Soudage - informations générales/h1>

Soudageest l'assemblage de deux ou plusieurs matériaux similaires ou différents, par fusion ou pression, avec ou sans ajout de matériau supplémentaire de manière à obtenir un joint soudé homogène (un joint soudé sans erreurs avec les propriétés mécaniques et autres requises) .

La première utilisation du cuivre natif a commencé il y a 10 000 ans, mais l’utilisation de ce métal n’était pas largement possible jusqu’à ce que l’homme apprenne à extraire les métaux des minerais par fusion.
P.c'est-à-dire qu'il y a 7 000 ans, environ 5 000 ans avant Jésus-Christ, en Perse et en Afghanistan, l'extraction du cuivre métallique à partir du minerai - la pierre, en la faisant fondre au feu - a commencé.
SURko 3800 gp K. le bronze a été découvert au Moyen-Orient, et plus tard la compétence pour l'obtenir a été transférée en Chine, ce qui a contribué à l'épanouissement de la civilisation chinoise, en particulier pour la dynastie Chang vers 1500 gpK. Le bronze est beaucoup plus dur que le cuivre, il était également plus utile à utiliser. Le point de fusion du cuivre et du bronze est nettement inférieur à celui du fer, ce qui facilite leur obtention.
Zavale creusement s'est développé comme partie intégrante du savoir-faire des forgerons, des orfèvres et des fondeurs dans la fabrication d'outils de travail, d'armes, de récipients, de bijoux et de bâtiments (clôtures, portes, ponts, ferrures, barreaux de fenêtres...).

Ljele soudage s'est développé parallèlement à l'art du moulage. De beaux vases en bronze coulé à parois minces comportent également des parties « soudées ». Divers supports, supports et figures étaient reliés au corps de base d'un vase ou d'un autre objet qui avait été coulé plus tôt par un moulage ultérieur..

La soudure consiste à assembler en faisant fondre un alliage dont le point de fusion est inférieur à celui du matériau des objets à assembler. Tout au long de l'histoire, la soudure en tant que technique d'assemblage a été appliquée aux bijoux et aux figurines.

Soudure à la forge./h2>

Les meilleures épées en acier du Moyen Âge étaient en acier à faible teneur en carbone, et les lames (bandes) en acier à haute teneur en carbone (1,0-2,1 % C) étaient soudées à leurs bords (par des coups de marteau à chaud). ), qui, avec un certain traitement thermique, donnait des bords durs, solides et tranchants. Des épées, des pointes de flèches et des fers de lance, des poignards et d'autres armes utilisant la soudure de forgeron étaient connus en Grèce, dans l'État franc, en Chine, au Japon, en Indonésie et en Syrie.
La technique est connueika joignant des bandes de différents types de matériaux en fer par forgeage comme "damasking" (de Damas-Syrie) 2, dans le but d'obtenir de bonnes propriétés spéciales pour les épées et les fusils. Même au stade actuel du développement technique, cette technologie de fabrication de pièces en matériaux composites par soudage par forge est intéressante.

OuiLa lame a également été utilisée pour la première fois de manière native. Au début, il a été trouvé à la surface de la terre à partir d'une météorite (une météorite est un météore qui atteint la terre), c'est pourquoi les Sumériens l'appelaient « métal céleste ». />Les premières traces d’extraction du fer à partir de minerais remontent à environ 2 500 gpK, et son application plus large est venue plus tard. L'âge du fer, c'est-à-dire des objets en fer, commence à être découvert vers 1 500 gpK, et les premiers documents (Hérodote) sur les forgerons soudant le fer dans la Grèce antique indiquent qu'il était soudé.il était utilisé au VIème siècle avant JC, pour la fabrication de bases de vaisseaux. Obtenir de l'acier commence à environ 1 000 gpK en Inde.>

