Sudarea reperului grindă sudată

CAPITOLUL I

COMPORTAREA LA SUDARE A MATERIALELOR

SUDABILITATEA OŢELURILOR

I.1. Generalităţi

În cursul realizãrii şi exploatãrii construcţiilor s-a constatat cã pentru aprecierea calitãţii metalelor destinate sudãrii nu sunt suficiente caracteristicile mecanice determinate prin încercãri curente. Metalele în general, dar oţelurile în special, prezintã comportare diferitã în timpul sudãrii, producându-se o serie de modificãri atât în compoziţia chimicã şi structurã, cât şi în proprietãţile mecanice, care pot influenţa diferit siguranţa în exploatare a construcţiilor sudate. De asemenea soluţiile constructive şi anumite condiţii de exploatare pot fi acceptate în mod diferit în funcţie de calitatea metalului de bazã şi în raport cu modificãrile produse în cadrul sudãrii.

Având în vedere considerentele de mai sus s-a dovedit necesarã definirea unei noi proprietãţi pentru caracterizarea comportãrii materialelor în procesele complexe care au loc la realizarea construcţiilor sudate. Astfel a fost definitã noţiunea de sudabilitate, ca o caracteristicã tehnologicã complexã a materialelor, care aratã aptitudinea lor pentru realizarea de construcţii sudate, printr-un procedeu de sudare oarecare, într-un anumit scop, în aşa fel ca sã satisfacã toate cerinţele de execuţie, exploatare şi siguranţã.

Analizând condiţiile care determinã sudabilitatea rezultã cã din punct de vedere tehnologic ea cuprinde douã aspecte, adicã comportarea la sudare şi siguranţa la sudare.

Comportarea la sudare depinde de proprietãţile metalurgice ale metalului de bazã şi de adaos şi caracterizeazã posibilitatea de a realiza printr-un procedeu de sudare dat îmbinãri sudate fãrã defecte, cu caracteristici prevãzute.

Siguranţa la sudare indicã însuşirea materialului sudat de a nu-şi înrãutãţi inacceptabil proprietãţile mecanice datoritã tehnologiei de sudare, în aşa fel ca sã aparã pericol de rupere fragilã. Astfel rezultã cã siguranţa la sudare este legatã de capacitatea materialelor de a-şi pãstra proprietãţile de plasticitate în urma procesului de sudare.

Ca urmare se poate da o altã definiţie noţiunii de sudabilitatte, considerând cã sudabilitatea este o proprietate tehnologicã a metalelor de a putea realiza construcţii sudate de o anumitã complexitate, printr-o anumitã tehnologie de sudare, într-un anumit scop, în aşa fel încât sã nu producã o scãdere însemnatã a plasticitãţii materialului şi sã se asigure o bunã rezistenţã la rupere fragilã.

Sudabilitatea bunã presupune posibilitatea realizãrii de îmbinãri sudate fãrã fisuri sau alte defecte, cu limitã de curgere aparentã şi alungire ridicatã, rezistenţã mecanicã şi caracteristici tehnologice apropiate de cele ale metalului de bazã, cu capacitatea de a-şi pãstra caracteristicile în tot timpul funcţionãrii. Desigur defectele care se datoresc unor tehnologii de sudare nepotrivite, a execuţiei necorespunzãtoare, sau a unei concepţii constructive defectuoase nu pot constitui criterii negative pentru aprecierea sudabilitãţii metalelor.

În general sudabilitatea este caracterizatã prin urmãtoarele categorii de comportare:

1. -metalurgicã;

2. -tehnologicã;

3. -constructivã;

4. -în exploatare.

I.2. Comportarea metalurgicã

La sudare comportarea metalurgicã indicã reacţia materialului faţã de acţiunea localã a procesului de sudare şi aratã modificãrile produse proprietãţilor mecanice, respectiv posibilitatea formãrii unor defecte sau influenţe fragilizante.

Comportarea metalugicã este determinatã de următorii factori:

1 .Conţinutul de carbon este determinant în ceea ce priveşte sudabilitatea, producând în toate cazurile scãderea puternicã a comportării la sudare a oţelurilor.

De asemenea de la 0,25% C posibilitatea de formare a constituienţilor de cãlire în îmbinare este din ce în ce mai mare. Ca urmare s-a dovedit necesarã limitarea conţinutului de carbon din oţelurile nealiate destinate construcţiilor sudate la 0,22%, iar pentru oţelurile slab aliate sau aliate sudabile la 0,18%.

În funcţie de conţinutul de carbon scad puternic proprietãţile de plasticitate. La un conţinut de 0,3% C alungirea oţelurilor carbon scade la 20%, iar rezilienţa la 35 J/cm2 (fig. 1), ceea ce creeazã premise pentru o comportare fragilã şi o sensibilitate mãritã la fisurare.

2 Conţinutul de elemente de aliere influenţeazã sudabilitatea în mãsura în care influenţeazã plasticitatea oţelurilor şi favorizeazã cãlibilitatea.

Astfel manganul are o influenţã pozitivã deoarece mãreşte nu numai rezistenţa la rupere, dar şi limita de curgere, respectiv alungirea, producând totodatã şi o bunã dezoxidare şi rafinare. Deoarece mãreşte mult cãlibilitatea, conţinutul de Mn se limiteazã la 2%. Siliciul este favorabil pânã la 0,5% datoritã efectului de dezoxidare şi de reducere a tendinţei de angrenare a elementelor, însã la conţinuturi mai mari mãreşte fragilitatea oţelurilor, formând incluziuni şi structuri mai grosolane. Pentru asigurarea unei tenacitãţi corespunzãtoare se recomandã ca în oţelurile sudabile raportul dintre conţinutul de siliciu şi mangan sã fie 1:2.

Nichelul îmbunãtãţeşte sudabilitatea oţelurilor, mãrind plasticitatea, capacitatea de deformare şi tenacitatea la temperaturi scãzute. Conţinutul se limiteazã la 2...4% Ni, din cauza influenţei asupra cãlibilitãţii.