Sudura de reparație: cum repari o fisură ca să nu mai revină
O sudură de reparație e mai grea decât cea inițială. Rostul stă într-o piesă rigidă, marca oțelului e adesea necunoscută, iar cauza fisurii e tot acolo. Mai jos e ordinea de lucru pentru o fisură în oțel, fontă sau aluminiu; înlocuirea tronsoanelor ruginite și încărcarea suprafețelor uzate sunt pe pagina reparații și recondiționare.
Răspuns scurt
Sudura de reparație înseamnă îndepărtarea completă a defectului și înlocuirea lui cu metal depus sănătos, în condiții nu mai rele decât la îmbinarea inițială. Pentru o fisură: găsește capetele reale cu lichide penetrante (PT) sau pulberi magnetice (MT), dă găuri de 3–4 mm imediat după ele, polizează sau crăițuiește un rost V sau U până la metal sănătos, verifică din nou rostul, preîncălzește la valoarea din calculatorul de preîncălzire (S355J2, 20 mm, adaos cu hidrogen scăzut: 75 °C), sudează pe porțiuni scurte de la capete spre mijloc, ține temperatura între treceri între preîncălzire și 250 °C și controlează din nou reparația — la oțelurile care se călesc nu mai devreme de 24–48 h după sudare.
Repararea unei fisuri pas cu pas
- Stabilește materialul și cauza. Marca și echivalentul de carbon din certificat sau dintr-o analiză (calculator CE și CET), cauza din locul și momentul apariției fisurii: la cald, la rece sau de oboseală. O fisură a cărei cauză rămâne revine în același loc.
- Găsește capetele. Polizează suprafața până la metal curat: capătul vizibil e rar cel real. PT (ISO 3452-1) merge pe orice metal, MT (ISO 17638) doar pe oțel feromagnetic, dar arată și fisurile chiar sub suprafață. Marchează capetele cu punctatorul.
- Găurește capetele: 3–4 mm imediat după fiecare capăt, ca vârful să plece cu șpanul, nu să rămână în metal. Găurile intră în rost și se sudează odată cu el.
- Excavează până la metal sănătos. Polizare sau crăițuire arc-aer pe toată lungimea și adâncimea fisurii. Rost V sau U cu fund rotunjit, deschis cât să ajungă electrodul la fund — circa 60° la electrod învelit, 50–60° la MAG, ca la o îmbinare cap la cap nouă —, cu capetele ieșind lin la suprafață. O fisură pe toată grosimea primește o pregătire completă cu talon și rost (pregătirea rostului). Suprafața crăițuită se polizează până la metal curat.
- Verifică rostul. PT sau MT pe rostul curat. Orice indicație înseamnă: polizezi mai adânc și verifici din nou. Notează lungimea și adâncimea excavării — trebuie și în documente, și la calculul materialului de adaos.
- Preîncălzește. Valoarea vine din calculator, nu din obișnuință. Rostul de reparație e ținut de toată piesa și e mai rigid decât îmbinarea inițială, deci valoarea calculată e minimul. Încălzește o bandă lată și verifică cu creionul termic pe ambele părți ale rostului. Timpul de răcire îl verifici cu calculatorul t8/5.
- Sudează după plan. Adaos cu hidrogen scăzut, electrozi bazici uscați după tabelul de uscare a electrozilor. Întâi găurile și capetele, apoi porțiuni scurte spre mijloc; rânduri drepte strat cu strat, zgura scoasă de pe fiecare, fiecare crater umplut.
- Ține temperatura între treceri. Nu sub preîncălzire și nu peste circa 250 °C la oțelul de construcții obișnuit — aceeași limită de sus o folosește și calculatorul. Inoxul austenitic rămâne sub circa 150 °C, aluminiul din seria 6xxx sub circa 120 °C.
