Soudage au gaz: configuration, allumage par flamme et applications
Après avoir lu cet article, vous apprendrez: - 1. Introduction au soudage au gaz 2. Gaz utilisés pour le soudage au gaz 3. Configuration 4. Allumage et réglage de la flamme 5. Qualité de la soudure 6. Conception du joint de soudure 7. Applications 8. Variantes.
Introduction au soudage au gaz:
Le soudage effectué en chauffant les pièces avec des flammes obtenues à partir de gaz oxy-combustibles est généralement appelé «soudage au gaz». Ce procédé a été introduit industriellement en 1903 et a trouvé une utilisation intensive pendant près d'un demi-siècle. Cependant, avec le développement de méthodes plus sophistiquées, il est maintenant principalement utilisé pour l'assemblage de composants minces et les travaux de réparation de métaux ferreux et non ferreux. Le processus ne nécessitant aucune alimentation électrique, il est indispensable sur les nouveaux sites de projet, du moins au début.
L'intensité de la chaleur produite dans la flamme dépend du mélange de gaz oxy-combustible et des pressions relatives des gaz. Bien que normalement l'oxygène soit utilisé pour fournir un milieu pour la combustion du gaz combustible, mais parfois, l'air comprimé est également utilisé, mais avec un rendement thermique réduit et par conséquent une vitesse de soudage réduite; la qualité de la soudure est également altérée. Le choix d'un gaz combustible est donc important pour obtenir la vitesse de soudage et la qualité de soudure souhaitées.
Gaz utilisés dans le soudage au gaz:
Le gaz combustible généralement utilisé est l’acétylène. Toutefois, des gaz autres que l’acétylène peuvent également être utilisés, mais avec une intensité thermique inférieure, comme le montre la température atteinte avec différents gaz combustibles dans l’oxygène et l’air, comme indiqué dans le tableau 16.1.
Dans de rares cas, les gaz de cokerie, les vapeurs de kérosène et les vapeurs d'essence sont également utilisés comme gaz combustibles.
Propriétés, production et stockage de gaz:
Les gaz principalement utilisés dans le soudage au gaz oxy-combustible, à savoir l'oxygène et l'acétylène.
1. oxygène:
L'oxygène pur est un gaz clair, incolore, inodore, insipide et légèrement plus lourd que l'air. Un mètre cube d'oxygène à 20 ° C et la pression atmosphérique pèsent 1 à 33 kg. À la pression normale, il se liquéfie à une température de -182 à 9 ° C, formant un liquide limpide et bleuâtre. Un litre d'oxygène liquide pèse entre 1 et 14 kg et produit 860 litres d'oxygène gazeux par évaporation.
Sur le plan commercial, l'oxygène est produit soit par électrolyse de l'eau, soit plus souvent par liquéfaction de l'air atmosphérique. Le principe de base du processus de liquéfaction est que tous les gaz se vaporisent à des températures différentes. Ainsi, dans ce processus, l'air est d'abord lavé en passant par la soude caustique, puis la température est abaissée à environ -194 ° C, ce qui liquéfie tous les constituants de l'air.
Lorsque cet air liquéfié s'évapore lentement, l'azote et l'argon se vaporisent plus rapidement, laissant derrière eux de l'oxygène presque pur qui est ensuite évaporé et comprimé dans une bouteille en acier à une pression d'environ 1500 N / cm 2 (15 MPa) à une température ambiante de 20 ° C. L'oxygène est alors prêt à être transporté pour être utilisé dans le soudage ou le coupage oxyacétylénique.
L'oxygène comprimé lorsqu'il entre en contact avec de la graisse ou de l'huile les oxyde à un taux extrêmement élevé, de sorte qu'ils s'enflamment spontanément ou même explosent. C'est la raison pour laquelle les bouteilles d'oxygène doivent être protégées contre le contact avec les lubrifiants.