Le développement des procédés de soudage actuels/h2>

• 1802. Petrov étudie l'arc électrique à des fins générales ; pas encore pour le soudage.>
• 1856. Joule est le premier à appliquer le soudage par résistance électrique bout à face des fils.
• 1882 NN Bernardos (Russie) est le premier à utiliser un arc électrique entre une électrode de carbone et du métal comme source d'énergie pour le soudage en ajoutant du fil au bain métallique. Il utilisait une batterie de cellules galvaniques (accumulateurs) comme source de courant continu. Jusqu’alors, pour l’éclairage, on utilisait un arc électrique entre deux électrodes de carbone.
• En 1888, NS Slavjanov (Russie) proposa le procédé de soudage à l'arc électrique avec une électrode métallique. Un arc électrique s'établit entre l'électrode métallique et les objets métalliques qui sont connectés.>
• 1894 Sottrand soude pour la première fois avec une flamme de gaz O2+H2. Plus tard, il a développé le soudage au gaz avec une flamme oxygène-acétylène (O2+C2H2), qui est largement utilisé avec succès dans l'industrie depuis 1916.
• 1895. Le soudage aluminothermique commence à être utilisé pour souder des rails et pour réparer des pièces moulées.
• En 1907, Oscar Kjelberg (Suède) fut le premier à breveter et à appliquer une électrode enrobée. L'électrode enrobée a été produite en immergeant le fil nu dans une solution minérale et, depuis 1936, le revêtement est appliqué par extrusion. Les électrodes basiques ont commencé à être produites en 1940. M.
• 1925. Découverte du procédé de soudage sous atmosphère protectriceri d'hydrogène "arcatome".
• En 1930, l'application du soudage automatique sous poudre - EP a commencé dans la construction navale américaine.
• En 1936, l'application du soudage sous atmosphère protectrice, le procédé He-TIG, commence.

Avant, et surtout après la Seconde Guerre mondiale, le développement et l'application des gaz de protection TIG (arc-atome avec de l'hydrogène et argon-arc avec de l'argon ou de l'hélium comme gaz de protection) ont commencé. Le soudage MIG a commencé à être utilisé en 1948 sous le nom de procédé Sigma (Shielded Intert Gas Metal Arc), et en 1953, le procédé MAG avec gaz actif de protection CO2 a été utilisé pour la première fois dans l'ex-URSS. Le soudage à froid sous pression est utilisé depuis 1948.

Développement du soudage en Croatie

Un développement plus important du soudage en Croatie a eu lieu à la veille de la Seconde Guerre mondiale. La Seconde Guerre mondiale, lorsque plusieurs bâtiments plus grands ont été construits en construction soudée. Parmi eux se trouve un grand pont routier soudé sur la rivière Sava, dans le prolongement de la route Sava à Zagreb. C'est l'un des premiers grands États-Unisdes ponts piétonniers soudés dans le monde. Il a été fabriqué et installé par l'entreprise
et "Ðuro Đaković", Slavonski Brod. (alors « La première usine yougoslave de machines pour les ponts et les chariots »). Sur ce pont, des tôles jusqu'à 95 mm d'épaisseur, d'une résistance de 440 MPa, ont été soudées, avec préchauffage et contrôle par radiographie industrielle (Röntgen).

Complexité du travail dans le domaine du soudage et développement ultérieur

Le soudage est une technologie interdisciplinaire. Pour comprendre et utiliser cette technologie, des connaissances dans les domaines de :>

• Science des matériaux et métallurgie (métallurgie du soudage),
• la thermodynamique (champs de température lors du soudage),
• génie électrique (sources de courant, arc électrique, connexion de différents capteurs – U, I, son, lumière,...),>
• chimie (processus métallurgiques et autres qui ont lieu pendant le soudage),/li>
• informatique (systèmes experts, calculs divers, bases de données, ...) etc.

