Sudarea în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil (MIG/MAG)
1. Scurtă descriere
Sudarea în mediu de gaz protector se împarte în două mari categorii, sudarea în mediu de gaz inert şi sudarea în mediu de gaz activ, care pot fi la rândul lor procedee semiautomate sau automate, iar prin intermediul unui pistolet sunt aduse la locul de sudare gazul de protecţie şi electrodul fuzibil sub formă de sârmă. O sursă de curent continuu, cu tensiune constantă este uzual utilizată la procedeul de sudare MIG/MAG, insă poate fi folosit şi curentul alternativ. La acest procedeu sunt patru metode principale de transfer a metalului, transferul globular, prin scurt circuit, spray-arc şi short-arc, fiecare dintre aceste moduri de transfer conferind anumite proprietăţi particulare şi avantaje.
2. Echipament
Echipamentul necesar pentru procedeul MIG/MAG este alcătuit dintr-un pistolet, o unitate de alimentare cu sârmă, o sursa de putere, gaz de protecţie şi sârmă.
2.1 Pistoletul şi unitatea de alimentare cu sârmă
Pistoletul MIG/MAG are în general în componenţa sa: un buton de comandă, duză de contact, cablu electric, duză de gaz, tub de ghidare al sârmei şi liner, şi manta de protecţie. Când este acţionat butonul de comandă iniţiază alimentarea cu sârmă, curentul electric şi gazul de protecţie, astfel fiind amorsat şi arcul electric. Duza de gaz este în general din cupru însa mai poate conţine şi alte elemente chimice pentru prelungirea duratei de viaţă, şi este conectată la sursa de putere prin cablul electric şi transmite energia electrică la sârmă în timp ce o ghidează spre locul îmbinării. Aceasta trebuie precis dimensionată deoarece prin aceasta circulă sârma electrod în timp ce este necesar să se menţină un contact electric ferm. Duza de gaz este folosită pentru distribuirea gazului de protecţie în zona îmbinării pentru a proteja baia de metal, duzele mari de gaz sunt folosite pentru un debit mai mare de gaz adus în zona îmbinării folosite la sudarea cu intensităţi mari de curent unde baia de metal topit are o dimensiune mai mare.
Unitatea de alimentare cu sârmă asigură aducerea electrodului sârmă în zona îmbinării conducând-o prin tubul de ghidare şi duza de contact. Majoritatea unităţilor de alimentare asigura o viteza constantă de alimentare cu sârmă, însa sunt si mecanisme care pot varia viteza de avans a sârmei în concordanţă cu lungimea arcului şi tensiunea.
2.2 Sursa de putere
Majoritatea aplicaţiilor MIG/MAG utilizează o sursa de putere cu tensiune constantă. Ca rezultat orice variaţie a lungimii arcului implică o variaţie mare a căldurii introduse şi a curentului. O scurtare a arcului implică o cantitate mai mare de căldură introdusă ceea ce determină o rată mai mare de topire a sârmei electrod şi în consecinţă se restabileşte lungimea iniţială a arcului electric. Acest lucru ajută sudorul să menţină o lungime constantă a arcului electric. Pentru atingerea unui efect similar uneori este folosită o sursă de curent continuu în combinaţie cu o unitate de avans a sârmei cu control al tensiunii arcului. In acest caz o schimbare a lungimii arcului determină unitatea de alimentare sa menţină relativ o lungime constanta a arcului electric prin ajustarea vitezei de avans a sârmei. Folosirea curentului alternativ la acest procedeu de sudare este foarte rar întâlnită.
2.3 Sârma
Sârma electrod este aleasă în funcţie de compoziţia materialului de bază, însă depinde şi de variaţiile procesului folosite, forma rostului şi starea suprafeţei materialului de bază. Alegerea tipului de sârma determină în mare parte proprietăţile mecanice ale cordonului de sudură şi este un factor important în privinţa calităţii îmbinării sudate. În general proprietăţile îmbinării sudate sunt asemănătoare cu cele ale materialului de bază, îmbinarea trebuie să fie fără defecte sau discontinuităţi şi fără elemente nedorite sau pori în cordonul de sudură. Pentru asigurarea acestor lucruri există o gamă variată de sârme electrod. Toate sârmele conţin în compoziţia lor elemente dezoxidante cum ar fi titanul, aluminiul, manganul şi siliciul. Gama de grosimi a sârmei electrod este cuprinsă între 0,7 şi 2,4mm însă se poate ajunge până la grosimi de 4mm.
2.4 Gazul de protecţie
Gazul de protecţie este folosit pentru protejarea băii de metal topit împotriva acţiunii gazelor din atmosferă, cum ar fi oxigenul şi azotul.
Alegerea gazului de protecţie depinde de mai mulţi factori, cum ar fi: tipul materialului de bază şi utilizarea variaţiilor de proces. Gazul pur, inert, cum ar fi argonul sau heliul este utilizat la sudarea materialelor neferoase, la sudarea oţelurilor aceste gaze nu ar asigura o pătrundere suficientă (cazul argonului) sau cauzează instabilitatea arcului electric şi favorizează formarea stropilor (cazul heliului). Dioxidul de carbon pur asigură însă o bună pătrundere însă cauzează formarea oxizilor care slăbesc proprietăţile mecanice ale cordonului de sudură. Ca urmare, argonul si heliul se folosesc adesea în combinaţie cu proporţii de 75%25% până la 90%10%.