2. acétylène:
L'acétylène de qualité industrielle est un gaz incolore qui dégage une odeur nauséabonde en raison de la présence d'impuretés. Il est plus léger que l'air d'un facteur M et se dissout facilement dans les liquides.
L’acétylène sous pression devient très instable et présente un risque d’explosion; Lorsque comprimé à une pression de 15 à 20 bars * (0-15 - 0-20 MPa), il peut détoner par une étincelle électrique, une flamme nue ou lorsqu'il est chauffé à 200 ° C à une vitesse élevée. L'acétylène se décompose de manière explosive à une température supérieure à 530 ° C.
Même un mélange d'une quantité infime d'acétylène avec de l'oxygène ou de l'air peut exploser à la pression atmosphérique. cela nécessite un grand soin lors de la manipulation des équipements de soudage et de coupage oxyacétyléniques.
Un mélange oxy-acétylène sortant de la pointe d'une torche à gaz s'enflamme automatiquement à une température de 428 ° C.
L'acétylène est produit par la réaction de l'eau et du carbure de calcium. Le carbure de calcium est formé en fondant du coke ou de l'anthracite avec du calcaire à haute température dans un four électrique lors de la réaction suivante.
Le carbure de calcium ainsi produit est refroidi et broyé à différentes grosseurs et on le fait réagir avec de l'eau pour produire de l'acétylène qui est ensuite purifié en le frottant à l'eau pour le débarrasser des traces de soufre et de phosphore.
Dans la réaction ci-dessus, en fonction de la taille de la masse et des impuretés, 1 kg de CaC 2 générera 250 à 280 litres de gaz acétylène.
Les morceaux de carbure de calcium d'une taille inférieure à 2 mm sont classés en poussière ou en fines. Ils ne peuvent être utilisés que dans des générateurs d'acétylène spécialement conçus. Si de la poussière de carbure de calcium est utilisée dans un générateur ordinaire, elle risque de provoquer une explosion.
L'acétylène pour le soudage peut être fourni en cylindres ou généré à partir de carbure de calcium et d'eau prêt à être soudé dans des installations spéciales. L'acétylène étant auto-explosif à une pression supérieure à 2 bar, il ne peut pas être compressé directement dans des bouteilles de gaz ordinaires. Les bouteilles de stockage d'acétylène sont donc spécialement préparées en les emballant avec une émulsion de charbon, de pierre ponce et de terre pour infusion ou avec du silicate de calcium. Ces deux matériaux d'emballage sont hautement poreux, ce dernier étant à 92%.
Cet emballage poreux est conçu pour remplir complètement l’espace à l’intérieur des cylindres mais le divise en minuscules cellules. L'air est évacué de ces cellules et les espaces dans le matériau poreux sont remplis d'acétone capable de dissoudre 23 fois son propre volume d'acétylène pour chaque atmosphère de pression appliquée, permettant ainsi à l'acétylène d'être comprimé en toute sécurité jusqu'à 17 bars. L'acétylène ainsi stocké dans des bouteilles est appelé DA (acétylène dissous). La pression de l'acétylène dissous dans une bouteille entièrement remplie ne doit pas dépasser 1 à 9 MPa à 20 ° C.
Lorsque de l'acétylène est extrait du cylindre, de l'acétone peut également être emporté avec lui. Pour minimiser la perte d'acétone, l'acétylène ne doit pas être retiré à un débit supérieur à 1700 litre / heure. Une pression positive de 0, 05 à 0, 1 MPa doit toujours être laissée dans la bouteille d’acétylène vide à une température de 20 ° C, tandis qu’à une température de 35 ° C, la pression peut être de 0, 3 MPa.
En cours d’utilisation, les bouteilles d’acétylène doivent toujours rester debout, sans quoi une quantité excessive d’acétone risque de couler, ce qui donne à la flamme oxyacétylène une couleur violacée et entraîne des soudures de mauvaise qualité.
