2.9 Oteluri Nealiate Si Oteluri Carbon-Mangan

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) 2.9. SUDAREA OŢELURILOR PENTRU CONSTRUCTII (NEALIATE) Standardul SR EN 10020: 2003 clasifica marcile de otel dupa compozitia chimica in: -

otel nealiat

-

otel inoxidabil

-

alte oteluri aliate,

-

respectiv in clase de calitate principale definite in functie de principalele caracteristici ale proprietatilor si

ale aplicatiillor. . Otelurile nealiate sunt marci din oteluri in care niciuna dintre valorile limita de mai jos nu sunt atinse: Al 0,30%; Cr 0,30%, Cu 0,40%, Mn 1,65%, Ni 0,30%, Si 0,60%, V 0,10%, Zr 0,05% sa. Otelurile nealiate se clasifica in urmatoarele clase: -

oteluri nealiate de calitate oteluri nealiate speciale.

Otelurile nealiate de calitate sunt marci de oteluri care in general au exigente pentru proprietati specifice de tenacitate, controlul marimii grauntelui si/sau deformabilitatea. Otelurile nealiate speciale au un grad ridicat de puritate fata de otelurile de calitate, in special in privinta incluziunilor nemetalice. In majoritatea cazurilor aceste oteluri sunt destinate tratamentului termic de calire – revenire sau de durificare superficiala. Aceste oteluri satisfac una sau mai multe din urmatoarele conditii: - rezistenta la incovoiere prin soc minima specificata in stare calita-rvenita - adancimea de durificare prin calire superficiala sau o duritate superficiala specificata in stare calitarevenita sau durificata superficial - continuturi maxime de fosfor si sulf de 0,025% pe produs - valori minime ale energiei de rupere prin soc Charpy V ;la -50C mai mare de 27J - etc. Conditiile tehnice generale de livrare pentru otelurile pentru constructii sunt specificate in standardul SE EN 10025-1, iar conditiile de livrare pentru otelurile nealiate pentru constructii in standardul SR EN 10025-2.. Procedeul de elaborarea a otelurilor de constructie este lasat la alegerea producatorului excluzand insa procedeul cu vatra deschisa (Siemens-Martin). Oteluri din Grupa 1 conform ISO/TR 15608 In aceasta grupa sunt incluse otelurile cu o limita de curgere minima specificata ReH < 460 N/mm2 si cu analiza %:C ≤ 0,25, Si ≤ 0,60, Mn ≤ 1,8, Mo ≤ 0,70b, S ≤ 0,045, P ≤ 0,045, Cu ≤ 0,40b, Ni ≤ 0,5, Cr ≤ 0,3 (0,4 for castings)b, Nb ≤ 0,06, V ≤ 0,1b, Ti ≤ 0,05. Exista 4 subgrupe prezentate in tabelul 1.

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

1/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) Tabelul 1 Sub-

Tipuri de otel

grupa 1.1

Oteluri cu o limita de curgere minima ReH < 275 N/mm2 si analiza chimica

1.2

Oteluri cu o limita de curgere minima specifica 275 N/mm2 < ReH ≤ 360 N/mm2

1.3

Oteluri cu granulatie fina normalizate Oteluri cu o limita de curgere minima specifica ReH > 360 N/mm2

1.4

Oteluri cu comportare la coroziune atmosferica imbunanatita a caror compozitie chimica poate depasi cerintele pentru elementele indviduale indicate pentru grupa 1

