Qu'est-ce que les électrodes de soudage ? - Un guide complet

Qu'est-ce que le revêtement de l'électrode de soudage ?

Les revêtements d'électrode doivent fournir une protection contre les gaz pour l'arc, un amorçage facile et une stabilité de l'arc, un laitier protecteur, une bonne forme de soudure et, surtout, un écran contre les gaz consommant l'oxygène environnant et protégeant le métal fondu fondu.

Différents types d'électrodes sont disponibles, le type étant souvent défini par la nature du revêtement.

Le revêtement d'électrode est recouvert d'un revêtement de relativement haute qualité appliqué en une couche de 1 à 3 mm d'épaisseur. Le poids d'un tel revêtement est de 15 à 30 % du poids de l'électrode. La plus grande partie du soudage se fait avec des électrodes enrobées. Cela limite le processus à une opération manuelle lente. Si le revêtement de flux est placé à l'intérieur d'un long tube, l'électrode peut se présenter sous la forme d'un fil nu sous la forme d'une bobine.

Ensuite, le processus d'arc blindé peut être rendu continu et automatique. L'objectif principal d'un revêtement léger est d'augmenter la stabilité de l'arc; le revêtement est également appelé revêtement ionisant. Étant donné que le revêtement de l'électrode est cassant, seules des électrodes en bâton droites peuvent être utilisées.

La fonction des revêtements d'électrode

• Améliorer la stabilité de l'arc en fournissant certains produits chimiques qui ont cette capacité en ionisant le trajet de l'arc
• Fournissez une atmosphère gazeuse protectrice pour empêcher l'oxygène, l'hydrogène et l'azote d'être captés par le métal en fusion.
• Laitier protecteur sur métal chaud
• Fournir un flux, qui aide à éliminer les oxydes et autres impuretés des métaux en fusion
• Réduire les éclaboussures de métal de soudure - lorsque le revêtement brûle plus lentement que le noyau.
• Agit comme désoxydant
• Ralentir la vitesse de refroidissement de la soudure (grâce à la couche protectrice de laitier) pour éviter le durcissement.
• Les revêtements sont normalement des isolants électriques et empêchent ainsi l'utilisation d'électrodes dans des rainures étroites, etc.,

Types de revêtements :

Bien qu'il existe des caractéristiques universelles dans chaque type de revêtement d'électrode, la composition chimique unique de chaque revêtement individuel fournira des propriétés différentes. Assurez-vous de rechercher les meilleures applications de chaque revêtement pour vous assurer de choisir celui qui convient bien à votre projet.

Cellulose :

Ces revêtements sont composés d'environ un tiers de cellulose et de deux tiers d'autres matières organiques. Lorsqu'ils sont exposés à l'arc de soudage, les matériaux se décomposent pour former trois gaz distincts :l'hydrogène, le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone qui renforcent l'arc. Cette force supplémentaire permet au courant de pénétrer plus profondément dans le métal, ce qui se traduit par des soudures plus solides.

Les revêtements de cellulose émettent également une couche de gaz pour protéger le bain de soudure des impuretés. La couche de gaz crée une barrière entre le métal et d'autres éléments, comme l'oxygène, l'azote et l'hydrogène, qui peuvent créer une porosité dans une soudure. La porosité est un poison pour une soudure, donc l'utilisation d'électrodes avec revêtement en cellulose peut aider à assurer des joints de soudure de meilleure qualité.

Les revêtements de cellulose sont disponibles dans une variété de mélanges chimiques, chacun avec ses propres propriétés uniques et ses meilleures applications. Bien que le composant cellulosique de la recette soit une règle générale, les matières organiques supplémentaires varient considérablement.

Minéral :

Les revêtements minéraux laissent une couche de laitier sur la soudure. Bien que le laitier puisse sembler être un effet secondaire ennuyeux, il sert en fait un objectif très utile. Le laitier d'une électrode à revêtement minéral refroidit beaucoup plus lentement qu'une électrode à revêtement de cellulose et que le matériau soudé en dessous.

Cela laisse le temps aux impuretés de filtrer à la surface du métal, les empêchant de compromettre la structure de la soudure.

Mélange :

Les revêtements d'électrodes avec une combinaison de cellulose et de minéraux sont un choix populaire parmi les fabricants car ils offrent le meilleur des deux mondes. Étant donné que ces revêtements peuvent contenir de quelques composants à plus de 10 ingrédients différents, la diversité chimique de ces revêtements offre une gamme d'avantages significatifs.

Avoir à la fois une protection contre les gaz de protection et les scories sur une soudure peut être extrêmement utile lorsque vous travaillez avec des métaux de base particulièrement capricieux.

Revêtement d'électrode le plus courant :

Bien que certaines applications nécessitent des revêtements et des caractéristiques d'électrodes spécifiques, voici cinq des revêtements d'électrodes de soudage les plus courants que vous rencontrerez probablement.

