Cum se sudeaza – ghid practic

Sudură – informații generale

Operațiunea de sudură este complexă, întrucât tipuri diferite de suduri se realizează cu electrozi, prin tehnici specifice. De altfel, nivelul de expertiză în domeniu și tipul metalului contează foarte mult în alegerea aparatului și a modalităților de sudare.

Sudura este folosită în aplicații diverse: industrial, cu aparate de sudură profesionale pentru a îmbina trainic materiale metalice sau hobby pentru mici meștereli sau chiar crearea de obiecte plastice sau artizanale.

Ce este o sudură

Sudura reprezintă îmbinarea temeinică, fixă, a mai multor bucăți din diferite materiale metalice prin topire sau presiune. Poți să o consideri drept lipitură realizată folosind texturi speciale de îmbinare, în anumite condiții fizice sau chimice.  Aceasta are loc prin schimbarea stării fizice a materialului.

Sudura este utilizată în industriile constructoare, după cum poți suda acasă diverse elemente decorative (de exemplu garduri, piese de mobilier pentru grădină etc).

Ce materiale pot fi sudate

Sudura se realizează în special pe materiale feroase precum oțel (tablă), fontă sau inox. Pot fi utilizate și alte materiale metalice precum aluminiu, cupru, alamă, zinc, magneziu sau titan. 

Există aparate speciale de sudat materiale plastice, cu electrozi aferenți. Acestea se folosesc mai ales în domeniul reparațiilor auto.

La sudură se folosesc două materiale: cel de bază ( cel pe care se realizează “lipitura”) și cel de adaos (materialul topit care consolidează conexiunea între cele două bucăți sudate). Sudura se poate realiza cu sau fără material de adaos.

Tipuri de sudură

Există mai multe moduri de a clasifica tipul de sudură. În funcție de modul de topire poate fi sudură cu flacără sau cu arc electric (cu electrod învelit sau cu gaz protector). 

Mai sunt clasificate din punct de vedere al execuției lucrării, iar pe acestea le veți găsi sub formă de simboluri. Astfel sudura cordon este continuă, în timp ce sudura în puncte este intermitentă.

Alte perspective de încadrare a tipurile de sudură sunt din punct de vedere al procesului (topire sau presiune) și a formei în secțiune (U, Y, K, I etc).

Sudura cu LASER sau cu fascicul de electroni sunt două modalități evoluate, scumpe, folosite în lucrări industriale specifice.

Echipamente necesare pentru sudură

Pentru executarea unei suduri ai nevoie de un ansamblu complet de echipamente care depind inclusiv de tipul de sudură.

În primul rând, ai nevoie de un aparat sau invertor de sudură pe care îl alegi în funcție de aplicații. Apoi mai sunt necesare, masca de sudura, cablul de sudură, cleștele de masă, cleștele electrod și, bineînțeles, electrozii.

Generatorul sau aparatul de sudura

Aparatul de sudură este componenta de bază, sursa care generează puterea necesară sudurii și găsești modele și mărci variate pentru fiecare tip de sudură (SEI/ MMA, TIG/WIG, MIG-MAG). Sunt echipamente robuste, iar plaja de prețuri variază în funcție de tip, model și performanțe. 

Aparatele de sudare convenționale cu electrod sunt cele mai ieftine (la polul opus se află invertoarele de sudură, dar prețul se reflectă în modul practic de utilizare), dezavantajul este adus de consumul mare de energie electrică și de faptul că aveți nevoie de experiență pentru a-l utiliza.

Aparatele de sudură pot fi clasificate la rândul lor în  transformatoare, redresoare cu diode, convertizoare și grupuri electrogene pentru sudare.

Invertoarele de sudură  sunt echipamente de ultimă generație, mai mici, mai ușor de manevrat și cu un consum scăzut de energie electrică. Aparatele de sudură sunt mai ieftine decât invertoarele de sudură. 

Cablul de sudură 

Cablurile de sudură fac conexiunea între portelectrod și aparatul de sudură și sunt realizate din fire electrice de cupru, de grosimi variate, acoperite de un material izolator. 

Tipul de cablu îl alegi  în funcție compatibilitatea cu aparatul de sudură,  de grosimea în secțiune și lungimea acestuia. Pe piață găsești cabluri electrice de sudură prevăzute cu conectori și portelectrod.