- Controlează reparația gata. Întâi vizual, apoi PT sau MT pe cordon și pe metalul din jur, la secțiuni groase UT pentru defecte interioare. La oțelurile cu echivalent de carbon mare controlul final vine nu mai devreme de 24–48 h după sudare: fisurile la rece au nevoie de timp. Recepția e ca la sudura inițială, iar fisurile nu sunt admise la niciun nivel de calitate ISO 5817.
- Documentează. Unde, cât de lungă și cât de adâncă; controlul înainte și după; preîncălzirea și temperatura între treceri măsurate; adaosul, sudorul, WPS-ul.
Preîncălzirea la reparație: valori din calculator
Câteva mărci și grosimi calculate cu formula calculatorului. Hidrogenul cântărește cât grosimea: la S355J2 de 20 mm, trecerea de la HD 4 la HD 12 (electrod rutilic) urcă preîncălzirea de la 75 la 120 °C.
| Grosime, mm | S235JR CET 0,25 · HD 12, °C | S355J2 CET 0,34 · HD 4, °C | S355J2 CET 0,34 · HD 12, °C | S460N CET 0,42 · HD 4, °C |
|---|---|---|---|---|
| 10 | — | 35 | 85 | 100 |
| 20 | 50 | 75 | 120 | 135 |
| 30 | 80 | 100 | 150 | 165 |
| 40 | 100 | 120 | 170 | 185 |
| 60 | 120 | 140 | 190 | 205 |
Energie liniară 1,5 kJ/mm, rezultat rotunjit în sus la 5 °C — aceeași formulă ca în calculator (EN 1011-2, metoda B). „—” — după formulă nu e nevoie de preîncălzire. CET-ul mărcilor e valoarea de pornire a calculatorului; la reparație contează CET din certificat sau din analiză.
Reparația după material: tabel de decizie
Ordinea de lucru e aceeași, detaliile se schimbă odată cu metalul. Pe larg: sudarea fontei, sudarea aluminiului și sudarea inoxului.
| Material | Găsirea fisurii și excavarea | Preîncălzire și temperatură între treceri | Material de adaos și tehnică | Atenție la |
|---|---|---|---|---|
| Oțel de construcții nealiat (S235, S355) | PT sau MT; polizare sau crăițuire arc-aer, rost V sau U, suprafața crăițuită polizată până la metal curat | Din calculator: S355J2, 20 mm — 75 °C cu HD 4, 120 °C cu HD 12; între treceri de la preîncălzire până la 250 °C | Electrod bazic sau sârmă plină MAG cu rezistență egală; rânduri drepte de la capetele găurite spre mijloc | Cauza: o fisură de oboseală revine dacă detaliul rămâne același |
| Oțel de înaltă rezistență sau gros (S460 și peste, peste 30 mm) | Mai bine MT; excavează toată adâncimea, fisura e mai adâncă decât pare | Niciodată sub valoarea calculată: S460N, 40 mm, HD 4 — 185 °C; rostul de reparație e mai rigid decât îmbinarea inițială | Numai consumabile cu hidrogen scăzut (HD 5 și mai puțin), electrozi bazici uscați; t8/5 în fereastra producătorului oțelului | Fisurile la rece apar după ore: controlul final după 24–48 h |
| Oțel inoxidabil austenitic (1.4301, 1.4404) | Numai PT — MT nu merge pe oțel austenitic; polizează cu discuri folosite doar pe inox | Fără preîncălzire; între treceri sub circa 150 °C | Material de adaos potrivit mărcii, mărci L (C sub 0,03 %); energie mică, rânduri scurte | Sensibilizare la 450–850 °C; după sudare îndepărtează culorile de revenire |
