Cet article technique est un reportage photographique du soudage de deux tôles d'acier carbone de 10 mm d'épaisseur en assemblage d'angle avec le procédé automatique sous flux solide monofil en position gouttière.
Ce reportage est crée par notre membre et ami Pierre DAIGLE.
1 - Préparation des tôle ép. 10 mm en vue de l'assemblage
[*]Découpage des tôles de 10 mm d'épaisseur (non illustré)
[*]Le découpage des plaques de 10 mm peut s'effectuer par oxycoupage, cisaille hydraulique ou autre
[*]Blanchiment des bords de tôles afin d'enlever la couche d'oxydation sur l'acier
On a remarqué qu'un bon décapage de cette couche favorisait un meilleur mouillage du cordon. Plus la couche de calamine est épaisse plus elle risque de provoquer des défauts tel que l'irrégularité du cordon, des caniveaux, un mouillage inadéquat et des soufflures dans la zone soudée.
2 - Préparation des brides de retenues
[*]Découpage des brides de retenues sur une scie à ruban
Un autre procédé de coupe aurait aussi bien pu faire l'affaire. (tel que l'oxycoupage, un outil de tronçonnage ou encore une cisaille hydraulique de capacité suffisante etc.)
Les brides de retenues servent à tenir bien en place l'assemblage durant le soudage. Le retrait provoqué par les hautes températures durant le cycle de soudage est ainsi amoindri. L'équerrage des pièces est ainsi maintenu.
3 - Préparation de l'assemblage avec une équerre
[*]L'équerre est soigneusement mise en place afin d'assurer la perpendicularité de l'assemblage des tôles de 10 mm
4 - Pointage des tôles aux extrémités avec le procédé MAG fil plein
Une fois cette opération de pointage terminée, l'équerrage de l'assemblage devra être à nouveau vérifié. Si les pièces sont toujours parfaitement perpendiculaires, vous pourrez continuer les étapes suivantes, sinon, des modifications devront être faites afin de ramener l'assemblage bien droit avant le soudage des brides de retenues.
5 - Mise en place des brides de retenues
Les brides doivent être assez rigides pour retenir suffisamment l'assemblage durant les efforts de dilatation et de retrait du métal pendant l'opération de soudage. Elles sont placées à chacune des extrémités. Ici, nous avons utilisé une pièce de 25 mm de large X 10 mm d'épaisseur. Le pointage doit être bien fusionné sinon les points cassent et l'assemblage risque de perdre sa perpendicularité.
6 - Pointage supplémentaire des pièces à souder
Afin de prévenir des risques de déformations les pièces sont pointées de chaque côté de l'assemblage.
7 - Mise en place sur le plateau de soudage de la machine à souder
Le procédé à l'arc submergé ou arc sous flux ne s'utilise qu'en position à plat (1F) et position horizontale (2F) ou à clin. Le flux en poudre est nécessaire pour assurer la protection du bain de fusion et il ne pourrait tenir en place en position verticale montante par exemple.
8 - Alignement parfait du chariot automatique en vue du soudage
Un essai libre, sans courant de soudage, avant de commencer l'opération de soudage nous permet de nous assurer que la torche est parfaitement en ligne avec le fond du joint à souder.
9 - Présentation du poste de soudage utilisé et de ses composantes
[*]Le générateur de soudage
Le générateur doit être assez puissant pour fournir un ampérage élevé. En effet, ce procédé requiert fréquemment des gammes d'intensités assez hautes. Voila pourquoi le choix du poste est un facteur très important. Celui qui a servi à cet essai est le modèle IDEALARC DC 600 de la compagnie LINCOLN ELECTRIC.
Cet appareil est dit à tension constante (à caractéristique horizontale) et permet de souder avec les procédés semi-automatiques tel que le procédé GMAW ou FCAW (MIG / MAG). De plus, il est possible également de souder à l'arc électrique avec électrode enrobée (SMAW) et de brancher le procédé de coupage et de gougeage avec l'arc au carbone (arc air) (Courant constant ou courbe plongeante). Ce poste possède également un voltmètre ainsi qu'un ampèremètre sur sa façade. Il est possible de régler la polarité directe ou inversée par le sélecteur indiquant l'électrode positive ou négative.
[*]Le dévidoir motorisé (chariot)
10 - Le réglage des paramètres avant soudage
Sur le chariot dévidoir de l'appareil utilisé il existe deux modes principaux de soudage :
Le mode « Strike » qui sert à paramétrer le voltage et la vitesse de fil au tout début du cycle de soudage soit à l'amorçage et le mode « Weld » qui lui détermine la tension en volts et la vitesse de fil pendant le soudage. À noter que ces deux paramètres soit « strike » et « Weld » peuvent être semblables. Pour des applications particulières, ils pourront variés.