Cablul de masă

Cablul de masă  asigură împământarea, închizând circuitul electric între aparatul de sudură (sursa de putere electrică) și componenta sudată. 

Cablurile de masă sunt de cele mai multe ori comercializate cu clește și portelectrod. Pe acestea le alegi în funcție de grosime (diametrul în secțiune), curentul electric la care este prevăzut să funcționeze cleștele, lungimea cablului și dimensiunea portelectrodului.

Clește electrod

Cleștele portelectrod are rolul de a fixa sigur electrodul și de a asigura un contact electric optim pentru realizarea sudurii.

Criterii pentru alegerea cleștelui portelectrod sunt curentul pe care îl suportă și dimensiunea.

Clește de masă

Cleștele de masă se prinde de piesa de sudat pentru a asigura împământarea. Acesta este necesar pentru aparate sau invertoare de sudură, indiferent de tehnologie (MMA, TIG, MIG-MAG).

Cleștele de masă trebui bine fixat de componenta în lucru, potrivit recomandărilor producătorului.

Electrozii

Electrozii sunt sârme metalice, conductoare de curent electric, îmbrăcate într-un strat protector.  Clasificarea acestora se face în funcție de materialul acoperitor, fiecare înveliș influențând caracteristicile sudurii, stratul de zgură eliberat și poziția de sudare.

Tipuri de aparate de sudură

Aparatele (invertoarele) de sudură sunt clasificate după tehnologia utilizată. Cele mai cunoscute aparate de sudură sunt cele cu electrod învelit și aparatele de sudură cu gaz protector.

Aparatele de sudură cu înveliș protector cu gaz inert - așa numitele aparate de sudură cu argon-  prind teren (TIG sau WIG, MIG-MAG) datorită prin fineții execuției și utilizării mai simple, inclusiv de către începători. Diferite tipuri de materiale sunt folosite cu gaze de concentrații diferite.

Sudura în puncte este una dintre tehnologiile de ultimă generație, este ușor de utilizat și își găsește o utilitate importantă în ateliere auto.

Aparate de sudură cu electrozi

Cea mai cunoscută modalitate este cea convențională, sudarea manuală cu electrod învelit (MMA).

Aparatele de sudură cu electrod învelit sunt utile pentru suduri consistente, permițând utilizarea din orice poziție și lucrând cu orice tip de material. Sunt mai ieftine aceste aparate de sudură decât  variantele cu gaz protector și consistent mai accesibile decât invertoarele. Dezavantajele constau în faptul că sunt mai greu de manevrat, au pierderi mari la capătul electrozilor și necesită un anumit nivel de pricepere.

Aparate de sudură TIG

Aparatele MIG-MAG sunt mai moderne, realizează suduri mai fine și pot fi utilizate chiar de persoane care nu au experiență. Dezavantajul este dat de faptul că au prețuri semnificativ mai ridicate față de MMA.

Modalitatea  de sudare cu arc, TIG (tungsten inert gas)/ WIG (wolfram inert gas), constă în sudarea încălzind zona de lucru printr-un arc electric, iar materialul de adaos este pus separat de către operator. Acest tip de sudură este folosit la suduri de finețe sau pentru materiale fine, cu grosime mică.

Aparate de sudura MIG - MAG

Aparatele MIG-MAG sunt mai moderne, realizează suduri mai fine și pot fi utilizate chiar de persoane care nu au experiență. Devazantajul este dat de faptul că au prețuri consistent mai ridicate față de MMA.

Procedeul  MIG-MAG (metal inert gas - metal active gas) este mai cunoscut drept sudura cu argon. Deși principiile de sudare sunt similare celei clasice, procedura este îmbunătățită pentru că metalul topit este protejat de către un gaz inert (argon), eliberat odată cu sârma care este material de adaos. Gazul activ este o mixtură de argon și alt gaz (oxigen, dioxid de carbon). Prin acest mijloc sunt protejate materialele lucrate de oxidare.

Aparate de sudura în puncte 

Aparatul de sudură în puncte este unul dintre cele mai moderne echipamente de gen, fiind utilizat în scop profesional în industrii sau tinichigerii, dar și pentru proiecte casnice (este simple de utilizat).