Pe baza compoziitiei chimice otelurile nealiate sunt incadrate in clasa otelurilor carbon si carbon – mangan. Pe langa C ele mai contin Mn ca element de aliere principal, respectiv Si si/sau Al. In stare normalizata structura acestor oteluri este ferito-perlitica. Simbolizarea alfanumerica a otelurilor pentru constructii este precizata in EN 100027-1. Caracteristici principale Principalele caracteristici ale otelurilor carbon si carbon-mangan se refera la rezistenta mecanica, alungire, tenacitate, duritate, comportarea la transformare, aptitudinea pentru prelucrare termica. Aceste caracteristici determina portanta, deformabilitatea, comportarea la rupere fragila, comportarea la uzura, posibilitatea unui tratament termic, comportarea la sudare. Marci de oteluri nealiate Standardul EN 10025-2 precizeaza 8 marci de otel de caliate nealiate si anume S185, S235, S275, S355, S450, E295, E355 si E360. Simbolizarea acestor oteluri este conforma cu EN 10025-1: S- Otel Structural - 235 – Limita de curgere minima (Reh) in MPa @ 16mm - JR –Energia de impact Charpy V longitudinal 27 J @ +20°C - J0 - Energia de impact Charpy V longitudinal 27 J @ 0°C - J2 - Energia de impact Charpy V longitudinal 27 J @ -20°C - K2 - Energia de impact Charpy V longitudinal 40 J @ -20°C - AR Conditii de livrare – laminat 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

2/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) - +N Conditii de livrare normalizat sau normalizat laminat Optiuni ale clientului - C – Grad suitabil pentru deformare la rece= - Z – Grad cu proprietati imbunatatite perpendicular pe suprafata Exemple de simbolizare: S235JR+AR, S355K2C+N In tabelul 2 sunt indicate metoda de dezoxidare si compozitia chimica a unor marci de oteluri in conformitate cu EN 10025-2. Tabelul 2

Metoda de dezoxidare este precizata in standard si poate fi: -

FN – nu se admite otel necalmat sau

-

FF – otel complet calmat (ce contine elemente care fixeaza azotul, de exemplu, minim 0,020% Al).

Carbon echivalent Caracteristicile mecanice şi comportarea la sudare a oţelurilor nealiate sunt determinate în primul rând de conţinutul de carbon. Ele sunt influenţate însă şi de celelalte elemente de aliere. Siliciul este un puternic dezoxidant care influenţează neesenţial caracteristicile mecanice ale oţelurilor carbon. Lipsa siliciului este un indiciu că oţelul nu a fost calmat. Manganul măreşte rezistenţa la rupere şi limita de curgere, fără a deranja prelucrabilitatea. Este dezoxidant şi leagă sulful, reducând pericolul de fisurare la cald. Se recomandă ca raportul Mn/S să fie mai mare decât 20. Fosforul conduce la mărirea rezistenţei la rupere şi a limitei de curgere, dar înrăutăţeşte prelucrabilitatea. Fosforul măreşte susceptibilitatea la rupere fragilă (prin fragilizare la rece) şi promovează apariţia segregaţiunilor. 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

3/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) Sulful promovează pericolul de fisurare la cald. Influenţează, de asemenea, în mod negativ deformabilitatea şi susceptibilitatea la fisurare _ prin destrămare lamelară. La conţinuturi mai mari uşurează prelucrabilitatea prin aşchiere. în general, la sudare se recomandă limitarea conţinuturilor de sulf şi fosfor în oţel la cca. 0,05%. Cu cât materialul de bază are un conţinut de sulf şi fosfor mai redus, cu atât comportarea lui la sudare va fi mai bună. Azotul măreşte tendinţa de fragilizare a oţelului prin îmbătrânire. Se recomandă ca în oţel conţinutul de azot să fie sub 0,01%. Aluminiul este dezoxidant şi anihilează efectul azotului. Coboară pragul de fragilitate la rece şi conferă oţelului stabilitate în timp. Conduce la obţinerea unor structuri cu granulaţie fină. Cuprul întârzie viteza de corodare a oţelului în atmosferă, la conţinuturi de 0,15 - 0,5%. Până la un conţinut de 0,25% nu are efecte negative asupra comportării la sudare. Pentru a evalua influenta elementelor de aliere asupra comportarii la sudare a fost introdusa notiunea de carbon echivalent. Ea a apărut în urmă cu cca 50 ani, când Dearden şi O'Neill au propus-o pentru aprecierea tendinţei de durificare şi fisurare la rece în zona influenţată termic a oţelurilor de construcţie. Există un număr mare de formule de determinare a unui carbon echivalent. Pentru otelurile nealiate carbonul echivalent CEV se determina cu relatia:: CEV = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/6 + (Ni+Cu)/15 Cu cat carbonul echivalent are o valoare mai mare, cu atat duritatea materialului este mai mare. Duritatea efectiva a unui otel depinde de carbonul echivalent si de vitezele de racire, duritatea maxima posibila insa este determinata exclusiv de continutul de C Cu cât oţelul are un carbon echivalent mai redus, cu atât el va prezenta o comportare la sudare mai favorabilă. Dependenţa dintre structură, duritate şi mărimea carbonului echivalent poate avea un sens real numai dacă se are în vedere şi viteza de răcire, apreciată în mod simplificat prin mărimea t8/5 care reprezintă durata în care are loc răcirea materialului în intervalul de temperatură 800 - 500°C. Acest lucru este exemplificat în figura 1

