Qu'est-ce que le soudage à la baguette ? - Équipement et comment le faire

Le soudage à la baguette est réalisé en amorçant un arc électrique entre une électrode métallique et la pièce à usiner. Un courant électrique traverse l'électrode et la fond dans la pièce et forme un bain de soudure. L'électrode est recouverte d'une couche de flux qui fond et protège le bain de soudure de la contamination par l'atmosphère.

Le flux forme une couche de laitier à former au-dessus du cordon de soudure qui devra être écaillée et brossée une fois la soudure terminée. C'est une procédure simple qui est populaire auprès des soudeurs extérieurs car elle n'est pas affectée par le vent - contrairement au soudage MIG et TIG qui utilise des bouteilles de gaz.

Qu'est-ce que le soudage à la baguette (SMAW) ?

Le soudage à l'arc sous protection (SMAW), également connu sous le nom de soudage à l'arc manuel (MMA ou MMAW), le soudage à l'arc sous protection contre le flux ou, de manière informelle, le soudage à la baguette, est un procédé de soudage à l'arc manuel qui utilise une électrode consommable recouverte d'un flux pour poser le souder.

Un courant électrique, sous forme de courant alternatif ou de courant continu provenant d'une alimentation électrique de soudage, est utilisé pour former un arc électrique entre l'électrode et les métaux à assembler. La pièce et l'électrode fondent en formant un bain de métal en fusion (le bain de soudure) qui se refroidit pour former un joint.

Au fur et à mesure que la soudure est posée, le revêtement de flux de l'électrode se désintègre, dégageant des vapeurs qui servent de gaz de protection et fournissant une couche de laitier, qui protègent tous deux la zone de soudure de la contamination atmosphérique.

En raison de la polyvalence du procédé et de la simplicité de son équipement et de son fonctionnement, le soudage à l'arc sous protection métallique est l'un des premiers et des plus populaires procédés de soudage au monde.

Il domine les autres procédés de soudage dans l'industrie de la maintenance et de la réparation, et bien que le soudage à l'arc avec fil fourré gagne en popularité, le SMAW continue d'être largement utilisé dans la construction de structures en acier lourdes et dans la fabrication industrielle. Le processus est principalement utilisé pour souder le fer et les aciers (y compris l'acier inoxydable), mais les alliages d'aluminium, de nickel et de cuivre peuvent également être soudés avec cette méthode.

De quoi avez-vous besoin pour démarrer une soudure ?

1. Équipement de sécurité

Lors du soudage, la considération la plus importante est toujours votre sécurité. Vous devez lire et suivre toutes les informations et instructions de sécurité fournies avec le manuel pour tout équipement que vous utilisez lors du soudage à la baguette.

Lors du soudage, vous aurez besoin d'une protection corporelle pour vous protéger de la chaleur, des rayons ultraviolets et des étincelles produites par l'arc. Des vêtements à manches longues ignifuges protégeront votre corps, tandis que des lunettes de sécurité et un casque de soudeur protégeront votre tête et vos yeux.

Le soudage ne doit être effectué que lorsqu'il y a une ventilation adéquate en raison des fumées émises. Si vous êtes à l'extérieur dans une brise, tout ira bien, mais si vous êtes à l'intérieur, vous avez besoin de ventilation. L'échappement est le meilleur moyen d'éliminer les fumées de la zone.

2. Soudeur à la baguette

Vous ne pourrez pas faire de soudage à la baguette sans un soudeur à la baguette. Vous pouvez soit utiliser une soudeuse polyvalente qui vous permettra d'effectuer plus d'un type de soudage, par exemple, MIG, TIG &Stick. Ou vous pouvez utiliser une soudeuse à bâton uniquement, ce qui est beaucoup moins cher.

Il existe de nombreux soudeurs sur le marché. Vous pouvez consulter notre guide complet sur le choix d'un soudeur à baguette pour plus d'aide à ce sujet.

3. Pince de masse

Votre pince de masse viendra généralement avec la soudeuse. s'il doit être branché sur la soudeuse à baguette et serré sur la pièce.

4. Outils d'élimination des scories

Le soudage à la baguette produit des scories sur votre soudure. Pour cette raison, vous devrez nettoyer la soudure après l'avoir fait. Il est préférable d'utiliser un copeau de scories et un marteau pour éliminer les scories, puis de frotter avec une brosse métallique.