La portée du soudage sur un seul objet peut être importante. Sur l'exemple d'un navire-citerne de 82 000 t construit dans notre chantier naval, 261,6 km de joints d'angle et 11,6 km de joints bout à bout sont soudés. Il existe entre 10 000 et 100 000 raccords soudés de canalisations sous pression dans les grandes centrales thermiques ou dans les centrales nucléaires et les raffineries de pétrole.Il suffit qu'une seule soudure échoue (fracture, fissure, porosité, fuite...) pour entraîner des temps d'arrêt coûteux ou, dans un cas moins favorable, des dommages catastrophiques avec de graves conséquences pour les personnes, les biens et l'environnement biologique.
Prun accident est une rupture de la canalisation primaire de la centrale nucléaire au niveau du joint soudé. Étant donné que le joint soudé peut constituer le point le plus faible de la structure, il est le plus important à étudier. "Une chaîne n'est aussi solide que son maillon le plus faible".

Quelques sujets d'études :/fort>

• procédures de soudage
• champs de température
• sources d'énergie pour le soudage
• métallurgie du soudage
• soudabilité du matériau
• tests de soudabilité
• mise en forme de joints soudés et de structures soudées (technologie) />• concevoir des technologies de soudage (pwps, pqr, wps, ...)
• classes de qualité, fiabilité, atténuation
• défaillances possibles des joints soudés et des structures soudées />• études de cas de licenciement "études de cas"
• contrôle (kbr et ksr) et assurance qualité

Représentation des procédés de soudage modernes dans le monde

Elle peut être évaluée qualitativement en tenant compte de différents critères. Une des approches consiste à prendre en compte la représentation des procédures de soudage pour certains groupes de produits ou semi-produits soudés (profilés, tuyaux, voitures, ponts, appareils sous pression, ...). />Des approches sont également possibles en ce qui concerne la nature et l'épaisseur du matériau (non allié, faibleaciers tranchants, fortement alliés de différentes épaisseurs), position de soudage (horizontale, verticale, murale, aérienne), quantité de matière en fusion, etc. />Compte tenu de l’application globale des procédures de soudage dans la pratique, l’évaluation qualitative de l’application des procédures de soudage est la suivante :

• les procédés à l'arc électrique par fusion,/li>
• résistant à la pression électrique,
• courants de pression à haute fréquence,
• d'autres procédures.

Aujourd'hui, l'accent est mis dans le monde sur la qualité, c'est-à-dire la fiabilité et la sécurité des produits soudés. Cela implique:
• application d'équipements de soudage modernes (onduleurs, courants de soudage pulsés, appareils, mécanisation, automatisation et robotisation du soudage, ...)
• haute reproductibilité du soudage,
• méthodes et équipements modernes de contrôle avec et sans méthodes de destruction (KBR et KSR),
• application de matériaux modernes pour la construction de ZK plus légers, plus durables, plus économiques et plus fiables.

La soudabilité est la capacité d'assembler des matériaux par soudage. Il peut être qualitatif (descriptif, comparaison) et quantitatif (numérique, par exemple équivalent).

Techniques liées au soudage

• Soudure (dure et douce)
• Pulvérisation de matériel/li>
• Découpe thermique de matériaux (flamme gaz, plasma, laser, jet d'électrons) et rainurage thermique (arc électrique, plasma, électrode de carbone)

Il existe deux groupes de base de procédures de soudage :

• matériel de soudagepar
• soudage sous pression

Un arc électrique est une décharge permanente et forte de gaz ionisant dans l'espace entre la pointe de l'électrode et la pièce dans le circuit de courant lors du soudage à l'arc électrique.

• zone de fusion (métal soudé) i
• zone affectée par la chaleur

Chacune des zones mentionnées se compose d'un certain nombre de zones. Il suffit qu'un affaiblissement se produise dans n'importe quelle zone de l'une des zones du joint soudé et qu'il y ait un risque de rupture du joint soudé et du produit soudé (la chaîne est aussi solide que le maillon le plus faible de la chaine!). Dans la plupart des matériaux, des transformations structurelles se produisent dans le joint soudé lors du soudage par fusion, alors que d'autres ne le font pas (par exemple l'aluminium, les aciers ferritiques, ...).