Figura 1 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

4/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

Influenta conditiilor de sudare asupra duritatii maxime in ZIT este prezentata principial in figura.2

Figura 2 Conditiile de sudare, exprimate sintetic prin marimea t8/5, influenteaza energiia de rupere si temperatura de tranzitie (de la ruperea ductila la ruperea fragile) a materialului, figura 3.

Figura 3 In figura 4 se exemplifica microstructurile tipice ale unei imbinari sudate din otel S355 Zona influentata termic poate fi divizata in trei regiuni: cu graunti finisati partial (fig4.b), cu graunti finisati complet (fig4.c) si cu graunti grosolani (4.d).

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

5/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

Figura 4 Regiunea grauntilor finisati partial corespunde temperaturilor de incalzire cuprinse intre Ac1 si Ac3: coloniile de perlita se transforma in austenita cu graunti fini in timp ce coloniile de ferita raman aproape neschimbate. La racire se va obtine o structura alcatuita din ferita si graunti fini de perlita. Regiunea grauntilor finisati complet a fost supusa incalzirii la o temperatura putin superioara punctului critic superior, Ac3; structura initiala (F+P) se transforma integral in austenita cu graunti fini, iar prin racire ulterioara rezulta tot o structura ferito-perlitica. Din c se remarca faptul ca distributia perlitei si feritei nu este exact uniforma. Fenomenul se explica prin timpul insuficient de difuzie a atomilor de carbon datorita vitezei mari de incalzire la sudare, fapt care face ca austenita formata sa nu aiba o compozitie chimica omogena. Regiunea grauntilor grosolani corespunde unor temperaturi de incalzire cu mult peste Ac3, care au promovat dezvoltarea excesiva a granulatiei. Ca urmare a vitezelor de racire relativ mari se obtine asa-numita structura Widmannstätten (d) care afecteaza tenacitatea materialului. Desi ZIT contine atat graunti fini cat si grosolani, dimensiunea medie a acestora este mai mica decat cea a grauntilor columnari din cusatura (figura 5).

Figura 5

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

6/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) Microstructura ZIT aratata in figura 4 ia nastere in conditii normale de sudare. Totusi, daca vitezele de incalzire si de racire sunt extrem de ridicate, asa cum este cazul sudarii cu fascicul laser si de electroni, in ZIT se poate forma martensita de calire. In figura 6 se arata microstructura ZIT a otelului S355 care a fost sudat cu fascicul laser .

