Les métaux non ferreux qui s'assemblent bien par soudage au gaz comprennent le cuivre, l'aluminium et leurs alliages.

Soudage du cuivre. Le point de fusion du cuivre est de 1 083 °C et son point d’ébullition est de 2 360 °C.

Difficultés de soudage. La conductivité thermique élevée du cuivre nécessite l'utilisation d'une flamme plus puissante que lors du soudage de l'acier.

La tendance du cuivre à s'oxyder favorise la formation d'oxydes réfractaires.

Une fois fondu, le cuivre absorbe les gaz présents dans l'air, ce qui rend le soudage au gaz difficile et entraîne la formation de pores. La présence d'impuretés telles que le plomb, le soufre, le bismuth et l'oxygène altère sa soudabilité.

Une forte dilatation thermique entraîne une déformation importante du métal.

Caractéristiques de la flamme. L’apparition de la flamme est strictement normale. Sa puissance thermique est choisie en fonction de l'épaisseur des pièces à souder : jusqu'à 4 mm - sur la base d'une consommation d'acétylène de 150...175 dm3/h pour 1 mm d'épaisseur de métal ;

d'une épaisseur de 4... 10 mm - 175...225 dm3/h.

Si l'épaisseur du cuivre dépasse 10 mm, le soudage est effectué avec deux torches : la première effectue le chauffage, la seconde effectue le soudage directement. La flamme doit être « douce » (avec la longueur de noyau la plus courte possible). Caractéristiques technologiques

. Le soudage est effectué à l'aide d'un flux qui protège le cuivre de l'oxydation (voir tableau 5.4).

Des tiges et des fils en cuivre et ses alliages avec de l'argent, du nickel, du fer et d'autres métaux sont utilisés comme matériaux d'apport (voir tableau 5.7). Le diamètre du fil d'apport dépend de l'épaisseur du cuivre : il doit être compris entre 0,5 et 0,75 de l'épaisseur du métal, mais pas plus de 8 mm. Technique de soudage

. Le soudage est effectué selon les méthodes gauche et droite, à vitesse maximale et sans interruption.

Le soudage du cuivre s'effectue en un seul passage. Mesures supplémentaires

. Pour compenser les pertes de chaleur dues à son évacuation dans le métal de base, un chauffage préalable et concomitant des bords soudés est utilisé. Le soudage est réalisé sur un support en amiante. Pendant le processus de soudage, le métal chauffé doit toujours être protégé par une flamme. Après avoir soudé du métal jusqu'à 4 mm d'épaisseur, le joint est forgé à froid ; pour les épaisseurs plus importantes, lorsqu'il est chauffé à une température de 550...600°C. Vous pouvez encore améliorer les propriétés du métal fondu après le forgeage en utilisant traitement thermique

(chauffage à une température de 550...600°C et refroidissement dans l'eau).. Le laiton est un alliage cuivre-zinc (voir section 4.3.1). Son point de fusion varie entre 800 et 900 °C en fonction de la teneur en zinc.

Difficultés de soudage. L'épuisement du zinc a un impact négatif sur la santé du soudeur.

L'absorption des gaz par le métal à l'état fondu conduit à la formation de pores.

La tendance du métal fondu et de la zone affectée thermiquement à former des fissures à des températures de 300...600°C est notée.

La conductivité thermique relativement élevée du laiton nécessite l'utilisation d'une flamme plus puissante que lors du soudage de l'acier.

Caractéristiques de la flamme. Le type de flamme est oxydant, empêchant la combustion du zinc due à la présence d'un film d'oxyde à la surface du métal à souder.

La puissance thermique de la flamme est choisie en fonction de la consommation d'acétylène de 100... 120 dm3/h pour 1 mm d'épaisseur de métal.

Si l'épaisseur du cuivre dépasse 10 mm, le soudage est effectué avec deux torches : la première effectue le chauffage, la seconde effectue le soudage directement. La flamme doit être « douce » (avec la longueur de noyau la plus courte possible).. Les produits d'une épaisseur allant jusqu'à 1 mm sont soudés avec des bords bridés, 1...5 mm - avec des bords coupés, 6... 15 mm - avec une rainure en forme de V, 15...25 mm - avec un X -rainure en forme. Les bords soudés doivent être nettoyés pour obtenir un éclat métallique. Il est possible de graver les bords dans une solution d'acide nitrique à 10 %, après quoi ils sont lavés eau chaude et essuyez avec un chiffon.