Un arc électrique s'établit par un court-circuit - coupure entre l'électrode et la pièce, c'est-à-dire des connexions aux pôles du courant électrique (courant continu ou courant alternatif). Ceci est suivi par l'ajout uniforme de l'électrode à l'arc électrique par le soudeur, puis par la fusion de l'électrode et la formation du joint soudé.

REL pLa concession a de larges possibilités d'application : dans le soudage de production, le soudage de surfaçage et de réparation de la plupart des matériaux métalliques. Cependant, en raison de son économie (faible kg/dépôt par heure), il est utilisé pour réaliser des soudures plus courtes, généralement d'une épaisseur ne dépassant pas 15 mm (20 mm dans le cas des soudures bout à bout).ich joints, joints d'angle courants avec une épaisseur de soudure plus petite (où une pénétration accrue dans la racine de la soudure n'est généralement pas nécessaire).

Les principaux paramètres du soudage REL sont :

• tension de soudage (U), qui varie de 18 à 26 V pendant le soudage ;/li>
• l'intensité du courant de soudage (I), qui pendant le soudage varie en fonction du diamètre de l'électrode (valeurs d'orientation de l'électrode 40 ⋅φ, A)>
• vitesse de soudage (v), qui varie en fonction de la technique de soudage appliquée (tirage ou balancement de l'électrode), du diamètre de l'électrode et des paramètres de soudage d'orientation de 1,5 à 2,5 mm/s. La tension à vide est généralement de 60 V. Le degré d'utilisation de l'énergie pour la fusion est de 0,75 à 0,85.

Avantages

• développé une large gamme de matériaux de soudage supplémentaires,/li>
• prix inférieur du matériel de soudage (appareil de soudage) par rapport au procédé de soudage MAG et EP,/li>
• adapté au soudage de production et de réparation mineur,
• la possibilité de souder dans toutes les positions de soudage,
• adapté au travail sur le terrain, surtout là où il n'y a pas d'électricité (unités),
• manipulation très aisée du matériel,
• bonnes propriétés mécaniques de la soudure,/li>

Désavantages

• faible vitesse de soudage et faible productivité par rapport au MAG et EP,
• la qualité de la soudure dépend largement de la compétence du soudeur - homme,>
• le temps pour former un bon soudeur est long,/li>
• il y a inévitablement un gaspillage d'électrodes - "puce" (8-10 %) et une perte de tapis. en raison des éclaboussures dans l'environnement,
• nettoyage des scories plus difficile après soudage et perte de temps due au nettoyage des scories,li>de forts éclairs se produisent pendant le soudage, des gaz nocifs se développent (une bonne ventilation de la pièce est nécessaire),/li>
• un travail de longue durée peut avoir des effets néfastes sur la santé du soudeur (rhumatismes, atteinte du système respiratoire...)

Types et application de matériaux de soudage supplémentaires

Le rôle de protection de l'arc électrique et du matériau en fusion pendant le soudage

• Physique
• Électrique/li>
• Métallurgique

Fonction physique :

a) Création d'une atmosphère protectrice dont la présence évite l'influence défavorable de O, N et H sur le métal en fusion.
b) La présence d'une couche de laitier visqueux fondu autour de la gouttelette et à la surface du bain protège le métal en fusion. Par sa présence, le laitier presse le métal et le métal solidifié obtient une surface lisse sous le laitier

Fonction électrique/fort>

Kjelberg avait déjà découvert en 1908 que le revêtement de l'électrode donnait un arc électriquement plus stable. L’arc électrique est plus facile à allumer et à entretenir. Il est nécessaire d'ajouter des stabilisants d'arc au revêtement de l'électrode : Cs, K, Ca ou autres éléments ayant une faible énergie d'ionisation.