Électrodes en cellulose :

Bien adaptées au positionnement vertical, les électrodes de cellulose laissent derrière elles une très fine couche de laitier très facile à enlever. Les revêtements de cellulose se décomposent en hydrogène et en dioxyde de carbone lorsqu'ils sont chauffés. Cela fournit une couche de gaz protecteur efficace sur le bain de soudure.

Cependant, cela peut également exposer la soudure à un risque de fragilisation par l'hydrogène. Dans leur forme la plus pure, les revêtements de cellulose fonctionnent mieux avec DC. Cependant, l'ajout de différents éléments au revêtement peut également permettre une utilisation avec AC. Les électrodes en cellulose vous offrent toute la facilité d'un revêtement rutile, mais avec une pénétration plus profonde et des scories moins problématiques.

Électrodes rutiles :

Presque identique à la cellulose, la principale différence est que le rutile a un pourcentage plus élevé de dioxyde de titane. Cela crée un bouclier gazeux d'oxygène, d'azote, de carbone et d'hydrogène, ce qui rend les électrodes rutiles bien adaptées au soudage de l'acier à faible teneur en carbone.

Cependant, les scories des électrodes rutiles peuvent avoir tendance à laisser des traces de titane dans le métal déposé. L'ajout de cellulose aux revêtements d'électrodes de rutile offre une protection supplémentaire sur le bain de soudure. Ces électrodes produisent des niveaux inférieurs d'émissions de projections et de fumées et sont idéales pour une utilisation dans toutes les positions.

Électrodes d'oxyde de fer :

Convient à la fois au courant alternatif et au courant continu, les électrodes à oxyde de fer produisent des scories très faciles à éliminer de la soudure. La composition chimique de ce revêtement est riche en oxygène et peut avoir tendance à provoquer des dépôts de soudure dont la résistance globale est plus faible.

Cependant, le risque de fragilisation par l'hydrogène est nettement inférieur à celui des électrodes en cellulose. Les électrodes en oxyde de fer offrent un excellent contrôle de l'arc et permettent un placement net et précis des cordons.

Électrodes de base :

Aussi appelées électrodes contrôlées à l'hydrogène, ces électrodes nécessitent un peu plus de soin avant le soudage. Les électrodes doivent être stockées dans un endroit sec et cuites avant utilisation. Le non-respect de cette consigne peut créer une composition chimique instable dans le revêtement, entraînant une structure de soudure compromise.

Les électrodes basiques déposent un faible niveau d'hydrogène contrôlé qui minimise le risque de porosité et de fissuration dans une soudure. Si elles sont correctement stockées et entretenues, ces électrodes constituent une excellente option pour travailler l'acier.

Électrodes en poudre de fer :

Ces électrodes sont des variantes d'autres revêtements d'électrode résultant de l'ajout de poudre de fer à un mélange. Les poudres métalliques deviennent un ajout de plus en plus populaire aux mélanges de revêtement d'électrode car elles peuvent aider à augmenter l'efficacité et la qualité globale de la soudure. Les électrodes de puissance en fer sont une variante courante des électrodes en cellulose qui permettent à l'électrode d'être utilisée avec le courant alternatif.

Lorsque vous travaillez avec un type de soudage qui nécessite des électrodes enrobées séparées, prendre le temps de comprendre les différentes options disponibles peut faire ou défaire un projet. N'oubliez pas de prendre en compte des facteurs supplémentaires, tels que la position, la résistance à la traction et les métaux de base, lors du choix d'une électrode.

types d'électrodes de soudage

Les baguettes utilisées pour le soudage MIG et à la baguette sont des exemples d'électrodes consommables. Ils ont un matériau de remplissage, qui fond pour créer des joints de soudure.

Le soudage TIG, quant à lui, utilise des électrodes non consommables. Ces électrodes sont principalement constituées de tungstène, qui ne fond pas (contrairement aux électrodes consommables) en raison de son point de fusion élevé. Il fournit simplement un arc électrique pour le soudage. Le matériau de remplissage est fourni à l'aide d'un fil alimenté manuellement.

Par conséquent, la principale différence entre les deux est que les électrodes consommables fondent, contrairement aux électrodes non consommables.

Les deux catégories ont également plusieurs types d'électrodes.

Électrodes consommables

Les électrodes consommables sont la clé du soudage à l'électrode enrobée, MIG et à l'arc avec fil fourré. Les électrodes consommables utilisées pour le soudage à la baguette sont appelées électrodes à baguette. Il s'agit notamment des électrodes à revêtement épais, de l'arc blindé et des électrodes à revêtement léger.

1. Électrodes enrobées légères

Comme leur nom l'indique, les électrodes à revêtement léger ont une fine couche sur leur surface, qui est appliquée par des méthodes telles que la pulvérisation et le brossage.

Ces électrodes et leurs revêtements sont fabriqués à partir de plusieurs matériaux différents. Le matériau d'apport présente de nombreuses similitudes avec le métal de base qui est soudé.

Le revêtement léger sert également un autre objectif vital. Ce revêtement réduit les impuretés, telles que le soufre et l'oxyde, pour donner une soudure de meilleure qualité. Il permet également une fusion plus homogène du matériau d'apport afin que vous puissiez créer un cordon de soudure lisse et fiable.

