Comment souder à l'arc (avec photos)

2024 Auteur: Robert Blare | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 07:40

Le soudage à l'arc en métal blindé est le processus d'assemblage de deux pièces métalliques à l'aide d'une électrode recouverte de flux qui est fondue dans un arc électrique et devient une partie fusionnée des pièces à souder. Cet article décrira l'utilisation de baguettes de soudage enrobées de flux et d'une simple machine de soudage de boîtes de craquage de type transformateur.

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Étape 1. Comprendre le processus de soudage à l'arc métallique blindé

Un arc électrique est formé à la pointe de la baguette de soudage lorsqu'un courant traverse un entrefer et continue à travers le métal mis à la terre qui est en cours de soudage. Voici quelques-uns des termes et leurs descriptions utilisés dans cet article:

Machine de soudage. C'est le terme utilisé pour décrire la machine qui convertit l'électricité CA 120-240 volts en tension de soudage, typiquement 40-70 volts CA, mais aussi une gamme de tensions CC. Il se compose généralement d'un gros transformateur lourd, d'un circuit régulateur de tension, d'un ventilateur de refroidissement interne et d'un sélecteur de plage d'ampérage. Le terme soudeur s'applique à la personne qui effectue le soudage. Une machine à souder nécessite un soudeur pour la faire fonctionner.
Fils ou fils de soudage. Ce sont les conducteurs en cuivre isolés qui transportent l'électricité à haute intensité et basse tension jusqu'à la pièce à souder.
Le support de tige, ou stinger, est le dispositif à l'extrémité du fil qui maintient l'électrode, que la personne qui soude utilise pour accomplir la tâche de soudage.
Masse et pince de masse. C'est le fil qui met à la terre ou complète le circuit électrique, et plus précisément, la pince qui est attachée au travail pour permettre à l'électricité de passer à travers le métal à souder.
Ampérage, ou ampères. Il s'agit d'un terme électrique, utilisé pour décrire le courant électrique fourni à l'électrode.
DC et polarité inversée. Il s'agit d'une configuration différente utilisée dans le soudage avec un système arc/électrode, qui offre plus de polyvalence, en particulier dans les applications de soudage en hauteur et pour le soudage de certains alliages qui ne se soudent pas facilement avec des tensions alternatives. La machine à souder qui produit ce courant a un circuit redresseur ou a le courant fourni par un générateur, et est beaucoup plus chère qu'une soudeuse à courant alternatif typique.
Électrodes. Il existe de nombreuses électrodes de soudage spécialisées, utilisées pour des alliages et types de métaux spécifiques, tels que la fonte ou la fonte malléable, l'acier inoxydable ou chromoly, l'aluminium et les aciers trempés ou à haute teneur en carbone. Une électrode typique se compose du fil machine au centre recouvert d'un revêtement spécial (flux) qui brûle lorsque l'arc est maintenu, consommant de l'oxygène et produisant du dioxyde de carbone dans la zone de soudure pour empêcher le métal de base de s'oxyder ou de brûler dans l'arc flamme pendant le processus de soudage. Voici quelques électrodes courantes et leurs utilisations:
- Les électrodes E6011 sont des électrodes en acier doux avec un revêtement en fibre de cellulose. Les deux premiers chiffres de l'identification de l'électrode sont la résistance à la traction, mesurée en livres par pouce carré multipliée par 1 000. Ici, le rendement de l'électrode serait de 60 000 PSI.
- Les électrodes E6010 sont une électrode à polarité inversée, couramment utilisée pour le soudage de conduites de vapeur et d'eau, et sont particulièrement utiles pour le soudage en hauteur, car le métal conserve sa position à l'état liquide, étant aspiré dans le bain de fusion fondu par le flux du courant direct. courant de l'électrode à la pièce.
- D'autres électrodes E60XX à usage spécifique sont disponibles, mais étant donné que les E6011 sont considérées comme une tige standard à usage général et que les E6010 sont considérées comme la norme pour le soudage CC à polarité inversée, elles ne seront pas couvertes en détail dans cet article.
