Technique de soudage : concepts de base, règles et erreurs possibles

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

Le soudage à chaud est l'un des procédés d'assemblage les plus couramment utilisés dans la construction et l'industrie. Il est utilisé à la fois dans les opérations de haute technologie pour l'assemblage d'équipements et dans les travaux typiques les plus simples lors de la connexion de structures porteuses. Dans chaque cas, sa propre technique de soudage est utilisée, qui est parfaitement adaptée aux paramètres opérationnels, aux conditions de travail et aux exigences du résultat.

Qu'est-ce que le soudage ?

Dans la vision classique, le soudage est la technologie de formation de joints permanents en créant des liaisons structurelles interatomiques dans le contexte d'une exposition thermique. En d'autres termes, à haute température, la déformation plastique des pièces est assurée et l'échange ultérieur de particules entre elles, ce qui conduit à la formation d'un joint après refroidissement des matériaux. La technique de soudage elle-même n'offre que les conditions nécessaires à la mise enétat requis. Dans des conditions de température normales, le métal est une structure de particules cristallines solides, mais lorsqu'il atteint un certain indice de chauffe, le matériau se ramollit. Dans le même temps, il convient de souligner que l'effet de la température n'apporte pas seulement des effets positifs du point de vue des possibilités de montage. L'oxydation des métaux se produit également, la formation de fissures dans des endroits inappropriés en raison de contraintes internes, un gauchissement général et une déformation se produisent. Il est possible d'exclure et de minimiser de tels phénomènes uniquement grâce à la sélection correcte de l'équipement et à l'organisation du processus de soudage.

Soudures et joints

Pour comprendre les objectifs de la déformation plastique métal, il est nécessaire de déterminer pour quelles tâches structurelles l'opération de soudage est effectuée. Dans la plupart des cas, il est nécessaire d'obtenir une liaison de deux pièces ou structures avec des pièces. Les configurations de connexion sont différentes - angulaire, bout à bout, té, etc. Du point de vue de la formation des bords, la technique de soudage à la molette permet la formation de joints sans biseaux, avec des rebords, ainsi qu'avec des biseaux de différentes formes. L'un des biseaux les plus difficiles est considéré comme étant en forme de X, dans lequel deux bords droits ou courbes sont accouplés. Bien que l'étanchéité soit l'une des principales exigences d'un joint soudé, il existe dans certains cas des tâches assez claires pour la formation de trous dans le joint. Par exemple, lors de la connexion d'éléments par chevauchement et sans biseau de bord, un trou allongé peut être formé, qui est ensuite utilisé pour d'autres tâches structurelles.

Variétés du procédé de soudage

L'approche même de l'organisation technique du soudage peut différer à la fois dans les paramètres de l'environnement de travail et dans la mécanique de l'impact sur le matériau cible. Les technologies de soudage les plus populaires sont les suivantes:

• Soudage à l'arc. Un arc électrique se forme entre la surface de la structure ou de la pièce à souder, dont l'effet thermique conduit à la fusion du matériau. Cette méthode peut être manuelle, mécanisée ou automatique. Par exemple, la technique de soudage à l'arc automatique consiste à alimenter le fil électrode avec un équipement spécial, libérant ainsi les mains de l'opérateur.
• Soudage au gaz. Si dans le cas précédent la source de chaleur est l'énergie électrique, alors le soudage au gaz utilise une flamme oxy-combustible à une température de 3 200 °C. Dans le même temps, les méthodes combinées ne doivent pas être confondues avec cette méthode, dans laquelle des mélanges de gaz sont également utilisés, mais pas comme source de haute température, mais pour isoler le bain de soudure.
• Soudage sous laitier électrolytique. L'impact sur le matériau est fourni par le courant électrique et le laitier en fusion agit comme conducteur et modificateur d'énergie.
• Soudure plasma. Une méthode de soudage à haute température qui utilise un jet d'arc plasma avec une énergie thermique jusqu'à 10 000 °C.
• Soudage au laser. La méthode est basée sur l'utilisation de l'énergie photoélectronique. La fusion des pièces se produit sous l'influence accrue du faisceau lumineux émis par le laser.

Machines à souder

Pour effectuer des opérations de soudage, plusieurs moyens techniques sont généralement utilisés, dont un onduleur, un redresseur et un transformateur. Dans chaque cas, la tâche principale de l'appareil de soudage principal est de fournir du courant continu. Un équipement de haute qualité fournit à la zone de travail un arc électrique régulier et stable. Bien entendu, cela s'applique aux technologies de soudage électrique. La technique de soudage en milieu gazeux est mise en œuvre au moyen de brûleurs et de réducteurs qui régulent l'alimentation d'un mélange gazeux à partir d'une bouteille. Toujours dans le cas du soudage au plasma, des torches à plasma spéciales sont utilisées qui peuvent travailler avec des pièces jusqu'à 30 mm d'épaisseur. De plus, il convient de souligner que les équipements à gaz et à plasma se concentrent principalement non sur les tâches traditionnelles de connexion de pièces métalliques, mais sur la découpe de matériaux sous influence thermique.