Bien que l'acétylène dissous soit pratique à utiliser, certains utilisateurs préfèrent produire leur propre réserve à partir de carbure de calcium et d'eau dans un appareil appelé générateur d'acétylène.
Deux méthodes principalement utilisées pour la génération d'acétylène sont:
(i) du carbure à l'eau, et
(ii) eau sur carbure.
La méthode carbure-eau est plus populaire. Il permet de décharger de petits morceaux de carbure d'une trémie dans un récipient contenant de l'eau, comme illustré à la Fig. 16-1. Ces générateurs peuvent être classés dans les unités à basse pression dans lesquelles la pression ne dépasse pas 10 XPa, les unités à moyenne pression avec une pression de 10 à 70 KPa et les unités à haute pression avec une pression de gaz de 70 à 150 KPa. Cependant, les types basse pression ou moyenne pression sont normalement utilisés dans la pratique.
Le débit de production dans un générateur portable basse pression est supérieur à 850 litre / heure, tandis que le générateur stationnaire à pression moyenne peut produire jusqu'à 169900 litre / h. L'acétylène produit dans les générateurs est appelé acétylène généré.
Configuration pour le soudage au gaz:
La configuration standard avec l'équipement de base minimum requis pour le soudage à l'oxyacétylène est illustrée schématiquement à la Fig. 16.2. Il se compose de bouteilles d'acétylène et d'oxygène munies chacune d'un régulateur de gaz permettant de réduire la pression de la bouteille à une pression de travail, de tuyaux permettant d'acheminer le gaz vers le chalumeau à l'aide d'un jeu de buses permettant d'obtenir les mélanges de gaz dans les quantités et qualités souhaitées. pour obtenir une flamme désirée pour le soudage. Chacune de ces unités joue un rôle essentiel dans le contrôle et l'utilisation de la chaleur nécessaire au soudage.
Allumage et réglage de flamme pour le soudage au gaz:
Une fois que l'équipement de soudage aux gaz est connecté conformément à la configuration illustrée à la Fig. 16.2, la procédure de soudage nécessite l'allumage d'une flamme oxy-acétylène, la manipulation de la torche pour déplacer la flamme dans le mouvement souhaité, à savoir, la technique de soudage, l'ajout de Métal d'apport pour le bain de soudure et utilisation de fondants pour obtenir la soudure de qualité requise.
La première étape dans l’allumage de la flamme consiste à ouvrir la vanne d’acétylène de la torche de soudage et à enflammer le gaz d’acétylène sortant de la pointe à l’aide de l’allumeur. Le gaz acétylène prend feu et brûle avec une combustion incomplète en aspirant de l'oxygène de l'air.
La procédure habituelle de réglage du débit de gaz acétylène consiste à ouvrir la vanne d’acétylène de la torche jusqu’à ce que la flamme se sépare de la pointe puis à se refermer légèrement pour que la flamme ne rejoigne que la pointe. Une telle flamme est de couleur orange et émet beaucoup de fumée en raison de l'excès de carbone libre libéré dans l'atmosphère. La soupape à oxygène de la torche est ensuite ouverte pour obtenir la flamme désirée, c'est-à-dire une carburation, une neutralité ou une oxydation.
Technique de soudage au gaz:
Il existe deux techniques de base, la soudure au gaz, en fonction de la direction de la torche de soudage: droit ou gauche et arrière ou droit; ces deux techniques sont illustrées à la Fig. 16.16. Lors du soudage préliminaire, le matériau de remplissage est maintenu devant la flamme, tandis que le soudage à l'envers le suit.
Lors du soudage préliminaire, la flamme est dirigée en avant de la soudure achevée, ce qui permet un chauffage plus uniforme des arêtes et un meilleur mélange du métal dans la soudure. Cela conduit également à une meilleure visibilité de la pièce en avant du bain de soudure. La flamme et la tige de remplissage lors du soudage à l'avance sont déplacées dans des motifs de tissage dont certains sont illustrés à la Fig. 16.17.
