Comment fonctionne une machine de soudage à l’arc électrique?

Cet article traite de la façon de faire fonctionner une machine de soudage à l’arc électrique. Il comprend :

1. Définition du soudage à l’arc électrique

2. Fonctionnement du soudage à l’arc électrique

3. Courant électrique pour le soudage

4. Signification de la polarité

5. Équipements

6. Préparation des Bords d’un Joint

Définition du Soudage à l’arc électrique:

Le soudage à l’arc est un procédé de soudage par fusion dans lequel la chaleur nécessaire à la fusion du métal est obtenue à partir d’un arc électrique entre le métal de base et une électrode.

L’arc électrique est produit lorsque deux conducteurs sont en contact l’un avec l’autre, puis séparés par un petit espace de 2 à 4 mm, de sorte que le courant continue à circuler dans l’air. La température produite par l’arc électrique est d’environ 4000 °C à 6000°C.

Soudage à l’arc avec une électrode revêtue

On utilise une électrode métallique qui fournit le métal d’apport. L’électrode peut être revêtue de flux ou nue. En cas d’électrode nue, un matériau de flux supplémentaire est fourni. Le courant continu (C.C.) et le courant alternatif (C.A.) sont utilisés pour le soudage à l’arc.

Le courant alternatif pour l’arc est obtenu à partir d’un transformateur abaisseur. Le transformateur reçoit le courant de l’alimentation principale de 220 à 440 volts et descend à la tension requise, c’est-à-dire de 80 à 100 volts. Le courant continu pour l’arc est généralement obtenu à partir d’un générateur entraîné par un moteur électrique, un moteur de patrouille ou un moteur diesel.

Une tension en circuit ouvert (pour déclencher un arc) en cas de soudage à courant continu est de 60 à 80 volts tandis qu’une tension en circuit fermé (pour maintenir l’arc) est de 15 à 25 volts.

Procédure de soudage à l’arc électrique:

Tout d’abord, les pièces métalliques à souder sont soigneusement nettoyées pour éliminer la poussière, la saleté, la graisse, l’huile, etc. Ensuite, la pièce à usiner doit être fermement maintenue dans des appareils appropriés. Insérez une électrode appropriée dans le porte-électrode à un angle de 60 à 80 ° avec la pièce à usiner.

Sélectionnez le courant et la polarité appropriés. Les points sont marqués par l’arc aux endroits où le soudage doit être effectué. Le soudage est effectué en établissant un contact de l’électrode avec l’ouvrage, puis en séparant l’électrode à une distance appropriée pour produire un arc.

Lorsque l’arc est obtenu, une chaleur intense ainsi produite, fait fondre le travail sous l’arc et forme un bain de métal fondu. Une petite dépression se forme dans l’ouvrage et le métal en fusion se dépose autour du bord de cette dépression. Il s’appelle arc crator. Les scories sont éliminées facilement après le refroidissement du joint. Une fois le soudage terminé, le porte-électrode doit être retiré rapidement pour rompre l’arc et l’alimentation en courant est coupée.

La configuration de soudage à l’arc

Courant électrique pour le soudage:

Le courant continu (courant continu) et le courant alternatif (courant alternatif) sont utilisés pour produire un arc dans le soudage à l’arc électrique. Les deux ont leurs propres avantages et applications.

La machine à souder à courant continu tire sa puissance d’un moteur alternatif ou d’un générateur diesel/ essence ou d’un redresseur à semi-conducteurs.

Les capacités de la machine à courant continu sont:

Courant:

Jusqu’à 600 ampères.

Tension en circuit ouvert:

50 à 90 volts, (pour produire un arc).

Tension en circuit fermé:

18 à 25 volts, (pour maintenir l’arc).

La machine de soudage CA comporte un transformateur abaisseur qui reçoit le courant de l’alimentation CA principale. Ce transformateur abaissez la tension de 220 V à 440 V à une tension normale en circuit ouvert de 80 à 100 volts. La gamme actuelle est disponible jusqu’à 400 ampères par paliers de 50 ampères.

Les capacités de la machine à souder CA sont:

Gamme de courant:

Jusqu’à 400 ampères par paliers de 50 ampères.

Tension d’entrée:

220V-440V

Tension requise réelle:

80 – 100 volts.

Fréquence:

50/60 HZ.

Signification de la polarité:

Lorsque le courant continu est utilisé pour le soudage, les deux types de polarité suivants sont disponibles:

(i) polarité droite ou positive.

(ii) Polarité inverse ou négative.

Lorsque le travail est rendu positif et que l’électrode est négative, la polarité est appelée polarité droite ou positive, comme le montre la Fig. 7.16a).

En polarité droite, environ 67% de la chaleur est distribuée au travail (borne positive) et 33% sur l’électrode (borne négative). La polarité droite est utilisée lorsque plus de chaleur est requise au travail. Le métal ferreux tel que l’acier doux, avec une vitesse plus rapide et une soudure saine, utilise cette polarité.

(a) Polarité droite.

(b) Polarité inverse

Polarité pour le soudage à l’arc continu

D’autre part, lorsque le travail est rendu négatif et que l’électrode est positive, la polarité est appelée polarité inverse ou négative, comme le montre la Fig. 7.16 b).

En polarité inverse, environ 67% de la chaleur est libérée à l’électrode (borne positive) et 33% sur le travail (borne négative).

