Metalele și aliajele se dilată la încălzire iar la răcire se produce fenomenul invers de contracție. În cazul sudării dilatarea pieselor la încălzire are loc neuniform și scade cu cât distanța de la linia cusăturii este mai mare. La răcirea custurii contracția este mai mare în zona metalului depus. Datorită faptului ca dilatările și contracțiile metalului nu au loc în mod uniform rezultă tensiuni interne care de la o anumită valoare dau naștere deformațiilor.

Tensiunile interne - sunt eforturile care iau naștere în piesele sudate datorită contracției. Distribuția și mărimea tensiunilor interne sunt influențate de factori constructivi și tehnologici cum ar fi:

• rigiditatea pieselor;

• calitatea metalului de baza;

• grosimea pieselor de sudat;

• procedeul de sudare aplicat;

• tipul de îmbinare;

• regimul de sudare.

Daca bara este incalzită uniform, ea se dilată în toate direcțiile și la răcire se contractă uniform, recăpătându-și dimensiunile inițiale. Dacă bara este însă constrânsă de doua bacuri, ea nu se poate dilată lateral. Dilatarea volumica trebuie însa sa se produca, ca atare bara se va dilata mai mult pe direcția grosimii. La răcire bara se contractă uniform în toate direcțiile, ajungând în final, la o lățime mai mică și grosime mai mare decât dimensiunile inițiale. Pentru evitarea tensiunilor se recomandă:

• încălzirea cât mai redusă a materialului prin utilizarea unor procedee de sudare cu încălzire concentrată, sudarea cu viteză mare, realizarea unor suduri cu calibre cât mai mici.

• sudarea intermitentă (în hafturi) - dacă este prevăzută în documentația de execuție.

• preîncălzirea pieselor înainte de sudare micșorează diferența de temperatură dintre piesă și sudură, ceea ce duce la reducerea deformatiilor.

• poziționarea corespunzătoare a pieselor, pentru ca prin deformare ele sa fie aduse în poziția dorită.

• la sudarea de colt a tablelor cu grosimea mai mica de 7 mm se va lăsa un luft de 1 mm.

• alegerea unei ordini de sudare corespunzătoare

• cordoanele de sudură cu lungimea mai mică de 300mm se sudează de la un capăt la celălalt

• cordoanele de sudura cu lungimea între 250 - 1000 mm se sudeaza de la mijlocul sudurii spre capete

• cordoanele de sudură cu lungimea mai mare de 1000 mm se sudează în trepte inverse și de la mijloc spre capete.

• la sudarea în mai multe straturi, straturile succesive se sudează în sensuri inverse, astfel încât sfârșitul cusăturilor să nu se suprapună.

• la sudarea din ambele părți, rândurile trebuie amplasate alternativ pe cele 2 părți, astfel încât tensiunile și ca atare deformațiile să se echilibreze cât mai mult.

• sudarea în primul rând a îmbinărilor care produc deformații mari (suduri cap la cap) și apoi a celor care produc deformații mai mici (sudurile de colț)

• se va evita pe cât posibil concentrarea mai multor cordoane de sudură într-un singur punct

• sudarea pieselor foarte groase se realizează în cascadă sau în cocoașă

• sudarea unei secții se face cu 2, 4 sau mai mulți sudori dispuși simetric, de la mijlocul secției spre extremități.

Deformații - Când sunt încălzite la temperatura de sudare și apoi răcite, piesele suferă deformări, ceea ce duce în cele din urmă la o schimbare fizică a dimensiunii și formei lor. Această schimbare poate fi vizibilă sau imperceptibilă cu ochiul liber. Deformațiile termice sunt o consecință a apariției tensiunilor structurale interne din metal, care apar din cauza distribuției inegale a temperaturii și, în consecință, nu a aceleiași modificări de volum în diferite secțiuni ale piesei în timpul răcirii sale. Motivele apariției deformațiilor structurale (flambaj și îndoire) ca urmare a sudării sunt:

• Încălzire localizată la temperatură ridicată și expansiune locală a volumului de metal în timp ce restul părții rămâne relativ rece;

• Fenomene de contracție în stratul depus

• Transformări de fază pe care le suferă metalul atunci când temperatura scade treptat la temperatura camerei.

Tensiuni și deformații de sudură