Equipements pour système GMAW semi-automatique

Cet article met en lumière les cinq principaux équipements nécessaires au système GMAW semi-automatique. Les équipements sont les suivants: 1. Source d'alimentation 2. Unités d'alimentation en fil 3. Assemblage du conduit d'alimentation du pistolet et du fil GMAW 4. Systèmes de gaz de protection et d'eau de refroidissement 5. Matériaux utilisés.

Equipement n ° 1. Source d'alimentation:

GMAW utilise le courant continu et presque toujours avec une électrode positive. Cette condition de soudage conduit à un arc stable avec un transfert de métal lisse qui entraîne une faible éclaboussure et un cordon de soudure de bonne qualité. Le courant alternatif est jugé inapproprié pour le GMAW car il entraîne l’extinction de l’arc tous les demi-cycles et peut non seulement provoquer une rectification partielle du courant de soudage, mais peut aussi entraîner l’arrêt complet de l’arc. Le courant continu avec électrode négative, bien que donnant une vitesse de dépôt plus élevée, n’est pas non plus préférable car il peut provoquer un arc instable et erratique. De plus, cela élimine l'avantage de l'action de nettoyage à l'arc sur la surface de travail.

Un ensemble transformateur-redresseur et une source d'alimentation à moteur-générateur peuvent être utilisés. Les sources d'alimentation GMAW ont généralement des cycles de service nominaux de 60% et 100% pour les modes semi-automatique et automatique. La caractéristique volt-ampère statique de la source d'alimentation peut varier d'une caractéristique de tension constante ou plate à un type de courant constant. Pour le processus GMAW automatique, on utilise parfois une source d'alimentation caractéristique à volt-ampère croissant.

Une source de puissance plate caractéristique est plus populaire pour GMAW car elle assure l’autorégulation de l’arc de soudage. Ainsi, une unité d'alimentation en fil avec des réglages de vitesse constante peut être utilisée. Dans une telle unité, le courant de soudage est directement lié au débit d'alimentation du fil. Par conséquent, pour atteindre des taux de dépôt élevés, le fil est alimenté à des taux d'alimentation plus élevés. Une telle source d’énergie génère un courant très élevé si l’électrode est court-circuitée sur la pièce. Ce type de sources d’énergie est utilisé pour souder tous les métaux.

Pour une source d'alimentation avec une caractéristique VI pendante, le courant souhaité est obtenu par un réglage approprié sur la machine. La longueur de l'arc est contrôlée par l'ajustement automatique du taux d'alimentation du fil. Les électrodes de grand diamètre avec mode automatique ou mécanisé sont les mieux adaptées à ce type de source d'alimentation. La plupart des sources d'alimentation à courant constant sont de type caractéristique du VI pendulaire, bien que des sources d'alimentation à courant constant soient également disponibles. Cependant, les sources d'énergie à courant constant ne permettent pas une auto-régulation de la longueur de l'arc; un circuit de détection de tension est utilisé pour maintenir la longueur d'arc souhaitée en faisant varier la vitesse de l'électrode.

Les sources d'alimentation à caractéristique VI croissante sont parfois utilisées avec le système GMAW automatisé utilisant des électrodes plus épaisses que celles utilisées dans un système semi-automatique. La plage de tension pour une telle source d’énergie est supérieure à celle d’une source d’alimentation à tension constante et, à mesure que le courant augmente, la tension augmente également.

Équipement n ° 2. Unités d'alimentation en fil:

Dans le système GMAW automatique, l’unité d’alimentation en fil inclut également le pistolet de soudage, mais en mode semi-automatique, les deux sont séparées pour obtenir la flexibilité du processus. Pour pousser le fil dans plusieurs mètres de conduite flexible à une vitesse de 2-5 à 25 m / min, il est impératif de disposer de moteurs d’alimentation en fil de forte puissance entraînant des rouleaux moletés ou à gorge en V antidérapants.

Ces moteurs sont généralement électriques (type continu) à vitesse réglable. L'alimentation du fil est généralement maintenue constante en préréglant. La plupart des moteurs d'alimentation sont donc du type à enroulement shunt ou à aimant permanent. Cependant, les moteurs de la série à vitesse variable sont utilisés avec des sources d'alimentation à courant constant. La vitesse d'un tel moteur varie en fonction du retour afin de maintenir une longueur d'arc constante.

En plus du mécanisme d’entraînement des fils, l’unité d’alimentation en fil contient également l’appareil permettant de contrôler le débit de gaz, un interrupteur marche-arrêt pour l’alimentation en courant et pour le réglage progressif du fil.

Équipement n ° 3. Ensemble de conduit d'alimentation de pistolet et de fil GMAW:

Les pistolets utilisés pour la plupart des travaux GMAW à usage général ont une capacité de transport de courant allant jusqu’à environ 200A et sont refroidis à l’air par arc. Il existe trois types de telles armes: le type à poussée, le type à traction et le type à traction.

Le pistolet à poussoir est généralement connecté à une unité d’alimentation en fil par un conduit flexible d’une longueur maximale d’environ 4 m. Le fil est poussé à travers le conduit par le mécanisme d’alimentation en fil. Cette disposition est jugée satisfaisante pour les fils d'acier de 0-8 à 2-4 mm de diamètre et les fils d'aluminium de 1, 2 à 3, 2 mm de diamètre.

