Soudage à l’arc avec électrode enrobée

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Avec le chapitre 4, nous allons compléter l’ouvrage de Jean MATON qui traite du soudage manuel à l’arc avec électrode enrobée

Vous pouvez aussi consulter le cours précédent qui traite du soudo-brasage ou le sommaire . Dans cette première partie nous allons commencer par le principe, l’amorçage et la stabilité de l’arc, les différents postes à l’arc …

Sinon au sommaire du Chapitre 4:

  • 4.1 PRINCIPE
  • 4.2 AMORCAGE ET STABILITE DE L’ARC ELECTRIQUE
  • 4.3 LE POSTE DE SOUDAGE A L’ARC
    4.3.1 Qualités d’un poste de soudage
    4.3.2 Les postes statiques
    4.3.3 Les postes portatifs
    4.3.4 Classification des postes de soudage
  • 4.4 FONCTIONNEMENT DES POSTES A SOUDER
    4.4.1 Intensité de soudage
    4.4.2 Courbes caractéristiques plongeantes de l’intensité et de la pression
    4.4.3 Les capacités du poste de soudage
    4.4.4 Tensions utilisées en soudage SMAW
    4.4.5 Régime de l’alimentation
    4.4.6 Comparaison des courants de soudage
    4.4.7 Choix de la polarité de l’électrode
    4.4.8 Exemple de plaque signalétique d’un poste de soudage ( Fig 4-12 )
    4.4.9 Consommation en énergie électrique des postes de soudage
    4.4.10 Dispositions légales de sécurité et d’hygiène en soudage à l’arc
  • 4.5 ELECTRODES ENROBEES ( baguettes )
    4.5.1 Caractéristiques
    4.5.2 Normalisation des électrodes
    4.5.3 Soudage SMWA des matériaux
  • 4.6 AMORCAGE DE L’ARC ET MOUVEMENT DE SOUDAGE
    4.7 CARACTERISTIQUES DE SOUDAGE
    4.7.1 Coefficient de dépôt ( ou de fusion ) d’une électrode
    4.7.2 Vitesse de dépôt (vd)
    4.7.3 Temps de dépôt( ou de fusion )( td)
    4.7.4 Nombre d’électrodes par mètre de soudure
    4.7.5 Cadence de travail du soudeur ( facteur de marche ) η %
  • 4.8 PREPARATIONS DES BORDS A ASSEMBLER
  • 4.9 SEQUENCES DE SOUDAGE
    4.9.1 Définition
    4.9.2 Règles générales régissant l’établissement des séquences de soudage
  • 4.10 DEFAUTS – CAUSES – REMEDES
  • 4.11 QUELQUES ASPECTS DE SOUDURES
  • 4.12 CALCUL DU PRIX DE REVIENT DU SOUDAGE MANUEL A L’ARC
    4.12.1 Exercices résolus
  • 4.13 SOUDAGE DES ACIERS PLAQUES

4.1 PRINCIPE

Ce procédé ( N° 111 ), a été inventé en 1904 par Kjelberg ( Suède ), il est souvent appelé  » Soudage à l’arc  » ou  » Manual Metal Arc Welding ( MMAW ) pour les anglais  » ou encore  » Schield Metal arc Welding ( SMAW ) pour les américains « . C’est d’ailleurs cette dernière désignation qui est la plus répandue.


Soudage à l’arc électrode enrobée
Soudage à l’arc électrode enrobée

Ce procédé utilise des baguettes, constituées d’une âme métallique et un enrobage, comme métal d’apport. Il consiste à mettre en fusion le métal des pièces à souder et les assembler grâce à cet apport. Lors du soudage à l’arc, le courant circule à travers un conducteur reliant, le poste de soudage ( Fig 4-1 ) qui est un générateur de courant électrique alternatif ou continu, à l’électrode. Au contact de l’électrode avec la pièces à souder, il se forme un arc électrique ( gaz ionisé dans lequel circule le courant électrique ) en traversant l’espace libre entre l’électrode et le métal de base, qui est une sorte d’étincelle de très forte puissance dégageant à la fois une lumière et une chaleur intenses de l’ordre de 3200 – 3500°C, ce qui permet d’obtenir la fusion du métal de base et du métal d’apport en créant le bain de fusion. L’enrobage de l’électrode permet de protéger ce bain de fusion des impuretés de l’air durant le soudage et de sa solidification. Après refroidissement, le laitier doit être enlevé du cordon de métal déposé et il faudra brosser ou meuler celui-ci avant le passage de la prochaine électrode.


Schéma Soudage à l’arc électrode enrobée
Schéma Soudage à l’arc électrode enrobée

Ce procédé est principalement utilisé sur les alliages ferreux, en charpente métallique; assemblages en tôlerie, chaudronnerie, tuyauteries; réparation d’équipement industriel et de rechargement de pièces pour le secteur des travaux publics par exemples. Notons encore, que ce type de soudage exige une vitesse et un angle de soudure constants ( Fig 4-2 ). La pointe de l’électrode doit rester à la même distance de la pièce.

