Stratégies pour une bonne préparation de la soudure

Quelle que soit l'application, la préparation adéquate du métal pour le soudage est essentielle pour produire des résultats de haute qualité, maintenir des niveaux de productivité constants et minimiser les coûts, en particulier les coûts liés aux reprises et aux temps d'arrêt.

Commencer avec la surface la plus propre possible augmente considérablement les chances d'obtenir une soudure solide et solide. C'est pourquoi il est important de doter les opérateurs des meilleures pratiques pour effectuer correctement et efficacement la préparation au soudage afin de rationaliser l'ensemble des opérations de soudage.

Ayez un plan
Pour une bonne préparation de la soudure, il est important d'avoir un plan avant de commencer. Sinon, il est facile de se lancer pleinement dans un projet qui semble simple et de découvrir rapidement que de nombreux facteurs peuvent entraîner des retards coûteux, des étapes supplémentaires ou des reprises. Avoir un plan vous aide également à résister à l'envie de prendre des raccourcis lorsque des problèmes surviennent.

Tenez compte de ces questions lors de l'élaboration de votre stratégie de préparation à la soudure :

• Quel procédé de soudage est-ce que j'utilise ? Si vous faites du soudage à l'arc sous protection (SMAW), vous pouvez souvent vous en sortir avec quelques impuretés à la surface du matériau, mais le processus nécessitera plus de nettoyage après le soudage et entre les passes. Le soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW) et le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) nécessitent généralement plus de préparation et une surface plus propre pour commencer à produire des soudures de qualité, mais nécessitent généralement moins d'efforts pour le nettoyage après soudage.
   
• Avec quel matériel est-ce que je travaille ? Certains matériaux, tels que l'acier laminé à chaud, ont une calamine épaisse sur la surface qui doit être complètement éliminée avant le soudage. Les matériaux plus durs comme l'Inconel durcissent et nécessitent des abrasifs haute performance, comme la céramique, pour la préparation des soudures. Les matériaux plus tendres et non ferreux comme l'aluminium peuvent être plus sensibles à la charge des roues et nécessitent un abrasif conçu pour empêcher l'accumulation de matériau dans l'abrasif.
   
• Quelle est l'exigence de finition finale ? Il est important de connaître et de comprendre toutes les exigences de finition lors du choix de votre abrasif. C'est une idée fausse courante que le choix d'un abrasif grossier fera le travail plus rapidement. N'oubliez pas que l'utilisation d'un abrasif grossier facilite également l'élimination de l'excès de matériau ou l'endommagement de la surface. Étant donné que le motif de rayures est plus grossier, il peut également être plus difficile de voir les imperfections de surface et les fissures lors de l'inspection visuelle. Bien qu'il puisse sembler que vous n'enleviez pas le matériau aussi rapidement avec un abrasif plus fin, il est souvent plus productif et peut empêcher les retouches et minimiser le nombre de passes pour obtenir la finition souhaitée en moins de temps.

Coupez, ajustez et biseautez
Une fois votre plan en place, la première étape de la préparation du métal pour le soudage consiste souvent à couper, ajuster et/ou biseauter le matériau de base. La quantité de soin et de préparation apportée à la coupe initiale peut réduire la quantité de travail nécessaire au nettoyage ultérieur.

Il existe de nombreux outils qui peuvent être utilisés pour la coupe, y compris une torche/coupe plasma, des cisailles, des tables laser/jet d'eau/CNC ou des outils manuels tels que des molettes de coupe. Chaque type a des avantages et des inconvénients.

Rendre la coupe initiale aussi nette, droite et cohérente que possible vous permettra de produire plus facilement des résultats de qualité. La coupe à main levée avec une meuleuse à angle droit est peu coûteuse, portable et ne nécessite pas autant de configuration et d'entretien que la plupart des autres options. Cependant, pour obtenir des coupes nettes et droites, une bonne dose de pratique et de compétence est nécessaire.

Un espace propre et constant entre les deux pièces à souder produira une soudure plus solide et plus constante avec moins de métal d'apport, ce qui permet de contrôler les coûts et de gagner du temps.