5. Choisir votre électrode

Il existe des centaines de types différents d'électrodes enrobées, et vous devrez choisir celle qui correspond à votre projet de soudage. Les plus populaires sont 6010, 6011, 6012, 6013, 7014, 7024 et 7018.

Lorsque vous travaillez sur de l'acier doux, n'importe quelle électrode E60 ou E70 fera l'affaire. Le 7018 est probablement l'électrode la plus populaire de tous et produit des soudures très solides, mais le 6013 est un bon choix pour les débutants.

Pour comprendre quelle électrode choisir, vous devez comprendre ce que signifie chacun des 4 chiffres.

• Les deux premiers chiffres indiquent la résistance à la traction minimale. Par exemple, une électrode de résistance à la traction de 60 000 psi commencera par 60. Cela devra correspondre aux propriétés de résistance du métal de base.
• Le troisième chiffre indique dans quelles positions l'électrode peut être utilisée lors du soudage. Le numéro un représente la possibilité d'être utilisé dans n'importe quelle position, tandis que le numéro 2 ne peut être utilisé qu'en position à plat.
• Le quatrième chiffre vous indique le courant que vous pouvez utiliser pour l'électrode et le revêtement de l'électrode. Nous avons un tableau de référence pour cela ci-dessous.

6. Configuration du soudage à la baguette

Le soudage à la baguette est une configuration assez simple. N'oubliez pas que vos paramètres de polarité dépendront de l'électrode que vous utilisez, alors assurez-vous de bien vérifier s'il s'agit de AC/DC-/DC+. Pour commencer, essayez des électrodes 6013 sur DCEN sur une plaque d'acier de 3/16 de pouce.

Comment poser votre première soudure à la baguette

Donc, vous avez tout mis en place, maintenant vous êtes prêt à poser une soudure. Assurez-vous que vos paramètres sont tous corrects et obtenez quelques morceaux de ferraille et placez-les comme un joint bout à bout. Le soudage à la baguette nécessite un peu d'habileté, il est donc toujours préférable de s'entraîner d'abord sur de la ferraille avant de se lancer et de commencer à essayer de souder sur un projet réel.

Frapper l'Arc

Une fois que l'électrode complète est dans le porte-électrode, allumez la soudeuse. Pour frapper l'arc, placez la pointe de l'électrode sur le métal et faites-la glisser rapidement comme si vous frappiez une allumette. Une fois l'arc formé, soulevez très légèrement l'électrode et vous pourrez ensuite tirer également sur le métal.

L'électrode colle au métal le casse en lui donnant une légère torsion. Si l'arc se coupe, c'est que vous avez soulevé l'électrode trop haut de la surface et que vous devriez la faire descendre. Une fois que l'arc est allumé, il devrait faire un bruit comme du bacon frit, il semble fort et agressif, alors vous devez baisser l'ampérage.

Déplacement de l'électrode

Une fois que vous avez allumé l'arc, vous devez déplacer l'électrode à travers le joint pour effectuer la soudure. Avant de déplacer l'électrode, vous devez l'avoir à l'angle correct qui se situe entre 15 et 30 % par rapport à la verticale.

Angle de soudage à la baguette

Une fois que vous l'avez à l'angle correct, vous devez tirer lentement l'électrode vers vous. Vous ne pouvez pas pousser l'électrode car le laitier sera piégé dans le bain de soudure et provoquera une porosité.

Vous devrez garder une main ferme, alors essayez de poser votre autre coude sur la table et de tenir votre main qui tient l'électrode pour la stabiliser. Testez-le plusieurs fois et dépannez en utilisant la section de dépannage à la fin de cet article.

Autres postes de soudage

Si vous soudez d'angle une soudure en T à l'envers, vous devez ajuster l'angle à environ 35 % par rapport à l'horizon tonal. En effet, la soudure commencera à tomber légèrement en raison de la force de gravité si l'angle n'est pas ajusté pour aider à repousser le cordon contre la force de gravité.

Plus il y a de scories créées, plus l'angle dont vous aurez besoin sera grand. Si votre angle est trop petit, le laitier tombera dans votre bain de soudure et provoquera des défauts de soudure.

Erreurs courantes et comment les réduire

Lorsque vous commencez à souder à la baguette, il est probable que vous fassiez des erreurs, même si vous avez de l'expérience en MIG ou TIG. Les erreurs les plus courantes que je vois sont d'avoir un arc trop long, d'avoir le mauvais angle de traînée, de souder à la mauvaise vitesse et à la mauvaise température.

