soudure à l'arc - arc weldin

Soudure à l'arc

La soudure à l’arc est un soudage « autogène ».
Le soudage à l'arc à l'électrode enrobée est réalisé à partir d'un arc électrique créé et entretenu entre l'âme métallique de l'électrode et la pièce à souder.
Pour cela, un générateur électrique fournit le courant continu ou alternatif avec une intensité variant de 30 à 400 ampères en fonction de différents paramètres comme le diamètre de l'électrode, la nature de l'enrobage, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler.
La très haute température fournie par l’arc électrique (au moins 3 000° C) permet un soudage avec métal d’apport par fusion des métaux de même nature. L’arc résulte du passage d’un courant électrique, dans l’air, entre les pièces à souder et une électrode. L’électrode est un fil métallique enrobé. Une extrémité de l’électrode est dénudée sur 15 mm environ, ce qui permet d’établir le contact électrique.

Après la refroidissement, le cordon de soudure est recouvert d'un laitier protecteur qui se détache par action mécanique (exemple : par frappe au marteau)

Sommaire :
    Sécurité
    Pour quel type de travaux
    Outillage
    Comment souder    :     préparation, choix baguettes ...
                                        électrode
                                        Calcul l'intensité de soudage
    Questions réponses

Sécurité :
Protégez vos yeux (des lunettes de soleil ne suffisent pas !)
Ne soudez pas en présence de personnes qui n’ont pas de protection occulaire (fermer la porte et mettre écriteau ou prévenir)
Ne pas faire cela dans atmosphère explosive
Attention, cela chauffe et projette des étincelles : ne toucher pas les pièces à main nue (gants protection themique) et ne soudez pas en portant des habits inflammables.
Ne pas souder avec des lentilles de contact et ne jamais regarder l'arc électrique à l'oeil nu.
Ne JAMAIS souder à proximité de trichloréthylène :dégagement de vapeurs toxiques.
Faire cela dans un endroit aéré car dégage des fumées

La chaleur entraîne la fusion des pièces à leur point de contact et celle du métal de l’électrode. Cette fusion forme la soudure.

La soudure à l’arc convient pour :         • les gros travaux de ferronnerie
                                                                • la serrurerie
                                                                • l’assemblage de grandes pièces métalliques ou de plus de 1.5 mm d’épaisseur.

Ses avantages sont :                                  • l’économie
                                                                • la grande résistance des soudures
                                                                • l’assemblage acier, inox
                                                                • La réparation des pièces en fonte

2 Les outils nécessaires

POSTE A SOUDER	électrodes	brosse métallique	marteau à piquer

- - pince étau – (meuleuse) - -

3 Les conseils d'utilisation

Préparer les pièces à souder, en les nettoyant très proprement à l’aide de la brosse métallique.
Positionner bord à bord les pièces à souder si possible sur un plan horizontal et les maintenir avec une pince-étau pour éviter qu’elles bougent pendant le soudage.
Se protéger entièrement le corps, à cause des émissions d’U.V. (gants, vêtement de travail, masque de protection).
Choisir le bon diamètre de l’électrode en fonction du travail à effectuer. (cf tableau ci dessous).
Mettre la partie dénudée de l’électrode dans la pince porte électrode et la serrer.
Régler l’intensité de soudage de votre poste en fonction du diamètre de l'électrode.
(cf tableau ci dessous).

Matériau à souder :	Epaisseur du matériau en mm :	Intensité nécessaire(en Ampères) :	Diamètre de l’électrode(en mm)
De l’acier doux	1,5 2 et 3 2 à 5 3 à 10 5 et +	40 à 60 60 à 70 80 à 100 100 à 130 130 à 160	1,6 2 2,5 3,2 4
De l’inox	1,5 et +	80 à 100	2,5
De la fonte	3 et +	80 à 100	2,5

La réalisation d'une soudure à l'arc

Une fois que vous avez mis vos pièces dans la position finale quelles doivent avoir et que vous avez fait en sorte que votre pré-assemblage ne bougera pas pendant le soudage,

1 Brancher le poste à souder sur une prise de terre en vérifiant la tension de l'appareil.

2 Fixer la pince de masse sur une des 2 pièces à souder.

Frotter le bout de l’électrode à l’emplacement où la soudure doit être faite; un peu comme une allumette (même si elle a tendence à disparaître), avec un mouvement du poignet. Ce frottement amorce l’arc, c’est très visible puisque des étincelles apparaissent. Ecarter de quelques millimètres le bout de l’électrode lorsque l’arc jaillit.