Sudura se realizează, după cum spune denumirea, prin presare în puncte de dimensiuni mici. Sunt utile pentru a suda aluminiu, cupru sau tablă din diverse aliaje.

Invertoare de sudură

Invertoarele de sudură sunt cele mai bune aparate de acest tip atât pentru hobby și meștereli casnice, cât și pentru utilizarea în proiecte profesionale. Acestea folosesc o tehnologie nouă, cu o placă de silicon care înlocuiește transformatorul voluminos.

Astfel, invertoarele de sudură sunt compacte, ușor de utilizat și nu necesită cunoștințe aprofundate de sudură. Sunt utile atât pentru îmbinarea tablelor groase, cât și pentru lucrări de finețe.

Dezavantajul este prețul, un invertor ieftin costă aproximativ 400 RON.

Tipuri de electrozi

Electrozii sunt încadrați după materialul din care este produs învelișul acoperitor. Astfel, există electrozi cu înveliș bazic, acid, rutilic, celulozic sau oxidant. De tipul de electrod depinde inclusiv poziția în care sudezi. 

Electrozii buni de sudură trebuie să își păstreze calitățile în timp și reziduurile de zgură să poată fi îndepărtate cu ușurință.

Fiecare tip de electrod influențează tipul sudurii. Spre exemplu, electrozii cu înveliș acid sunt făcuți din oxizi (fier, mangan, siliciu) și ajută la o sudarea în profunzime.

Electrozi rutilici

Electrozii rutilici au stratul protector fabricat din rutiliu (oxid de titan) si Ilmenit (TIFeO3). Aceștia lasă un strat fin de zgură, ce se îndepărtează ușor. Asigură un arc electric optim, cu pierderi mici.

Electrozii rutilici permit sudarea din orice poziție (vertical, orizontal, peste cap).

Electrozi bazici 

Electrozi bazici au învelișul bazic, de exemplu carbonat sau clorură de calciu. Sunt utili pentru îmbinarea aliajelor sau a tablelor cu un conținut sporit de carbon.

Electrozii cu înveliș bazic sunt utilizați pentru realizarea unor îmbinări rezistente din oțel. Sudurile sunt rezistente la temperaturi ridicate sau, dimpotrivă,  scăzute.

Electrozi celulozici

Electrozii celulozici au înveliș din material organic care în timpul execuției eliberează gaze ce protejează baia de metal. Avantajul acestui tip este că îți permite să sudezi inclusiv din poziții incomode. Dezavantajul adus de electrozii celulozici este cordonul de sudură neuniform.

Dimensionarea electrolizilor și valoarea medie a curentului de sudură

Diametrul electrodului influențează grosimea metalului sudat și intensitatea curentului electric general de aparat. Cu cât este mai gros materialul, cu atât mai gros trebuie să fie electrodul pentru a permite trecerea unui curent electric mai mare.

Un electrod mediu de 2,5 suportă un curent electric de 70 - 100 de amperi, în timp ce un electrod rutilic de 5 mm suportă un curent de peste 200 A.

Cum se sudează

După ce am descoperit echipamentul și accesoriile, e timpul să afli cum se sudează  MMA și nu numai. Există poziții de lucru (reprezentate prin simboluri specifice), iar procedura propriu-zisă implică anumite etape.

Atenție! Lucrul cu aparatul de sudură trebuie efectuat doar cu echipament de protecție adecvat.

Poziții de sudură

Poziția de sudură reprezintă modul de lucru și de aplicare al sudurii. Aceasta este reprezentată de unghiurile pe care electrodul îl formează cu orizontala (simbolul este semnul alfa), respectiv verticala (Beta), în funcție de modalitatea de îmbinare a pieselor

Există mai multe moduri de îmbinare a pieselor, respectiv cap la cap, în colțuri (exterior/ interior), în cruce, în T, în muchie, cu margini răsfrânte și prin suprapunere. 

Există mai multe poziții de sudură. Acestea depind de tipul electrodului și de accesul operatorului la componentele îmbinate.

Pozița orizontală de sudură

La poziția orizontală de sudură unghiul între axa orizontală și cea verticală (A) e de 0 grade (+/- 5 grade), în timp ce unghiul verticală versus orizontală este de 0 grade (+/- 10 grade), așadar perpendicular pe lucrare.

