Restauration de pièces par soudage et rechargement : méthodes et méthodes de restauration, caractéristiques, procédé technologique

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

Les technologies de soudage et de rechargement permettent de restaurer efficacement les pièces métalliques, offrant un haut degré de fiabilité et de durabilité du produit. Ceci est confirmé par la pratique consistant à utiliser ces méthodes lors d'opérations de réparation dans divers domaines - de la réparation automobile à la production de métal laminé. Dans le montant total des travaux de réparation des structures métalliques, la restauration des pièces par soudage et rechargement prend environ 60 à 70%. La réparation la plus courante des blocs-cylindres en acier, des arbres de moteur, des carters, des maillons de chaîne, des lames, etc.

Soudage et rechargement dans les travaux de réparation et de restauration

Les deux méthodes sont basées sur des méthodes de traitement thermique avec des paramètres différentsfonctionnement de l'équipement connecté. Le soudage est compris comme le processus de formation de liaisons interatomiques, qui peut être utilisé pour connecter différents éléments d'une pièce, combler les lacunes technologiques et éliminer les défauts mineurs à la surface. Le potentiel énergétique du processus de soudage est fourni par le chauffage général ou local de la pièce.

Les opérations typiques de ce type comprennent la fixation de pièces supplémentaires ou cassées de plaques, de jantes et de bagues. Outre la réparation de produits aux formes géométriques simples, des tâches de restauration plus complexes sont également possibles, mais dans le cadre d'autres opérations technologiques. Par exemple, la restauration de filets par soudage sera complétée par des procédés mécaniques de dressage et de tournage. De plus, dans de tels travaux, les exigences de surchauffe d'un outil auxiliaire tel que les matrices, qui sont directement impliquées dans la correction du filetage, doivent être respectées.

Comme pour le surfaçage, cette méthode consiste à appliquer un revêtement métallique supplémentaire sur la surface à restaurer. La nouvelle couche technologique peut être utile lors de la réparation de pièces usées ou du renforcement de la surface dans la zone de frottement.

Équipement appliqué

Lors du soudage, une source d'alimentation, des équipements pour tenir la pièce et diriger l'arc sont obligatoirement utilisés. Le plus souvent, un convertisseur de soudage est utilisé, qui comprend un moteur avec un générateur de courant continu de 70 à 800 A. Des redresseurs avec transformateurs peuvent également être utilisés.appareillage de courant et de commande. Si nous parlons de consommables et d'appareils auxiliaires, la restauration des pièces par soudage et surfaçage est effectuée avec la connexion d'embouts de maintien, d'électrodes et de systèmes de refroidissement. Lors du surfaçage, des têtes de déformation avec étriers et poussoirs sont également utilisées, ce qui permet le montage sur des machines-outils (tours ou décolletage). Des couteaux spéciaux sont utilisés pour enlever les bords et les couches métalliques en excès.

Exigences de préparation des pièces

Tant en soudage qu'en processus de rechargement, la qualité de l'opération sera déterminée dans une large mesure par l'état initial de la pièce. Les surfaces de la pièce doivent être nettoyées de la rouille, du tartre, de la saleté et de la graisse. Dans le cas contraire, le risque de rétention de manque de pénétration, de fissures et d'inclusions de laitier augmente. Une attention particulière doit être portée au dégraissage des huiles d'usine et de conservation. Cette procédure est effectuée dans une solution chaude, après quoi le produit est lavé et séché. Avant de restaurer des pièces par soudure, il est recommandé d'effectuer un sablage, ce qui améliore la qualité de la réparation. Pour de telles tâches, des méthodes de traitement abrasif sont utilisées avec la connexion d'équipements de compresseur, de disques de meulage et de fraises. De légères traces de corrosion peuvent également être éliminées à l'aide de brosses métalliques manuelles.

Quelles sont les électrodes utilisées pour la récupération ?

Après avoir préparé l'équipement de travail principal et la pièce, vous pouvez procéder à la sélection des électrodes. Le choix dépend du type de métal, de la nature du défaut etexigences pour la couche de superposition. En règle générale, dans les cas courants de ruptures et de fissures, des électrodes de soudage conventionnelles avec une résistance à la traction d'environ 4 MPa sont utilisées. Pour travailler avec des aciers au carbone, il est recommandé d'utiliser des consommables dont les tiges sont en fil de qualité Sv-08 d'une épaisseur de 1,5 à 12 mm. Ne pas ignorer les caractéristiques du revêtement. Un effet stabilisant élevé dans la restauration des pièces par soudage et surfaçage sera fourni par le revêtement à la craie de l'électrode de type E-34. Cela contribuera à un processus de combustion à l'arc stable, ce qui vous permettra de former une couture dense et uniforme.

Des consommables d'électrode non standard tels que des rubans et des éléments tubulaires en poudre sont également utilisés aujourd'hui. Il s'agit généralement de bandes métalliques laminées jusqu'à 0,8 mm d'épaisseur, dont la surface est remplie de divers mélanges d'alliages en poudre à base de ferromanganèse, de stalinite, etc. Ces électrodes doivent être traitées s'il est prévu de doter la zone réparée de propriétés opérationnelles supplémentaires.