Le soudage est réalisé à l'aide de flux (voir tableau 5.4) et de fil d'apport (voir tableau 5.7). Pour les laitons L62 et L68, l'utilisation de fils d'apport auto-fondants LKB062-0,2-0,04-0,5 est efficace.

Le soudage est effectué à la vitesse la plus élevée possible.

Des tiges et des fils en cuivre et ses alliages avec de l'argent, du nickel, du fer et d'autres métaux sont utilisés comme matériaux d'apport (voir tableau 5.7). Le diamètre du fil d'apport dépend de l'épaisseur du cuivre : il doit être compris entre 0,5 et 0,75 de l'épaisseur du métal, mais pas plus de 8 mm.. Le soudage s'effectue dans le sens gauche. L'extrémité du noyau de flamme est située à une distance de 7... 10 mm de la surface à souder. L'extrémité du fil d'apport doit toujours se trouver dans la zone de la flamme de soudage dirigée vers le fil. Il est maintenu à un angle de 90° par rapport à l'embout buccal.

Le soudage du cuivre s'effectue en un seul passage.. Après soudage, les coutures sont forgées. Le laiton contenant plus de 40 % de zinc est forgé à des températures supérieures à 650°C et à moins de 40 % à froid. Ensuite, le produit est recuit à une température de 600...650 °C.

Soudure du bronze. Selon la classification selon la composition chimique, on distingue l'étain (3... 14 % d'étain) et le bronze sans étain (voir paragraphe 4.3.1). Le point de fusion du premier est de 900...950 °C, celui du second de 950...1080 °C. Examinons les caractéristiques du soudage du bronze à l'étain.

Difficultés de soudage. Facteurs qui compliquent le soudage et altèrent les propriétés joint soudé, comprennent la combustion de l'étain et du zinc, une grande fluidité du bronze et la formation de pores.

Caractéristiques de la flamme. L’apparition de la flamme est strictement normale. Sa puissance thermique est choisie en fonction de la consommation d'acétylène de 70... 120 dm 3 / h pour 1 mm d'épaisseur de métal. La flamme est « douce », sans surchauffer le bain liquide.

Si l'épaisseur du cuivre dépasse 10 mm, le soudage est effectué avec deux torches : la première effectue le chauffage, la seconde effectue le soudage directement. La flamme doit être « douce » (avec la longueur de noyau la plus courte possible).. Le soudage est effectué en utilisant les mêmes flux que ceux utilisés lors du soudage du cuivre (voir tableau 5.4). Les matériaux de remplissage ont une composition chimique similaire à celle du produit à souder.

Le soudage est réalisé en position basse sur des éléments de support en amiante ou en graphite.

Des tiges et des fils en cuivre et ses alliages avec de l'argent, du nickel, du fer et d'autres métaux sont utilisés comme matériaux d'apport (voir tableau 5.7). Le diamètre du fil d'apport dépend de l'épaisseur du cuivre : il doit être compris entre 0,5 et 0,75 de l'épaisseur du métal, mais pas plus de 8 mm.. Le soudage est réalisé principalement selon la méthode à gauche. L'extrémité du noyau de flamme est située à une distance de 7...10 mm de la surface du métal à souder.

Lors du soudage, vous devez remuer le bain de fusion avec une tige de remplissage, en ajoutant périodiquement du flux au métal liquide.

Le soudage du cuivre s'effectue en un seul passage.. Pour les produits particulièrement critiques à haute teneur en étain, un recuit à une température de 750 °C et un durcissement à 600...650 °C sont recommandés.

Le soudage au gaz est rarement utilisé pour produire des joints en aluminium et en bronze au silicium, qui sont mieux soudés par des méthodes à l'arc, telles que l'arc à l'argon.

Soudage de l'aluminium et de ses alliages. Le point de fusion de l'aluminium est de 660 °C, celui du film d'oxyde d'aluminium (Al 2 O 3) est de 2 050 °C.