În cazul sudurii în colțuri,  unghiul de lucru pe verticală și orizontală este de 90 de grade.

Poziția în cornișă de sudură

La poziția orizontală pe perete vertical în cornișă,  unghiul de lucru de la verticală este de 0 grade (+/- 5 grade) în timp ce poziția pe verticală cu orizontală este de 90 grade (+/- 20 grade).

Pentru sudura în colț poziția de sudură este de 0 grade versus 135 grade ( +/- 45 vs 20 grade).

Poziția pe plafon de sudură

Poziția de sudură pe plafon se mai numește și peste cap, datorită unghiului format pe verticală de aproximativ 180 grade (+/- 15 grade) pentru lucrările cap la cap și în colț.

Poziția în plan vertical de sudură 

În cazul poziției în plan vertical, valoarea unghiurilor se inversează față de planul orizontal, iar valorile se păstrează atât pentru lucrări cap la cap, cât și în colțuri.  Există două tipuri de poziții urcătoare/ascendentă, respectiv coborâtoare/descendentă.

Unghiul alfa (cu orizontală) este de 90 grade, în timp cu unghiul cu axa verticală este între 0 și 180 grade.

Etape pentru sudură

Pregătirea aparatului de sudură este importantă pentru că ține de siguranța voastră. Concret:

-       Instalează cablul de sudură, de masă, cleștele de masă și, dacă este cazul, portelectrodul. Mare parte a aparatelor și a invertoarelor de sudat moderne pot fi prevăzute cu toate cablurile montate.

-       Montează electrodul urmărind să fie conectat la polaritatea curentă.

-       Pune-ți hainele și masca de sudură.

-       Aplică metode de sudură specifice materialului și scopului îmbinării.

-       Verifică rezistența lucrării

Pregătirea materialelor pentru sudură Down

Înainte de a te apuca de treabă îți recomandăm să faci o serie de verificări:

-       Verifică integritatea cablurilor (sudură, alimentare, împământare).

-       Electrozii nu trebuie să fie umezi. 

-       În cazul aparatelor de sudură cu argon (de tip WIG), electrozii trebuie ascuțiți.

-       Asigură-te că poți alimenta aparatul de sudură la o sursă de tensiune potrivită (230V/ 400V).

-       În funcţie de aparatul de sudură și tipul de electrod, suprafața obiectelor sudate pot necesita anumite caracteristici.

-       Asigură-te că ai echipamentul de sudură complet.

Instalarea aparatului de sudură 

Aparatul de sudură trebuie pregătit pentru lucru, respectând toate măsurile de siguranță. Îți recomandăm să urmărești următoarele aspecte:

-       Aparatul de sudură este un echipament de lucru sub tensiune, așadar asigură-te că aparatul de sudură este împământat cu un cablu de grosime mai mare de 6mm.

-       Întinde cablul de alimentare, să nu aibă bucle sau noduri.

-       Alege doar cabluri cu lungime de lucru, mai mici de 100m.

-       Verifică dacă ai respectat polaritatea conexiunilor.

-       Echipează-te cu echipament de protecție special înainte de a suda.

Până intri în rutina asamblării aparatului, urmărește instrucțiunile producătorului.

Instalarea și conectarea consumabilelor de sudură

Aparatul de sudură trebuie pregătit pentru lucru, respectând toate măsurile de siguranță. Îți recomandăm să urmărești următoarele aspecte:

-        Cablul de împământare cu diametrul mai gros de 6 mm trebuie atașat potrivit recomandărilor producătorului. Asigură-te că optezi pentru grosimea potrivită a cablului de sudură (cablurile lungi scad performanța aparatului sau a invertorului de sudură indiferent dacă este de tip MMA, TIG sau MIG- MAG. Un cablu gros te protejează de căderile de tensiune).

-       Verifică dacă ai respectat polaritatea conexiunilor.

-       Urmărește pașii de instalare a aparatului sau invertorului de sudare potrivit recomandărilor producătorului.  Acordă atenție modului de conectare a polarităţii cablurilor, întrucât echipamentele alimentate la curent continuu (CC) se pot conecta direct (polaritate pozitivă, conectatea piesei în lucru la +, cleștele de electrozi la - ) sau invers (conectarea obiectului la borna -, cleștele la + ).