Le pistolet à tirer contient un mécanisme d’alimentation en fil autonome permettant d’alimenter le fil à partir d’une bobine distante par un conduit flexible jusqu’à une longueur de 15 m. Lorsqu'un tel pistolet est utilisé en conjonction avec un mécanisme d'alimentation du type poussé, il est désigné comme étant du type push-pull et les moteurs d'entraînement sont synchronisés pour éviter les erreurs d'appariement et les dommages de l'électrode filaire. Des fils d’acier et d’aluminium d’un diamètre compris entre 0 et 8 et 1 à 6 mm peuvent être utilisés avec ces types de mécanismes d’alimentation.

Les pistolets GMAW nécessaires pour alimenter les fils d'aluminium de moins de 1, 6 mm sont fournis avec le mécanisme d'alimentation en fil et l'alimentation en fil autonomes. La bobine de fil a généralement un diamètre de 100 mm et un fil pèse entre 0, 5 et 1 kg. Un mécanisme d'alimentation en fil de type tirant est habituellement utilisé dans de tels pistolets avec des diamètres de fil de 0, 8 à 1, 2 mm.

Les pistolets GMAW pour courants plus élevés (200-750A) sont du type à refroidissement par eau, dans lequel les conduits font circuler l'eau autour du tube de contact et de la buse à gaz. La maniabilité de ces pistolets étant réduite en raison de leur poids accru, ils sont souvent utilisés avec des systèmes de soudage mécanisés et automatiques.

L'alimentation en courant de l'électrode est réalisée dans le pistolet en fournissant un tube de contact en alliage de cuivre fileté. Des tubes de différents diamètres sont adaptés pour les différents diamètres de fil afin d'obtenir un bon contact.

Le conduit d’alimentation en fil doit avoir un alésage lisse mais doit entourer le fil pour éviter son flambement. Le conduit doit être flexible mais suffisamment rigide pour éviter les déformations lorsqu'il est plié à un petit rayon. On trouve généralement des conduits en acier spiralés (fil de rideau) satisfaisants pour l’alimentation en fils d’acier. Cependant, les fils d'aluminium sont abrasés et coincés à moins que des gaines en nylon ou en PTFE y soient insérées.

Équipement # 4. Systèmes de gaz de protection et d'eau de refroidissement:

Des régulateurs de pression de gaz sont fournis sur les bouteilles de gaz standard pour fournir une pression et un débit constants du gaz de protection. Un débitmètre sous la forme d'un tube en plastique calibré est fourni pour contrôler le débit de gaz. Les étalonnages sont généralement en lit / min. Les débitmètres de gaz pour différents gaz ont des calibrages différents en raison de la différence de densité, de sorte qu'un seul débitmètre ne peut pas être utilisé pour tous les gaz.

Un gaz de protection individuel est généralement disponible dans la bouteille haute pression et un mélange de gaz peut normalement être obtenu auprès du fournisseur sur demande. Cependant, des unités de mélange de gaz sont également disponibles. Elles peuvent être raccordées à deux bouteilles de gaz différents pour obtenir des mélanges dans les proportions souhaitées. Ces unités sont principalement utilisées pour mélanger le CO ₂ et l'argon.

Les pistolets GMAW à utiliser avec un courant supérieur à 200 A utilisent de l’eau pour refroidir la buse. Le refroidissement par eau augmente considérablement la durée de vie du tube de contact et de la buse. Cela facilite également l'élimination des projections de la buse. Les têtes mécanisées ou automatiques sont également équipées de tubes de contact refroidis par eau.

Les pistolets à refroidissement par eau sont souvent dotés d'un mécanisme pour arrêter automatiquement l'alimentation en courant lorsque le débit d'eau cesse; cela protège le pistolet de la surchauffe en cas d'arrêt soudain de l'alimentation en eau.

Des électrovannes sont fournies pour allumer et éteindre le gaz et l'eau tandis que les relais activent et désactivent le moteur d'alimentation en fil et les contacteurs de courant. Habituellement, un seul interrupteur intégré au pistolet fait bien l'affaire.

Equipement n ° 5. Matériaux utilisés:

Les matériaux utilisés pour le GMAW sont le métal d'apport et le gaz de protection. Le fil d'alimentation et le gaz de protection doivent être soigneusement sélectionnés en fonction du matériau à souder, ainsi que de la variation du processus à utiliser (MIG, CO ₂, FCAW, etc.).

Le fil de charge ou d'alimentation est choisi de manière à assurer la compatibilité entre le métal de base et le métal déposé de manière à fournir un métal de la composition et de la résistance requises. Les normes nationales et internationales fournissent les lignes directrices pour la sélection du métal d'apport pour le métal à souder.

Les fils de remplissage sont vendus en bobines de tailles et de poids variés avec un enroulement minutieux de la couche pour alimenter le pistolet avec le moins de risques d'accrochage. Les fils dont le tempérament est excessivement dur se tordent souvent, ce qui cause des difficultés d’alimentation et une action élastique. De tels fils ont également tendance à former une spirale à la sortie du tube de contact, ce qui entraîne souvent une perle ondulée. Les fils de remplissage sont chargés par friction sur les bobines de manière à se dérouler sous une légère tension. Un mécanisme de verrouillage mécanique est prévu dans le fil d’alimentation afin d’éviter tout dépassement du fil d’alimentation dû à l’inertie lorsque le courant est coupé.

Le choix du gaz de protection dépend de la composition du matériau de travail, du type de fil d’alimentation, de la position de soudage, de la variante du processus et de la qualité de soudage souhaitée. Le tableau 5-6 peut être utilisé comme guide pour choisir un gaz de protection.

Le débit de gaz dépend de la taille de la buse du pistolet GMAW et varie de 4 à 40 litres / min. Cependant, la plage la plus utilisée est de 7 à 12 lit / min.