Le revêtement étant mince, le laitier produit n'est pas trop épais. Les électrodes à arc blindées présentent certaines similitudes avec les électrodes à revêtement léger. La principale différence est qu'ils ont un revêtement plus épais. Ces électrodes à usage intensif conviennent aux applications de soudage plus exigeantes, par exemple le soudage de la fonte.

2. Électrodes nues

L'utilisation d'électrodes nues peut être délicate car l'arc est quelque peu instable et difficile à contrôler. Le revêtement léger augmente la stabilité de l'arc électrique, vous facilitant ainsi sa gestion. Les électrodes nues ont des applications limitées. Par exemple, ils sont utilisés pour souder l'acier au manganèse.

3. Électrodes à arc blindées

Les électrodes à arc blindées ont trois types de revêtements différents, qui servent à des fins différentes. Un type de revêtement contient de la cellulose et utilise une couche de gaz protecteur pour protéger la zone de soudure. Le deuxième type de revêtement contient des minéraux qui produisent des scories. Le troisième type de revêtement est une combinaison de minéraux et de cellulose.

Les électrodes à arc blindées génèrent une couche de gaz protecteur, qui forme une barrière efficace pour protéger la zone de soudage à chaud de la contamination et de la corrosion par l'air ambiant. Il en résulte des soudures plus solides et plus fiables. La zone de soudure chauffée doit être protégée des gaz atmosphériques tels que l'azote et l'oxygène, qui réagissent avec le métal à haute température pour produire des soudures cassantes, poreuses et faibles.

Les électrodes à arc blindées minimisent le soufre, les oxydes et d'autres types d'impuretés dans le métal de base pour donner des soudures régulières, lisses et propres. Ces électrodes enrobées produisent également un arc électrique plus stable que les électrodes nues, ce qui rend le soudage plus facile à gérer et réduit les éclaboussures.

Les électrodes à arc blindées produisent également des scories en raison du revêtement minéral. Ce laitier semble être un problème à enlever, mais il sert un objectif bénéfique. Il se refroidit beaucoup plus lentement que les électrodes à arc blindées. Ce processus attire les impuretés et les envoie à la surface. Par conséquent, vous obtiendrez des soudures de haute qualité, propres, durables et solides.

Électrodes non consommables

Les électrodes non consommables sont plus simples à comprendre, non seulement parce qu'elles ne fondent pas, mais aussi parce qu'il n'en existe que deux types.

1. Électrodes de carbone

Le premier type est l'électrode de carbone qui est utilisée à la fois pour la coupe et le soudage. Cette électrode est en graphite de carbone. Il peut être recouvert d'une couche de cuivre ou laissé nu.

L'American Welding Society n'a publié aucune spécification pour ce type d'électrode. Cependant, des spécifications militaires existent pour les électrodes en carbone.

2. Électrodes de tungstène et leurs différents types

Le deuxième type d'électrode non consommable est l'électrode de tungstène, qui est utilisée pour le soudage TIG. Ces électrodes sont constituées de tungstène pur (qui ont des marques vertes), de tungstène contenant 0,3 à 0,5 % de zirconium (celles-ci ont des marques brunes), de tungstène avec 2 % de thorium (qui ont des marques rouges) et de tungstène contenant 1 % de thorium (qui a marques jaunes).

Les électrodes non consommables en tungstène pur ont une utilisation limitée et conviennent aux travaux de soudage légers. Il y a deux raisons à cela. Premièrement, le tungstène pur ne possède pas la durabilité et la résistance des alliages de tungstène. Deuxièmement, le tungstène pur peut avoir des problèmes avec des courants élevés.

Les électrodes en tungstène avec 0,3 à 0,5 % de zirconium offrent d'excellents résultats avec le courant alternatif. Elles constituent une amélioration par rapport au tungstène pur, mais pas aussi bonnes que les électrodes en tungstène à teneur en thorium.

Les électrodes en tungstène contenant 1 à 2 % de thorium sont parmi les électrodes non consommables les plus utilisées car elles durent plus longtemps et ont une résistance plus élevée que les autres types d'électrodes en tungstène. Ils peuvent être utilisés pour des courants plus élevés par rapport aux électrodes en tungstène pur. Ces électrodes offrent également un meilleur contrôle de l'arc et sont plus faciles à démarrer.

Lors de l'utilisation d'une électrode de tungstène, il est préférable d'utiliser le courant maximal autorisé si elles ont un cylindre ordinaire, sinon il devient difficile de contrôler l'arc et de le maintenir.

Pour un meilleur contrôle et une meilleure stabilité de l'arc, vous devez meuler les pointes de ces électrodes jusqu'à un certain point, c'est-à-dire que vous devez rendre les pointes coniques. Si vous faites cela, vous devrez sélectionner le démarrage par contact au lieu des machines à souder à courant continu.

N'oubliez pas que les électrodes en tungstène avec du thorium et du zirconium auront une durabilité améliorée par rapport aux électrodes en tungstène pur si vous optez pour des électrodes coniques utilisant le démarrage tactile.