Le soudage à la volée assure une hauteur et une largeur plus uniformes du cordon de soudure, une vitesse de soudage plus élevée et un coût inférieur lors de l'application sur des épaisseurs de travail inférieures à 5 mm.
Le débit d'acétylène pour le soudage préalable des aciers doit être compris entre 100 et 120 litres / heure et par mm d'épaisseur de travail. Cette technique de soudage est également souvent utilisée pour les métaux à bas point de fusion.
Pour les matériaux de soudage plus épais que 5 mm, la soudure par revers est plus populaire. Dans le soudage à l'envers, la flamme est dirigée vers l'arrière contre la soudure terminée et aucun mouvement de tissage n'est requis, bien que la tige de remplissage puisse être déplacée dans un motif hélicoïdal mais avec des oscillations plus courtes que dans le soudage à l'avance.
Le soudage à l'envers est plus rapide pour les matériaux plus épais car l'opérateur peut maintenir le cône intérieur de la flamme plus près de la surface du bain de soudure, ce qui donne plus de chaleur au métal en fusion que lors du soudage à l'avance. Lors du soudage à l'envers, la flamme chauffe le métal déjà déposé et sert à traiter thermiquement le métal soudé et la zone affectée thermiquement. Le débit d'acétylène pour le soudage à l'envers de l'acier est généralement fixé à 120-150 litres / heure par mm d'épaisseur de travail.
Position et inclinaison de la torche:
La flamme oxyacétylénique est positionnée de sorte que les faces du joint se trouvent à 2, 6 mm du cône intérieur de la flamme qui se trouve dans la plume d’acétylène réductrice. Le cône intérieur ne doit jamais toucher la pièce ou la tige de remplissage, sinon cela pourrait entraîner la carburation du bain de soudure et provoquer des retours de flammes et des retours de flamme.
L'angle de la torche au travail contrôle le taux d'entrée de chaleur dans le travail; il est généralement de 60 ° à 70 ° pour la soudure à l’avant et de 40 ° à 50 ° pour la soudure au dos. L'angle de travail du métal d'apport à maintenir est généralement maintenu entre 30 ° et 40 ° pour les techniques de soudage à l'avance et à l'envers; toutefois, cela peut varier en fonction de la position de soudage et du nombre de passes ou de soudures.
Il est pertinent de maintenir la pointe de la tige de remplissage immergée dans le bain de soudure à tout moment pendant le soudage pour éviter tout contact avec l'air par la partie réductrice de la flamme.
Barres de remplissage:
Les techniques de soudage à l’avant et au dos peuvent être utilisées avec ou sans tige de remplissage. Le soudage effectué sans tige de remplissage s'appelle PUDDLING. Pour le puddling en position plate, l'angle de la torche au travail est maintenu compris entre 35 ° et 45 °. La pénétration dans les flaques d'eau peut même être obtenue en observant l'affaissement du métal, comme illustré à la Fig. 16.18. L'affaissement devrait être juste suffisant pour être perceptible. Le puddling est utilisé pour une épaisseur de métal inférieure à 3 mm.
Lorsque vous soudez avec la tige de remplissage, maintenez-la à environ 90 ° de la lèvre de soudure et maintenez l’angle de travail entre environ 45 °.
Les propriétés métallurgiques du dépôt de soudure peuvent être contrôlées par le choix optimal de la tige de remplissage. La plupart des tiges de remplissage pour le soudage au gaz contiennent des désoxydants permettant de contrôler la teneur en oxygène du bain de soudure. Le silicium est généralement utilisé à cette fin, bien que le manganèse puisse également être utilisé. Les scories formées par réaction de désoxydation forment une couche mince sur la surface du métal fondu qui contrôle de manière dominante la fluidité et la stabilité du cordon fondu. Une fluidité excessive du laitier peut gêner le soudage en position.