L'arc allumé, il faut l’entretenir en rapprochant l’électrode à 2 ou 3 mm de la pièce et commencer le soudage en gardant une distance constante entre l’électrode et la pièce (attention l’électrode se « consumant, sa longueur diminue). La longueur de l’arc (c’est-à-dire la distance entre l’électrode et la pièce à souder) doit être constante et à peu près égale au diamètre de l’électrode.

Souder en tirant l’électrode vers soi, inclinée à 60°. Garder une vitesse régulière en maintenant un écart constant de 2 à 3 mm. Descendre la main au fur et à mesure de l’usure de l’électrode pour compenser la fusion de l'électrode.

Adapter la vitesse d'avancement pour obtenir une largeur de cordon (valeur S) de soudure égale à 1.5 à 2 fois le diamètre de l’électrode (valeur E).

Une fois la soudure terminée éloigner la baguette pour rompre l'arc et laisser refroidir la soudure

Lors de la fusion des métaux, se forme un agglomérat d’impuretés métalliques appelé "laitier" qui protège le cordon de soudure lors de son refroidissement.

S E C U R I T E : La pièce à souder étant extrêmement chaude après la soudure, ne pas la toucher à main nue.

8 Une fois le laitier solidifié, il doit être éliminé par piquage et brossage. Piquer le laitier avec le marteau et enlever les éclats en frottant avec la brosse. Mettre des lunettes de protection pour éviter les éclats.
Une fois la soudure nettoyée : vous devez à présent avoir une soudure brillante et dotée de rides uniformes.
Régulariser le cordon avec une meuleuse si nécessaire.

5 Les cas particuliers

Le soudage de pièces d’angle : Faire quelques points de soudage pour maintenir les pièces en place avant leur assemblage définitif. Orienter l’électrode comme indiqué sur le schéma ci-contre. Procéder au soudage.
Les pièces très épaisses (+ de 6mm) nécessitent la réalisation d’un chanfrein à la lime ou à la meuleuse de façon à ménager un espace entre elles. Procéder à la soudure en plusieurs passages pour remplir complètement le chanfrein.

Quelques conseils pratiques
En cas de perçage de la pièce à souder, baisser l'intensité du poste à souder.

Quelques données complémentaires :

Définition de l'électrode enrobée :
L'électrode est constituée de deux parties distinctes :

L'âme : partie métallique cylindrique placée au centre de l'électrode. Son rôle principal est de conduire le courant électrique et d'apporter le métal déposé de la soudure.

L'enrobage : partie extérieure cylindrique de l'électrode. Il participe à la protection du bain de fusion de l'oxydation par l'air ambiant en générant une atmosphère gazeuse entourant le métal en fusion. L'enrobage dépose, lors de sa fusion, un laitier protecteur sur le dessus du cordon de soudure. Ce laitier protège le bain de fusion de l'oxydation et d'un refroidissement trop rapide.

L'enrobage a un rôle :

Rôle électrique, assure la stabilité et la continuité de l'arc.

Rôle métallurgique, il permet d'apporter les éléments chimiques spéciaux d'addition nécessaires. Sa composition chimique et physique est très complexe.
Rôle chimique, protège le métal contre l’action de l’air ambiant et refroidissement du cordon par formation d’un laitier.

Conservez vos électrodes dans un endroit sec

Le diamètre de l'électrode enrobée varie de Ø 1,6 à Ø 8 mm. La longueur totale est comprise entre 250 et 500 mm. Certaines électrodes peuvent atteindrent 1 mètre pour des applications spécifiques (soudage automatique).

6 - Classification des enrobages des électrodes enrobées :
- Acide ou A - Basique ou B - Cellulosique ou C - Oxydant ou O - Rutile ou R - Spécial ou S -
2 qualités d’électrode selon l'enrobage :
RUTILE : pour travaux courants
BASIQUE : pour travaux à résistance mécanique importante (comme une charpente
métallique par exemple).