Un film d'oxyde est constamment présent à la surface de l'aluminium et de ses alliages, qui se forme à la suite de leur interaction avec l'oxygène atmosphérique.

Difficultés de soudage. Le soudage est difficile en raison de la présence d’un film d’oxyde réfractaire résistant sur la surface alliages d'aluminium, qui doit être éliminé.

La conductivité thermique élevée des matériaux nécessite une puissance de flamme accrue. Des contraintes et déformations résiduelles importantes se produisent dans l'aluminium et ses alliages, et il existe une forte probabilité de formation de fissures. Lorsqu'il est chauffé, l'aluminium ne change pas de couleur, ce qui complique le travail du soudeur.

Caractéristiques de la flamme. Le soudage est effectué avec une flamme « douce » normale. Sa puissance thermique est choisie sur la base d'une consommation d'acétylène de 75 dm 3/h pour 1 mm d'épaisseur de métal.

Si l'épaisseur du cuivre dépasse 10 mm, le soudage est effectué avec deux torches : la première effectue le chauffage, la seconde effectue le soudage directement. La flamme doit être « douce » (avec la longueur de noyau la plus courte possible).. Le principal type de joint dans le soudage au gaz de l'aluminium et de ses alliages est le joint bout à bout. Il n'est pas recommandé de réaliser des joints en T, d'angle et à recouvrement. Les bords sont découpés mécaniquement et soigneusement nettoyés 2 heures avant le soudage.

Le soudage s'effectue en position basse en un seul passage à la vitesse la plus élevée possible.

Il est recommandé de chauffer les pièces d'une épaisseur supérieure à 10 mm à une température de 300... 350 °C avant le soudage.

Le soudage est effectué à l'aide de flux (voir tableau 5.3) et onze qualités de fil de soudage sont utilisées comme matériau d'apport (voir tableau 5.8).

Après le soudage, les résidus de flux sont soigneusement éliminés.

Des tiges et des fils en cuivre et ses alliages avec de l'argent, du nickel, du fer et d'autres métaux sont utilisés comme matériaux d'apport (voir tableau 5.7). Le diamètre du fil d'apport dépend de l'épaisseur du cuivre : il doit être compris entre 0,5 et 0,75 de l'épaisseur du métal, mais pas plus de 8 mm.. La méthode de gauche soude des pièces jusqu'à 5 mm d'épaisseur, la méthode de droite - plus de 5 mm d'épaisseur. Il est conseillé d'effectuer le soudage des structures plates en utilisant la méthode inverse.

Le soudage du cuivre s'effectue en un seul passage.. Avant le soudage, les bords des pièces à souder et le fil d'apport sont lavés pendant 10 minutes dans une solution alcaline contenant 20... 25 g de soude caustique et 20... 30 g de carbonate de sodium pour 1 dm 3 d'eau , à une température de 65°C, suivi d'un rinçage à l'eau. Ensuite, les bords et le fil d'apport sont mordancés pendant 2 minutes dans une solution d'acide nitrique à 15 %, lavés à l'eau chaude et eau froide puis séché.

Les règles de sécurité prévoient l'utilisation d'un respirateur lors du soudage du laiton dans un espace ouvert et d'un masque à gaz flexible dans des réservoirs fermés pour empêcher les vapeurs de zinc, qui font partie du laiton, de pénétrer dans le système respiratoire.

Technique de soudage des aciers et alliages fortement alliés (inoxydables) et résistants à la chaleur

Le point de fusion de l'acier de type 18-8 est de 1475°C. Ces aciers sont largement utilisés dans les industries alimentaire, chimique, aérospatiale et électrique. Préparation au soudage Il est préférable de préparer mécaniquement les bords des pièces assemblées en aciers fortement alliés. Toutefois, le coupage au plasma, à l'arc électrique, au flux de gaz ou à l'arc aérien est autorisé. Lors de l'utilisation de méthodes de coupe au feu, un traitement mécanique des bords jusqu'à une profondeur de 2 à 3 mm est requis. Dimensions structurelles des joints bout à bout lors du soudage d'aciers fortement alliés.

Le chanfreinage pour obtenir un biseau de bord ne peut être effectué que mécaniquement. Avant l'assemblage, les bords soudés sont protégés du tartre et de la contamination sur une largeur d'au moins 20 mm à l'extérieur et à l'intérieur, après quoi ils sont dégraissés.