- Les électrodes E7018 sont des tiges d'acier revêtues de faible flux d'hydrogène, avec une résistance à la traction élevée de 70 000 PSI. Ceux-ci sont souvent utilisés dans l'assemblage d'acier de construction utilisé dans l'industrie de la construction et dans d'autres applications où un matériau de remplissage solide et une soudure plus résistante sont nécessaires. Notez que, bien que ces tiges offrent une plus grande résistance, elles sont moins tolérantes en ce qui concerne l'obtention d'une soudure propre et de haute qualité à des ampérages incorrects et avec des aciers sales (rouillés, peints ou galvanisés). Ces électrodes sont appelées à faible teneur en hydrogène en raison de chaque tentative d'abaisser la teneur en hydrogène. Ces électrodes doivent être conservées dans un four à une température comprise entre 250 ºF et 300 ºF. Cette température est supérieure au point d'ébullition de l'eau de 212 °F au niveau de la mer. Cette température empêche l'humidité (rosée) (H2O) de l'air de s'accumuler dans le flux.
- Électrodes Nickel, Castalloy, Ni-Rod. Ce sont des tiges spéciales conçues pour le soudage de la fonte coulée, ductile ou malléable, et ont plus de rendement, pour permettre l'expansion et la contraction du matériau en fer à souder.
- Tiges de métaux différents. Ces tiges sont fabriquées à partir d'un alliage spécial et donnent de meilleurs résultats lors du soudage d'aciers trempés, trempés ou alliés.
- Tiges en aluminium. Il s'agit d'une technologie plus récente et permettent le soudage à l'arc de l'aluminium avec une soudeuse conventionnelle, plutôt que d'utiliser une soudeuse à fil sous protection gazeuse spéciale comme une machine à souder MIG (métal, gaz inerte) ou TIG (tungstène, gaz inerte), souvent appelée que le soudage à l'héliarc, puisque l'hélium était le gaz utilisé pour protéger la flamme de l'arc pendant le soudage. Les noms officiels créés par l'American Welding Society (AWS) pour ce type de soudage à l'arc sont Shielded Metal Arc Welding (stick), Gas Tungsten Arc Welding (tig) et Gas Metal Arc Welding (mig).
- Tailles des électrodes. Les électrodes sont disponibles dans une variété de tailles, mesurées par le diamètre du centre métallique de chaque tige. Pour les tiges en acier doux, une plage de diamètres de ¹⁄₁₆ pouce (0,2 cm) à ³⁄₈ pouce (1,0 cm) est disponible et la taille utilisée est déterminée par l'ampérage de la soudeuse et l'épaisseur du matériau à souder. Chaque tige fonctionne mieux à une plage d'ampérage donnée. La sélection de la plage d'ampérage correcte pour une tige de taille donnée dépendra du matériau de base et de la pénétration souhaitée, de sorte que des ampérages spécifiques ne seront couverts que pour le soudage décrit plus loin dans cet article.
Équipement de sécurité. Un élément essentiel du soudage en toute sécurité est d'avoir et de savoir comment utiliser l'équipement de sécurité approprié pour le travail. Voici quelques éléments typiques nécessaires pour souder en toute sécurité.
- Bouclier de soudage (capot). C'est le masque qui est porté pour protéger la personne qui soude du flash lumineux de l'arc et des étincelles projetées pendant le soudage. Les lentilles de soudage à l'arc standard sont teintées très sombrement, car l'exposition à l'arc électrique peut provoquer des brûlures éclair de la rétine de l'œil. Une obscurité de niveau 10 est le minimum pour le soudage à l'arc. Les hottes de soudage avec une lentille rabattable étaient autrefois préférées, car la lentille sombre peut être soulevée et une lentille en verre clair séparée protégera le soudeur des morceaux de laitier pendant que la soudure est écaillée. Les nouveaux écrans de soudage auto-obscurcissants sont les écrans de soudage les plus souhaitables actuellement vendus. Ces lentilles de protection de soudage sont de couleur très claire pour le meulage et la découpe au chalumeau. Lorsqu'un arc est amorcé, la lentille à assombrissement automatique passe à une teinte prédéfinie #10. Les lentilles auto-obscurcissantes à teinte variable sont encore plus récentes sur le marché.
- Gants de soudage. Ce sont des gants en cuir isolés spéciaux qui atteignent environ 15,2 cm (6 pouces) au-dessus des poignets et protègent les mains et les avant-bras du soudeur (la personne qui soude). Ils offrent également une protection limitée contre les chocs accidentels si la personne qui soude entre accidentellement en contact avec l'électrode.
- Cuirs de soudure. Il s'agit d'un tablier semblable à une veste en cuir qui couvre les épaules et la poitrine du soudeur, utilisé pour les travaux en hauteur où des étincelles pourraient enflammer les vêtements du soudeur ou provoquer des brûlures.
- Bottes de travail. La personne qui soude doit porter une botte à lacets d'au moins 15,2 cm (6 pouces) pour éviter que les étincelles et les scories chaudes ne lui brûlent les pieds. Ces bottes doivent avoir des semelles isolantes faites d'un matériau qui ne fond pas ou ne brûle pas facilement.