Les baguettes de remplissage utilisées pour le soudage des aciers de construction à faible et moyenne carbone ont généralement la composition suivante:
C = 0-25 - 0-30% Fe = reste
Mn = 1-2-1-5%
Si = 0-30-0-50%
Les barres de remplissage sont généralement spécifiées en trois qualités, RG 45, RG 60 et RG 65, ayant une résistance à la traction minimale de 315 420 et 470 MPa, respectivement. Normalement, aucune restriction sur la composition chimique n'est spécifiée.
Flux:
Un flux de soudage est nécessaire pour éliminer le film d'oxyde et maintenir une surface propre. Le flux fond au point de fusion du métal de base et constitue une couche protectrice contre la réaction avec les gaz atmosphériques. Le flux pénètre généralement au-dessous du film d'oxyde, le détache et le dissout souvent. Les flux sont commercialisés sous forme de poudre sèche, de pâte ou de solutions épaisses.
Les flux sous forme de poudre sont souvent appliqués en trempant la tige de remplissage chaude dans celle-ci. Une quantité suffisante de flux adhère à la tige pour assurer une action de flux appropriée lorsque la tige de remplissage est fondue par la flamme. Les flux vendus sous forme de pâte sont généralement peints sur la tige de remplissage ou le travail avec un pinceau. Des baguettes pré-revêtues dans le commerce sont également disponibles pour certains métaux. Les flux sont généralement utilisés pour le soudage au gaz de l'aluminium, de l'acier inoxydable, de la fonte, du laiton et du bronze au silicium.
Procédure de soudage:
Une fois que la flamme désirée est obtenue, elle est appliquée sur le travail à l’endroit souhaité et le soudage commence par une technique de coup droit ou de revers en fonction de l’épaisseur du matériau de travail.
La pénétration du cordon de soudure ainsi que le réglage de la torche (sélection de la flamme), la manipulation et les mouvements sont liés aux caractéristiques du bain de soudure. La pénétration du cordon est généralement égale au tiers de la largeur de la soudure pour les métaux minces, alors qu'elle est égale à la largeur des métaux plus épais, en particulier pour le soudage à l'envers.
Si la flaque de soudure a un aspect lisse et brillant avec un point flottant autour de sa périphérie externe, la torche est bien ajustée pour une flamme neutre. Ce point neutre, représenté à la Fig. 16.19, est associé à la présence d’oxydes dans la soudure et flotte en permanence le long des bords extérieurs du bain de soudure.
Si la taille du point augmente, cela indique un excès de carbone. Lorsque cela se produit, le bain de soudure s'encrasse et devient sale, avec une apparence mate indiquant que la flamme est du type à cémentation. Si la perle semble glauque, cela indique un excès d'oxygène, c'est-à-dire que la flamme est du type à oxydation.
La manipulation de la torche est considérée comme étant la plus difficile pour manipuler le bain de soudure lors du démarrage ou de l’arrêt de la soudure. Pour reprendre l'opération de soudage après une interruption, il est nécessaire de réchauffer le métal de base à environ 15 mm devant le cordon de soudure, le long de l'axe de la soudure.
Dès que le métal devient brillant en chauffant et que le point neutre est visible, la flamme est ramenée lentement dans la position où il faut recommencer le soudage. Une fois que le point désiré est atteint, la direction de la torche est inversée et la soudure commence à une vitesse supérieure pour tenir compte de la chaleur supplémentaire déjà mise dans cette partie du travail. Si la vitesse normale est maintenue, le cordon sera plus large.
La torche et la tige de remplissage sont généralement déplacées dans certains motifs, dont certains sont illustrés à la Fig. 16.17. Le point principal à retenir dans tous ces mouvements est que l’extrémité de la flamme ne doit pas quitter le bain de métal en fusion. Le métal de base doit être préchauffé et la flaque de soudure établie avant de commencer les mouvements.
