Tehnologia de sudare reprezintă un ansamblu de parametri necesri pentru realizarea unei anumite categorii de construcţii sudate. În cazul construcţiilor (structurilor) sudate, tehnologia prezintă modul cum trebuie să se acţioneze pentru a satisface cerinţele funcţionale şi de exploatare ale respectivei structuri. Acest capitol primar al tehnologiei de sudare prin topire se va referi în special la tehnologia sudării cu arcul electric, aceasta fiind tehnologia cu cea mai răspândită în realizarea structurilor sudate.

Deci, în cazul sudării cu arc electric, tehnologia de sudare este determinată de o serie de mărimi, numite parametrii tehnologici de sudare. Ca atare, a elabora tehnologia de sudare, înseamnă a determina valorile parametrilor tehnologici de sudare astfel încât să se obţină o structură sudată în condiţii de calitate, precizie dimensională, productivitate ridicată şi cost de producţie minim. La elaborarea tehnologiei de sudare cu arcul electric se are în vedere trei categorii de parametri tehnologici de sudare:

A) primari;

B) secundari;

C) terţiari.

A. Parametrii tehnologici primari - aceşti parametri sunt următorii:

- Intensitatea curentului de sudare, este definită drept intensitatea curentului electric ce trece prin arcul electric între electrod şi materialul de bază în timpul sudării (I_S);

- Tensiunea arcului, este definită drept tensiunea electrică între electrod şi materialul de bază, respectiv tensiunea coloanei arcului(Ua);

- Viteza de sudare, reprezintă viteza de deplasare a arcului electric în lungul rostului dintre elementele de sudat (vS);

- Energia liniară, reprezintă energia electrică administrată procesului de sudare pe unitatea de lungime a cordonului (EL).

Parametrii tehnologici primari influenţează dimensiunile cordonului şi ale zonei influenţate termic, precum şi stabilitatea arcului şi rata depunerii. Pătrunderea metalului topit în metalul de bază creşte liniar cu creşterea curentului de sudare, creşte cu un maxim funcţie de tensiunea arcului şi scade odată cu creşterea vitezei de sudare. La sudarea manuală principalii parametri ai regimului de sudare sunt :

• curentul de sudare;

• tensiunea arcului electric;

• viteza de sudare;

• diametrul electrodului.

Curentul de sudare se alege în funcție de diametrul electrodului și de natura învelișului. Curentul de sudare pentru electrozii folosiți curent se determină cu relația :

I_s = (20 + 5 d_e) d_e , sau I_s = k d_e ,

unde k = 35 – 45 .

Pentru fixarea curentului se mai ține seama de următoarele :

- la sudarea grosimilor reduse se vor alege curenți mai reduși ;

- la sudarea cu electrozi cu înveliș acid, se vor alege curenți mai mari decât la sudarea cu electrozi bazici ;

- la executarea sudării în poziții dificile se ia un curent de sudare mai mic cu 10­-15 % față de curentul pentru poziții orizontale;

Tensiunea arcului de sudare are o influență asupra lățimii cusăturii și crează o supra ânălțare dacă este mai mare decât cea necesară menținerii arcului electric.

Viteza de sudare influențează forma geometrică a cusăturii și penetrația. Odată cu creșterea vitezei scade secțiunea sudurii. Lăţimea cordonului creşte liniar cu tensiunea arcului. Creşte cu un maxim în raport cu intensitatea curentului şi scade în raport cu viteza de sudare. Supraînălţarea cordonului scade odată cu creşterea vitezei de sudare şi creşte cu creşterea curentului de sudare. Diametrul electrodului se alege în funcție de grosimea pieselor de sudat, cu relația :

d_e = 1,5*s^1/2

unde : s – grosimea piesei de sudat în mm.

Analizând principial lucrurile, în anumite limite valorice, observăm că intensitatea curentului influenţează în sensul creşterii tuturor dimensiunilor cordonului. În schimb, viteza de sudare influenţează în sensul scăderii tuturor dimensiunilor cordonului de sudură.

B. Parametrii tehnologici secundari - aceşti parametri sunt următorii

- Lungimea arcului (L_a) este distanţa de la capătul electrodului până la baia de sudură.

- Lungimea liberă (L_l) este distanţa de la contactul electric al electrodului până la capătul electrodului ce poartă arcul electric, sau altfel spus, este distanţa de la piesa de contact până la arcul electric;

- Viteza materialului de adaos (V_a) este viteza cu care avansează electrodul în baia de sudură;

- Poziţia electrodului este poziţia definită prin unghiurile de poziţie ale electrodului în raport cu componentele de sudat.

Parametrii tehnologici secundari nu influenţează direct dimensiunile cusăturii. Dimensiunile cusăturii pot fi însă influenţate de aceştia doar prin intermediul parametrilor tehnologi primari. Lungimea arcului (L_a) influenţează în primul rând asupra transferului de material prin arcul electric. Dacă lungimea arcului este mică, apropiată de zero, transferul este short-arc (sha). Dacă lungimea arcului creşte, atunci transferul este spray-arc (spa). Transferul short şi spray este în funcţie, evident şi de mărimea curentului de sudare.

Se spune că dacă:

L_a < d_e - se sudează cu arc scurt;

L_a = d_e - se sudează cu arc normal;

L_a > d_e - se sudează cu arc lung.

Lungimea liberă (L_l) influenţează prin rezistenţa electrică a electrodului pe care o introduce în circuitul electric, între piesa de contact şi arcul electric. Rezistenţa electrică a lungimii libere: în care ρ este rezistivitatea materialului electrodului la temperatura de funcţionare, influenţează în primul rând curentul de sudare, cu creşterea lungimii libere, creşte rezistenţa RL, în felul acesta, considerând UL constant, scade intensitatea curentului de sudare. Odată cu creşterea lungimii libere, creşte cantitatea de căldură administrată procesului de sudare. Cantitatea de căldură administrată suplimentar faţă de arcul electric procesului de sudare prin efect Joule, în timpul ,,t” corespunzător trecerii sârmei cu viteza ,,v” prin zona lungimii libere.

C. Parametrii tehnologici terțiari - aceşti parametri sunt următorii:

- Diametrul electrodului (d_e);

- Tipul electrodului (electrod învelit, sârmă electrod, electrod nefuzibil etc);

- Genul protecţiei arcului electric (prin învelişul electrodului, prin flux sau prin gaz de protecţie) şi tipul protecţiei în cadrul genului ales;

- Nivelul protecţiei (grosimea învelişului). Cu cât lungimea arcului (L_a) este mai mică, protecţia este mai bună;

- Natura şi polaritatea curentului de sudare;

- Numărul de treceri (nt);

- Aşezarea trecerilor în rost.

Se observă că parametrii tehnologici terţiari variază în trepte, ei în general nu pot fi modificaţi în timpul procesului de sudare. Parametrii aceştia influenţează atât procesul de sudare cât, mai ales rezultatul său, sudura. Parametrii tehnologici terţiari sunt specifici diferitelor procedee de sudare, de aceea ei trebuiesc trataţi în concordanţă cu procedeul de sudare analizat.