Étape 2. Apprenez les étapes pour créer une soudure réussie

Souder, c'est plus que faire glisser une baguette de soudage sur une pièce d'acier et la coller à une autre. Le processus commence par l'ajustement et la fixation corrects des pièces ou du métal à souder ensemble. Pour les pièces plus épaisses, vous voudrez peut-être meuler un biseau afin que les perles suivantes puissent être placées dans la rainure pour la remplir complètement d'une soudure solide. Voici les étapes de base pour réaliser une soudure simple.

Frappez l'arc. C'est le processus de création d'un arc électrique entre l'électrode et la pièce. Si l'électrode permet simplement au courant de passer directement dans la pièce à travailler mise à la terre, il n'y aura pas assez de chaleur produite pour faire fondre et fusionner le métal ensemble.
Déplacez l'arc pour créer une perle. Le cordon est le métal de l'électrode de fusion s'écoulant avec le métal en fusion du métal de base pour remplir l'espace entre les pièces jointes par soudage.
Façonner le cordon de soudure. Cela se fait en tissant l'arc d'avant en arrière le long du chemin de soudure, soit en zigzag, soit en mouvement en forme de 8, de sorte que le métal s'étende à la largeur souhaitée pour votre cordon de soudure fini.
Écailler et brosser la soudure entre les passes. Chaque fois que vous effectuez une passe ou que vous passez d'un bout à l'autre de votre soudure, vous devez retirer le laitier ou le fondant d'électrode fondu de la surface du cordon de soudure afin que seul le métal fondu propre remplisse la soudure. sur le passage suivant.

Étape 3. Rassemblez les outils et le matériel dont vous aurez besoin pour commencer à souder

Cela signifie la machine à souder, les électrodes, les câbles et les pinces, et le métal à souder.

Étape 4. Aménagez une zone de travail sûre, de préférence avec une table en acier ou en un autre matériau ininflammable

Pour la pratique, quelques morceaux d'acier doux, au moins ³⁄₁₆ pouce (0,5 cm) d'épaisseur fonctionnera.

Étape 5. Préparez le métal à souder

Si le métal se compose de deux pièces qui doivent être assemblées lors du processus de soudage, vous devrez peut-être les préparer ou les souder en meulant un bord biseauté sur les côtés à assembler. Cela permet une pénétration suffisante de l'arc de soudage pour faire fondre les deux côtés à un état fondu de sorte que le métal d'apport se lie à travers l'épaisseur de section du métal. Au moins, vous devez enlever toute peinture, graisse, rouille ou autres contaminants afin de travailler avec une piscine propre de métal en fusion pendant que vous soudez.

Étape 6. Fixez des pinces pour maintenir vos pièces métalliques ensemble, si besoin

Des pinces de type verrouillable, des pinces en "C", un étau ou des pinces à ressort fonctionneront généralement. Pour les projets spéciaux, vous devrez peut-être adapter différentes techniques pour sécuriser les pièces jusqu'à ce qu'elles soient jointes.

Étape 7. Fixez la pince de mise à la terre au plus gros morceau de stock à souder

Assurez-vous qu'il y a un endroit propre afin que le circuit électrique puisse être complété avec une résistance minimale à l'emplacement de la terre. Encore une fois, la rouille ou la peinture interférera avec la mise à la terre de votre pièce, ce qui rendra difficile la création d'un arc lorsque vous commencez à souder.

Étape 8. Sélectionnez la tige et la plage d'ampérage correctes pour le travail que vous essayez

Par exemple, ¹⁄₄ La plaque d'acier de 0,6 cm peut être soudée efficacement à l'aide d'un E6011, ¹⁄₈ électrode de 0,3 cm, à entre 80 et 100 ampères. Placer l'électrode dans le porte-électrode (ci-après appelé le dard) en s'assurant que le matériau conducteur de la pince à dard est sur le métal propre à l'extrémité de l'électrode.

