Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 287 citée dans cet article a été remplacée pour sa partie 6 de mars 2010 par la norme NF EN 287-6 (A88-110-6) "Épreuve de qualification des soudeurs - Soudage par fusion - Partie 6 : Fontes " Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1804 (mai 2018).
Auteur(s)
-
Roland CAZES : Ingénieur de l’École Supérieure d’Electricité - ex‐Directeur des Recherches, Société Sciaky
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
Bernandos (1887) puis Kjellberg (1914) ont été les tout premiers à utiliser le pouvoir de fusion d’un arc électrique en vue de réaliser la soudure des métaux. L’énergie est fournie par un banc d’accumulateurs et le soudage s’exécute au moyen d’une électrode qui va fondre au fur et à mesure, puis va se solidifier en un dépôt qui s’associe intimement au métal des pièces en formant une liaison continue. Le procédé se développe essentiellement grâce à la mise au point d’une électrode enrobée en cellulose qui, du fait de sa vaporisation formant écran de protection, réalise l’impérative condition, pour obtenir des soudures saines, de soustraire les métaux en fusion à l’action de l’air. Les principes fondamentaux de tous les procédés de soudage à l’arc par électrode fusible sont dès lors posés, de même que dans une certaine mesure le principe des procédés à électrode réfractaire.
On réalise ainsi que les phénomènes qui se déroulent dans un bain de soudure par fusion à l’arc relèvent de la fonderie, par opposition à ceux relevant de la forge.
L’avènement des différents procédés fondés sur l’arc se déroule ensuite pas à pas de façon logique :
-
l’enrobage devient minéral et mieux contrôlable ;
-
l’âme métallique de l’électrode en tronçons limités devient un fil continu avec un enrobage amené directement sous forme de poudre ;
-
l’enrobage est remplacé par un apport gazeux plus facile d’emploi ;
-
l’électrode peut également être réfractaire.
Ces modifications débouchent sur les quatre procédés fondamentaux qui forment aujourd’hui la panoplie de base du soudage à l’arc.
Seront exposées dans le présent article les lois électriques et thermiques de l’arc, communes à ces quatre procédés, puis développés pour chacun d’eux et quelques‐unes de leurs variantes, les principes et les caractéristiques les plus importantes. La compréhension de ces bases rendra évidentes les particularités présidant à leurs applications spécifiques et à leur mise en œuvre. L’exposé suit l’ordre historique, au demeurant logique du point de vue théorique et pratique, d’apparition des procédés ; on pourra alors comprendre sans difficulté d’autres classifications. Les différentes façons de mettre en pratique les procédés examinés relevant de principes communs ou voisins sont évoqués dans un paragraphe en l’article.
Le lecteur pourra également se reporter à l’article pour les différents procédés de soudage.
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Présentation
Soudage sous flux en poudre2. Soudage à l’électrode enrobée
Caractères principaux :
Électrode : tige métallique ou baguette de longueur limitée formant le métal d’apport.
Protection : vapeurs provenant d’un enrobage de l’électrode.
Nature du courant : alternatif ou continu.
2.1 Description du procédé
Le soudage à l’arc à l’électrode enrobée (SAEE), appelé soudage manuel à l’arc (manual arc welding, shilded metal arc welding process ), s’exécute d’une façon très simple, schématisée sur la figure 12.
L’appareillage comporte une source de courant continu ou alternatif, une pince porte‐électrode et l’électrode proprement dite, un câble de liaison et un câble de masse.
L’opérateur tient, en outre, un masque de protection contre le rayonnement lumineux intense de l’arc éblouissant et dangereux pour la vue. La source étant sous tension, l’arc s’amorce par contact électrode‐pièce et produit instantanément la fusion de l’électrode, la production de vapeurs et la formation du cordon qui, après refroidissement, se présente comme indiqué sur la figure 12, recouvert du laitier vitrifié dû à l’enrobage fondu et que l’on évacue ultérieurement.
La fusion de l’électrode et la formation progressive du cordon entraînent un réflexe d’approche de la main de l’opération conditionné par le maintien d’un arc stable.
Toutes les caractéristiques du procédé, à savoir son fonctionnement, sa mise en œuvre et les caractéristiques des soudures obtenues, reposent sur deux éléments fondamentaux :
-
la technologie des électrodes ;
-
l’habileté de l’opérateur.
L’électrode enrobée (au sens générique du terme) constitue en effet le paramètre essentiel de ce procédé. Déterminée et construite en fonction du matériau à souder, elle impose, entre autres, la nature et l’intensité du courant que devra délivrer le générateur et est à l’origine des taux de dépôt, de la qualité des soudures, etc. Quant au soudeur, il contrôle...
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