Fonction métallurgique

• Raffinage du métal en fusion en éliminant S et P, formant des sulfures et des phosphures qui flottent à la surface du tas de métalke et sont éliminés avec les scories.
• Liaison hydrogène, par ex. en HF, qui sort du métal en fusion, réduisant ainsi les risques de fissures à froid.
• Dopage des éléments brûlant dans un arc électrique (Cr, Ni, Mn, Si). Du ferrochrome, du ferro-nickel, du ferro-manganèse et du ferrosilicium sont généralement ajoutés au revêtement.
• Ajout d'éléments pour créer un grain fin : Ti, Al, car ces éléments forment beaucoup de germes de cristallisation en phase de solidification./li>
• Ajout d'éléments pour la désoxydation du métal en fusion : Al, Si, Mn.
• Ajout de poudre de Fe pour augmenter la productivité (caractère aléatoire) - la quantité de dépôt fondu.

Types de revêtement d'électrode selon la composition du revêtement

• A (Acide) ........................revêtement acide,
• B (Basique) ........................revêtement de base à haute teneur en hydrogène
• C (Cellulosique) ...............cellulosique
• R (Rutile) ......................rutile (rutile = TiO2)
• O (oxyde) ...................FeO, SiO2

Il est déconseillé d'utiliser des électrodes acides pour le soudage des aciers à plus forte teneur en soufre en raison du risque de fissures à chaud. Ces électrodes peuvent être utilisées dans toutes les positions de soudage avec l'utilisation de sources de courant continu ou alternatif pour le soudage. Ces électrodes n'ont pas besoin d'être séchées dans des conditions normales de soudage (sans humidité ambiante, avec un bon stockage et manipulation des électrodes).

BLes électrodes aziques fournissent un joint soudé avec de bonnes propriétés mécaniques (en particulierallongement et ténacité), et en raison de la moindre présence de gaz nocifs et d'inclusions non métalliques (la composition du laitier lie O2, H2, S et P), il y a moins de tendance aux fissures et à la porosité. Les inconvénients de l'utilisation de ces électrodes sont : un nettoyage des scories plus difficile, une porosité à la racine de la soudure si l'arc électrique est plus long (soudage à 90 !), un aspect un peu plus rugueux de la surface de la soudure, une plus faible stabilité de l'arc électrique lors du soudage. (en raison de la teneur élevée en CaF2), forte dépendance des propriétés de la soudure vis-à-vis du soudeur. Ces électrodes sont utilisées lors du soudage de constructions soudées exigeantes.

RutileLes électrodes électroniques sont largement utilisées en raison des bonnes propriétés mécaniques de la soudure, de la stabilité de l'arc électrique, de la possibilité d'utiliser du courant de soudage DC et AC, du bel aspect de la soudure et de la facilité de nettoyage des scories. Le manque d'application de ces électrodes est évident dans le soudage non
Elika avec teneur en soufre plus élevée, possibilité de fissures à chaud, ténacité de la zone de fusion plus faible par rapport aux électrodes basiques.

Électrodes en cellulosesont utilisés pour le soudage dans toutes les positions avec courant continu et alternatif. Leur vitesse de fusion est élevée et les scories résultantes se séparent facilement. En raison de leur grande pénétration, ils sont utilisés pour souder les racines dans le tuyau.

En soudage MAGl'arc électrique s'établit par un court-circuit - coupure entre le fil de soudage et la pièce, c'est à dire les connexions aux pôles du courant électrique (courant continu - Courant Continu) dans une atmosphère de gaz actif. Ceci est suivi d'un ajout uniforme de fil de soudurele transformer en arc électrique, ainsi que la fusion du fil et la formation d'un joint soudé.