Le mouvement du cordon en ligne droite ou du limon semble être le plus facile, mais il n’est pas si facile et un flacon de soudure ou un cordon de soudure de largeur égale est difficile à conserver. Ce mouvement n’est donc adopté que par des soudeurs expérimentés ou pour un procédé de soudage automatique.
Le soudage à l'oxyacétylène peut être utilisé pour le soudage à plat, horizontal, vertical ou en hauteur, mais les deux premières positions sont les plus couramment utilisées. Les soudures horizontales et aériennes sont généralement effectuées à l'aide de la technique de soudage à l'envers, tandis que les soudures verticales et inclinées sont réalisées en montée selon la technique du coup droit.
Lors du soudage à l'envers, la tige de remplissage doit avoir un diamètre égal à la moitié de l'épaisseur du travail, avec un maximum de 6 mm; tandis que pour le soudage à l'avance, le diamètre de la tige de remplissage doit être supérieur de 1 mm à celui du soudage à l'envers.
Le tableau 16.2 fournit les lignes directrices concernant les types de métal d'apport, de flamme et de flux recommandés pour le soudage de différents métaux et alliages:
Qualité de soudage pour le soudage au gaz:
Comparé au soudage à l'arc, le matériau est chauffé et refroidi à des vitesses inférieures lors du soudage au gaz, ce qui entraîne normalement la croissance du grain.
Lors du soudage à la flamme de cémentation, le bain de soudure entre en contact avec du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du carbone, susceptibles de provoquer la formation de carbure de fer par la réaction suivante:
3Fe + C → Fe 3 C ……………. (16.3)
3 Fe + 2CO → Fe 3 C + CO 2 ………… (16.4)
Le métal peut ainsi se carburer.
Dans le cas d'une flamme neutre, le bain de soudure et le métal d'apport entrent en contact avec CO et H2 dans la plume d'acétylène. Comme très peu de CO se forme, une telle réaction n’a pratiquement aucun effet. Si une flamme naturelle est utilisée pour le soudage des aciers à faible teneur en carbone, le CO et le H 2 n'ont pas beaucoup d'incidence sur les propriétés mécaniques de la structure soudée, à condition que celle-ci puisse refroidir lentement. Toutefois, la formation de H 2 dans une flamme neutre peut constituer un risque non négligeable pour le soudage du cuivre, de l’aluminium et de certains aciers fortement alliés, car elle provoque une fragilisation de l’hydrogène, entraînant un craquage et une porosité.
L'utilisation d'une flamme oxydante peut entraîner une forte oxydation de Fe, Si, Mn, C et d'autres éléments dans l'acier. Les oxydes tels que MnO et SiO 2 peuvent geler dans le métal fondu lors du refroidissement. Si les désoxydants tels que Si et Mn ne sont pas adéquats, cela peut conduire à une oxydation du fer entraînant une dégradation des propriétés mécaniques de la soudure. Dans un tel cas, la ductilité et la ténacité du métal fondu sont particulièrement réduites et de telles soudures peuvent avoir une durée de vie en fatigue réduite. Une flamme oxydante peut également entraîner des éclaboussures excessives.
Dans la soudure oxyacétylénique, la zone affectée par la chaleur s'étend normalement de 8 à 25 mm de part et d'autre de l'axe de la soudure.
Conception du joint de soudure pour le soudage au gaz:
La préparation des arêtes des joints dépend de la question de savoir si la soudure oxyacétylénique doit être réalisée avec ou sans le métal d'apport. Lorsque le fil d'apport est utilisé, son diamètre avoisine généralement la moitié de l'épaisseur de travail avec une limite maximale de 6 mm. Pour le soudage sans métal d'apport, le chevauchement du métal de base est égal à l'épaisseur de travail, comme indiqué à la Fig. 16.20.
Les conceptions de joints couramment utilisées pour le soudage oxyacétylénique sans métal d'apport comprennent le type à coin, à bride, à double bride et à recouvrement, comme indiqué sur la figure 16.21. Les soudures finies de ces types sont comparables à celles produites avec du métal d'apport ayant la même pénétration.