• Beaucoup d'éclaboussures : Il y a de nombreuses causes pour avoir trop d'éclaboussures lorsque vous soudez, l'une des plus courantes étant que l'arc soit trop long. Vous ne devez tenir l'électrode que très légèrement au-dessus de la pièce, sinon l'arc ne pourra pas se concentrer et sautera de manière erratique au lieu d'être lisse. S'il y a des éclaboussures et que l'arc laisse échapper un fort grincement, vous avez probablement un ampérage trop élevé et vous devriez le baisser.
• Porosité : L'une des principales causes de porosité dans une soudure à la baguette est d'avoir l'électrode à un angle trop raide. Si vous ne gardez pas le laitier à l'arrière du bain de soudure en tirant l'électrode vers l'arrière en biais, le laitier se mélangera à la flaque et provoquera une porosité.
• Coupe : Undercut a un petit cratère au pied de la soudure entre la soudure et la plaque métallique, ce qui rend la soudure plus faible. Si vous avez une contre-dépouille et que la soudure semble grillée, essayez de baisser l'ampérage car il fait trop chaud.
• Cordon de soudure fin : Le cordon de soudure idéal sera d'environ 2,5 fois le diamètre de l'électrode. Si la soudure est vraiment étroite, elle n'aura pas une pénétration suffisante. Essayez de ralentir d'environ la moitié de la vitesse à laquelle vous tiriez initialement l'électrode et vous devriez voir de meilleurs résultats.
• Cordon de soudure grumeleux : Si vous tirez l'électrode trop lentement, le métal d'apport s'accumulera et sera grumeleux. Une autre cause est un ampérage trop faible, ce qui limitera la pénétration et fera en sorte que le métal d'apport repose simplement sur le joint.
• Problème de démarrage de l'arc : Si vous avez du mal à démarrer l'arc, ce sera parce qu'il fait trop froid, ce qui provoque un arc faible. Essayez de l'augmenter d'environ 15 ampères et voyez si c'est plus facile.

Cinq étapes pour améliorer votre technique de soudage à la baguette

Pour de nombreuses personnes, en particulier celles qui sont novices ou qui ne soudent peut-être pas tous les jours, le soudage à la baguette, autrement connu sous le nom de soudage à l'arc sous protection (SMAW), est l'un des processus les plus difficiles à apprendre. Les soudeurs expérimentés qui peuvent ramasser un dard, insérer une électrode et effectuer de superbes soudures à chaque fois peuvent inspirer une grande admiration pour le reste d'entre nous. Ils donnent l'impression que c'est facile.

Le reste d'entre nous peut avoir du mal avec cela, cependant. Et nous n'avons pas à le faire, pas si nous prêtons attention à cinq éléments de base de notre technique :le réglage du courant, la longueur de l'arc, l'angle de l'électrode, la manipulation de l'électrode et la vitesse de déplacement ou CLAMS, pour faire court. Aborder correctement ces cinq domaines de base peut améliorer vos résultats.

1. Pré-Préparation

Bien que le soudage à la baguette puisse être le processus le plus tolérant sur le métal sale ou rouillé, ne l'utilisez pas comme excuse pour ne pas nettoyer correctement le matériau. Utilisez une brosse métallique ou une meuleuse pour enlever la saleté, la crasse ou la rouille de la zone à souder.

Ignorer ces étapes réduit vos chances de faire une bonne soudure la première fois. Des conditions impures peuvent entraîner des fissures, une porosité, un manque de fusion ou des inclusions. Pendant que vous y êtes, assurez-vous d'avoir un endroit dégagé pour la pince de travail. Une bonne connexion électrique solide est importante pour maintenir la qualité de l'arc.

Positionnez-vous de manière à avoir une bonne vue sur le bain de fusion. Pour une meilleure vue, gardez la tête sur le côté et hors des fumées de soudure pour vous assurer que vous soudez dans le joint et que vous maintenez l'arc sur le bord d'attaque de la flaque d'eau. Assurez-vous que votre position vous permet de soutenir et de manipuler confortablement l'électrode.

Ne vous découragez pas ! Il existe une courbe d'apprentissage avec le soudage à la baguette, dont beaucoup pensent qu'elle tire son nom du fait qu'en apprenant à souder, tout le monde colle l'électrode sur la pièce.

