Qu'est-ce que le soudage à l'arc ?

Le soudage à l'arc avec électrodes 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 à l'arc (communément appelée combustion à l'arc) est utilisée pour connecter l'électrode avec les pièces qui se fondent et forment une soudure après condensation, de manière à obtenir un procédé de soudage avec un joint solide.

 History of arc welding-Tianqian

Figure 1. Historique du soudage

Bref historique

Après de nombreuses expériences de soudage dès le 19ème siècle, un Anglais du nom de Willard a obtenu un premier brevet pour le soudage à l'arc en 1865. Il a utilisé le courant électrique pour traverser deux petites pièces de fer pour 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 a maintenu un arc entre le pôle de 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 en tant qu'électrode, qui a été consommée dans la piscine en fusion et est devenue une partie du métal fondu. Cependant, l'oxygène et l'azote de l'air forment des oxydes et des nitrures nocifs dans le métal fondu. , conduisant ainsi à une mauvaise qualité de soudage.

Au début du 20e siècle, l'importance de protéger l'arc pour éviter les infiltrations d'air a été prise en compte, et l'utilisation de la chaleur de l'arc pour décomposer le revêtement dans l'électrode de l'écran à gaz protecteur est devenue la meilleure méthode. Au milieu des années 1920, l'électrode enrobée a été développée, ce qui a considérablement amélioré la qualité du métal soudé. Dans le même temps, il peut également s'agir de la transformation la plus importante du soudage à l'arc. L'équipement principal du processus de soudage comprend une machine à souder électrique, une pince à souder et un masque facial.

 Welding principle-TianqiaoFigure 2. Principe du soudage

Principe

L'arc de soudage est alimenté par la source d'alimentation de soudage. Sous l'action d'une certaine tension, un phénomène de décharge intense et durable se produit entre l'électrode (et l'extrémité du fil de soudage ou de la baguette de soudage) et la pièce à usiner. 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'allumer », 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 à l'arc a une basse tension, un courant élevé, une température élevée et une forte luminescence. Avec 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 connexion des 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 en fusion. Dans le même temps, le revêtement de l'électrode est également fondu et une réaction chimique se produit pour former du laitier et du gaz, qui protègent l'extrémité de l'électrode, les gouttelettes, le bain en fusion et le métal fondu à haute température.

 

Classement principal

Les méthodes courantes de soudage à l'arc comprennent principalement le soudage à l'arc sous blindage (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 (soudage GMAW, MIG ou MAG) ) etc.

 E7018-Tianqiao

Figure 3. Électrode de soudage E7018

Soudage à l'arc métallique blindé (SMAW)

Le soudage à l'arc sur métal 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. Dans le 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 bain en fusion. Pendant le processus de soudage, le revêtement et le non-métal sont les inclusions qui se dissolvent et forment une substance non métallique recouvrant la surface de la soudure grâce à des modifications chimiques appelées scories. Au fur et à mesure que l'arc se déplace, le bain en fusion se 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 pour acier inoxydable, fonte, revêtement dur etc.

 Submerged-Arc-Welding-SAW-TianqiaoFigure 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 alimenté sans interruption. Généralement, un chariot de soudage ou d'autres dispositifs mécaniques et électriques sont utilisés pour réaliser le mouvement automatique de l'arc pendant le processus de soudage. L'arc de soudage à l'arc submergé brûle sous le flux granulaire. La chaleur de l'arc fait fondre et évapore les pièces directement sollicitées 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 laitier produit par la fusion du flux. Ce film de laitier non seulement isole bien l'air du contact avec l'arc et le bain en 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 moins denses flottent sur le bassin en fusion. En plus de l'isolation mécanique et de la protection du métal en fusion, le laitier en fusion subit également une réaction métallurgique avec le métal en fusion pendant le processus de soudage, affectant ainsi la composition chimique du métal fondu. L'arc se déplace vers l'avant et le métal en fusion se refroidit progressivement et se cristallise pour former une soudure. Après refroidissement du laitier en fusion flottant sur la partie supérieure du bain de fusion, une croûte de laitier se forme pour continuer à protéger la soudure à haute température et l'empêcher de s'oxyder. Nous fournissons le flux pour SAW, SJ101SJ301SJ302

TIG-TianqiaoFigure 5. Soudage à l'arc au gaz tungstène-TIG

Gcomme 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 l'argon comme gaz de protection, appelé soudage TIG ou soudage GTAW. Lors du 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 d'apport. Le métal d'apport est généralement ajouté par l'avant de l'arc. En raison de la particularité de l'aluminium-magnésium et de ses alliages, le soudage à l'arc en tungstène AC est nécessaire pour le soudage, et le soudage à l'arc en tungstène DC est utilisé pour d'autres matériaux métalliques. Afin de contrôler l'apport de chaleur, le soudage à l'arc pulsé argon tungstène est de plus en plus utilisé. Les fils de soudage TIG les plus utilisés sontAWS ER70S-6, ER80S-GER4043ER5356HS221 et etc.

Plasma Arc Welding-Tianqiao Figure 5. Soudage à l'arc plasma

Soudage à l'arc plasma (PAW)

L'arc plasma est une forme spéciale d'arc. L'arc est également en tungstène ou en alliage de tungstène (thorium tungstène, cérium tungstène, etc.) 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 coupage, la pulvérisation, le surfaçage, etc.

 Worker welding theironFigure 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 est continuellement fondu et introduit dans la soudure sous l'action de l'arc. Le gaz protecteur couramment utilisé autour de l'arc peut être le gaz inerte Ar, le gaz actif CO2, ou l'Ar+CO2gaz mélangé. Le soudage MIG qui utilise l'Ar comme gaz de protection est appelé soudage MIG ; Soudage MIG qui utilise du CO2 comme gaz de protection est appelé CO2soudage. Les MIG les plus populaires sont AWS ER70S-6, ER80S-G.


Heure de publication : 17 août-2021