Adesea argonul se mai foloseşte în amestec şi cu alte gaze cum ar fi oxigenul, heliul, hidrogenul sau azotul. Amestecul cu până la 5% oxigen ajută la sudarea oţelurilor inoxidabile şi a diferitelor materiale de grosimi mici, totuşi, în marea majoritate a aplicaţiilor este preferată folosirea dioxidul de carbon. O concentraţie a heliului de 50-70% creşte tensiunea curentului şi totodată temperatura arcului electric, cantităţile mai mari de heliu cresc calitatea îmbinării sudate şi a vitezei de sudare la folosirea curentului alternativ pentru sudarea aluminiului. Folosirea hidrogenului însă în cantităţi mici (până la 5%) este benefică pentru sudarea nichelului şi a pieselor subţiri din oţel; concentraţii ale hidrogenului de până la 25% sunt necesare pentru sudarea materialelor cu conductivitate mare cum ar fi cuprul. Hidrogenul nu trebuie utilizat la sudarea oţelurilor, a aluminiului sau a magneziului deoarece există riscul formării porilor în cusătura sudată din cauza incluziunilor de hidrogen.
Amestecurile dintre trei sau mai multe gaze este de asemenea folosit pentru îmbunătăţirea calităţii îmbinării sudate. Debitul de gaz dorit se calculează în funcţie de geometria rostului, viteza de sudare, curentul de sudare, tipul gazului şi modul de transfer al metalului.
3. Operare
În majoritatea aplicaţiilor sale, sudarea MIG/MAG este relativ uşor de învăţat şi aplicat nu necesitând mai mult de două-trei săptămâni pentru ca sudorul să deprindă bazele procedeului de sudare.
3.1 Modul de operare
Tehnica de bază a sudării MIG/MAG este relativ simpla mai ales că sârma electrod este adusă automat în zona îmbinării prin intermediul pistoletului. Faţă de alte procedee de sudare, în acest caz, sudorul mânuieşte pistoletul doar cu o singura mână nefiind nevoit să schimbe electrodul la anumite perioade de timp sau să aducă în arcul electric material de adaos, cum se întâmplă la alte procedee. Acest procedeu necesită doar ca sudorul să mânuiască pistoletul în lungul rostului pentru a forma cusătura sudată. Păstrarea constantă a lungimii arcului este importantă deoarece o creştere a acestei lungimi determină o supraîncălzire a sârmei şi o creştere inutilă a debitului de gaz. Orientarea pistoletului este de asemenea importantă şi anume înclinarea lui la 45° la sudarea circulară şi la 90° la sudarea orizontală; însă unghiul optim se poate stabili şi în funcţie de gazul de protecţie folosit.
3.2 Calitatea
Cele mai des întâlnite defecte la sudarea MIG/MAG sunt apariţia porilor şi a arsuri marginale. Dacă nu sunt controlate aceste defecte pot conduce la fisuri sau la formarea unor cusături slabe. Arsurile apar adesea la sudarea aluminiului; piesele de sudat şi sârma nu trebuie să conţină oxizi. Acest defect mai poate apărea şi dacă baia de metal topit este contaminată cu oxigen din atmosfera înconjurătoare, de aceea alegerea gazului de protecţie şi a debitului acestuia este un parametru important.
Apariţia porilor se datorează gazelor care pătrund în baia de metal; metalul solidificându-se înainte ca acestea să iasă din îmbinarea sudată. Aceste gaze care pot pătrunde în baia de metal lichid pot fi din cauza unor impurităţi din gazului de protecţie sau de pe suprafaţa pieselor de sudat. În general cantitatea de gaze rămase în cusătura sudată după solidificare este direct proporţională cu viteza de răcire a cusăturii sudate. Datorită conductivităţii termice, aluminiul, este susceptibil la viteze mari de răcire, deci la apariţia porilor; preîncălzirea pieselor ajută la scăderea vitezei de răcire a pieselor şi a materialului de bază.
3.3 Siguranţa în operare
Procedeul MIG/MAG poate fi periculos dacă nu se iau masurile de protecţie necesare. Din moment ce sudarea implica folosirea unui arc electric descoperit sudorul trebuie sa poarte salopetă şi mănuşi de protecţie pentru a se feri de căldura degajată de arcul electric şi de eventualii stropi. În plus, arcul electric degajă o cantitate mare de luminozitate şi de ultraviolete care pot cauza rănirea iremediabilă a ochiului uman sau pot cauza arsuri ale pielii, de aceea este important ca sudorul sa poarte şi mască de protecţie.
Sudorii sunt adesea expuşi unor gaze periculoase şi particule de materie; sudarea MIG/MAG degajă o cantitate de fum care poate conţine diferite tipuri de particule de oxizi, de aceea este importantă folosirea unui sistem absorbţie şi ventilaţie a aerului în zona de lucru.
Sursa: http://en.wikipedia.org/wiki/Mig_welding
