Transfert de métal dans GMAW

Après avoir lu cet article, vous en apprendrez davantage sur le processus de transfert de métal dans le soudage à l'arc au gaz et au métal (GMAW).

Les modes de transfert de métal successifs qui se produisent avec un courant croissant dans GMAW sont illustrés à la Fig. 6.7. Avec des électrodes de diamètre égal ou inférieur à 1, 6 mm, l’effet de pincement prédomine pour des courants jusqu’à 200 A. Le stade entre les modes globulaire et de pulvérisation se distingue par l’accélération initiale de la gouttelette. Si cette accélération est inférieure à celle de la gravité, il s'agit d'un transfert globulaire, sinon il s'agira d'un transfert par pulvérisation.

Pour un fil d'électrode de 1, 2 mm de diamètre, le courant de soudage supérieur à 200 A entraîne la formation de gouttes à la pointe d'une région conique. Le cône atteint un état quasi stationnaire avec le métal liquide s'écoulant à la base du cône et s'écoulant à son extrémité. Il a été démontré expérimentalement que pour une électrode en acier de 1, 2 mm de diamètre, la pointe de la pointe d'un crayon se formait pour un courant supérieur à celui auquel la pointe de l'électrode était complètement engloutie par la racine de l'arc visible.

La forme géométrique de la goutte à la pointe de l'électrode dépend, entre autres facteurs, de la polarité de l'électrode. En règle générale, l’électrode positive est la polarité utilisée pour GMAW. Avec cette polarité, le point d'anode se forme de manière presque symétrique autour de la pointe de l'électrode, comme indiqué sur la figure 6.8, et la forme de la goutte ou de la région fondue au niveau de la pointe de l'électrode est également symétrique axi.

Fig. 6.8 Configurations de fil d'électrode, de gouttelettes et d'arc pour GMAW avec électrode positive (grossissement 9.64): courant 220 A

Cependant, certains fils d’acier GMAW disponibles dans le commerce sont traités de manière appropriée et peuvent donc être utilisés avec des négatifs pour électrodes. A des courants élevés, le point cathodique se déplace de manière symétrique sur la partie inférieure de l'électrode et produit un transfert en flux continu. À des courants plus faibles, le point cathodique se comporte toujours de manière symétrique, mais seule la pointe de l'électrode fond et le métal se transfère par gouttes.

La plupart de la discussion ci-dessus est en relation avec le fil solide GMAW. Cependant, les films à haute vitesse de transfert de métal lors du soudage à l'arc avec fil fourré indiquent que le caractère du transfert varie en fonction du flux. Par exemple, avec un noyau de flux rutile, il se produit un transfert fin de type pulvérisation, tandis qu’avec un noyau de flux de base, le transfert s'effectue sous forme de gouttelettes relativement grosses qui se forment de manière asymétrique.

Le flux semble en partie transférer comme un matériau solide qui fond probablement lors du transfert dans le bain de soudure. Dans l'ensemble, il semble que, comme pour le procédé SMAW, le facteur dominant, tant pour le transfert de métal que pour la fréquence de transfert de gouttelettes, soit la composition du flux.

L’introduction du GMAW pulsé dans les années 1960 a permis d’obtenir un transfert par pulvérisation à des courants moyens plus faibles en introduisant des impulsions de courant pour détacher des gouttelettes à des intervalles contrôlés, contre un courant de fond plus faible qui maintenait l’arc et permettait la formation de gouttes fondues. Cela a permis d'utiliser le transfert par pulvérisation pour les matériaux plus minces et également dans diverses positions de soudage.

Tout comme le transfert de métal dans un courant GMAW à courant constant, il peut également être classé en pulvérisation projetée ou goutte à goutte et pulvérisation en flux. Toutes les caractéristiques des deux processus de transfert sont les mêmes pour le GMAW à courant constant et à impulsions. La première goutte transférée lors du soudage par courant pulsé est en mode pulvérisation en gouttes, mais les gouttelettes transférées pendant la même impulsion de courant seront en mode pulvérisation en continu.

Le temps nécessaire à la formation et au détachement d’une gouttelette est inversement proportionnel à la magnitude du courant de crête, mais est indépendant de sa durée. Une fois que le processus de rétreint a commencé, la gouttelette se détache au bout d'un temps spécifique, caractéristique du diamètre du fil et du courant de crête, et est indépendante du niveau de courant au moment de son détachement.