Technique de couture

Malgré le rôle énorme de l'équipement, une grande partie du travail de soudage dépend des compétences et des capacités de l'opérateur qui contrôle l'ensemble du processus. La tâche de l'utilisateur de l'équipement est de contrôler l'électrode et l'alimentation en consommables présents dans le bain de soudure où se forme le cordon. Le facteur clé est la position de l'opérateur et la direction de la couture. Les experts recommandent d'effectuer le travail, si possible, en position basse, en veillant à ce que la soudure soit soudée avec un cordon avec élargissement. Il est souhaitable d'obtenir une pénétration profonde, ce qui rendra la structure du joint plus uniforme et durable. En ingénieriesoudage manuel, l'étape de nettoyage du joint des scories et des taches est particulièrement importante. Si de tels défauts n'ont pas pu être éliminés pendant la majeure partie des travaux, une deuxième couche de surfaçage devra être réalisée. Habituellement, la première couche principale atteint 3-4 mm d'épaisseur, et les suivantes - jusqu'à 5 mm.

Caractéristiques du soudage à l'arc submergé et au gaz

Afin de ne pas avoir à ajuster la technique de soudage en cours de travail, il est recommandé de calculer initialement les nuances technologiques qui peuvent améliorer la qualité du résultat. Le soudage à l'arc submergé et au gaz se distingue par l'accent mis sur la protection de la couture contre l'influence négative de l'environnement extérieur et de la fonte. Par exemple, lors de l'exécution de la technique de soudage au gaz avec apport de mélanges d'argon, l'effet négatif de l'oxygène, qui détériore la qualité de la structure de la soudure, est réduit. Quant au flux, son inclusion minimise d'une part les éclaboussures de la masse fondue et, d'autre part, modifie la composition de la soudure en incluant des additifs spéciaux qui s'activent à haute température.

Paramètres pour l'organisation de la production de soudage

Dans le mode de production de l'organisation du travail de soudage, plusieurs facteurs d'activité de travail sont pris en compte à la fois, dont les suivants:

• Le rapport entre la complexité de l'opération et la norme de temps pour sa mise en œuvre.
• La quantité de travail est le taux de production qu'un employé ou une équipe effectue en 1 heure. Par exemple, dans la technique de soudage manuel à l'arc, les mètres de la couture terminée ou le nombre de pièces assemblées peuvent être pris en compte.
• Unitéservice. Dans ce cas, nous entendons un lieu de travail, un équipement ou un site de soudage, au sein duquel s'organisent également les activités d'un employé ou d'une équipe.

Sécurité dans l'organisation et la production du soudage

Le processus de soudage comporte de nombreux risques et dangers en termes de menaces pour la santé humaine. Les normes de sécurité en matière de soudage se concentrent sur plusieurs dangers à la fois:

• Rayonnement de soudage. Le rayonnement infrarouge avec une lueur vive affecte négativement les yeux du soudeur, par conséquent, dans son équipement, la présence d'un masque avec des verres et des filtres spéciaux d'assombrissement est obligatoire.
• Effet thermomécanique. Surtout lorsque vous travaillez selon la méthode de l'arc, les éclaboussures de la masse fondue sont dangereuses. En fait, il s'agit d'un métal chaud liquide qui peut provoquer de graves brûlures au contact de la peau. Pour se protéger des étincelles et du métal chaud, des vêtements de protection thermique spéciaux sont utilisés.
• Risque d'incendie. Les températures élevées et les éclaboussures de matière chaude augmentent le risque d'incendie. Cela vaut la peine d'y penser même au stade de l'organisation du processus, en retirant les objets inflammables de la zone de travail.
• Protection respiratoire. Les gaz toxiques et la libération d'autres substances dangereuses lors de la destruction thermique de la structure métallique sont également un facteur d'effet dangereux. Dans ce cas, il ne suffit pas d'utiliser des masques et des respirateurs. Un système actif est une condition préalable aux longs processus de travailventilation dans les espaces confinés et pauses de travail régulières de 5 à 10 minutes.

Erreurs de soudure

En raison de la complexité du processus de soudage, l'hypothèse d'erreurs technologiques n'est pas quelque chose d'exceptionnel. Les plus courants d'entre eux sont les suivants:

• Cassure d'arc. L'action thermique électrique n'a pas été terminée jusqu'à la fin de la couture prévue, ce qui peut entraîner une dépression fissurée au bord de la ligne de connexion.
• Joint mal renforcé avec amincissement du métal à la limite du joint (coupe). Un phénomène courant dans les techniques de soudage à haute tension. Idéalement, les coupes ne doivent pas dépasser 1 mm de profondeur, sinon des soudures supplémentaires seront nécessaires.
• Point absence d'une connexion directe dans la structure de la couture entre les pièces. En d'autres termes, le manque de pénétration restant, qui se produit en raison de la direction imprécise de l'électrode lors de la formation de l'arc, sans tenir compte de la profondeur de l'effet thermique.

Conclusion

Avec toute la complexité technologique du soudage, les méthodes de leur mise en œuvre deviennent de plus en plus accessibles à un maître de maison ordinaire. Cela est dû en grande partie au fait que les techniques de soudage deviennent plus ergonomiques et plus sûres. Par exemple, les onduleurs modernes permettent de contrôler facilement les principaux paramètres de fonctionnement du processus, en tenant compte des caractéristiques du métal et des conditions environnementales. L'utilisateur doit seulement organiser correctement la zone de travail et contrôler correctement l'arc électrique lors de la formation de la couture.