2. Paramètre actuel

L'électrode que vous sélectionnez déterminera si votre machine doit être configurée en DC positif, DC négatif ou AC. Assurez-vous qu'il est correctement configuré pour votre application. (L'électrode positive fournit environ 10 % de pénétration en plus à un ampérage donné que le courant alternatif, tandis que la polarité droite continue, l'électrode négative, soude mieux les métaux plus fins.)

Le réglage correct de l'ampérage dépend principalement du diamètre et du type d'électrode que vous sélectionnez. Le fabricant d'électrodes indique généralement les plages de fonctionnement de l'électrode sur la boîte ou les matériaux inclus.

Sélectionnez votre ampérage en fonction de l'électrode (une règle générale est de 1 ampère pour chaque 0,001 pouce de diamètre d'électrode), de la position de soudage (environ 15 % de chaleur en moins pour les travaux en hauteur par rapport à une soudure à plat) et de l'inspection visuelle du soudure terminée. Ajustez votre soudeuse de 5 à 10 ampères à la fois, jusqu'à ce que le réglage idéal soit atteint.

3. Longueur de l'arc

La longueur d'arc correcte varie avec chaque électrode et application. Comme bon point de départ, la longueur de l'arc ne doit pas dépasser le diamètre de la partie métallique (noyau) de l'électrode. Par exemple, une électrode 6010 de 1/8 de pouce est maintenue à environ 1/8 de pouce du matériau de base.

4. Manipulation d'électrode

Chaque soudeur manipule l'électrode un peu différemment. Développez votre propre style en observant les autres, en pratiquant et en notant quelles techniques produisent les meilleurs résultats. Notez que sur un matériau de 1/4 de pouce et moins, le tissage de l'électrode n'est généralement pas nécessaire car le cordon sera plus large que nécessaire. Dans de nombreux cas, une perle droite suffit.

Pour créer un cordon plus large sur un matériau plus épais, manipulez l'électrode d'un côté à l'autre, en créant une série continue de cercles se chevauchant partiellement dans un motif en « Z », en demi-cercle ou en alternance. Limitez le mouvement latéral à deux fois le diamètre du noyau de l'électrode. Pour couvrir une zone plus large, faites plusieurs passages ou utilisez des cordons.

Lors du soudage vertical vers le haut, si vous vous concentrez sur le soudage des côtés du joint, le milieu prendra soin de lui-même. Déplacez-vous au milieu du joint assez lentement pour que la flaque de soudure puisse se rattraper, et faites une petite pause sur les côtés pour assurer un lien solide avec la paroi latérale. Si votre soudure ressemble à des écailles de poisson, vous avez avancé trop rapidement et vous n'avez pas tenu assez longtemps sur les côtés.

5. Vitesse de déplacement

Votre vitesse de déplacement doit vous permettre de maintenir l'arc dans le premier tiers du bain de soudure. Un déplacement trop lent produit un cordon large et convexe avec une pénétration peu profonde et la possibilité d'un rodage à froid, où la soudure semble simplement reposer sur la surface du matériau.

Des vitesses de déplacement excessivement rapides diminuent également la pénétration, créent un cordon plus étroit et/ou très bombé, et éventuellement un sous-remplissage ou une contre-dépouille, c'est-à-dire lorsque la zone à l'extérieur de la soudure est concave ou en retrait. Notez vers la fin de la perle dans l'image ci-dessous comment la perle semble incohérente comme si la flaque essayait de suivre.

Avantages du soudage à la baguette

• Le soudage à la baguette est portable. Une petite soudeuse à la baguette peut travailler sur du métal épais, n'est pas très lourde et vous n'avez pas besoin d'un dévidoir ou d'un équipement supplémentaire comme une bouteille de gaz.
• Le soudage à la baguette est le meilleur choix pour les conditions extérieures. Le soudage au gaz ne donnera pas de bons résultats dans des conditions venteuses.
• Il est plus facile à maîtriser que le soudage TIG, mais nécessite certaines compétences.
• Vous pouvez souder sur du métal avec de la calamine ou de la rouille.

Inconvénients du soudage à la baguette

• Cela nécessite plus de compétences que le MIG car vous devez maintenir l'électrode à une certaine distance du métal pendant qu'il brûle.
• Il produit beaucoup plus d'éclaboussures et de scories.
• L'augmentation du temps de nettoyage entraîne une diminution de l'efficacité.
• La soudure ne sera pas aussi complexe ou de haute qualité que TIG.