresti, 1979

4. Bodea M. s.a. "Diode si tiristoare de putere. Performante", E.T. Bucuresti, 1989

Bodea M. s.a. "Diode si tiristoare de putere. Aplicatii", E.T. Bucuresti 1990

6. Chisiu Al., s.a.    "Organe de masini", E.D.P. Bucuresti, 1981

7. Cojocaru G., s.a.    "Robotii in actiune", Ed. Facla Timisoara 1985

8. Ghitlievici A., s.a.  "Mecanizarea si automatizarea proceselor de sudare", E.T. Bucuresti, 1974

9. Ionescu G.  "Masuratori si traductoare", vol 1. E.D.P. Bucuresti 1985

10. Iosif N., s.a.  "Tiristoare si module de putere", Catalog, E.T. Bucuresti 1984

11. Kovacs F., s.a.  "Manipulatoare, roboti si aplicatiile lor industriale", Ed. Facla Timisoara, 1982

12. Maros D.  "Calcule numerice la mecanismele plane", Ed. Dacia Cluj-Napoca, 1987

1 Moisil Gr. C.   "Functionarea reala a schemelor cu contacte si relee", vol 1, E.A. Bucuresti, 1965

14. Pelecudi C., s.a.   "Mecanisme", E.D.P. Bucuresti, 1985

1 Petru A. D., s.a.   "Diode cu siliciu". Catalog, E.T. Bucuresti, 1986

16. Popovici V., s.a.   "Utilaje si echipamente pentru sudare", E.D.P. Bucuresti, 1968

17. Popovici V., s.a.   "Mecanizarea si automatizarea procedeelor de sudare", litografiat I.P.T.V. Timisoara 1975

18. Silard P.A. "Tiristoare cu blocare pe poarta GTO", E.T. Bucuresti 1990

19. Stanescu I. "Variatoare statice de tensiune continua", E.T. Bucuresti 1983

20. Sarlau C.   "Masini si constructii sudate", Institutul Politehnic "Traian Vuia", Timisoara 1997