Figura 6 Asa cum se poate observa in figura 6.c, martensita cu continut ridicat in carbon (si o cantitate redusa de austenita reziduala) apare in fostele colonii perlitice care au fost incalzite la temperaturi superioare lui Ac1 si care nu au avut timp suficient sa interactioneze cu coloniile de ferita din apropiere, astfel incat continutul lor in carbon a ramas practic neschimbat. Austenita formata din aceste colonii de perlita va avea un continut ridicat in carbon si prin racire brusca se va transforma intr-o martensita dura si fragila. Mai departe, pe masura ce ne apropiem de zona topita, atat temperatura de varf cat si timpul de difuzie se maresc. Ca rezultat, fostele colonii de perlita prin austenitizare si racire ulterioara vor da nastere unor colonii de martensita cu continut mai redus in carbon (fig.6.a si b). Se subliniaza faptul ca prezenta martensitei dure si fragile intr-o matrice relativ moale de ferita provoaca o deteriorare semnificativa a proprietatilor mecanice. Comportarea la sudare Otelurile nealiate conform EN 10025-2 nu au o comportare la sudare neconditionata deoarece comportarea otelului in timpul si dupa procesul de sudare nu este dependenta numai de material, ci si de dimensiuni si forme, precum si de conditiile de fabricatie si operare ale piesei ce urmeaza a fi sudata. In tabelul 3 se indica influenta unor factori ce influenteaza comportarea la sudare pentru diferite marci de oteluri nealiate.

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

7/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) Tabelul 3

Comportarea la sudare este influentata in principal de: - puritatea otelului (dezoxidare, clasa de calitate) - tendinta de durificare (carbon echivalent CEV) - sensibilitatea la rupere fragila si imbatranire - influenta grosimii, segregatiilor si a anizotropiei materialului. Cu cresterea grosimii tablelor si cresterea rezistentei materialului, aparitia fisurarii la rece in zona sudata devine pericolul principal. Nu exista in acest standard precizari privind sudabilitatea marcii S185 deoarece nu se specifica conditii referitoare la compozitia chimica. De aceea, acest material trebuie considerat ca neadecvate pentru sudare. Ca si nesudabile sau conditionat sudabile trebuie considerate si marcile de otel nealiat pentru constructii de masini E295, E335 si E360 intrucat in standard nu se indica continutul de carbon si nu exista cerinte privind energia de rupere prin impact. Exista insa oteluri pentru constructia de masini sudabile ca, de pilda, E355K2. Pentru tipurile de otel S235, S275, S355 si S450 valoarea maxima pentru carbonul echivalent CEV este data in tabelul 4

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

8/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

Tabelul 4

Otelurile din grupele de calitate JR, JO, J2, K2 au o comportare la sudare adecvata cu orice procedeu de sudare cu conditia respectarii cerintelor generale pentru sudarea otelurilor stipulate in standardul EN 1011-2. Pentru fiecare marca, comportarea la sudare se imbunatateste de la clasa de calitate JR spre clasa K2. Pericolul de producere a fisurarii la rece creste cu cresterea grosimii materialului si a rezistentei sale. Otelurile rezistente la coroziune atmosferica sunt incluse in standardul EN 10025-5. Sub actiunea mediului extern aceste oteluri se acopera cu un stat de oxid protector fata de atmosfera Otelurile nu rezista insa la medii continand cloruri, ca de exemplu, in conditii de exploatare in zone din apropierea marilor sau a instalatililor de producere a sarii. Compozitia chimica acestor oteluri este indicata in tabelul 5. Ele contin in mod special cupru si crom. Tabelul 5

