Soudage: Procédés, électrotechnique, l'arc

• L'examen harmonisé QCM Module 1 A-a a été réalisé le 03/12/2018.
• Le niveau technologue est IWT.
• Le document porte la référence FR/2018/00244/AFS-ANB_19168.

Vue d'ensemble des procédés de soudage

• Le procédé 141 utilise des électrodes non fusibles et un gaz inerte de protection.
• Le procédé 131 utilise des électrodes consommables et un gaz actif de protection.

Soudage au chalumeau et procédés associés

• Une chaude de retrait à la flamme sur une pièce est basée sur un chauffage localisé et le rétreint du matériau.

Rappels d'électrotechnique

• Outre l'abaissement de la tension primaire, le transformateur d'une source de courant de soudage sépare physiquement le circuit de soudage du circuit primaire, assurant la sécurité des opérations.

L'arc

• Concernant le soufflage magnétique de l'arc en soudage manuel à l'électrode enrobée des aciers au carbone, quand une masse d'acier est proche de la ligne de soudure, l'arc est attiré par cette masse.

Sources de courant pour le soudage à l'arc

• Les redresseurs à onduleur pèsent moins lourd que les redresseurs à thyristors car ils possèdent un transformateur beaucoup plus petit.

Introduction au soudage à l'arc sous protection gazeuse

• Un mélange de gaz inerte/gaz actif (Ar+O2, Ar+CO2, Ar+O2+CO2) procure en soudage MAG un métal fondu plus sain (moins de défauts internes) comparé au soudage sous 100% de CO2.

Soudage TIG

• Le taux de dépôt de métal est plus faible que celui du procédé MIG/MAG en soudage TIG.
• Le soudage TIG convient le mieux en passe de racine de tôles ou de tubes de fortes épaisseurs.

Soudage manuel avec électrodes enrobées

• L'enrobage des électrodes en soudage manuel assure la stabilisation de l'arc et produit une protection gazeuse du bain de soudure.
• Les électrodes enrobées en soudage manuel à l'arc ont une longueur limitée à cause de la surchauffe potentielle de l'âme, qui peut causer une délamination de l'enrobage.

Soudage sous flux en poudre

• Les fonctions du flux en soudage à l'arc sous flux en poudre sont l'affinage du bain et la forme du cordon de soudure.

Soudage par résistance

• En soudage par résistance, la chaleur entre les pièces à assembler est générée par le passage du courant au travers les résistances de contact des surfaces des pièces à assembler.

Autres procédés de soudage

• La forte concentration d'énergie en soudage plasma est obtenue par la constriction de l'arc.

Coupage et production des bords

• Le processus d'oxycoupage est dû à la combustion du fer issu de l'acier par l'oxygène.

Soudage totalement mécanisé et robotique

• Le niveau de qualité d'une fabrication issue d'une station de soudage robotisée dépend des réglages des paramètres de soudage, du procédé de soudage, de la tolérance des éléments à assembler, de l'accostage des pièces et de la répétabilité du robot.

Brasage fort et brasage tendre

• En brasage, le joint aura une meilleure résistance si on utilise un joint à recouvrement au lieu d'un joint bout à bout pour résister à une contrainte de cisaillement.

Soudage MIG/MAG

• Les éléments d'alliage qui favorisent la désoxydation du bain de soudure en procédé MIG/MAG sur acier sont Mn, Si et Al.
• Les paramètres habituellement utilisés en soudage MIG/MAG dans le domaine transfert par court-circuit (short arc) sont courant faible + tension faible.

Soudage avec fil fourré

• On utilise généralement le soudage avec fil fourré quand on recherche un taux de dépôt plus élevé qu'en fil plein.

Vue d'ensemble des procédés de soudage

• Le brasage est une opération d'assemblage dans laquelle les pièces à assembler sont liées par mouillage et diffusion d'un métal d'apport, sans fusion des bords.
• Le soudage par fusion est une opération où le métal de base participe à l'élaboration du joint soudé.
• Selon la norme ISO 4063-2011, la désignation du procédé de soudage à l'arc semi-automatique avec protection de gaz actif est 131.