L'assemblage des joints s'effectue soit en inventaire, en appareils, soit à l'aide de punaises. Dans ce cas, il est nécessaire de prendre en compte le retrait éventuel du métal fondu lors du processus de soudage. Vous ne pouvez pas placer de punaises là où les coutures se croisent. La qualité des soudures de pointage est soumise aux mêmes exigences que la soudure principale. Les punaises présentant des défauts inacceptables (fissures chaudes, pores, etc.) doivent être éliminées mécaniquement.

Sélection des paramètres du mode. Les recommandations de base sont les mêmes que pour le soudage des aciers au carbone et faiblement alliés. Caractéristique principale soudage d'aciers fortement alliés - minimisant l'apport de chaleur dans le métal de base. Ceci est réalisé en remplissant les conditions suivantes :

Figure 100

arc de soudage court ;

pas de vibrations latérales du brûleur ;

la vitesse de soudage maximale autorisée sans interruptions ni réchauffage de la même zone ;

modes de courant minimum possibles

Technique de soudage. La règle principale est de maintenir un arc court, car dans ce cas le métal en fusion est mieux protégé de l'air par le gaz. Lors du soudage sous argon avec une électrode W, le fil d'apport doit être introduit uniformément dans la zone de combustion de l'arc afin d'éviter les projections de métal en fusion qui, en tombant sur le métal de base, peuvent provoquer des poches de corrosion. Au début du soudage, les bords et le fil d'apport sont chauffés au chalumeau. Après la formation d'un bain de fusion, le soudage est effectué en déplaçant uniformément la torche le long du joint. Il est nécessaire de surveiller la profondeur de pénétration et l'absence de manque de pénétration. La qualité de pénétration est déterminée par la forme du métal en fusion dans le bain de soudure : bonne (le bain est allongé dans le sens du soudage) ou insuffisante (le bain est rond ou ovale)

Questions de sécurité :

1. Pourquoi 2 à 5 % d’oxygène est-il ajouté à l’argon ?

3. Pourquoi le soudage des aciers fortement alliés est-il effectué avec un apport thermique minimum ?

Tâche de test :

1. En tant que soudeur, vous devez sélectionner le matériau d'apport, le courant de soudage et la préparation des bords pour le soudage de l'acier 12X17.

La fonte est un alliage de fer avec du carbone (teneur en carbone > 2 %) et d'autres éléments chimiques, joue un rôle important dans la métallurgie et la construction mécanique modernes. Les produits fabriqués à partir de celui-ci sont durables, ont une bonne résistance à l'usure, résistent au frottement et peuvent également être bien traités avec des outils de coupe. Tout cela, ainsi que son faible coût et ses excellentes propriétés de coulée, font de la fonte un matériau très populaire.

Des compétences et des capacités particulières sont nécessaires pour traiter la fonte.

Cependant, ce métal est très fragile, et cette fragilité est à l’origine de gros problèmes. Le chauffage de la fonte modifie considérablement sa structure, donc le soudage (et surtout le soudage à froid) de la fonte est très difficile. Pendant ce temps, lors de la réparation de produits en fonte, de la création de structures en fonte soudée et de la correction des défauts de coulée, le soudage de la fonte est tout simplement nécessaire.

Les principaux problèmes du soudage.

Les problèmes qui se posent sont différents, mais ils conduisent tous au même résultat - un affaiblissement de la résistance de la couture à des valeurs inacceptables et l'incapacité d'utiliser la pièce aux fins prévues.

• Les soudures en fonte sont soumises à un refroidissement très rapide. Une fois refroidie, de la fonte blanche se forme dans la zone de soudure, ce qui est presque impossible à usinage. Il va le gâcher apparence détails et propriétés mécaniques de la couture. Il sera très difficile de l'enlever.
• La fonte, comme mentionné ci-dessus, est un métal fragile et, avec un chauffage inégal pendant le processus de soudage, sa structure change considérablement. De ce fait, des fissures peuvent se former dans les coutures, ce qui sera considéré comme un défaut, car la résistance d'une telle couture sera faible.
• La fonte est un métal fluide et sa conservation dans le bain de soudure n’est pas une tâche facile. Le métal renversé compliquera non seulement le processus de soudage, mais peut également provoquer de graves brûlures. Si une grande quantité de métal est libérée, il est peu probable que même des vêtements de protection protègent contre les blessures.
• Lors du soudage de la fonte, il libère grand nombre des gaz, cela conduit à la formation de pores sur le joint et à une perturbation de son intégrité.
• En raison de l'oxydation du silicium lors du soudage, des oxydes dits réfractaires apparaissent parfois. La température de l'arc de soudage n'est pas suffisante pour les brûler et un manque de pénétration apparaît. Extérieurement, une telle couture semble normale, mais sa fiabilité laisse beaucoup à désirer.