Paramètres utilisés pour la première passe:
Diamètre du fil : Ø 2.5 mm
Vitesse d'avance du chariot SAW : 17"/minute ou 432 mm/minute
Voltage en mode « strike » : 28 Volts
Vitesse de fil en mode « strike » : 60"/minute ou 1524 mm/minute
Voltage en mode soudage : 28.7 Volts
Vitesse de fil en mode soudage : 62"/minute ou 1575 mm/minute
Intensité : 320 Ampères
Longueur terminale ou stick out : environ 19 mm
Paramètres utilisés pour la deuxième passe:
Diamètre du fil : Ø 2.5 mm
Vitesse d'avance du chariot SAW : Idem
Voltage en mode « strike » : 28 Volts
Vitesse de fil en mode « strike »: 70"/minute ou 1778 mm/minute
Voltage en mode soudage : 28 Volts
Vitesse de fil en mode soudage : 80"/minute ou 2032 mm/minute
Intensité : 360 Ampères
Longueur terminale ou stick out : environ 19 mm
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[*]Bouton de commande des modes d'amorçage et de soudage
[*]Les paramètres tel que la vitesse de fil et le voltage à l'arc peuvent ainsi être réglés.
[*]Ces contrôles servent à diriger le chariot dans la direction droite ou gauche ainsi que de régler correctement la vitesse d'avance du chariot motorisé automatique.
11 - Préparation à l'amorçage du soudage
Avant l'amorçage, une certaine quantité de flux doit être présente afin de couvrir le fil et d'assurer une protection efficace du bain de fusion. Sans cela, le soudeur sera exposé aux rayons ultra violets et cela risque de produire des porosités ou soufflures dans la soudure finale.
12 - Réalisation de la première passe
Le chariot de soudage SAW est maintenant en opération et le soudage est effectué d'un bout à l'autre du joint en position à plat.
13 - Aspiration de l'excédent de flux après le soudage
Un signe visuel de l'obtention de paramètres de soudage bien ajustés est la levée du laitier fondu en surface du joint. On remarque ici que l'aspirateur enlève les particules non fondues et que le flux fondu lève facilement quelques secondes après le soudage.
14 - Examen visuel de la soudure
[*]Bonne fusion
[*]Excellent mouillage
[*]Régularité des stries
[*]Cordon régulier
15 - Vérification des dimensions des soudures
[*]Vérification de la gorge de la soudure avec une jauge
[*]Vérification de la hauteur de la soudure avec une jauge
16 - Coupage de l'assemblage en vue d'un examen macrographique
L'assemblage est coupé sur une scie à ruban (ou autre outil au choix de l'utilisateur) en vue de passer un examen macrographique pour vérifier si la compacité de la soudure et la pénétration est bonne.
17 - Préparation finale pour la macrographie
Polir les tranches coupées de l'assemblage afin de faire notre macrographie.
18 - Application de l'acide pour faire une macrographie
Constatations finales :
Le persulfate d'ammonium est utilisé dans ce cas.
On remarque une meilleure pénétration du côté droit (deuxième passe) de cette pièce soudée. La plaque étant préchauffée, la pénétration est d'autant plus efficace que les paramètres dans la deuxième passe étaient différent de la première passe (côté gauche). L'ampérage utilisé en deuxième lieu est supérieur au premier car la vitesse de fil est plus grande que le premier cordon. De plus, si vous l'avez constatez, le retrait du côté droit est supérieur à celui de gauche. Raison : la bride de retenue a été volontairement enlevée pour permettre le soudage. De plus, la chaleur induite étant supérieure (Voltage X Ampérage), cela a provoqué un retrait supérieur.
19 - Matériaux d'apport utilisés
Flux utilisé : Flux aggloméré Lincoln Weld 860
Classe de fil Électrode : Selon ASME SFA-5.17 AWS A5.17 EM12K
20 - Remerciements
Nous remercions vivement le Centre de Formation Professionnelle de l'Outaouais de la ville de Gatineau au Québec, (Canada) pour l'aide apportée et la participation à la création de cette page ainsi qu'à l'auteur de cet article Pierre DAIGLE, formateur en soudage dans ce centre bien réputé au Québec.
21 - Quelques liens Internet utiles
Quelques principes et préparations pour le soudage sous flux en poudre 121 Qu'est ce que le soudage automatique à l'arc électrique sous flux en poudre avec feuillard électrode (procédé 122) ? Le procédé de soudage sous flux en poudre avec fil électrode (ASF/121) Comment assurer la sécurité du soudage ? Quelles sont les huit erreurs que vous ne devez plus commettre lors du soudage ?22 - Vos commentaires utiles sur cet article
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