Le soudage à l’arc-électrode est la méthode de soudage la plus utilisée dans la production industrielle.Le métal à souder est un pôle et l’électrode est l’autre pôle.Lorsque les deux pôles sont proches l’un de l’autre, un arc est généré.La chaleur générée par la décharge d'arc (communément appelée combustion d'arc) est utilisée pour relier l'électrode aux pièces qui fondent les unes sur les autres et forment une soudure après condensation, de manière à obtenir un processus de soudage avec un joint solide.
Figure 1. Historique du soudage
Bref historique
Après de nombreuses expériences de soudage dès le 19ème siècle, un Anglais nommé Willard a obtenu pour la première fois un brevet pour le soudage à l'arc en 1865. Il a utilisé le courant électrique pour passer à travers deux petites pièces de fer afin de les fusionner avec succès, et environ vingt ans plus tard, un Russe nommé Bernard a obtenu un brevet pour un procédé de soudage à l'arc.Il maintenait un arc entre le poteau en carbone et les pièces.Lorsque l'arc était actionné manuellement à travers le joint des pièces, les pièces à souder étaient fusionnées.Dans les années 1890, le métal solide a été développé sous forme d’électrode, qui était consommée dans le bain de fusion et devenait partie intégrante du métal fondu.Cependant, l’oxygène et l’azote présents dans l’air formaient des oxydes et des nitrures nocifs dans le métal fondu., conduisant ainsi à une mauvaise qualité de soudage.
Au début du 20e siècle, on s'est rendu compte de l'importance de protéger l'arc pour éviter les infiltrations d'air, et l'utilisation de la chaleur de l'arc pour décomposer le revêtement en électrode de protection contre le gaz est devenue la meilleure méthode.Au milieu des années 1920, l'électrode enrobée a été développée, ce qui a grandement amélioré la qualité du métal soudé.Dans le même temps, il s’agit peut-être aussi de la transformation la plus importante du soudage à l’arc.L'équipement principal du processus de soudage comprend une machine à souder électrique, des pinces à souder et un masque facial.
Figure 2. Principe du soudage
Principe
L'arc de soudage est alimenté par la source d'énergie de soudage.Sous l'action d'une certaine tension, un phénomène de décharge fort et durable se produit entre l'électrode (et l'extrémité du fil de soudage ou de la baguette de soudage) et la pièce.L'essence de l'arc de soudage est la conduction gazeuse, c'est-à-dire que le gaz neutre dans l'espace où se trouve l'arc est décomposé en ions positifs chargés positivement et en électrons chargés négativement sous l'action d'une certaine tension, appelée ionisation.Ces deux particules chargées sont dirigées vers les deux pôles.Le mouvement directionnel fait que le gaz local conduit l’électricité pour former un arc.L'arc électrique convertit l'énergie électrique en chaleur, qui chauffe et fait fondre le métal pour former un joint soudé.
Une fois que l'arc est induit à « s'enflammer », le processus de décharge lui-même peut produire les particules chargées nécessaires pour entretenir la décharge, ce qui est un phénomène de décharge auto-entretenu.Et le processus de décharge d'arc a une basse tension, un courant élevé, une température élevée et une forte luminescence.Grâce à ce processus, l’énergie électrique est convertie en énergie thermique, mécanique et lumineuse.Le soudage utilise principalement son énergie thermique et mécanique pour atteindre l’objectif de connecter les métaux.
Pendant le soudage, l'arc brûle entre la baguette de soudage et les pièces à souder, faisant fondre les pièces et le noyau de l'électrode pour former un bain de fusion.Dans le même temps, le revêtement de l'électrode fond également et une réaction chimique se produit pour former des scories et des gaz, qui protègent l'extrémité de l'électrode, les gouttelettes, le bain en fusion et le métal d'apport à haute température.
Classement principal
Les méthodes courantes de soudage à l'arc comprennent principalement le soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW), le soudage à l'arc submergé (SAW), le soudage à l'arc sous gaz tungstène (soudage GTAW ou TIG), le soudage à l'arc plasma (PAW) et le soudage à l'arc sous gaz métallique (soudage GMAW, MIG ou MAG). ) etc.
Figure 3. Électrode de soudage E7018
Soudage à l'arc métallique protégé (SMAW)
Le soudage à l'arc métallique blindé utilise l'électrode et la pièce comme deux électrodes, et la chaleur et la force de soufflage de l'arc sont utilisées pour faire fondre localement la pièce pendant le soudage.En même temps, sous l'action de la chaleur de l'arc, l'extrémité de l'électrode fond pour former une gouttelette et la pièce est partiellement fondue pour former une fosse ovale remplie de métal liquide.Le métal liquide en fusion et la gouttelette de la pièce forment un bassin en fusion.Pendant le processus de soudage, le revêtement et les inclusions non métalliques se dissolvent et forment une substance non métallique recouvrant la surface de la soudure par des changements chimiques appelés scories.Au fur et à mesure que l'arc se déplace, le bain de fusion refroidit et se solidifie pour former une soudure.Nous avons diverses électrodes de soudage pour SMAW, les modèles les plus populaires sontE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, et pouracier inoxydable, fonte, revêtement duretc.