-       Reglează intensitatea curentului în funcție de diametrul electrodului.

Sudura propriu-zisă

După montarea cablurilor, a cleștelui și a electrozilor, e timpul să afli cum se sudează corect. În continuare îți dăm câteva sfaturi succinte despre specificul fiecărui tip de material.

Cum se sudează cu argon?

Sudura cu argon este executată cu aparate sau invertoare TIG/ WIG, iar pentru acestea vă dăm câteva sfaturi specifice:

-       Ascute electrodul potrivit recomandărilor din manualul de utilizare.

-       Montați electrodul. Cel mai confortabil unghi de lucru este cu înclinație de 15-20 grade.

-       Alege electrozi recomandați pentru materialul pe care îl sudezi.

-       Tehnica de sudură depinde de material și de grosimea acestuia.

Cum se sudează aluminiul? 

Când sudezi aluminiul cu aparate  de sudură cu argon (TIG/ WIG), după ascuțirea electrodului polizează vârful până devine plat.

Viteza de deplasare pentru aluminiu este mai mare decât în cazul altor metale. Astfel, sfatul nostru este să verifici viteza de lucru versus grosimea foii de aluminiu. Când execuți sudura păstrează un unghi de împingere, într-o mișcare constantă. Dacă ești începător în sudură, reconsideră să sudezi plăci din aluminiu mai subțiri de 8 mm.

Cum se sudează inoxul? 

În cazul inoxului o problemă care apare în timpul sudurii cu argon (TIG) este deformarea, iar aceasta survine de la o intensitate prea mare sau aplicării îndelungate a căldurii în același loc . Îți dai seama de acest lucru din aspectul gri-oxidat al materialului în lucru (culoarea trebuie să fie portocaliu-somon).

Tot ce trebuie să faci este să scazi intensitatea curentului (sau să reduci dimensiunea electrodului) și să crești viteza de lucru.

Cum se sudează țeava galvanizată? 

Unele dintre problemele care apar când lucrezi cu țevi galvanizate sunt: oxidarea, înnegrirea stratului superior și aspectul poros al sudurii. Pentru a  reduce această problemă, polizează suprafețele galvanizate ce urmează a fi sudate. 

Cum se sudează cuprul?

Cuprul este un metal moale, cu o temperatură joasă de topire, așadar greu de lucrat. Cuprul se sudează la curent continuu, polaritate inversă. Unii experți recomandă heliumul drept o opțiune mai bună în locul argonului (amplifică intensitatea curentului).

Când sudezi cuprul nu este recomandat să insiști îndelung asupra unui singur punct pentru că oxidează rapid. Așadar îți trebuie o viteză de deplasare rapidă și constantă peste materialul lucrat.

Cum se sudează fonta? 

Datorită compoziției mare de carbon (de 10 ori mai mare decât a o oțelului), cea mai mare provocare este să nu crape sudura. Temperatura la care fonta rezistă este de 788 grade Celsius, iar dacă depășește acest nivel materialul poate ceda în timpul lucrului.

Există două modalități de lucru pentru a preveni aceste probleme: preîncălzire sau fără încălzirea  fontei.  Concret, se încălzește întregul obiect din fontă la un nivel confortabil față de punctul critic (aproximativ 650 grade Celsius încălzire).  Inclusiv în cazul modalității de sudură fără preîncălzire este utilă creșterea temperaturii la aproximativ 40 grade Celsius.

Curățarea zgurii de sudură

Zgura apare mai ales în cazul sudurilor cu aparate convenționale manuale cu electrod învelit (MMA). După ce ai sudat, cusătura se bate pentru a elimina zgura.

În cazul în care trebuie să aplici un nou strat de sudură, îți recomandăm să șlefuiești cordonul de sudură.

Verificarea rezistenței sudurii

Sudura poate fi verificată vizual, observând porozitatea. O altă modalitate de inspectare  este să folosești lichid sau pulbere magnetică pentru a vedea cum pătrunde sau cum este atras (dacă sunt găuri/ porozități). Aparatele cu ultrasunete îți pot indica siguranța sudurii, fără să afecteze lucrarea.