Application
Le procédé MAG offre de larges possibilités d'application : dans le soudage de production, le soudage de surface et le soudage de réparation de la plupart des matériaux métalliques. Il présente un avantage par rapport au soudage REL du point de vue de l'économie (plus de kg/dépôt par heure, plus grande intermittence de l'entraînement - pas de temps d'arrêt pour changement d'électrodes comme avec le procédé REL, moins de nettoyage des soudures). Il est utilisé pour le soudage de tôles et de tuyaux d'une épaisseur de 1 mm, généralement jusqu'à une épaisseur de 20 mm (dans certains cas, bien au-dessus de ces épaisseurs, lorsque l'application du procédé MAG est économiquement et technologiquement justifiée.
Pour les plus grands En cas d'épaisseur du matériau de base et de longueurs de joints soudées plus importantes, il est plus économique d'utiliser le procédé EP (indépendamment ou en combinaison avec le procédé MAG ou REL, par exemple pour le forage de racines). Le procédé MAG est à l'origine un procédé semi-automatique, mais est très souvent utilisé comme procédé de soudage automatique et robotisé. La part des robots pour le soudage MAG dans l'industrie automobile est importante.

Paramètres
• tension de soudage (U), qui varie de 16 à 26 V pendant le soudage ; />• l'intensité du courant de soudage (I), qui pendant le soudage varie en fonction du diamètre du fil de soudage (valeurs indicatives 80 à 180, A) />• vitesse de soudage (v), qui varie en fonction de la technique de soudage appliquée (tirant ou oscillant), du diamètre du fil de soudage et des paramètres de soudage d'orientationtion de 2 à 4 mm/s. La tension à vide est généralement de 60 V. Le degré d'utilisation de l'énergie pour la fusion est de 0,75 à 0,85.

Désavantages
• la qualité de la soudure dépend encore de la compétence du soudeur - un humain dans le cas du soudage semi-automatique
• le soudage (mais toujours pas autant qu'avec le soudage REL),
• le temps de formation d'un bon soudeur est plus court que pour le soudage REL (même si c'est une pratique pour les soudeurs MAG d'apprendre d'abord la procédure de soudage REL),
• de forts flashs se produisent lors du soudage, des gaz se dégagent lors du soudage (une bonne ventilation de la pièce est nécessaire),
• dun travail de longue durée peut avoir des effets néfastes sur la santé du soudeur (rhumatismes, lésions du système respiratoire...).

Sources d'énergie pour le soudagecroissance:
• Transformateurs
• Redresseurs />• Convertisseurs rotatifs />• Agrégats
• Onduleurs

Les transformateurs de soudage sont les sources d'énergie de soudage les plus répandues et les plus utilisées, qui transforment le courant alternatif en courant alternatif présentant des caractéristiques adaptées au soudage.

Selon l'objectif (quel procédé de soudage), la caractéristique statique de la source de courant peut être raide ou plate. Par exemple Pour le soudage MAG semi-automatique – posé, pour EP (jusqu'à 3 mm de diamètre de fil de soudage) – posé, pour EP (plus de 3 mm de diamètre de fil) – raide ...

ng>Version du redresseur de soudage : Transformateur + partie redresseur

L'avantage des redresseurs par rapport aux transformateurs :/fort>
• fournir un arc électrique plus stable (il n'y a aucun changement dans le mouvement de l'arc électrique 50 fois par seconde)

Inconvénients par rapport aux transformateurs :
• ils sont plus chers qu'un transformateur ordinaire, />• sont sensibles aux chutes de tension,
• avoir un degré d'utilisation moindre,>

Les unités de soudage sont indépendantes du réseau électrique, c'est-à-dire qu'elles sont adaptées au montage. Ils sont conduits de côtéIl s'agit d'un moteur diesel ou essence, et il entraîne un générateur qui fournit un courant avec des caractéristiques adaptées au soudage. Leur prix est nettement plus élevé que celui des transformateurs et des redresseurs.

Marquage des procédures de soudage selon ISO EN/fort>
• 111 ... REL soudage
• 12 ... Soudage EP
• 121 ... Soudage EP avec fil supplémentaire />• 21 ... Soudage par points électrorésistant />• 22 ... Soudage par couture électrorésistant>