Méthode manuelle de soudage à l'arc et de rechargement

Lors de la réparation de soudures endommagées, du scellement de fissures et du scellement de boîtiers hermétiques, vous pouvez utiliser la méthode manuelle avec des électrodes en graphite, en carbone ou en tungstène. Au cours du travail, un faisceau de tiges avec revêtement est pris et fixé avec du fil. Les extrémités doivent être pré-soudées et insérées dans le support préparé. Pendant le fonctionnement, les électrodes formeront un arc dit vagabond avec un large champ d'action. Commentplus la zone endommagée est grande, plus le faisceau doit être large. La principale difficulté du processus de soudage de cette manière réside dans la nécessité de connecter un réseau triphasé, car le même revêtement avec un faisceau de 5-6 électrodes doit être effectué à un courant accru. Cette méthode est utilisée pour réparer des pièces en aciers alliés et faiblement alliés de moyenne et grande épaisseur.

Méthode de soudage automatique à l'arc submergé

Le processus de surfaçage automatique est différent en ce que l'alimentation des électrodes avec le mouvement de l'arc lui-même le long de la surface de travail est complètement mécanisée. Le flux, à son tour, permet d'isoler la zone cible des effets nocifs de l'oxygène. La méthode est utilisée pour restaurer les surfaces de pièces plates et cylindriques avec une profondeur d'usure allant jusqu'à 15 mm. Au fur et à mesure que la taille du défaut augmente, plusieurs couches de rechargement peuvent être appliquées, mais dans ce cas il faudra attendre la polymérisation de chaque couche précédente. Cette technologie de restauration de pièces par soudage et rechargement nécessite le raccordement de sources de courant sous la forme d'un convertisseur ou d'un redresseur avec un tour à décolleter. Un revêtement de flux de 1 à 4 mm d'épaisseur est formé dans la zone de travail, après quoi un fil d'électrode avec un arc est automatiquement guidé. Les principaux avantages de cette méthode par rapport au soudage manuel incluent une perte minimale de métal à la suite d'éclaboussures. La méthode manuelle donne plusieurs fois plus de cendres et de déchets.

Méthode de surfaçage par vibro-arc

Dans ce cas, des électrodes fusibles sont utilisées, qui dans le processusles arcs brûlants vibrent avec des courts-circuits. Les opérations d'approvisionnement et de déplacement des consommables sont également automatisées. Malgré la complexité externe du processus, la méthode est assez simple et ne nécessite pas l'utilisation d'équipements spéciaux. De plus, à long terme, on peut s'attendre à l'exclusion des déformations de la pièce avec la conservation de la dureté sans traitement thermique. Cependant, il existe également des limites. Ainsi, les méthodes vibratoires de restauration de pièces par soudage et rechargement conviennent pour des pièces d'un diamètre d'au moins 8 mm ou d'une épaisseur de 0,5 à 3,5 mm. Théoriquement, le surfaçage par vibro-arc peut être réalisé dans divers environnements de protection avec du gaz ou du flux, mais dans la pratique, l'isolation liquide est plus souvent utilisée - par exemple, une solution de carbonate de soude.

Soudage et rechargement dans des environnements de protection contre les gaz

Cette méthode implique la préparation d'une bouteille spéciale avec un mélange de gaz comprimé. Des gaz d'argon et de dioxyde de carbone peuvent être utilisés, dirigés vers la zone de soudage sous haute pression. La tâche du mélange est également réduite à la fonction protectrice d'isoler la pièce des effets négatifs de l'azote et de l'oxygène dans l'air. Les joints de la plus haute qualité par soudage en milieu gazeux sont obtenus en utilisant des électrodes en tungstène avec une entrée séparée de matériaux de remplissage dans la zone de travail. Le surfaçage s'effectue en courant continu avec inversion de polarité. Le processus peut être mécanisé si un fil d'électrode est utilisé, mais les brûleurs gaz-électriques sont généralement manipulés manuellement.

Méthodes de soudage et de rechargement semi-automatiques

Méthode optimale pour travailler l'aluminium et divers alliages non ferreux. Grâce au réglage flexible des paramètres de l'équipement et à la possibilité d'utiliser différents environnements de protection, l'opérateur peut obtenir un joint de haute qualité sur une pièce jusqu'à 12 mm d'épaisseur à faible intensité de courant. La méthode semi-automatique de restauration de pièces par soudage est réalisée à l'aide d'électrodes en tungstène d'une épaisseur de 0,8 à 6 mm. La tension dans ce cas peut varier de 20 à 25 V et l'intensité du courant est inférieure à 120 A.

Technologie alternative de récupération de pression

En plus des méthodes thermiques de soudage et de surfaçage, un large groupe de méthodes par contact ou à froid pour modifier la structure des ébauches métalliques est également utilisé. En particulier, la restauration de pièces par soudage sous pression est réalisée à l'aide d'ensembles mécaniques à poinçons. Au cours du processus de déformation plastique, un joint soudé avec certains paramètres est formé aux points de contact. La configuration de l'effet déformant dépendra des caractéristiques du poinçon et de la technique de compression.

Conclusion

Aujourd'hui, il n'existe pas de moyen plus efficace pour corriger les défauts d'une structure métallique que le soudage et le rechargement. Une autre chose est que dans ces segments, il y a un développement actif de diverses méthodes pour mettre en œuvre la technologie dans la pratique. La direction la plus prometteuse peut être appelée la restauration de pièces par soudage et surfaçage sur des équipements automatisés. La mécanisation des opérations de réparation augmente la productivité du procédé, saniveau d'ergonomie et de sécurité pour le soudeur. Dans le même temps, des méthodes de soudage à l'arc sous argon de haute précision avec connexion de moyens de protection contre les gaz sont en cours de développement. Il est trop tôt pour parler d'automatisation complète dans ce sens, mais en termes de qualité du résultat, ce domaine est avancé.