TECHNIQUES DE SOUDAGE - part III -

Hygiène et sécurité :
Les installations de soudage doivent, comme toute autre, satisfaire la réglementation en vigueur sur les règles d’hygiène et de sécurité. Les problèmes spécifiques au soudage qui sont essentiellement des problèmes : 
• de sécurités électriques liées à la nature des outils qui sont, en soudage manuel, tenus à la main par l’opérateur ; 
• de rayonnement de lumière d’arc ; 
• d’émission de rayonnements X ; 
• d’émission de matières pulvérulentes, de fumées et de vapeurs toxiques.

Comparaison des courants de soudage:
• Courant continu ( CC ) : Il permet l’utilisation d’un grand choix d’électrodes et d’intensités de soudage en conservant un arc très stable. 
• Courant alternatif ( CA ) : la consommation en courant électrique est plus faible. C’est le procédé idéal pour les soudures en corniche, des tôles épaisses. Inconvénient : arc peu stable.

Choix de la polarité de l’électrode:

La polarité a une importance non négligeable, on trouve : 
• La polarité directe ( Fig 4-10b ) : L’électrode est reliée au pôle négatif ( – = cathode ). Le bain de fusion est étroit et profond. 
• La polarité inverse ( Fig 4-10a ) : L’électrode est reliée au pôle positif ( + = anode ). Le bain de fusion est large et peu profond.

Réglage de l’intensité:
  En règle générale, si on a une intensité élevée, l’amorçage sera facilité, mais la vitesse de fusion de l’électrode est trop rapide et les projections sont plus abondantes. 
•En revanche, si on a une intensité faible, l’amorçage sera difficile. Il y’a un risque de collage de l’électrode à la pièce pendant le soudage. 

Électrodes enrobées: Le réglage de l’intensité dépend du diamètre de l’électrode, et du type de cordon à réaliser. 
*En soudage à plat : I=50x(Diamètre électrode – 1) 
*En soudage en angle intérieur : I=60x(Diamètre électrode – 1) *En soudage en angle extérieur : I=40x(Diamètre électrode – 1)

EFFET DES PARAMETRES DE SOUDAGE SUR LA MORPHOLOGIE DU CORDON:
• La constitution du bain de fusion est largement déterminée par le gradient de température qui se produit pendant le soudage.
• Ce gradient de température dépend des paramètres de soudage tels que: 
* le courant de soudage, 
*la longueur d'arc, 
*la vitesse de soudage, 

Courant de soudage:
  Le courant de soudage est un paramètre qui détermine largement la morphologie du bain de fusion Un courant de plus en plus fort entraîne un accroissement de l'apport calorifique, ce qui favorise l'augmentation du volume du métal fondu.
La longueur d'arc (distance électrode-pièce):
   la longueur de l'arc augmente la tension d'arc, mais diminue la répartition de la chaleur dans la pièce à souder.
Un arc trop long donne une pénétration moindre et une protection gazeuse insuffisante. Ce qui donne une soudure poreuse: occasionnant des soufflures.
Vitesse de soudage : 
• L'influence de la vitesse de soudage peut être évaluée par son effet sur l'apport calorifique linéaire de soudage. 
• L'apport calorifique est lié à la vitesse de soudage par la relation:
                      Q = (U I)/ V
avec: Q : Apport calorifique ; 
          I : Courant (A) ; 
         U : Tension (V) ; 
         V: Vitesse de soudage.

• Une augmentation de la vitesse de soudage diminue la quantité de chaleur par unité de longueur de soudure, ce qui aboutit à une diminution de la section de la zone fondue

Examen macrographique d'une soudure: 
La section transversale d'un joint soudé permet de distinguer quatre zones principales, disposées symétriquement par rapport au plan médian 
• la zone fondue (a) où l'effet thermique maximal a permis d'atteindre momentanément l'état liquide, avec éventuellement la participation d'un métal d'apport. 

• la zone de liaison (b), surface limitant la zone fondue, sur laquelle les cristaux de solidification de cette dernière ont assuré la liaison métallique avec le métal de base non fondu. 
• la zone thermiquement affectée (c) où l'action thermique a été suffisante pour introduire dans le métal de base des modifications structurales, fonction du temps de séjour à haute température et de la cinétique de refroidissement. 
• la zone non affectée ( d) n'ayant subi aucune modification physicochimique


Le profil et l'étendue de ces différentes zones varient selon : 
- l'énergie et le cycle thermique de soudage, 
- les traitements thermiques effectués avant, pendant ou après le soudage