Préparer et nettoyer la surface
Une fois le matériau coupé et biseauté, il est temps de préparer la surface pour la passe de soudage initiale. L'élimination de toute calamine, produits chimiques, contaminants ou revêtements du matériau de base permet d'assurer une bonne pénétration de la soudure et d'éliminer les impuretés, la porosité et les inclusions. Assurez-vous de bien nettoyer la surface de travail à moins d'un pouce de chaque côté du joint.

Lors du nettoyage de certains aciers inoxydables et autres alliages, il peut être préférable d'utiliser de l'acétone et/ou une brosse métallique plutôt qu'un produit abrasif. La rouille, les revêtements en caoutchouc, la couche de poudre et la peinture sont suffisamment légers pour pouvoir être nettoyés plus efficacement avec une brosse métallique.

Si l'application nécessite un produit abrasif pour le nettoyage de la surface, réfléchissez à ce que vous essayez d'enlever. Pour la préparation de la soudure, commencez par une option moins grossière et n'augmentez l'agressivité que si nécessaire. Avec des revêtements plus lourds et des calamines, le choix se résume souvent à une meule ou à un disque à lamelles.

Les disques à lamelles sont couramment utilisés dans la préparation des soudures car ils sont faciles à contrôler et peuvent meuler, finir et mélanger en un seul produit. Une meule offre plus d'agressivité et de durabilité, ce qui est utile lorsque vous travaillez avec des joints irréguliers ou inégaux, comme les scories de chalumeau. Mais attention à ne pas être trop dur avec une meule car il est facile d'enlever trop de matériau de base.

Le gros grain n'est pas toujours le meilleur
Une erreur courante qui entraîne de la frustration, des retouches et des rebuts est de saisir l'abrasif le plus agressif disponible dans le but de faire le travail plus rapidement. S'il est vrai que les abrasifs plus grossiers et plus agressifs enlèveront le matériau plus rapidement, ce n'est pas toujours une bonne chose.

Pour les soudures les plus solides et les plus constantes, vous voulez une épaisseur de matériau et de paroi constante. Si vous utilisez un abrasif trop agressif, il peut creuser ou saper la surface. Et enlever trop de matière peut mettre la pièce finie en dehors des spécifications et tolérances finales.

Les meules dures éliminent généralement la calamine avec un minimum d'effort, mais elles nécessitent également un niveau de compétence plus élevé pour éviter d'enlever trop de matière. Les disques à lamelles à gros grain (24 et 36) et les abrasifs appliqués peuvent également faire le travail rapidement, mais ils peuvent se boucher ou se charger, ce qui fait perdre un temps précieux et augmente la fatigue et la frustration de l'opérateur. Vous pouvez améliorer considérablement les résultats en choisissant un abrasif conçu pour nettoyer le matériau et minimiser la charge en utilisant un revêtement de finition ainsi qu'un grain ouvert.

Selon le matériau et son état, un disque à lamelles abrasif à grain 60 peut fournir toute l'agressivité nécessaire et finalement faire le travail plus rapidement qu'un disque à lamelles à grain plus grossier. Le disque à grain 60 laisse une meilleure finition et est moins susceptible de se creuser et de se creuser, ce qui vous permet d'obtenir la finition souhaitée plus rapidement avec moins de passages, sans décoloration par la chaleur et moins d'effort. Chaque fois que vous pouvez réduire le nombre d'opérations secondaires, vous réduisez considérablement les coûts opérationnels.

Choisir le bon produit
Il existe plusieurs profils disponibles des différents produits abrasifs qui peuvent rendre le travail plus facile ou plus difficile.

Les roues à rayons sont beaucoup plus résistantes au chargement mais n'enlèveront pas le matériau de base, ce qui en fait un bon choix pour éliminer les contaminants de surface et les revêtements sans affecter le métal de base. Les abrasifs sont conçus pour couper et enlever le métal de base. En raison de leur construction, des revêtements lourds et des matériaux de base peuvent s'accumuler entre les grains et réduire leur capacité de coupe.

Lors de l'utilisation de disques à lamelles, le choix entre un type 27 (profil plat) ou un type 29 (profil conique) peut faire une différence significative. Le mauvais profil limitera en fait la quantité d'abrasif en contact avec le métal de surface. Choisissez un disque à lamelles de type 27 pour les angles de meulage inférieurs (5 à 10 degrés) et les applications à pression plus légère comme la finition et le mélange. Choisissez un disque à lamelles de type 29 lors du meulage à des angles plus élevés (15 à 30 degrés), ce qui est plus typique lorsque l'agression et l'enlèvement de matière sont plus importants.

Les brosses métalliques sont également disponibles dans différents styles et tailles. Le calibre du fil et le type de nœud sont les indicateurs de performance les plus efficaces. Les options incluent le cordon de limon, la torsion de câble et la torsion standard.

• Brosses à perles Stringer avoir des nœuds qui sont tordus très serrés pour un profil étroit. Ces brosses ont été conçues pour nettoyer les espaces restreints et les premières passes de soudure dans les soudures de pipeline et multipasses, mais elles sont couramment utilisées dans les applications de fabrication générales.
   
• Brosses de torsion de câble utilisez un nœud tordu jusqu'au bout et plus de fil dans le nœud pour lui donner plus de largeur, de rigidité et d'agressivité. Ils peuvent être beaucoup plus efficaces pour la préparation des soudures si vous n'avez pas spécifiquement besoin d'entrer dans un espace étroit de 1/8 pouce.
   
• Brosses torsadées standard avoir un nœud qui n'est pas tordu jusqu'au bord, permettant aux pointes de s'étendre à la fin, ce qui augmente la conformabilité. Ils sont efficaces pour les composants avec beaucoup d'imperfections de surface, de textures ou de contours. Les opérateurs inexpérimentés obtiennent souvent le nettoyage le plus efficace avec les brosses torsadées standard, car elles couvrent une empreinte plus large et sont plus faciles à contrôler.

Conseils de préparation à la soudure
Suivre certaines bonnes pratiques peut vous aider à optimiser les résultats de vos travaux de préparation, de nettoyage et de meulage des soudures.

• Réduire l'angle de meulage :  Lorsque vous utilisez une meule, un angle de meulage inférieur vous aide à maximiser le contrôle et à réduire le risque de gougeage. Le coin extérieur d'une meule est le plus agressif, donc plus l'angle d'approche est raide, plus la possibilité que la meule enlève plus de matériau de surface que souhaité et creuse ou creuse la pièce est grande. En diminuant l'angle, cela élargit la surface de contact de la meule avec la pièce et réduit l'agressivité de la meule.
   
• Surveillez votre pression : Si vous utilisez des roues à rayons, rappelez-vous que les pointes des fils sont conçues pour faire le travail. Si vous appuyez trop fort, les fils peuvent se plier et les pointes ne heurtent plus le matériau.
   
• Utilisez des traits cohérents : Entrez le coup de meulage en tirant plutôt qu'en poussant pour aider à contrôler l'agressivité de la meule. Meulez en ligne avec le matériau et utilisez des coups lisses et réguliers plutôt que des coups courts et saccadés. Cela permet d'obtenir des résultats efficaces avec les abrasifs appliqués et les abrasifs agglomérés.

• Évitez le grincement des bras : Lorsque vous n'utilisez que vos bras pour faire fonctionner une meule, la vibration de la roue peut avoir des conséquences néfastes sur vos poignets et vos avant-bras. Au lieu de cela, utilisez vos jambes et les gros muscles de votre corps pour vous aider à déplacer et à contrôler le broyeur. Déplacez tout votre corps dans la direction du mouvement plutôt que vos bras uniquement pour minimiser la fatigue.

Préparation du métal pour le soudage
Nettoyer et préparer correctement votre matériau de base est une première étape essentielle pour produire des soudures de haute qualité. N'oubliez pas que lorsque vous vous préparez à souder, vous voulez éliminer les impuretés et les revêtements de la surface - vous ne voulez pas enlever l'excès de matériau de surface. Choisir le bon produit pour la préparation au soudage et suivre les meilleures pratiques peut vous aider à obtenir les résultats souhaités.

Précédemment présenté sur le blog de Weiler.