La soudure à l'oxyacétylène avec du métal d'apport est beaucoup plus utilisée que le puddling. La pénétration maximale dans ce processus est cependant limitée à environ 6 mm. Les matériaux plus épais que 12 mm doivent donc être soudés avec une préparation des arêtes pouvant aider à atteindre une pénétration complète de manière à atteindre une résistance maximale. La préparation des bords en biseau et en V, figure 16.22, est le plus souvent utilisée avec un angle de gorge de 60 ° à 90 °, bien que les angles de gorge de 65 ° à 70 ° soient plus populaires. L'ouverture des racines dans ces soudures est généralement maintenue entre 1, 5 et 4 mm, tandis que la face de la racine, lorsqu'elle est utilisée, est comprise entre 1, 5 et 3 mm.
Pour les matériaux de soudage d'une épaisseur supérieure à 12 mm, une préparation en double Vé ou en double distorsion, illustrée à la Fig. 16.23, est préférable pour éviter toute distorsion angulaire excessive.
Pour souder des tuyaux en position horizontale, il est courant de les souder par points avec un espacement égal en 3 à 6 points en fonction du diamètre du tuyau. Le soudage proprement dit est ensuite effectué par blocs, que le tuyau soit fixe ou rotatif.
Pour un tuyau rotatif, le soudage est effectué en maintenant les blocs en position haute symétriquement par rapport au diamètre vertical. Sur les tuyaux fixes, le raccord doit être réalisé en position verticale, inclinée et en tête, en utilisant la technique de marche arrière pour contrôler la distorsion.
Applications de soudage au gaz:
La soudure au gaz oxy-combustible est indispensable pour la réparation de pièces moulées ferreuses et non ferreuses, la maintenance et la réparation, le soudage de tubes de petit diamètre (jusqu'à 50 mm) et pour la fabrication légère.
En raison de cycles de chauffage et de refroidissement moins rigoureux que le soudage à l'arc, le soudage au gaz est largement utilisé pour le soudage de métaux durcissables tels que l'acier au carbone et certains aciers alliés.
La soudure au gaz des métaux épais est lente comparée à la soudure à l'arc, cependant la pénétration des racines est mieux contrôlée par la soudure au gaz; C’est pourquoi ce procédé est souvent utilisé pour la formation de racines dans les joints de tuyauterie, suivis de passes de remplissage par soudage à l’arc.
Une micro forme de soudure oxyacétylénique utilise une petite torche avec un joyau en saphir percé inséré dans la buse pour fournir un jet fin de gaz mélangés. Ces torches sont très utiles pour les travaux délicats comme dans le commerce de bijoux.
Variantes de soudage au gaz:
Il existe deux variantes principales du soudage oxy-combustible:
(i) Soudage à chaud,
(ii) soudage à l'eau.
(i) Soudage à chaud :
Lors du soudage à chaud, la totalité de la surface de chacune des pièces à souder est chauffée avant l'application d'une pression suffisante pour effectuer une soudure simultanément sur toute la surface. Il existe deux sous-variantes du processus appelées méthodes «Joint fermé» et «Joint ouvert».
une. Méthode du joint fermé:
Les faces à souder sont usinées ou rectifiées pour former des surfaces propres et lisses qui sont mises en contact sous pression. Le métal au niveau de l'interface et à proximité de celle-ci est chauffé à l'aide de chalumeaux oxyacétylène à flammes multiples refroidis par eau pour obtenir un chauffage uniforme tout autour.
Pour faciliter le travail, les sections rondes pleines ou creuses, comme les arbres ou les tuyauteries, sont généralement soudées avec des torches à anneau circulaire du type fendu illustré à la Fig. 16.24. Une fois que la température requise est atteinte, ce qui correspond généralement à environ 1 200 ° C pour les aciers à faible teneur en carbone, une pression axiale adéquate est appliquée pour affecter une soudure.