Étape 9. Allumez votre poste à souder

Vous devriez entendre un bourdonnement provenant du transformateur. Le bruit du ventilateur de refroidissement en marche peut être entendu ou non. Certains ventilateurs de machines à souder ne fonctionnent que lorsque la machine nécessite un refroidissement. Si vous ne le faites pas, vous devrez peut-être vérifier le circuit qui alimente votre alimentation et les disjoncteurs du boîtier du panneau. Les machines à souder nécessitent une quantité considérable d'énergie pour fonctionner, souvent un circuit spécial évalué à 60 ampères ou plus à 240 volts.

Étape 10. Tenez le dard dans votre main dominante par la poignée isolée, avec la tige dans une position telle que le fait de frapper son extrémité contre la plaque que vous soudez soit un mouvement aussi naturel que possible

Tenez votre écran de soudage juste assez haut pour que vous puissiez voir déplacer l'électrode à quelques centimètres de la pièce à travailler, prête à être rabattue pour protéger vos yeux. Vous voudrez peut-être vous entraîner à tapoter l'électrode contre le métal de soudure pour en avoir la sensation avant de mettre l'appareil sous tension, mais ne jamais faire d'arc électrique sans protéger vos yeux.

Étape 11. Sélectionnez le point où vous souhaitez commencer votre soudure

Positionnez la pointe de la tige près de celle-ci, puis laissez tomber le capot de soudage en place. Vous voulez taper la pointe de l'électrode contre le métal pour terminer le circuit électrique, puis la retirer instantanément un peu, pour créer un arc électrique entre la pointe de l'électrode et le métal à souder. Une autre façon de frapper un arc est comme frapper une allumette. Cet espace d'arc, ou espace d'air, crée une grande résistance dans le circuit électrique, ce qui produit la flamme d'arc ou le plasma et la chaleur nécessaires pour liquéfier l'électrode et le métal adjacent à la zone de soudure.

Étape 12. Frappez l'électrode contre la surface du métal, en la tirant légèrement vers l'arrière lorsque vous voyez un arc électrique se produire

Cela demande beaucoup de pratique, car différents diamètres d'électrode et différents ampérages de soudage nécessitent un écart différent entre la pointe de l'électrode et la pièce à usiner, mais si vous pouvez maintenir l'écart stable, un arc électrique continu se produira de l'électrode à la pièce à travailler. En règle générale, l'espacement de l'arc ne doit pas être supérieur au diamètre de l'électrode. Entraînez-vous à stabiliser l'arc en tenant l'électrode à environ 1/8 à 3/16 de pouce de la pièce à travailler, puis commencez à vous déplacer le long du chemin que vous souhaitez souder. Au fur et à mesure que vous déplacez l'électrode, le métal fondra, remplissant la piscine de métal en fusion et construisant votre soudure.

Étape 13. Entraînez-vous à parcourir le chemin de votre soudure avec l'électrode jusqu'à ce que vous puissiez garder un arc cohérent, se déplaçant à une vitesse constante et en ligne avec le chemin que vous souhaitez souder

Lorsque vous maîtriserez le contrôle de l'arc, vous commencerez à vous entraîner à la pose ou à la constitution du cordon de soudure. C'est le dépôt de métal qui relie les deux pièces que vous soudez ensemble. La technique que vous utiliserez pour la pose de votre cordon dépendra de la largeur de l'écart (s'il y en a un) que vous comblerez et de la profondeur à laquelle vous souhaitez que le cordon de soudure pénètre. Plus vous déplacez l'électrode lentement, plus la soudure ira profondément dans les pièces métalliques, et pour créer un chemin large, plus vous zigzaguerez ou tisserez la pointe de l'électrode, plus le cordon sera large.

Étape 14. Gardez l'arc établi pendant que vous vous déplacez le long de la soudure que vous effectuez

Si l'électrode se fixe sur le métal et se coince, secouez le dard pour libérer la tige soit de la pince du dard, soit du métal de soudure. Si l'arc est perdu parce que vous déplacez l'électrode trop loin de la surface du métal, arrêtez le processus et nettoyez le laitier de l'endroit que vous soudez de sorte que lorsque vous réamorcez l'arc pour continuer, il n'y aura pas de laitier dans la zone de soudure pour contaminer la nouvelle soudure que vous commencez à partir de l'endroit où l'arc a été perdu ou rompu. Ne posez jamais un nouveau cordon sur le laitier existant, car ce matériau fondra dans le plasma de l'arc et bouillonnera à travers la nouvelle couche de métal que vous placez, ce qui entraînera une soudure faible et sale.