| Fontă cenușie și nodulară, metoda la rece | PT sau încălzește ușor piesa îmbibată cu ulei — uleiul care iese desenează fisura; găuri de 3–4 mm, rost U cu fund rotunjit, arde uleiul | Fără preîncălzire; următorul rând abia când piesa e caldă la atingere | Ni-CI sau NiFe-CI (EN ISO 1071), circa 25 A pe mm de diametru, rânduri de 20–40 mm, fiecare ciocănit imediat | ZIT devine fontă albă: reparația ține, dar nu se mai prelucrează |
| Fontă, metoda la cald | Ca la metoda la rece | Toată piesa la 500–600 °C, menținută pe toată durata lucrului, răcire lentă în cuptor timp de ore | Sudare cu gaz cu vergea de fontă și flux | Trebuie cuptor; singura cale spre o îmbinare care se prelucrează ca piesa |
| Aliaje de aluminiu | PT; oxidul cu perie inox folosită doar pe aluminiu, excavare cu freză din carbură | Doar încălzire moderată; seria 6xxx cel mult circa 120 °C și nu mai mult de 15 min | TIG în curent alternativ sau MIG; 5356 sau 5183 pentru 5xxx, 4043 sau 5356 pentru 6xxx, 4043 pentru piese turnate | Căldura anulează durificarea prin îmbătrânire a seriei 6xxx în ZIT — zona reparată e mai slabă |
| Oțel turnat | PT sau MT; golurile de turnare de sub suprafață sunt adesea mai mari decât indicația — excavează până la rost sănătos | Ca pentru oțelul laminat cu aceeași compoziție: CE sau CET din certificat, apoi calculatorul | Material de adaos cu hidrogen scăzut, potrivit compoziției | Dacă piesa turnată a fost tratată termic, specificația ei poate cere tratament termic după reparație |
Documente, WPS și procedură
La o piesă făcută după un standard, reparația se sudează după un WPS, ca orice sudură de producție. Dacă procedeul, grupa de material, grosimea și poziția rostului de reparație intră în domeniul unei calificări existente (WPQR conform ISO 15614-1), rămâne valabil WPS-ul inițial; alt procedeu sau un rost în afara acestui domeniu cer o procedură calificată proprie. Într-un sistem de calitate după ISO 3834 reparația e o neconformitate: instrucțiune de reparație scrisă, control repetat după cerințele inițiale și o înregistrare. Fără acte se poate repara un suport din curtea proprie, nu o piesă pe care o recepționează altcineva.
Când nu se face sudură de reparație
- Echipamente sub presiune și piese care lucrează sub presiune — numai de o firmă și după o procedură acceptate de reglementările aplicabile, cu control. Nu e o treabă de atelier făcută în treacăt.
- Echipamente de ridicat, piese de frână și de direcție și tot ce, cedând, poate răni pe cineva: se înlocuiesc.
- Fisuri de oboseală fără schimbarea construcției. Sudura reface aceeași crestătură și fisura revine. Întâi cauza — sarcina, detaliul, rigiditatea — împreună cu proiectantul.
- Piese călite și tratate termic — arcuri, roți dințate cementate, arbori îmbunătățiți. Căldura sudării distruge tratamentul, iar ZIT se călește. Numai cu o procedură care include tratament termic după sudare; altfel înlocuire.
- Fonta albă și piesele turnate dure sunt practic nesudabile; fonta arsă de ani de lucru la cald crapă din nou lângă fiecare rând.
- Un loc reparat deja de două ori. Oțelul de acolo a fost supraîncălzit de două ori și e fragil.
- Oțel care nu poate fi identificat. Fără CE nu există valoare de preîncălzire; întâi o analiză sau măcar o măsurare a durității.
Greșeli la reparație: cauză, verificare, remediu
Opt greșeli, în ordinea în care apar pe parcursul reparației.