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

9/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) Comportarea la sudare a acestor oteluri este conditionata. Desi au un continut scazut de carbon ele prezinta o sensibilitate mai mare fata de fisurarea la rece datorita continutului mai inalt de elemente de aliere. Procese de sudare în principiu, toate procedeele de sudare pot fi utilizate la sudarea oţelurilor nealiate de pentru constructii. Cele mai frecvent utilizate procedee sunt procedeele de sudare cu arcul electric La sudarea oţelurilor nealiate (carbon) regimurile de sudare se aleg, de obicei, astfel încât să asigure o productivitate cât mai mare, lucru care se realizează prin depunerea unui număr cât mai mic de straturi. în cazul oţelurilor destinate funcţionării la temperaturi negative şi a oţelurilor deformate plastic la rece, se recomandă utilizarea unor regimuri de sudare cu straturi multiple, deci caracterizate prin energie liniară mică. Prin aceasta, se asigură o încălzire mai redusă a materialului, cerută de comportarea la sudare a acestuia şi, în plus, fiecare trecere produce un tratament termic al materialului din vecinătate. La sudarea unor oţeluri cu un conţinut ridicat de carbon (sau carbon echivalent) poate să apară în zona influenţată termic o durificare a materialului. Rezistenţa la rupere şi duritatea cresc foarte mult în zona respectivă, în timp ce plasticitatea scade, astfel încât la o solicitare, uneori chiar cea datorată tensiunilor interne, se poate produce fisurarea materialului. Duritatea maximă în ZIT se limitează, în general, la oţelurile nealiate la 350 HV5. Această duritate se obţine la un conţinut de carbon de 0,22% şi o proporţie de 50% martensită în structură. In cazul in care valoarea carbonului echivalent depaseste o anumita valoare limita, pentru evitarea fragilizării materialului sunt necesare o serie de măsuri tehnologice şi anume: - a. Preîncălzirea - prin preîncălzire se reduc vitezele de răcire şi, ca urmare, pericolul de durificare. Valoarea temperaturii de preîncălzire depinde de carbonul echivalent al oţelului, de grosimea materialului, forma îmbinării şi procedeul de sudare. Cu cât piesa are o grosime mai mare, cu atât temperatura de preîncălzire trebuie să fie mai ridicată. în figura 7 se prezintă influenţa principiala a temperaturii de preîncălzire asupra durităţii ZIT pentru un anumit oţel şi o anumită energie liniară Duritat e 40 0 30 0 20 0 10 0 250 Temperatura de preîncălzire [°C]

figura 7

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

10/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) - b. Sudare cu energie liniară mare. Această măsură are efecte asemănătoare cu preîncălzirea. Tendinţa de durificare scade odată cu utilizarea unor electrozi (sârme) cu diametru mai mare sau a unor procedee de sudare energointensive (de exemplu, sudare sub flux). In figura 8 se indică influenţa energiei liniare şi a vitezei de sudare asupra durităţii în cazul unui oţel carbon cu 0,44% C, respectiv 0,53% C.

Figura 8 - c. Realizarea unei cusături cu plasticitate ridicată prin alegerea convenabilă a materialelor de sudare (de pildă, electrozi cu înveliş bazic). Cu cât cusătura are o plasticitate mai ridicată, cu atât ea poate prelua tensiuni mai ridicate fără a fisura. Trebuie menţionat faptul că această măsură nu poate fi aplicată independent de măsurile a) şi b) pentru că ea nu influenţează durificarea zonei influenţate termic. Comportarea la sudare a oţelurilor nealiate este influenţată, în afară de compoziţia chimică şi de modul de elaborare. Din acest punct de vedere se menţionează particularităţile comportării la sudare a oţelurilor necalmate, a oţelurilor deformate plastic la rece şi a oţelurilor turnate. Oţelurile necalmate se remarcă prin faptul că zona din apropierea suprafeţei este curată şi are proprietăţi plastice bune, neridicând probleme la sudare, în timp ce zona centrală este bogată în segregaţii şi are un conţinut ridicat de carbon, fosfor, sulf, mangan. Zona centrală are o comportare la sudare necorespunzătoare. De aceea, la sudarea oţelurilor necalmate, trebuie avut în vedere ca zonele cu segregaţii (zonele centrale) să nu fie pe cât posibil topite, in gneral fiind de dorit realizarea unor suduri cu patrundere mica. (pentru a nu pătrunde în zona de segregaţie) In cazul sudării oţelurilor deformate plastic la rece in zona sudurii (ZIT) se anihilează efectul deformării la rece asupra limitei de curgere a materialului (prin recristalizare), deci are loc o scădere a acestei caracteristici, respectiv în porţiunile încălzite la temperaturi de 200-400°C se produce îmbătrânirea materialului. Din aceste motive, la sudare se impune reducerea cât mai mult a volumului ZIT prin utilizarea unor procedee de sudare cu energie concentrată, respectiv folosirea unor energii liniare de valoare redusă. In general, se recomandă ca la depăşirea unei deformări plastice la rece de cea 5% materialele să fie normalizate înainte de sudare. Otelurile turnate se trateaza intr-un capitol special.