O modalitate simplă, dar mai puțin constructivă este să rupi o bucată de sudură și să vezi cum arată, cât este de uniformă.

Echipamente de protecție pentru sudură

După cum am repetat, orice operațiune de sudură trebuie începută cu echiparea. Asigură-te că ai un echipament adecvat compus din mască, pantaloni, șorț și mănuși speciale.

Masca de sudură

Ochii sunt cei mai expuși în timpul sudurii. Alege o mască de calitate care să fie ușoară, să asigure întunecarea necesară și să fie rezistentă la șocuri și temperaturi ridicate. Pentru confort, alege o mască cu sistem de prindere stabil, care să fie ușoară.

În magazinul nostru online găsești măști de sudură ieftine, dar și unele foarte evoluate, toate asigurând protecția necesară. O mască cu cristale lichide are un preț de aproximativ 120 RON.

Pantaloni și șort protector de sudura 

Pantalonii  de sudor sunt durabili și confecționați  integral din material ignifug. Pentru că este un echipament pentru meșterit, alege să aibă cât mai multe buzunare.

Șorțul de sudor este făcut îndeosebi din piele de bovină și cusut cu ață ignifugă. 

Incălțăminte protectoare de sudură

Bocancii de sudor de calitate sunt fabricați din piele de bovină și sunt prevăzuți cu lamelă de siguranță.

Talpa este confecționată din material antistatic și antiderapant.

Manuși protectoare pentru sudură 

Mănușile de sudor sunt făcute din piele de șpalț sau bovină,  rezistente la tăiere și perforare.  Manșetele sunt lungi și îți acoperă încheietura.

Sunt cusute cu ață ignifugă (Kevlar). Mănușile de calitate sunt din piele de bovină, au strat de abraziune în palmă și manșete reglabile.

Reguli de protecție pentru sudură

-       Înainte de toate, ține copiii departe de paratul de sudură.

-       Asigură-te că împământarea este făcută corect.

-       Verifică izolația cablurilor.

-       Nu atinge părțile electrice sau electrodul fără mănuși sau purtând haine ude.

-       Sudează doar într-o poziție stabilă.

Sfaturi pentru o sudură reușită

Alegerea echipamentului, modelul aparatului, tehnicile de sudură adecvate, modul în care păstrezi electrozii sunt elemente care contribuie la rezultatul dorit, respectiv un cordon de sudură neted și, mai ales, o îmbinare rezistentă. 

Dacă ești începător, poți începe să practici pe materiale de probă, ca mai apoi să treci la lucrarea ta.  Ne dorim ca acest material să fie un tutorial complet despre sudură electrică, așadar îți dăm câteva sfaturi de final. 

Verificarea sursei de alimentare electrică

Este un aspect importat, din acest motiv insistăm asupra lui. Înainte de a te apuca de treabă verifică toate aspectele legate de alimentarea și conexiunea aparatului sau invertorului de sudură, precum:

-       tensiunea de alimentare (230 V vs 400 V);

-       lungimea cablului de alimentare ( un cablu lung poate duce la căderi de tensiune);

-       grosimea cablului de împământare.

Exersarea sudurii pe materiale de probă

Dacă ești sudor începător sau sudezi materiale noi sau de grosimi diferite, cu care nu ai mai lucrat, recomandarea noastră este să faci o probă pe o mostră din același tip de metal.

Așa poți inspecta calitatea sudurii ca ulterior să alegi electrodul și intensitatea potrivită a curentului electric.

Mișcarea în zig-zag a electrodului

Dacă ești începător, îți mai dăm un pont care să te ajute să sudezi corect și ușor. Când ai de sudat doua materiale într-un unghi interior, execută sudura în zig-zag, în puncte, în pași egali.

Acesta este un sfat pe care ți-l dăm și pe care îl vei găsi probabil și pe forumurile pentru sudori.

Păstrarea și depozitarea corectă a electrozilor

Calitatea scăzută a electrozilor afectează calitatea sudurii (produce zgura, oxidează). Păstrează electrozii departe de umiditate.

Acest aspect este valabil mai ales când sudezi cu aparat manual cu electrozi sau invertor MMA. Umiditatea strică inclusiv electrozii din wolfram.