Soudage au chalumeau et procédés associés

• En soudage oxyacétylénique, on utilise une flamme neutre pour le soudage des aciers au carbone.
• Le ratio volume oxygène/acétylène permettant d'obtenir en soudage oxyacétylénique une flamme réductrice est entre 1,3 et 1,6.

Rappels d'électrotechnique

• Le courant continu CC+ de soudage à l'électrode enrobée est mesuré par insertion (montage en série) d'un équipement de mesure (shunt + ampèremètre) dans le circuit de soudage.

L'arc

• Pour qu'un arc s'amorce (à partir d'une situation non conductrice et à la température ambiante normale), la cathode doit être fortement chauffée jusqu'à ce qu'une émission d'électrons libre s'amorce.
• Pour diminuer l'influence du soufflage magnétique en soudage à l'électrode enrobée, l'arc doit être maintenu aussi court que possible.

Sources de courant pour le soudage à l'arc

• Un facteur de marche de 60 % correspond à un temps d'arc de 6 minutes sur 10.
• Le point de fonctionnement en soudage à l'arc est le point d'intersection de la caractéristique statique du générateur avec la caractéristique dynamique de l'arc.
• Selon les normes Européennes, le symbole (S) inscrit sur la plaque signalétique d'une source de courant pour le soudage à l'arc signifie que la source de courant peut être utilisée dans un environnement où les risques d'électrocution sont élevés.

Introduction au soudage à l'arc sous protection gazeuse

• Une bouteille dont l'ogive est entièrement peinte en vert moyen contient de l'argon.
• Dans la norme ISO 14175 relative à la classification des gaz de protection et de coupage, la désignation M1 signifie un mélange Argon/CO2 dont le % maximum de gaz actif est défini.
• Parmi les gaz suivants utilisés en soudage MIG/MAG, le mélange argon hélium est inerte.

Soudage TIG

• Pour souder des alliages d'aluminium en TIG et provoquer l'action de nettoyage du bain, on utilise une source courant alternatif à caractéristique plongeante.
• En soudage TIG sous protection d'hélium pur, on doit augmenter le débit d'un facteur 3 par rapport au débit habituel sous argon.

Soudage MIG/MAG

• En soudage MAG d'acier de construction, l'usage d'un mélange Ar / 18% CO2 apporte un transfert par goutte plus doux et une pénétration moins importante comparé à l'utilisation de CO2 pur.
• En soudage MIG ou MAG avec générateur à caractéristique horizontale, si la hauteur de torche L (stick-out + longueur d'arc) diminue, la tension U augmente et l'intensité I diminue.

Soudage manuel avec électrodes enrobées

• Dans la désignation normalisée de l'électrode E 51 5/4 B 120 26 HS, le symbole HS signifie que la teneur en hydrogène diffusible du métal déposé est inférieure à 5 ml par 100 g de métal déposé.
• Une fusion très crépitante avec de nombreuses projections en soudage à l'électrode enrobée est causée par une tension trop faible.

Soudage sous flux en poudre

• Lors du soudage à l'arc sous flux en poudre, le diamètre du fil doit être convenablement choisi car un diamètre plus gros à intensité égale entraîne une diminution de la pénétration.

Autres procédés de soudage

• La profondeur de pénétration en soudage par faisceau d'électrons dépend principalement du niveau de vide de la chambre, plus il est élevé, plus la pénétration est profonde, de la basse ou de la haute tension du faisceau d'électrons, et du diamètre du faisceau et de sa focalisation sur le matériau.
• En soudage plasma, le « key-hole » ou « trou de serrure » est la garantie d'une bonne pénétration.

Coupage et production des bords

• L'aptitude au coupage en coupage à la flamme dépend du rapport entre la température d'amorçage de la fusion et la température de fusion de ses oxydes.

Revêtement par rechargement et par pulvérisation

• Comparé au rechargement soudé, la projection thermique présente peu d'effet thermique sur le support.