Figure 4. Soudage à l'arc submergé
Soudage à l'arc submergé (SAW)
Le soudage à l'arc submergé est une méthode dans laquelle l'arc brûle sous la couche de flux pour le soudage.L'électrode métallique utilisée dans le soudage à l'arc submergé est un fil nu qui est automatiquement introduit sans interruption.Généralement, un chariot de soudage ou d'autres appareils mécaniques et électriques sont utilisés pour réaliser le mouvement automatique de l'arc pendant le processus de soudage.L'arc du soudage à l'arc submergé brûle sous le flux granulaire.La chaleur de l'arc fait fondre et évapore les pièces directement touchées par l'arc de la pièce, l'extrémité du fil de soudage et le flux, et la vapeur du métal et du flux s'évapore pour former une cavité fermée autour de l'arc.Brûlez dans cette cavité.La cavité est entourée d'un film de laitier composé de scories produites par la fusion du flux.Ce film de laitier isole non seulement bien l'air du contact avec l'arc et le bain de fusion, mais empêche également l'arc de rayonner.Le fil de soudage chauffé et fondu par l’arc tombe sous forme de gouttelettes et se mélange au métal fondu de la pièce pour former un bain de fusion.Les scories les moins denses flottent sur le bain de fusion.En plus de l'isolation mécanique et de la protection du métal en fusion, les scories fondues subissent également une réaction métallurgique avec le métal en fusion pendant le processus de soudage, affectant ainsi la composition chimique du métal fondu.L'arc avance et le métal en fusion se refroidit progressivement et cristallise pour former une soudure.Après refroidissement des scories fondues flottant sur la partie supérieure du bain de fusion, une croûte de scories se forme pour continuer à protéger la soudure à haute température et empêcher son oxydation.Nous fournissons le flux pour SAW,SJ101,SJ301,SJ302
Figure 5. Soudure à l'arc-TIG au gaz tungstène
Gas TonneauTPSfr Soudage à l'arc/Soudage au gaz inerte au tungstène (GTAW ou TIG)
Le soudage TIG fait référence à une méthode de soudage à l'arc qui utilise du tungstène ou un alliage de tungstène (thorium tungstène, cérium tungstène, etc.) comme électrode et de l'argon comme gaz de protection, appelé soudage TIG ou soudage GTAW.Pendant le soudage, du métal d'apport peut être ajouté ou non en fonction de la forme de la rainure de la soudure et des performances du métal fondu.Le métal d’apport est généralement ajouté depuis l’avant de l’arc.En raison de la particularité de l'aluminium-magnésium et de ses alliages, le soudage à l'arc au tungstène AC est nécessaire pour le soudage, et le soudage à l'arc au tungstène DC est utilisé pour d'autres matériaux métalliques.Afin de contrôler l’apport de chaleur, le soudage à l’arc tungstène-argon pulsé est de plus en plus utilisé.Les fils de soudage TIG principalement utilisés sontAWSER70S-6, ER80S-G,ER4043,ER5356,HS221et etc.
Figure 5. Soudage à l'arc plasma
Soudage à l'arc plasma (PAW)
L'arc plasma est une forme particulière d'arc.L'arc est également du tungstène ou un alliage de tungstène (thorium tungstène, cérium tungstène, etc.) comme électrode à arc, utilisant de l'argon comme gaz protecteur, mais l'électrode de tungstène ne s'étend pas hors de la buse, mais se rétracte à l'intérieur de la buse, la buse est refroidi à l'eau, également connu sous le nom de buse refroidie à l'eau.Le gaz inerte est divisé en deux parties, une partie est le gaz éjecté entre l'électrode de tungstène et la buse refroidie à l'eau, appelé gaz ionique ;l'autre partie est le gaz éjecté entre la buse refroidie à l'eau et la hotte à gaz de protection, appelé gaz de protection, utilisant l'arc plasma comme source de chaleur pour le soudage, le découpage, la pulvérisation, le surfaçage, etc.
Figure 5 Soudage métal-gaz inerte
Soudage au gaz inerte des métaux (MIG)
Le soudage MIG signifie que le fil de soudage remplace l'électrode en tungstène.Le fil de soudage lui-même est l'un des pôles de l'arc, jouant le rôle de conduction électrique et d'arc, et en même temps que le matériau de remplissage, qui fond continuellement et remplit la soudure sous l'action de l'arc.Le gaz de protection couramment utilisé autour de l'arc peut être le gaz inerte Ar, le gaz actif CO2, ou le Ar+CO2mélange de gaz.Le soudage MIG qui utilise Ar comme gaz de protection est appelé soudage MIG ;Soudage MIG utilisant du CO2car le gaz de protection s'appelle CO2soudage.Les MIG les plus populaires sontAWSER70S-6, ER80S-G.
Heure de publication : 17 août 2021