Préparation de la fonte pour le soudage. Exigences relatives à la qualité des coutures.

Pour éviter les problèmes décrits ci-dessus lors du soudage de la fonte, les règles suivantes doivent être respectées :

• La surface de soudage doit être propre – éliminer toute trace de saleté, dépôts, huile, suie et graisse. Dégraissez la surface avec de l'alcool ou un composé spécial. La surface doit être sèche.
• La surface doit être lisse - s'il y a des bosses ou des irrégularités, elles peuvent être éliminées mécaniquement.

Ces mesures préparatoires permettront d'éviter la fissuration de la fonte et d'obtenir bonne qualité soudures.

Qu’est-ce qu’une soudure de qualité ? Les soudures doivent être impénétrables, avoir les propriétés mécaniques nécessaires, être durables, de couleur uniforme et pouvoir être usinées. Les soudures ne doivent pas présenter de fissures, de bosses, de pores ou de bulles. Les exigences détaillées concernant les soudures sont définies dans les processus technologiques.

En fonction de ces exigences et d'autres, ainsi que du type de produits à souder, de l'étendue des travaux et des capacités technologiques, la technologie de soudage de la fonte la plus appropriée est sélectionnée :

• Soudage à froid de la fonte (sans chauffage)
• Soudage à chaud de la fonte (chauffée)

Un peu sur le soudage à froid.

Le soudage à froid de la fonte consiste à souder sans préchauffer la pièce. Elle peut être réalisée à l'aide d'électrodes, d'un arc à l'argon ou d'un appareil semi-automatique. La méthode la plus simple et la plus courante est le soudage à froid de la fonte avec des électrodes. Pour ce faire, vous pouvez utiliser des électrodes à base de nickel, d'acier et de cuivre. Les électrodes à base de cuivre sont fabriquées à partir d'un alliage d'étain ou d'aluminium. Les premiers aident à obtenir des coutures en plastique, pratiques pour un traitement ultérieur, et les secondes augmentent les caractéristiques de résistance de la couture. Et avec l'aide d'électrodes en acier, vous pouvez obtenir une couture qui ne peut pas être usinée du tout. Tous ces points doivent être pris en compte lors du choix des matériaux.

La prochaine méthode de soudage à froid est l’arc sous argon. Les tiges d'apport en nickel conviennent mieux au soudage de la fonte. La méthode est assez coûteuse et pour économiser de l'argent, des tiges d'aluminium-bronze sont souvent utilisées. Ils sont moins chers, mais leur utilisation est limitée : si la pièce est exposée à la chaleur, ils ne peuvent pas être utilisés ! Et n'oublie pas moyens spéciaux protection - les fumées générées lors de l'assemblage du métal avec l'argon sont très nocives pour la santé. Si possible, utilisez des masques ou des respirateurs à ventilation assistée.

Le soudage à froid de la fonte est également possible machines semi-automatiques. Pour le traitement semi-automatique de la fonte, les types de fils et de mélanges gazeux suivants sont utilisés :

• Fil de silicium-bronze avec protection argon et hélium (50% + 50%)
• Fil de nickel avec protection argon (100%)
• Fil d'acier avec protection contre l'argon et le dioxyde de carbone (80% et 20%)

Quelle que soit la méthode de soudage à froid choisie, il existe des exigences générales - une sorte d'instruction qui vous aidera à obtenir un excellent résultat :

• Les pièces doivent être propres (cette règle ne s'applique pas uniquement lors du soudage de la fonte)
• Les coutures doivent être tapées avec un marteau (pour éliminer les contraintes résiduelles)
• Le soudage doit être effectué avec des courants faibles et sur des zones courtes (la longueur idéale du joint ne dépasse pas 30 mm).
• Une fois les travaux terminés, il est nécessaire que le produit refroidisse progressivement.
• N'oublie pas exigences générales sécurité - lieu de travail doit être bien éclairé et aéré, et vous devez disposer de tous les vêtements de protection nécessaires.

