Sudabilitatea metalelor

Sudabilitatea metalelor

Sudabilitatea este proprietatea tehnologica a metalelor si aliajelor de a putea fi sudate.

Sudabilitatea este definita in STAS 7194-79 si depinde de compozitia chimica si starea structurala.

Sudabilitatea metalelor si aliajelor este influentata de urmatorii factori:

compozitia chimica;

structura cristalina;

calitatea materialelor.

Otelurile sunt:

1. oteluri usor sudabile (maxim 0,25% C);

2. oteluri cu sudabilitate medie (maxim 0,60% C);

3. oteluri greu sudabile (minim 0,6% C si alte elemente de aliere, Si,Ni,W);

Piesele din fonta se sudeaza numai cu preincalzire la 600-650 C. Piesele din cupru, aluminiu se sudeaza in conditii speciale.

S-a constatat ca otelurile se sudeaza cu atat mai usor cu cat sunt mai sarace in carbon si in general in elemente de aliere. Aceasta constatare este o urmare a faptului ca un otel cu cat contine mai mult carbon si elemente de aliere, are tendinta ca la racirea din domenii supracritice sa se caleasca. Structurile de calire (martensitice si semimartensitice) sunt tensionate. Suprapunerea acestor tensiuni peste tensiunile datorate neomogenitatilor structurale din zona sudurii depaseste rezistenta materialului si se dezvolta in fisuri.

Comportarea otelurilor la sudare se judeca prin prisma valorilor unui coeficient Ce - carbon echivalent. Carbonul echivalent reprezinta insumarea influentelor elementelor de aliere, din compozitia unui otel, raportate la influenta carbonului asupra caracterului structurii de racire, deci sudabilitatii.

Relatiile de calcul ale carbonului echivalent au caracter empiric. Marimea ponderilor diferitelor elemente de aliere s-a stabilit dupa experienta practica a diferitilor autori. Institutul International de Sudura recomanda:

pentru oteluri de constructie:

pentru oteluri aliate

In figura 2.20 se prezinta sudabilitatea functie de Ce. Se oberva ca otelurile cu Ce< 0,25 [%] prezinta sudabilitatea buna, neconditionata. Pana la Ce=0,45 [%] sudabilitatea se pastreaza buna, dar conditionat. Conditionarea este legata de dirijarea procesului de racire pentru a obtine structuri de recoacere (moi, tenace, fara tensiuni) si nu de calire (tensionate, dure si fragile). In acest scop se preincalzeste zona sudurii la o temperatura a carei marime depinde de marimea Ce - fig. 2.21

Preincalzirea se face in scopul micsorarii:

gradientului de temperatura - deci tensiunilor termice din timpul sudurii

vitezei de racire (pentru a se obtine structuri de recoacere tenace si netensionate).

Dirijarea vitezei de racire se face prin racire in nisip in gropi de racire, sau pentru piese importante chiar in cuptoare cu reglaj programat al temperaturii.

Sudarea cu precautii de preincalzire si racire tot mai severe, este posibila pana la Ce = 0,55 [%]. Cu toate acestea pentru piesele de rezistenta, sudarea se limiteaza la materialele cu Ce<0,45 [%]. La materiale pentru care Ce>0,55 [%], sudarea devine practic imposibila din cauza caracterului intens martensitic al acestora.