| # | Cauza | Cum verifici | Ce faci |
|---|---|---|---|
| 1 | Fisură sudată peste, fără excavare | O linie sau o indicație PT pe fundul rostului | Excavează până la metal sănătos și confirmă cu PT sau MT înainte de primul rând |
| 2 | Capetele fisurii negăsite sau negăurite | În câteva zile o fisură nouă merge mai departe de capătul reparației | Găsește capetele reale cu PT, găurește 3–4 mm imediat după fiecare, include găurile în rost |
| 3 | Preîncălzire prea mică sau cu flacăra într-un singur punct | Creion termic sau termometru de contact pe ambele părți ale rostului, nu doar pe suprafața de lângă | Încălzește uniform o bandă lată la valoarea din calculator și menține-o la toate trecerile |
| 4 | Electrozi bazici umeziți | Arcul stropește, pori fini la suprafață, a doua zi o fisură transversală sau în ZIT | Uscare la 300–350 °C timp de 2 h, apoi păstrare în termos la 100–150 °C |
| 5 | Control final imediat după ultima trecere | „Fără indicații” la o oră după sudare | La oțelurile cu echivalent de carbon mare, controlul final nu mai devreme de 24–48 h după sudare |
| 6 | Fisură de oboseală resudată fără schimbarea detaliului | Fisură la marginea cordonului, la o gaură sau decupare sub sarcină variabilă, linii de oprire pe ruptură | Află sarcina și schimbă detaliul cu proiectantul; sudura singură refacă aceeași crestătură |
| 7 | A treia reparație în același loc | Urme de reparații vechi, zonă dură și fragilă | Înlocuiește piesa sau tronsonul: oțelul supraîncălzit de două ori e fragil |
| 8 | Electrod de oțel pe fontă | După câteva zile o fisură de-a lungul liniei de topire, burghiul alunecă pe cordon | Electrod de nichel, rânduri scurte, ciocănire |
Mai departe
De unde vin fisurile și cum se numerotează în raport: fisuri în sudură. Ce găsește și ce nu vede fiecare metodă de control: tabelul din catalogul defectelor de sudură. Înlocuiri de tronsoane, încărcare și reparații de structuri și utilaje: reparații și recondiționare. Cifrele pentru oțelul tău: preîncălzire, echivalent de carbon și timp de răcire t8/5.
Întrebări frecvente
Se poate suda o fisură direct pe deasupra?
Nu. Vârful fisurii rămâne sub cordonul nou și fisura crește mai departe din el. Fisura se excavează până la metal sănătos, rostul se verifică cu lichide penetrante sau pulberi magnetice și abia apoi se sudează.
Ce diametru au găurile de la capetele fisurii?
3–4 mm, imediat după fiecare capăt, după ce controlul cu lichide penetrante a arătat unde se termină de fapt fisura. Gaura elimină vârful ascuțit, apoi intră în rostul de reparație și se sudează odată cu el.
Ce preîncălzire cere sudura de reparație?
Cel puțin cât pentru îmbinarea inițială, calculată din CET, grosime, hidrogen și energia liniară. Pentru S355J2 de 20 mm la 1,5 kJ/mm calculatorul dă 75 °C cu material de adaos cu hidrogen scăzut (HD 4) și 120 °C cu electrod rutilic (HD 12). Rostul de reparație e mai rigid decât îmbinarea inițială, deci valoarea calculată e limita de jos.
Când se controlează sudura de reparație?
Vizual și cu lichide penetrante imediat, dar la oțelurile cu echivalent de carbon mare controlul nedistructiv final se face nu mai devreme de 24–48 h după sudare, pentru că fisurile la rece apar cu întârziere. Timpul exact de așteptare îl stabilește standardul produsului sau planul de control.
O reparație cere un WPS separat?
Nu întotdeauna. Dacă procedeul, grupa de material, grosimea și poziția reparației intră în domeniul unei calificări existente (WPQR conform ISO 15614-1), se sudează după acel WPS. Alt procedeu, un rost în afara domeniului de grosime sau alt material cer o calificare proprie.
Fontă: reparație la rece sau la cald?
La rece — cu electrozi Ni sau NiFe, rânduri scurte de 20–40 mm și ciocănire — pentru majoritatea suporturilor și carcaselor. La cald, cu toată piesa la 500–600 °C și răcire lentă în cuptor, când zona reparată trebuie prelucrată ulterior.
Actualizat: