Les bases du soudage à l'arc : Guide pour débutants

Qu'est-ce que le soudage à l'arc ?

Le soudage à l'arc fusionne définitivement des pièces en utilisant une source d'alimentation pour générer un arc électrique entre une électrode montée sur une torche et un métal. Cet arc, un courant électrique circulant entre deux électrodes à travers une colonne de gaz ionisé, produit une chaleur suffisamment intense pour fondre le métal (environ 6500 °F à la pointe).

La chaleur provient d'une cathode chargée négativement et d'une anode chargée positivement. Les ions négatifs et positifs se heurtent dans la colonne de plasma à vitesse accélérée. L'électrode est généralement une baguette ou un fil spécialement préparé qui non seulement conduit le courant mais fond aussi pour apporter le métal d'apport au joint.

L'arc se forme entre la pièce et l'électrode (baguette ou fil) guidée le long du joint. Il fournit la chaleur pour fondre l'électrode et le métal de base, et parfois transporte le métal en fusion de la pointe de l'électrode vers la pièce.

Cette chaleur intense appliquée au joint fait fondre et mélanger les deux métaux avec un métal d'apport fondu intermédiaire. Cela fond à la fois le métal de base et l'électrode, créant des gouttelettes en fusion détachées et transportées vers la pièce à travers la colonne d'arc lorsque l'électrode est consommable.

En soudage TIG ou au carbone, il n'y a pas de gouttelettes fondues forcées à travers l'interstice ; le métal d'apport est fondu dans le joint à partir d'une baguette ou fil séparé.

Quoi qu'il en soit, ce bain de métal fondu est parfois appelé « cratère ». Le cratère se solidifie derrière l'électrode (voir « laitier » ci-dessous) à mesure qu'elle avance le long du joint. Le résultat est un lien de fusion métallurgique produisant un assemblage dont la résistance est similaire à celle des pièces. Cela diffère des procédés non-fusion où les propriétés mécaniques et physiques des matériaux de base ne peuvent être reproduites au joint.

Ce transfert de métal peut se faire de deux façons : Transfert par tension de surface (une goutte de métal fondu touche le bain et y est attirée par tension de surface) ou Arc pulvérisé (la goutte est éjectée du métal fondu à la pointe de l'électrode par un pincement électrique la propulsant vers le bain — idéal pour le soudage en position overhead).

Alimentation du soudage à l'arc :

Le circuit de base comprend une source d'alimentation. Il faut un chemin ionisé pour conduire l'électricité à travers l'interstice et une amorce pour démarrer l'arc (généralement une tension initiale suffisante pour provoquer une décharge, ou en touchant l'électrode à la pièce puis en la retirant quand la zone de contact chauffe).

On peut utiliser du courant continu (DC) avec électrode positive ou négative, ou du courant alternatif (AC). Le choix dépend du procédé, du type d'électrode, de l'atmosphère d'arc et du métal soudé. La source d'alimentation nécessaire est équipée des contrôles requis, connectée par un câble de travail à la pièce.

Protection de l'arc

La protection de l'arc est nécessaire car tout métal à haute température a une réactivité accrue aux éléments chimiques de l'air. Le procédé couvre l'arc et le bain fondu d'un gaz protecteur. Le gaz de protection empêche la contamination pendant l'assemblage, confirme la résistance des soudures et minimise le nettoyage post-soudage.

Soudage à l'arc robotique :

Depuis les années 1980, l'automatisation du soudage est devenue un processus robuste et mature, avançant rapidement pour répondre efficacement aux demandes de production fastidieuses à cadences élevées, tout en étant économique, fiable et en protégeant les opérateurs des tâches dangereuses.

Les systèmes robots 6 axes reproduisent les mouvements d'un bras humain dans une cellule et placent la torche exactement là où c'est nécessaire pour travailler en position efficace et reproductible.

Dans pratiquement tous les secteurs, le soudage est un moyen principal de fabrication et de réparation. Le soudage robotique inclut : soudage à l'arc, MIG, TIG, laser, points.

Ces avantages font croître le marché des robots de soudage plus vite que tout autre robot industriel. Estimation : la division soudage automatisé et accessoires vaudra 1,9 milliard $ en 2017.

Avantages du soudage robotique :

• Vitesse : Les systèmes robotiques travaillent sans pause 24/7. Moins de manipulation qu'en manuel, arc allumé 2 à 4 fois plus, augmentation dramatique du débit et de la productivité.
• Précision : Moins d'erreurs que le manuel, moins de gaspillage matière et temps. Bras fins pour atteindre zones difficiles.
• Constance : Soudures extrêmement constantes, confiance accrue dans la qualité produit.
• Sécurité : Protection des opérateurs contre flash, fumées, étincelles, chaleur. Réduction des risques d'indemnisation.
• Réduction des coûts : Moins de temps, main-d'œuvre directe réduite, économie d'énergie (moins de démarrages), matière économisée. Coûts d'assurance et accidents réduits. Compétitivité face aux pays à bas coûts.
• Qualité : Précision de suivi de chemin excellente, angle, vitesse, distance optimaux, répétabilité ±0,04 mm. Conditions optimales pour chaque joint, qualité constante 24/7, moins de retouches, rebuts, consommation fil, projections.
• Main-d'œuvre : Le soudage manuel reste nécessaire mais apporte défis : formation, recrutement, turnover coûteux. L'automatisation apporte stabilité et fiabilité.
• Flexibilité : Un robot peut souder MIG, TIG, SMAW, FCAW, SAW, PAW. Production variée avec changement rapide.
• Espace au sol : Moins d'espace que des postes de soudage manuel pour même rendement.

Lancez-vous dans le soudage à l'arc robotique dès aujourd'hui :

La demande pour l'automatisation du soudage à l'arc augmente face à la pénurie de soudeurs qualifiés et à la concurrence mondiale. Après avoir vu les avantages et votre ROI projeté, plus de conviction n'est nécessaire.

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