Pour souder des tuyaux en acier de 125 mm de diamètre et d'environ 6 mm d'épaisseur de paroi, il est nécessaire de maintenir l'extrémité adjacente sous une pression de 10, 5 MPa, laquelle est augmentée à environ 28 MPa après que les extrémités des tuyaux ont été chauffées à la température de soudage. Les cycles de pression sont différents pour différents métaux, comme indiqué dans le tableau 16.3.
Le type et les dimensions du joint, ainsi que l’ampleur des contrecoups obtenus lors du soudage sous pression à chaud de joints de différentes épaisseurs de métal sont présentés dans le tableau 16.4.
b. Méthode à joint ouvert:
Les machines pour le soudage par pression à chaud à joint ouvert sont similaires aux machines pour le soudage par étincelage en ce sens qu'elles disposent d'un alignement plus précis et d'une construction robuste pour résister aux forces de choc appliquées rapidement.
Généralement, la tête de chauffage est un brûleur plat de type multiple, comme illustré à la Fig. 16.25. Un bon alignement de la tête de chauffage avec la configuration du joint est important pour minimiser l'oxydation afin d'obtenir un chauffage uniforme et un retournement ultérieur. L'alignement des pièces à usiner peut être effectué à l'aide d'un bloc d'espacement amovible. Les surfaces coupées à la scie sont satisfaisantes pour le soudage car les extrémités sont parfaitement fondues avant que la soudure ne soit affectée.
La procédure générale pour le soudage sous pression à chaud à joint ouvert consiste à aligner les pièces et à placer la tête de cicatrisation entre elles pour un chauffage uniforme des surfaces d'extrémité. Une fois que les extrémités ont été chauffées à la température requise, comme l'indiquent les films fondus recouvrant les deux faces, la torche est retirée et les pièces sont rapidement rapprochées sous une pression constante de 28 à 35 MPa à l'interface permettant de réaliser la soudure. 16.26. Cette pression est maintenue jusqu'à ce que la perturbation cesse. La perturbation totale dépend à la fois de la pression appliquée et de la température du métal chaud. Aucune présélection de contrariété n'est effectuée.
Applications:
Le soudage au gaz sous pression à chaud peut être utilisé pour le soudage des aciers à faible et à forte teneur en carbone et des aciers alliés, de plusieurs métaux non ferreux et alliages, notamment les alliages nickel-cuivre, nickel-chrome et cuivre-silicium. Il peut également être utilisé pour souder des métaux différents.
Les applications spécifiques du soudage sous pression à chaud incluent le soudage de rails, de tiges en acier de construction, de tuyaux, de tubes et de ronds pleins. Ce processus est toutefois en train d'être remplacé rapidement par des procédés de soudage par étincelage et par soudage par friction.
ii) soudage à l'eau:
Le soudage à l'eau est un procédé de soudage micro-oxyhydrogène utilisé pour les travaux délicats et le commerce de bijoux.
L'hydrogène et l'oxygène nécessaires à ce processus sont générés par l'électrolyse de l'eau et les gaz mélangés sont acheminés vers une torche miniature dont l'extrémité est constituée d'une aiguille hypodermique. L'hydrogène brûle dans l'oxygène selon la réaction suivante.
2H 2 + O 2 → 2H 2 O + 116000 Cals ………… (16.7)
La flamme ainsi produite s'oxyde, mais elle peut être réduite en faisant passer les produits d'électrolyse sur de l'alcool, ce qui enrichit la flamme et réduit ainsi sa température. La puissance de la flamme peut être contrôlée en faisant varier le courant utilisé pour l'électrolyse.
L'équipement utilisé pour ce processus consiste en une unité compacte alimentée par le secteur. Parce que l'eau est utilisée comme source de carburant, le processus est généralement connu sous le titre trompeur de "Soudage à l'eau". La Fig. 16.27 montre une photographie de l'installation d'une telle unité.