Soudage de produits en fonte avec chauffage

Le soudage à froid de la fonte est principalement utilisé pour des réparations mineures, lorsqu'il n'est pas possible d'organiser une réparation à part entière. processus. Ce type de soudage donne bons résultats, mais demande de la prudence, car le risque d'endommager la pièce est élevé. L'avantage de la méthode à froid est la possibilité de travailler seul.

Soudure chauffée – Niveau « Master »

Du point de vue de l'obtention d'un résultat de haute qualité lors du soudage de la fonte, le soudage à chaud est idéal. Il permet d'arrêter complètement les problèmes tels que la fissuration des joints, l'apparition de fonte blanche et la formation de pores. Le soudage à chaud est le plus souvent utilisé dans les grandes entreprises où se trouvent les équipements nécessaires : appareils de chauffage, fours, chambres d'isolation, ainsi que mécanismes de levage.

Le processus technologique de soudage à chaud est assez complexe. Son essence est d'assurer le chauffage de la pièce à une certaine température et de maintenir cette température pendant le traitement. Les instructions sont assez simples :

• Chauffer la pièce à 600 degrés
  Souder avec des courants élevés
• Assurer un refroidissement uniforme et progressif de la pièce (pour ce faire, elle peut être recouverte d'un matériau spécial, placée dans un four, ou simplement dans du sable).

Vous pouvez chauffer la pièce à une température de 300 à 400 degrés. Ce type de soudage est appelé soudage semi-chaud.

Température - pas supérieure à 750 degrés Celsius. Sinon, la fonte commencera à fondre. L'apport de chaleur est uniforme. Des changements brusques de température entraîneront une fissuration du métal et la pièce sera irrémédiablement endommagée.

Pour le soudage à chaud, des électrodes en fonte ou en carbone sont utilisées. Ceci permet d'obtenir dans la soudure un métal identique à celui à partir duquel la pièce est réalisée et confère au joint de bonnes propriétés mécaniques.

Le soudage à chaud, contrairement au soudage à froid, est effectué courants élevés et en continu jusqu'à ce que le défaut soit soudé ou que la couture soit terminée. Pour les gros volumes, deux soudeurs travaillent en alternance. Plus la couture est continue, mieux c'est.

Le choix des modes de soudage dépend de l'épaisseur du métal. Plus le métal est épais, plus l'intensité du courant et le diamètre des électrodes utilisées sont grands. Les diamètres d’électrodes et les intensités de courant recommandés sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1

Ce sont peut-être les principales méthodes de soudage de la fonte. Nous pouvons conclure que le soudage de la fonte est un processus complexe, mais en aucun cas impossible. À la bonne approche rien ne peut vous empêcher d’obtenir un résultat de qualité. Nous espérons que vous avez trouvé cet article utile. Vous pouvez écrire vos avis, souhaits, suggestions dans les commentaires !

Les principales difficultés du soudage de ces aciers sont :

– les caractéristiques de conception des joints soudés ;

– la nécessité de garantir que les propriétés du joint soudé sont proches ou égales aux propriétés du métal de base pendant une longue période d'exploitation (10 à 15 ans) ;

– ramollissement dans la zone thermiquement affectée ;

– la tendance du métal fondu et la ZAT du joint soudé à former du CT.

1. La plupart des joints soudés en aciers résistants à la chaleur se caractérisent par la présence de concentrés de contraintes, de joints multicouches, de supports restants, de grandes épaisseurs, etc. (Fig. 31).

Riz. 31. Raccords soudés de tuyaux avec plaques tubulaires (a),

joints bout à bout des tuyaux (b) et raccordement du tuyau au corps (c)

Lors du soudage de tuyaux avec des plaques tubulaires, des buses et des tuyaux, il existe un concentrateur structurel sous forme de manque de pénétration à la racine de la soudure. Lors du soudage multicouche, une augmentation de la déformation plastique se produit, la largeur de la zone étant 2 à 3 fois supérieure à la HAZ. La déformation plastique résiduelle moyenne est estimée entre 0,5...1,7 %.

