Température de l'arc de soudage : description, longueur de l'arc et conditions d'apparition

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'arc de soudage lui-même est une décharge électrique qui existe depuis longtemps. Il est situé entre des électrodes sous tension, situées dans un mélange de gaz et de vapeurs. Les principales caractéristiques de l'arc de soudage sont la température et plutôt élevée, ainsi qu'une densité de courant élevée.

Description générale

L'arc se produit entre l'électrode et la pièce métallique sur laquelle on travaille. La formation de cette décharge se produit du fait qu'un claquage électrique de l'entrefer se produit. Lorsqu'un tel effet se produit, l'ionisation des molécules de gaz se produit, non seulement sa température augmente, mais également sa conductivité électrique, et le gaz lui-même passe à l'état de plasma. Le processus de soudage, ou plutôt la combustion de l'arc, s'accompagne d'effets tels que la libération d'une grande quantité de chaleur et d'énergie lumineuse. C'est à cause du changement brusque de ces deux paramètres dans le sens de leur forte augmentation que se produit le processus de fusion du métal, car dans un endroit local la température augmente plusieurs fois. La combinaison de toutes ces actions s'appelle le soudage.

Propriétés d'arc

Pour qu'un arc apparaisse, il est nécessaire de toucher brièvement l'électrode à la pièce avec laquelle travailler. Ainsi, un court-circuit se produit, à cause duquel un arc de soudage apparaît, sa température augmente assez rapidement. Après avoir touché, il est nécessaire de rompre le contact et d'établir un entrefer. Ainsi, vous pouvez choisir la longueur d'arc requise pour les travaux ultérieurs.

Si la décharge est trop courte, l'électrode peut coller à la pièce. Dans ce cas, la fusion du métal se fera trop rapidement, ce qui entraînera la formation d'un affaissement, ce qui est hautement indésirable. Quant aux caractéristiques d'un arc trop long, il est instable en terme de combustion. La température de l'arc de soudage dans la zone de soudage dans ce cas n'atteindra pas non plus la valeur requise. Très souvent, vous pouvez voir un arc tordu, ainsi qu'une forte instabilité, lorsque vous travaillez avec une machine à souder industrielle, en particulier lorsque vous travaillez avec des pièces de grandes dimensions. Ceci est souvent appelé soufflage magnétique.

Explosion magnétique

L'essence de cette méthode est que le courant de soudage de l'arc est capable de créer un petit champ magnétique, qui peut très bien interagir avec le champ magnétique créé par le courant traversant l'élément en cours de traitement. En d'autres termes, la déviation de l'arc se produit du fait que certaines forces magnétiques apparaissent. Ce processus est appelé soufflage car la déviation de l'arc avecon dirait que c'est dû à un vent fort. Il n'y a pas vraiment de moyens de se débarrasser de ce phénomène. Pour minimiser l'influence de cet effet, un arc raccourci peut être utilisé et l'électrode elle-même doit être située à un certain angle.

Structure en arc

Actuellement, le soudage est un procédé qui a été suffisamment analysé en détail. Pour cette raison, on sait qu'il existe trois régions de combustion à l'arc. Ces zones qui sont adjacentes à l'anode et à la cathode, respectivement, la zone d'anode et de cathode. Naturellement, la température de l'arc de soudage dans le soudage à l'arc manuel sera également différente dans ces zones. Il y a une troisième section, qui est située entre l'anode et la cathode. Cet endroit s'appelle le pilier de l'arc. La température requise pour faire fondre l'acier est d'environ 1300-1500 degrés Celsius. La température de la colonne d'arc de soudage peut atteindre 7000 degrés Celsius. Bien qu'il soit juste de noter ici qu'il n'est pas complètement transféré au métal, cette valeur est cependant suffisante pour faire fondre le matériau avec succès.

Plusieurs conditions doivent être créées pour assurer un arc stable. Il faut un courant stable d'une intensité d'environ 10 A. Avec cette valeur, il est possible de maintenir un arc stable avec une tension de 15 à 40 V. Il convient de noter que la valeur de courant de 10 A est minimale, la valeur maximale peut atteindre 1000 A. dans l'anode et la cathode. Une chute de tension se produit également dans une décharge en arc. Après lecertaines expériences, il a été constaté que si le soudage à l'électrode consommable est effectué, la plus grande chute se situera dans la zone cathodique. Dans ce cas, la répartition de la température dans l'arc de soudage change également et le plus grand gradient tombe sur la même zone.

Connaissant ces caractéristiques, on comprend pourquoi il est important de choisir la bonne polarité lors du soudage. Si vous connectez l'électrode à la cathode, vous pouvez atteindre la température la plus élevée de l'arc de soudage.

Zone de température

Quel que soit le type d'électrode à souder, consommable ou non consommable, la température maximale sera exactement à la colonne de l'arc de soudage, de 5000 à 7000 degrés Celsius.

