Tension de soudage, polarité et rendement

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Suite du chapitre 4 de l’ouvrage de Jean MATON qui traite du soudage manuel à l’arc avec électrode enrobée…(avec des mois de retard…)

Vous pouvez aussi consulter le cours précédent qui traite de l’intensité de soudage ou le sommaire . Dans cette partie nous allons présenter les tensions de soudage, rendements et polarités.

Sommaire:
4.4.4) Tensions utilisées en soudage SMAW

  • 1. Tension à vide ( Uo )
  • 2. Tension d’amorçage ( Ua )
  • 3. Tension de soudage ( ou d’arc ) Us
  • 4. Tension du réseau ( U )
4.4.5) Régime de l’alimentation 4.4.6) Comparaison des courants de soudage:
  • 1. Courant continu ( CC )
  • 2. Courant alternatif ( CA )
4.4.7 Choix de la polarité de l’électrode:
  • 1. La polarité directe
  • 2. La polarité inverse
4.4.8 Exemple de plaque signalétique d’un poste de soudage

4.4.4) Tensions utilisées en soudage SMAW

  • 1. Tension à vide ( Uo ) : C’est la tension électrique mesurée aux bornes du poste de soudage. La tension à vide détermine la stabilité de l’arc et facilite l’amorçage. Elle doit se situer entre 40 et 45 V pour le soudage SMAW à l’électrode Rutile. Uo doit être supérieure à la tension d’amorçage surtout pour le courant alternatif.
  • 2. Tension d’amorçage ( Ua ): Elle varie selon le type et le diamètre de l’électrode utilisée. Elle est indiquée sur le paquet d’électrodes ( ex. 45 V pour un enrobage Rutile et entre 60 à 70 V pour un enrobage Basique ).
    Remarques : Les postes à souder dits ” grand public ” possèdent une tension à vide Uo de l’ordre de 50 V. De ce fait, l’amorçage des électrodes de type Basique ( Ua = 60 à 70 V ) sera impossible à réaliser. Par contre une électrode de type Rutile ( Ua = 45 V ) ne posera pas de problème particulier.

  • 3. Tension de soudage ( ou d’arc ) Us : Il s’agit de la tension dont l’électrode a besoin pour se stabiliser une fois que l’arc est établi. Elle est généralement de l’ordre de 20 à 26 V.
    On peut déterminer approximativement, pour le soudage SMAW, la tension de soudage en utilisant la relation : Us = 20 + ( 0,04 x Is ), l’intensité de soudage Is est déterminée au §4.4.1.

  • 4. Tension du réseau ( U )
    Monophasé ( réseau domestique 220 V ), les appareils sont branchés au réseau via des connexions à deux pôles ou 2 pôles + terre.
    Triphasé ( réseau industriel 380 V ), les appareils sont branchés au réseau via des connexions à 3 pôles + terre ou 3 pôles + terre + neutre.

4.4.5) Régime de l’alimentation

Il est caractérisé par le DRF ( Durée Relative de Fonctionnement ) définit par la norme 60974-1. Du fait de l’échauffement des appareils, ceux-ci sont soumis à un régime de fonctionnement avec arrêts intermédiaires, cycles de fonctionnement de 10 min à température de 40°C. Les appareils de soudage manuels classiques sont garantis pour un régime d’utilisation DRF = 60%, conventionnellement : 6 minutes de soudage et 4 minutes d’arrêt.


Rendement poste à souder
Rendement poste à souder

Ce taux dépend de la construction du poste et de la présence ou non d’un refroidissement.

Exemple : 250A à 60%, signifie que, en cycle stabilisé en température, la source de courant fournira 250A avec un cycle de 6 min et 4 min d’arrêt à 40°C. En soudage automatique, le facteur de marche ( DRF ) est beaucoup plus élevé. Attention, il ne faut jamais utiliser un poste de soudage au-dessus de son régime sous peine de l’endommager. Notons que d’après la société ESAB, un soudeur sollicite son poste à 30% de DRF.

4.4.6) Comparaison des courants de soudage:

    Courant continu ( CC ) : Il permet l’utilisation d’un grand choix d’électrodes et d’intensités de soudage en conservant un arc très stable. On le rencontre surtout pour le soudage des aciers inoxydables, des tôles de canalisation, dans les rechargements et lorsqu’il faut souder dans des positions difficiles. Inconvénient : soufflage magnétique.
  • Courant alternatif ( CA ) : La soudure est plus nette et la consommation en courant électrique est plus faible. C’est le procédé idéal pour les soudures en corniche, des tôles épaisses. Inconvénient : arc peu stable ( Uo minimum pour fonctionner ). Il existe des postes combinés ( CA + CC ) combinant les divers avantages liés aux deux postes, mais ils coûtent beaucoup plus cher.

4.4.7 Choix de la polarité de l’électrode:

  • La polarité a une importance non négligeable, on trouve :
  • La polarité directe ( Fig 4-10b ) : L’électrode est reliée au pôle négatif ( – = cathode ). Le courant va de l’électrode vers la pièce. Le bain de fusion est étroit et profond, il est plus maniable. Cette polarité favorise la pénétration et donc très utilisée pour la première passe de racine et permet l’utilisation des électrodes Rutiles.
  • La polarité inverse ( Fig 4-10a ) : L’électrode est reliée au pôle positif ( + = anode ). Le courant va de la pièce vers l’électrode. Le bain de fusion est large et peu profond. L’électrode est très chaude. On utilise cette polarité pour certains métaux ( Fig 4-11 ) ou pour limiter le taux de dilution. Le rendement est plus élevé.
    Sur la plupart des postes, il n’est pas nécessaire d’intervertir les câbles pour changer la polarité, cela se fait au moyen d’un interrupteur placé sur la façade du poste.


Choisir la polarité du poste de soudage
Choisir la polarité du poste de soudage

4.4.8 Exemple de plaque signalétique d’un poste de soudage ( Fig 4-12 ):


]Plaque signalétique d’un poste à souder
Plaque signalétique d’un poste à souder

Remarque : Indice de protection : La plupart des postes de soudage procède un indice de protection de la classe IP23.

Le chiffre 2 signifie qu’un objet de plus de Ø 12,5 mm ne peut pénétrer et venir en contact avec un élément interne sous tension.
Le chiffre 3 signifie que la source de courant est protégée contre toute détérioration d’utilisation par de l’eau tombant en pluie avec un angle maxi de 60° ( le chiffre 1 = protection pour les chutes d’eau verticales ).

Vous pouvez aussi consulter le cours précédent qui traite de l’intensité de soudage, des courbes caractéristiques plongeantes, de l’intensité et de la pression et des capacités du poste de soudage de manière générale du suivant qui explique les énergies de soudage ou le sommaire

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