C’est la raison pour laquelle on rapproche le porte-électrode lorsque le métal d’apport fond. Avantages et inconvénients du procédé 111

Le soudage SMAW peut s’exécuter dans toutes les positions, permet une grande autonomie et l’équipement requis est très peu dispendieux.

Le coefficient de transmission thermique du procédé ( quantité de chaleur transmise à la pièce ) varie de 50 à 80%. Etant donné que la profondeur de pénétration de la soudure augmente en fonction de ce coefficient, le SMAW peut atteindre une bonne pénétration.
Cependant, la chaleur au centre de l’arc est plus intense et cela peut être la cause d’une déformation angulaire. Pour l’amorçage de l’arc avec des procédés manuels ( particulièrement avec des électrodes à enrobage basique ), il faut que la tension à vide soit assez élevées, de l’ordre de 70 V.

4.2 AMORCAGE ET STABILITE DE L’ARC ELECTRIQUE

L’amorçage d’un arc électrique est la création d’une veine d’air d’un arc électrique entre l’électrode et la pièce à souder. Pour amorcer, il suffit de gratter la pièce à souder sans taper. Parfois, au début et que les électrodes sont humides, ou que l’intensité est faible, on constate que les électrodes collent à la pièce.
La stabilité de l’arc dépend de la facilité qu’à la soudeur de le maintenir aussi régulier que possible, ce qui permet l’obtention d’une soudure de qualité. Mais elle est aussi influencée par la qualité du poste de soudage ( générateur ) utilisé, mais également des caractéristiques du courant ( nature, polarité, intensité, fréquence ). Elle dépendra, en outre, de la conductivité du milieu ( selon la nature de l’enrobage ) et de la longueur de l’arc ( le plus court possible ).

4.3 LE POSTE DE SOUDAGE A L’ARC

Le poste ( ou générateur ) de soudage à l’arc transforme le courant du réseau ( tension élevée et faible intensité ) en courant de soudage ( tension relativement faible et intensité élevée ). Ils permettent un réglage précis de l’intensité du courant de soudage. On peut les diviser en deux grands groupes : Les postes statiques et les postes rotatifs.

4.3.1 Qualités d’un poste de soudage

  • Abaisser la tension du réseau ( 220 – 380 V ) en tension d’amorçage ( 50 à 70 V ) appelée aussi tension à vide.
  • Passer automatiquement de la tension d’amorçage à la tension de soudage ( 20 à 30 V ).
  • Permettre le réglage de l’intensité du courant de soudage.
  • Produire un arc stable sans perturber le fonctionnement de l’installation électrique.

4.3.2 Les postes statiques


Poste Soudage à l’arc électrode enrobée
Poste Soudage à l’arc électrode enrobée

Ce sont les plus simples et les moins chers, car ils ne comprennent pas d’organe rotatif important. Ils sont composés essentiellement d’un transformateur qui est alimenté en courant alternatif à 50 Hz, par le secteur ( Fig 4-3 et 4,4 ) ( enroulement primaire ) et qui fournit via l’enroulement secondaire un courant alternatif de même fréquence, mais dont la tension est abaissée et l’intensité est augmentée.


Schéma Soudage à l’arc électrode enrobée 2
Schéma Soudage à l’arc électrode enrobée 2

C’est un transformateur spécial rendu autorégulateur par shunt magnétique ou bobine de fuite. Ils exigent l’emploi d’électrodes dont la tension d’amorçage est inférieur à la tension à vide, sinon il y a impossibilité d’amorçage. Ils ne permettent pas d’assurer à 100% le soudage avec certaines électrodes spéciales, telles que les électrodes basiques. Il en existe plusieurs types dont les postes statiques monophasés ou triphasés à redresseur ( pont de diodes, thyristors ou transistors ) qui fournissent un courant redressé assez proche du courant continu. Les bornes électriques de sortie sont repérées par les signes conventionnelles ( + ) ou ( – ).

4.3.3 Les postes portatifs


Poste Soudage à l’arc électrode enrobée 2
Poste Soudage à l’arc électrode enrobée 2

Ce sont des machines tournantes composées pour l’essentiel, d’une génératrice autorégulatrice et de son moteur d’entraînement ( Fig 4-6 ). Le courant est créé par la rotation d’une armature dans un champ magnétique ( n = 1450 à 2880 tr/min ). C’est une courant alternatif qui recueil puis redresse le courant, pour obtenir un courant redressé ou encore en courant continu, via un système comprenant un collecteur et un ensemble de balais en carbone. On trouve également des groupes rotatifs à changeur de fréquences qui se compose d’un moteur entraînant une génératrice à courant alternatif ( alternateur ) de 150 à 450 Hz. Ils sont généralement plus coûteux à l’achat et à l’entretien que les postes statiques.

4.3.4 Classification des postes de soudage


Classification postes de soudage à l’arc électrode enrobée
Classification postes de soudage à l’arc électrode enrobée

Si vous souhaitez voir le cours précédent sur le soudo-brasage ou le suivant qui traite des intensités de soudage

Ou si vous souhaitez retourner à la table des matières

  •  
  •  
  •  
  •  
  •