La zone avec la température la plus basse de l'arc de soudage est décalée vers l'une de ses zones, anode ou cathode. Dans ces zones, on observe 60 à 70 % de la température maximale.

Soudage AC

Tout ce qui précède concerne la procédure de soudage en courant continu. Cependant, le courant alternatif peut également être utilisé à ces fins. En ce qui concerne les côtés négatifs, il y a une détérioration notable de la stabilité, ainsi que des sauts fréquents de la température de combustion de l'arc de soudage. Parmi les avantages, il ressort qu'un équipement plus simple et donc moins cher peut être utilisé. De plus, en présence d'une composante variable, un tel effet de soufflage magnétique disparaît pratiquement. La dernière différence est qu'il n'est pas nécessaire de choisir la polarité, puisquecomme pour le courant alternatif, le changement se produit automatiquement à une fréquence d'environ 50 fois par seconde.

On peut ajouter que lors de l'utilisation d'un équipement manuel, en plus de la température élevée de l'arc de soudage dans la méthode à l'arc manuel, des ondes infrarouges et ultraviolettes seront émises. Dans ce cas, ils sont émis par une décharge. Cela nécessite un équipement de protection maximal pour le travailleur.

Environnement de combustion à l'arc

Aujourd'hui, il existe plusieurs technologies différentes qui peuvent être utilisées pendant le soudage. Tous diffèrent par leurs propriétés, leurs paramètres et la température de l'arc de soudage. Quelles sont les méthodes ?

1. Méthode ouverte. Dans ce cas, la décharge brûle dans l'atmosphère.
2. Chemin fermé. Lors de la combustion, une température suffisamment élevée se forme, provoquant un fort dégagement de gaz dû à la combustion du flux. Ce flux est contenu dans le coulis utilisé pour traiter les pièces soudées.
3. Méthode utilisant des substances volatiles protectrices. Dans ce cas, le gaz est fourni à la zone de soudage, qui se présente généralement sous forme d'argon, d'hélium ou de dioxyde de carbone.

La présence de cette méthode est justifiée par le fait qu'elle permet d'éviter l'oxydation active du matériau, qui peut se produire lors du soudage, lorsque le métal est exposé à l'oxygène. Il convient d'ajouter que, dans une certaine mesure, la répartition de la température dans l'arc de soudage va de telle sorte qu'une valeur maximale est créée dans la partie centrale, créant un petit microclimat propre. Dans ce cas, il formeune petite zone de haute pression. Une telle zone est capable d'obstruer le flux d'air d'une manière ou d'une autre.

L'utilisation d'un flux permet d'éliminer encore plus efficacement l'oxygène dans la zone de soudage. Si des gaz sont utilisés pour la protection, ce défaut peut être éliminé presque complètement.

Classement par durée

Il existe une classification des décharges d'arc de soudage selon leur durée. Certains processus sont exécutés lorsque l'arc est dans un mode tel que pulsé. De tels appareils effectuent le soudage avec de courts éclairs. Pendant une courte période de temps, pendant que l'éclair se produit, la température de l'arc de soudage a le temps d'augmenter jusqu'à une valeur suffisante pour produire une fusion locale du métal. Le soudage se produit très précisément et uniquement à l'endroit où le dispositif de pièce touche.

Cependant, la grande majorité des outils de soudage utilisent un arc continu. Au cours de ce processus, l'électrode est continuellement déplacée le long des bords à assembler.

Il existe des zones appelées bains de soudure. Dans de telles zones, la température de l'arc est considérablement augmentée et suit l'électrode. Une fois que l'électrode a traversé le site, le bain de soudure s'en va, grâce à quoi le site commence à se refroidir assez rapidement. Une fois refroidi, un processus appelé cristallisation se produit. En conséquence, un cordon de soudure se produit.

Post température

Il vaut la peine d'analyser la colonne d'arc et sa température un peu plus en détail. Le fait est que ce paramètre dépend de manière significative de plusieurs paramètres. Premièrement, le matériau à partir duquel l'électrode est fabriquée affecte fortement. La composition du gaz dans l'arc joue également un rôle important. Deuxièmement, l'amplitude du courant a également un effet significatif, car avec son augmentation, par exemple, la température de l'arc augmentera également, et vice versa. Troisièmement, le type de revêtement d'électrode ainsi que la polarité sont très importants.

Élasticité de l'arc

Pendant le soudage, il est nécessaire de surveiller de près la longueur de l'arc également car un paramètre tel que l'élasticité en dépend. Afin d'obtenir une soudure de haute qualité et durable, il est nécessaire que l'arc brûle de manière stable et ininterrompue. L'élasticité de l'arc soudé est une caractéristique qui décrit la combustion ininterrompue. Une élasticité suffisante est considérée s'il est possible de maintenir la stabilité du processus de soudage tout en augmentant la longueur de l'arc lui-même. L'élasticité de l'arc de soudage est directement proportionnelle à des caractéristiques telles que l'intensité du courant utilisé pour le soudage.