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

11/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) Materiale de sudare (alegere, standarde) Materialele de adaos se aleg in functie de materialul de baza. Caracteristicile materialelor de adaos se apreciaza, in general, pe probe de metal depus. Se doreste o apropiere cat mai mare a compozitiei chimice si a caracteristicilor mecanice intre matelul de baza si metalul depus, lucru ce nu poate fi realizat integral. Ca atare, este nevoie de un compromis. Ca regula generala, materialele de sudare se aleg astfel încât sa fie de acelasi tip cu metalul de baza si cu un nivel de aliere apropiat de acesta (atentie, la diferenta continutului de C), iar caracteristicile mecanice ale metalului depus, în primul rând rezistenţa la rupere, să fie cât mai apropiate de cele ale metalului de bază. In functie de aplicatie este luata in considerare plasticitatea, tenacitatea materialului. In vederea evitarii fisurarii la rece se folosesc materiale cu un continut controlat de hidrogen difuzibil, ceea ce inseamna electrozi sau fluxuri bazice. Trebuie avut in vedere ca la sudarea sub flux se alege cuplul sarma – flux, iar la sudarea MIG/MAG alegerea sarmei este conditionata de tipul gazului de protectie (activ sau inert). Materialele de sudare sunt standardizate. Se mentioneaza cateva din aceste standarde: SR EN 12536:2001 Materiale pentru sudare. Vergele pentru sudare cu gaze a oţelurilor nealiate şi a oţelurilor termorezistente. Clasificare SR EN ISO 14171:2011 Materiale consumabile pentru sudare. Sârme pline, sârme tubulare şi cupluri sârmă-flux pentru sudarea cu arc electric sub strat de flux a oţelurilor nealiate şi cu granulaţie fină. Clasificare SR EN ISO 14174:2012 Materiale consumabile pentru sudare. Fluxuri pentru sudarea cu arc electric sub strat de flux şi sudare în baie de zgură. Clasificare SR EN ISO 14175:2008 Materiale consumabile pentru sudare. Gaze şi amestecuri de gaze pentru sudarea prin topire şi procedee conexe SR EN ISO 14341:2011 Materiale consumabile pentru sudare. Sârme electrod şi depuneri prin sudare pentru sudare cu arc electric în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil a oţelurilor nealiate şi cu granulaţie fină. Clasificare SR EN ISO 24598:2008 Materiale consumabile pentru sudare. Sârme pline, sârme tubulare şi cupluri sârmă - flux pentru sudarea cu arc electric sub strat de flux a oţelurilor rezistente la fluaj. Clasificare SR EN ISO 2560:2010 Materiale pentru sudare. Electrozi înveliţi pentru sudarea manuală cu arc electric a oţelurilor nealiate şi cu granulaţie fină. Clasificare SR EN ISO 26304:2012 Materiale consumabile pentru sudare. Sârme electrod pline, sârme tubulare şi cupluri sârmăflux pentru sudare sub strat de flux a oţelurilor de înaltă rezistenţă. Clasificare

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

12/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) SR EN ISO 3581:2012 Materiale consumabile pentru sudare. Electrozi înveliţi pentru sudarea manuală cu arc a oţelurilor inoxidabile şi refractare. Clasificare

1

SR EN ISO 636:2008 Materiale consumabile pentru sudare. Vergele, sârme şi depuneri prin sudare pentru sudarea WIG a oţelurilor nealiate şi a oţelurilor cu granulaţie fină. Clasificare

Recomandari pt sudarea materialelor metalice conform EN 1011-2 In conformitate cu acest standard factorii care afecteaza comportarea ;la sudare (sudabilitatea) unui otel sunt: -

- Conceptia imbinarii

-

- Fisurarea datorata hidrogenului

-

- Tenacitatea si duritatea ZIT

-

- Fisurarea la solidificare

-

- Destramarea lamelara

-

- Coroziunea. Tehnologia de sudare trebuie sa fie elaborata avand in vedere influenta acestor factori.