Ces facteurs et d'autres déterminent la présence de contraintes de soudage résiduelles, etc., dans les joints soudés de ces aciers. L'influence de ces facteurs sur les performances du joint peut être réduite en sélectionnant et en appliquant soigneusement les paramètres technologiques de soudage (mode, matériaux, ordre des joints, etc.).

2. Dans des conditions de fonctionnement à long terme à T = 450...600 °C, le développement de processus de diffusion entre le métal de base et le métal fondu est possible.

Tout d’abord, cela s’applique au carbone, qui présente une mobilité de diffusion élevée. La migration du carbone peut être observée même avec de légères différences dans l'alliage de leurs éléments formant du carbure. La formation d'une couche décarbonisée (ferritique) pendant le fonctionnement entraîne une diminution de la résistance et de la ductilité des joints soudés et une destruction locale. À cet égard, les matériaux de soudage doivent fournir une composition chimique du métal fondu proche du métal de base.

Dans certains cas, s'il est nécessaire d'éviter le chauffage et le traitement thermique, des matériaux de soudage sont utilisés pour assurer la production de métal fondu à base de nickel. La mobilité de diffusion des éléments dans les alliages à base de nickel à 450...600 °C est nettement inférieure à celle des aciers perlitiques.

3. Le ramollissement dans la ZAT est provoqué par l'influence du cycle thermique de soudage ou de traitement thermique du joint soudé sur le métal de base traité thermiquement (normalisation suivie d'un revenu). Dans la ZAT, où le métal a été chauffé dans la plage Ac 1 – température de revenu de l'acier, des zones de ramollissement apparaissent. Dans le même temps, la résistance à long terme de la connexion des pièces sera réduite de 15 à 20 % par rapport au métal de base. Le degré de ramollissement dépend non seulement des conditions de traitement thermique, mais également des paramètres du processus de soudage. Plus l’apport d’énergie de soudage est important, plus la zone de ramollissement est grande.

Le ramollissement du métal dans la zone affectée thermiquement pourrait être éliminé par un traitement thermique volumétrique, mais il est limité par les dimensions hors tout des fours et d'autres difficultés. Pour réduire la zone de ramollissement, le soudage est réalisé avec des cordons étroits sans vibrations transversales dans des conditions optimales.

4. Les fissures à froid sont des fractures fragiles des aciers perlitiques résistants à la chaleur qui se produisent pendant le soudage (ou après celui-ci).

Les raisons de leur apparition sont la formation de structures métastables (troostite, martensite) dans les zones de la ZAT chauffées au-dessus de Ac 1, la fragilisation des joints soudés sous l'influence de l'hydrogène et l'action de facteurs « force » et « échelle ».

La formation de structures de durcissement dans un joint soudé est déterminée par le système d'alliage d'acier et la vitesse de refroidissement pendant le soudage. Ainsi, les aciers au chrome-molybdène sont moins sujets au durcissement que les aciers au chrome-molybdène-vanadium.

Le plus difficile est d’empêcher la formation de XT dans le métal fondu et dans la zone affectée thermiquement. Pour éviter la formation de XT, le soudage est effectué avec préchauffage et traitement thermique ultérieur.

L'action des facteurs de force et d'échelle est associée à la formation de contraintes de soudage en traction du premier type, à la rigidité des structures soudées, aux dimensions des produits et à l'épaisseur des pièces soudées.

Les fissures chaudes sont des fractures intercristallines fragiles dans le métal de la soudure et de la zone affectée thermiquement, se produisant à l'état solide-liquide pendant le processus de cristallisation (fissures de cristallisation), ainsi qu'à l'état solide à des températures inférieures à la température du solidus (sub- fissures du solidus).

Fissures à froid - elles se caractérisent par une fracture cristalline brillante sans traces d'oxydation à haute température. Causes des fissures à froid : fragilisation du métal due aux processus de durcissement lors d'un refroidissement rapide ; contraintes résiduelles apparaissant dans les joints soudés ; augmentation de la teneur en hydrogène dans les soudures ; épaisseur des éléments soudés.