Étape 15. Entraînez-vous à déplacer l'électrode dans un mouvement de balayage pour créer un cordon plus large

Cela vous permettra de remplir plus de soudure en un seul passage, laissant une soudure plus propre et plus saine. L'électrode est déplacée dans un mouvement latéral lorsqu'elle est dessinée le long du chemin de soudure, soit dans un mouvement en zigzag, en courbe ou en huit.

Étape 16. Ajustez l'ampérage de sortie de votre soudeur en fonction du matériau que vous soudez et de la pénétration souhaitée de l'arc

Si vous trouvez que le cordon de soudure fini est piqué, avec des cratères profonds sur les bords du cordon, ou si le métal adjacent est simplement fondu ou brûlé, réduisez progressivement l'ampérage jusqu'à ce que la condition soit corrigée. Si, par contre, vous avez des difficultés à amorcer ou à maintenir un arc, vous devrez peut-être augmenter l'ampérage.

Étape 17. Nettoyez votre soudure finie

Une fois le soudage terminé, vous voudrez peut-être enlever les scories et nettoyer votre soudure, soit pour permettre à la peinture de mieux adhérer, soit simplement pour des raisons esthétiques. Éliminez les scories et brossez la soudure pour éliminer tout corps étranger et scories restantes. Si la surface doit être plane pour permettre l'ajustement de la pièce que vous avez soudée à une autre pièce, utilisez une meuleuse d'angle pour retirer le haut ou la partie haute du cordon. Une soudure propre, en particulier après le meulage à plat, est plus facile à examiner pour voir si des piqûres, des flaques ou d'autres défauts se sont produits pendant le soudage.

Étape 18. Peignez votre soudure avec un apprêt antirouille approprié pour la protéger de la corrosion

Le métal fraîchement soudé se corrode assez rapidement s'il est exposé aux éléments, car le métal de base lui-même est directement exposé à l'humidité.

Des astuces

Certaines personnes écoutent les sons produits par l'arc électrique pour juger de la qualité de la soudure. Les bruits de claquement et de claquement peuvent indiquer un écart d'arc incohérent ou un ampérage incorrect.
Lors de l'assemblage de pièces trop grandes pour un serrage efficace, clouez les pièces ensemble avec de petites soudures à intervalles pour empêcher les pièces de se déplacer.
Si vous soudez en milieu de journée, les pupilles des yeux seront petites et moins de lumière entrera dans vos yeux. Cela réduira le risque d'avoir de graves maux de tête dus aux dommages rétiniens causés par la lumière émise par les arcs. Si vous avez un mal de tête sévère à cause des arcs, ne vous inquiétez pas, restez à l'abri du soleil et prenez de l'aspirine pour contrôler la douleur et elle guérira en 2 à 3 jours.
Si vous soudez au soleil en milieu de journée, le métal va chauffer et il sera plus facile de commencer et de continuer les soudures. Vous pouvez également utiliser un ampérage plus petit et faire un travail plus fin si le métal est chaud du soleil.

Mises en garde

Inspectez souvent les câbles et les connexions pour réduire le risque de choc électrique accidentel.
Le métal reste chaud pendant une longue période après la fin de la soudure, alors gardez les animaux domestiques et les enfants hors de la zone de travail jusqu'à ce que tous les matériaux aient refroidi.
Protégez-vous des brûlures éclair en couvrant votre peau avec des gants, un masque facial et des manches, en fonction de la zone à couvrir. Ne jamais souder sans casque de protection lors du soudage.
La lumière vive d'un arc électrique peut provoquer des brûlures semblables à un coup de soleil, alors portez des chemises à manches longues et des pantalons longs pour réduire l'exposition.
Voir le lien dans les citations ci-dessous pour les avertissements et précautions spécifiques.
Éviter de respirer les fumées produites par le processus de soudage. Ceci s'applique particulièrement aux métaux galvanisés ou plaqués et aux métaux qui ont été peints avec des apprêts à base d'oxyde métallique. Le métal dans les poumons peut causer le cancer.
Les machines de soudage à l'arc utilisent un courant électrique à fort ampérage qui est extrêmement dangereux, alors manipulez les câbles et le dard avec soin. Ne soudez jamais dans des conditions humides ou sur des matériaux humides sans une formation appropriée.
Assurez-vous toujours de mettre votre filtre devant vos yeux avant de frapper l'arc !