Le choix de l'électrode se fait en fonction : de la nature et de l'épaisseur des pièces à souder, de la nature et les possibilités du courant de soudage, la résistance requise du cordon de soudure, le profil de cordon, la position de la soudure, des facilité d'emploi, de la vitesse d'exécution, de l'importance du dépôt, du jeu entre les pièces.

Si cela colle, c’est peut-être que vous êtes une buse en soudure (je parle en connaissance de cause) mais, c’est peut-être aussi que votre intensité est mal réglée. Jouer donc un peu sur l’intensité.

Approche de calcul de l'intensité de soudage

Pour 2 piècès à souder bord à bord :

Intensité de soudage = 50 * (diamètre de l'électrode - 1)

soit, pour une électrode de 3,15 mm : I = 50*(3,15-1) = 107,5 A

Nota : ce calcul donne une valeur approchée car l'intensité varie en fonction des positions de soudage et du soudeur.

Les paramètres influants sur le réglage de l'intensité sont aussi, en plus du diamètre de l'électrode : la nature de l'âme de l'électrode, la nuance des pièces à assembler, la position de soudage, le type d'assemblage rencontré, l'épaisseur des pièces à souder.

Intensité moyenne de soudage pour 2 tôles à plat
Epaisseur tôle	Dia 1,6 mm	Dia 2,0 mm	Dia 2,5 mm	Dia 3,2 mm	Dia 4,0 mm	Dia 5,0 mm
1, 5 à 2mm	35 à 50 A	.	.	.	.	.
3 mm	.	60 A	70 A	90 A	.	.
4 mm	.	.	80 A	100 A	120 A	.
5 mm	.	.	90 A	110 A	130 A	160 A
6 mm	.	.	90 A	120 A	140 A	160 A
8 mm	.	.	90 A	125 A	150 A	170 A
10 mm	.	.	.	130 A	160 A	190 A

Questions / réponses

Problème :
Premier problème: avec le masque devant les yeux, on ne voit rien au moment d'amorcer l'arc, on ne sait pas où on frotte l'électrode.
 pour le problème avec le masque c'est une question d'habitude, il existe des masques a cristaux liquide mais … cela peut être plus cher que le poste que vous avez acheté, et c'est plus réserver à des pros qui soudent a longueur de journée

Problème :
Je me suis entraîné à déposer des cordons de soudure sur des chutes de tôle, mais ça fait plutôt des perles. En plus, des fois l'électrode se met à coller et à chauffer au rouge. Dans ces cas, panique. Doit on immédiatement enlever l'électrode du porte-électrode ou éteindre le poste ?
 Si ca perle c'est que vous ne restez pas assez longtemps pour amorcer le bain de fusion il faut régler l'intensité pour ne pas coller l'électrode ,

Il est plus facile d'amorcer l'arc avec de gros électrodes, par exemple 3.25mm, avec le courant qui va bien.
Les électrodes de 1,5mm collent et se mettent au rouge très vite si on n'a pas le coup de main.
Mais le diamètre des électrodes dépend de l'épaisseur des tôles à souder.
Donc pour s'entrainer, commence par du 2,5 ou 3,25, pour amorcer l'arc tu frotes la pointe sur le métal et tu remontes rapidement. Si l'électrode colle, tu tires sur la pince, si tu l'ouvres ça va mieux. Il faut faire ça très vite car ton poste est en court-circuit.
Quand ton électrode est resté collé, tu le décolles et tu coupes la pointe qui n'a plus d'enrobage ou tu le frotes pour que les étincelles consomment cette pointe. Je dis ça car si la pointe n'est pas enrobée, tu ne vas pas pouvoir amorcer facilement.

Sur le paquet d'électrode, il y a marqué le courant que tu dois utiliser. Ce n'est qu'une indication, ça peut changer un peu, c'est à toi de voir ce qui va le mieux.

C'est en soudant qu'on devient soudeur... Les postes à l'arc sont très bien, mais il faut maitriser la technique. Il faut apprendre, c'est le plus difficile, mais une fois que tu as pris le coup, ça va tout seul.

Conclusion :
En tout état de cause, si vous n’êtes pas un spécialiste, avant de vous attaquer à votre œuvre, essayez vous sur des échantillons avant. Cela vous évitera de détruire votre chef d’œuvre avant qu’il ne soit fini.