Les méthodes de lutte contre les fissures à froid reposent sur la réduction du degré d'échauffement du métal, l'élimination des contraintes résiduelles et la limitation de la teneur en hydrogène.

Les pores se forment à la suite de la sursaturation du métal fondu avec des gaz. Les pores peuvent être superficiels, internes ou disposés en chaîne. Les pores apparaissent en raison d'une protection insuffisante du métal en fusion contre l'air et l'humidité, ainsi que d'un mauvais nettoyage des surfaces soudées contre l'huile et la rouille, d'une vitesse de soudage élevée et d'un refroidissement du métal. Les pores réduisent la résistance et compromettent l'étanchéité du produit.

Couture de soudure

Une soudure est formée par la solidification du métal. Le métal fondu a une structure dendritique. Dans cette zone, le métal est chauffé à une température supérieure à la température de la ligne de liquidus, ce qui détermine l'apparition intense de réactions chimiques et de processus métallurgiques entre le métal fondu et les gaz atmosphériques, ainsi que les matériaux de soudage : flux, revêtements d'électrodes, gaz de protection, etc. Les plus grands changements sont possibles ici composition chimique métal, son hétérogénéité, la formation de pores, de fissures à chaud et à froid.

Le cordon de soudure est adjacent à la zone de fusion (0,1-0,4 mm). Là, se produisent la formation d'un joint soudé, une modification de la composition chimique et des propriétés du métal et une croissance des grains. Cette zone est le point le plus faible du joint soudé.

La zone de surchauffe est la zone du métal de base où températures maximales lorsqu'il est chauffé au-dessus de 1100°C. Lors du refroidissement, une structure ferrite-perlite à gros grains aux propriétés mécaniques réduites se forme à base d'austénite à gros grains.

La section de recristallisation (normalisation) correspond à un chauffage à des températures de 900-1100°C. Le métal de la zone a des propriétés mécaniques élevées, puisque lors du refroidissement, une structure à grains fins (ferrite + cémentite) se forme à base d'austénite à grains fins, qui n'a pas été soumise à un échauffement.

Dans la zone de recristallisation incomplète, le métal est chauffé à des températures de 725 à 900 °C. La structure du métal est constituée d'un mélange de petits grains qui n'ont pas eu le temps de recristalliser. Ses propriétés sont inférieures à celles du métal de la section précédente.

La zone de recristallisation est observée lors du soudage des aciers soumis à une déformation à froid. Lorsqu'il est chauffé à une température de 450 à 725 °C, la croissance des grains se produit dans cette zone, la structure grossit et se ramollit.

La zone chauffée à une température de 200 à 450 °C constitue la transition de la zone affectée thermiquement au métal de base. Dans cette zone, un vieillissement des métaux peut se produire en raison de la précipitation de carbures et de nitrures de fer. La plasticité et la viscosité diminuent, la structure du métal dans cette zone n'est pratiquement pas différente de la structure principale.

La zone affectée thermiquement est une zone du métal de base dans laquelle des changements de structure et de phase se produisent sous l'influence de la température. Le HAZ a une granulométrie et une microstructure secondaire différentes de celles du métal de base. La largeur de cette zone dépend de l'épaisseur du métal, du type et du mode de soudage. Lorsque manuel soudage à l'arc c'est 5-6mm.

Pour la nuance d'acier 15GF, nous avons choisi le soudage à l'arc avec préparation des bords, car la préparation des bords est utilisée lorsque l'épaisseur de la pièce est supérieure à 9 mm. Lors du soudage à l'arc, nous utiliserons une électrode dе = 6 mm. Pour une stabilité de l'arc et un meilleur échauffement du joint, nous utilisons le transformateur TC-300 ( CA) ou VD-306 ( D.C.) avec un courant I = 336 A. Un arc est excité entre l'électrode et le métal de base et les fait fondre tous les deux, et un pool commun se forme où tout le métal en fusion est mélangé.

Le soudage à l'arc est utilisé pour assembler des pièces en acier minces pour lesquelles un métal d'apport n'est pas nécessaire, ainsi que pour les métaux non ferreux et la fonte, et pour le surfaçage d'alliages durs en poudre.