Referitor la prevenirea fisurarii datorate hidrogenului in cazul otelurilor carbon mangan se recomanda utilizarea metodei A sau metodei B.

-

Metoda A se aplica otelurilor nealiate, otelurilor cu granulatie fina si otelurilor slab aliate cu compozitia chimica 0,05- 0,25%C; max 0,8% Si, max 1,7% Mn; max 0,9%Cr; max 1,0%Cu, max 2,5 % Ni; max 0,75%Mo Metoda este aplicabila otelurilor cu CE (0,30-0,70)%, CE = C+Mn/6 + (Cr + Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 Masuri pentru evitarea fisurarii: - reducerea hidrogenului provenit din materialele -

asigurarea racirii lente in ZIT

-

controlul dimensiunii randului de sudare in

-

aplicarea preincalzirii (daca este necesara)

-

controlul temperaturii intre treceri.

de sudare

raport cu grosimea metalului

Metoda A consta in urmatoarele:

-

- se calculeaza CE; 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

13/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) - se stabileste procedeul de sudare si se alege materialul de adaos (clasa de hidrogen) - se stabileste tipul de imbinare (cap la cap sau de colt) - se alege graficul corespunzator cazului concret, de exemolu, cel din figura 9

Figura 9 - se determina dimensiunea minima a trecerilor pentru sudarea cap la cap Cel mai des se alege trecerea de radacina - se determina grosimea combinata a imbinarii cap la cap. Grosimea combinata este utilizata in scopul determinarii vitezei de racire si-reprezinta suma grosimilor medii ale metalului de baza la o distanta de 75 mm de axa suduri.i In functie de energia liniara si grosimea combinata se determina din diagrama corespunzatoare temperatura minima de princalzire si cea intre treceri. Daca in exemplul considerat nu se doreste preincalzire se revine la diagrama si se citeste energie liniara corespunzatoare acestei situatii (20ºC) Metoda B se aplica pentru prevenirea fisurarii datorate hidrogenului in cazul otelurilor nealiate, a otelurilor cu granulatie fina si a otelurilor slab aliate

1

Metoda este aplicabila sudarii cu arc electric a otelurilor din grupele 1-4 ISO CR 15608) Metoda ia in consierare urmatorii factori: - compozitia chimica a otelului (prin carbonul echivalent CET), - grosimea tablei, - continutul de hidrogen difuzibil - energia liniara.

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

14/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate) CET = C+(Mn+Mo)/10, +(Cr+Cu)/20 +Ni/40 valabil pentru oteluri cu (0,05%- 0,32) %C, max 0,8%Si, (0,5-1,9)%Mn, max1,5%Cr, max 0.7%Cu, max 0,75%M0, max 2,5%Ni, max 0,12%ti, max 0,005%B, max 0,06%Nb Calculul temperaturii de preincalzire se efectueaza combinand efectele compozitiei chimice (CET), grosimii tablei (d) , continutului de hidrogen din MD (HD)si energiei liniare Q Tp= TρCET + Tpd+ pHD + TpQ Exista diagrame care permit determinarea temperaturii de preincalzire conform acestei relatii pentru diferite cazuri concrete, figura 10. O crestere a energiei liniare in timpul sudarii permite o scadere a temperaturii de preincalzire; depinzand si de valoarea CET

Figura 10

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

15/ 16

Curs de Inginer Sudor International/European IWE/EWE 2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

Daca riscul de fisurare la rece e mare ( de ex la sudarea sub flux a otelurilor cu limita de curgere peste 460 N/mm2 si grosime peste 30 mm) se impune reducerea continutului de hidrogen prinr-un tratament de dehidrogenare, adica mentinerea temperaturii imediat dupa sudare (ex 2h /250 ºC).

2.9 Sudarea otelurilor pentru constructii(nealiate)

© 2014 ASR

Cap. 2.9

16/ 16