L’inversion de polarité est utilisée lorsque moins de chaleur est requise au travail comme dans le cas d’une soudure en tôle mince. Les métaux non ferreux tels que l’aluminium, le laiton et le nickel bronze sont soudés avec une polarité inverse.

Équipements nécessaires au soudage à l’arc électrique:

Les différents équipements nécessaires au soudage à l’arc électrique sont:

La machine à souder utilisée peut être une machine à souder A.C. ou DC. Le C.A. La machine à souder a un transformateur abaisseur pour réduire la tension d’entrée de 220-440V à 80-100V. La machine à souder à courant continu se compose d’un groupe moteur-générateur alternatif ou d’un groupe moteur-générateur diesel / essence ou d’un ensemble de soudage transformateur-redresseur.

La machine à courant alternatif fonctionne généralement avec une alimentation de 50 hertz ou 60 hertz. L’efficacité du transformateur de soudage CA varie de 80% à 85%. L’énergie consommée par Kg. le métal déposé est de 3 à 4 kWh pour le soudage alternatif et de 6 à 10 kWh pour le soudage continu. La machine à souder à courant alternatif fonctionne généralement avec un faible facteur de puissance de 0,3 à 0,4, tandis que le moteur est à courant continu. le soudage a un facteur de puissance de 0,6 à 0,7. Le tableau 7.9 suivant indique la tension et le courant utilisés pour la machine à souder.

Tension et courant pour la machine à souder

Porte-électrodes:

La fonction du porte-électrode est de maintenir l’électrode à l’angle souhaité. Ceux-ci sont disponibles en différentes tailles, selon l’indice d’ampère de 50 à 500 ampères.

Câbles ou fils:

La fonction des câbles ou des fils est de transporter le courant de la machine au travail. Ceux-ci sont flexibles et en cuivre ou en aluminium. Les câbles sont constitués de 900 à 2000 fils très fins torsadés ensemble de manière à offrir une flexibilité et une plus grande résistance.

Les fils sont isolés par un revêtement en caoutchouc, un revêtement en fibres renforcées et en outre par un revêtement en caoutchouc épais.

Connecteurs de câbles et cosses:

Les connecteurs de câbles ont pour fonction d’établir une connexion entre les commutateurs de la machine et le porte-électrode de soudage. Des connecteurs de type mécanique sont utilisés; comme ils peuvent, il est assemblé et retiré très facilement. Les connecteurs sont conçus en fonction de la capacité actuelle des câbles utilisés.

Marteau à copeaux:

La fonction du marteau à copeaux est d’éliminer les scories après solidification du métal de soudure. Il a une forme de burin et est pointu à une extrémité.

Brosse métallique, roue de fil d’alimentation:

La fonction de la brosse métallique est d’éliminer les particules de scories après l’écaillage par un marteau à écailler. Parfois, si disponible, une roue de fil d’alimentation est utilisée en place brosse métallique manuelle.

Vêtements de protection:

Les vêtements de protection utilisés ont pour fonction de protéger les mains et les vêtements du soudeur de la chaleur, des étincelles, des rayons ultraviolets et infrarouges. Les vêtements de protection utilisés sont un tablier en cuir, une casquette, des gants en cuir, des manches en cuir, etc. Les chaussures en cuir à la cheville haute doivent être portées par le soudeur.

Écran ou écran facial:

La fonction de l’écran et du masque facial est de protéger les yeux et le visage du soudeur des rayonnements ultraviolets et infrarouges nocifs produits pendant le soudage. Le blindage peut être réalisé à partir d’un casque de tête ou d’un casque de main.

Préparation des bords d’un joint:

L’efficacité et la qualité du joint soudé dépendent également de la préparation correcte des bords des plaques à souder. Il est nécessaire d’enlever toutes les écailles, la rouille, la graisse, la peinture, etc. de la surface avant le soudage.

Le nettoyage de la surface doit être effectué mécaniquement par une brosse métallique ou une roue à fil électrique, puis chimiquement par du tétrachlorure de carbone. Une forme appropriée aux bords de la plaque doit être donnée pour produire un joint approprié.

La forme des bords peut être simple, en forme de V, en forme de U, remodelée, etc. Le choix des différentes formes de bord dépend du type et de l’épaisseur du métal à souder. Quelques différents types de rainures pour les bords de l’ouvrage :

( i) Bout carré:

Il est utilisé lorsque l’épaisseur de la plaque est de 3 à 5 mm. Les deux bords à souder doivent être espacés d’environ 2 à 3 mm comme le montre la Fig. 7.17a).

(ii) Simple Bout en V:

Il est utilisé lorsque l’épaisseur des plaques est de 8 à 16 mm. Les deux bords sont biseautés pour former un angle d’environ 70 ° à 90 °, comme le montre la Fig. 7.17 b).

(Iii) Double Bout en V:

Il est utilisé lorsque l’épaisseur des plaques est supérieure à 16 mm et où le soudage peut être effectué des deux côtés de la plaque. Les deux bords sont biseautés pour former un double V, comme le montre la Fig. 7.17 c).

(iv) Bout simple et Double-U:

Il est utilisé lorsque l’épaisseur de la plaque est supérieure à 20mm. La préparation des bords est difficile mais les joints sont plus satisfaisants. Il nécessite moins de métal d’apport, comme le montre la Fig. 7.17 d) et e).