Poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée

Le poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée, comme celui de la figure suivante, est constitué de plusieurs composantes. Chacune d'elles a une fonction précise.

Poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée :

Le courant électrique  générée par la machine de soudage :

  • passe par le câble du porte-électrode, le porte-électrode et l'électrode ;
  • fait jaillir un arc électrique au moment ou l'on frotte vivement l'électrode contre la pièce métallique. La quantité de chaleur produite par l'arc électrique provoque la fusion du métal.
  • traverse la pièce et retourne à la machine de soudage par l'intermédiaire de la prise de masse et du câble qui est relié à cette dernière.
1. Principales fonctions d'un poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée

Le poste de soudage électrique est utilisé pour :

souder des pièces métalliques de nature identique ;

recharger des pièces métalliques afin de reconstituer leurs parties usées ou cassées ;

couper des pièces métalliques ;

dégager des bagues de roulements à billes ;

dégager des goujons, des tarauds et des forets.

Machine de soudage à l'arc avec électrode enrobée :

La machine de soudage à l'arc avec électrode enrobée, comme celle montrée à la figure ci-dessous, est un appareil qui génère :

  • la tension ;
  • et le courant,

nécessaires pour effectuer le soudage des métaux dans les meilleures conditions de sécurité.

Poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée :

Fonctions d'un poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée :

Le courant et la tension des réseaux de distribution ne conviennent pas aux opérations de soudage et présentent un danger pour les soudeurs.

La machine de soudage est conçue de manière à transformer :

  • le courant du réseau de distribution, de haute tension et de faible intensité,
  • en courant de soudage, de basse tension et de forte intensité.

Lors de l'exécution d'un cordon de soudure, le déplacement irrégulier en hauteur de l'électrode par le soudeur modifie :

  • la longueur d'arc ;
  • qui, à son tour, modifie l'intensité du courant de soudage,ce qui affecte la régularité du cordon de soudure.

Pour remédier à cela, la machine de soudage est conçue pour que l'intensité du courant de soudage se modifie peu avec le changement de la longueur d'arc.

On peut le constater à l'aide de la courbe tension-intensité de type "plongeant" qui est formée de l'ensemble des points d'opération de la machine de soudage.

Cette courbe est représentée à la figure suivante.

Courbe tension-intensité :

2. Types de postes de soudage

Les types de machines de soudage à l'arc avec électrode enrobée sont les suivants :

- les machines de soudage qui génèrent un courant alternatif ;

- les machines de soudage qui génèrent un courant continu ;

- les machines de soudage qui génèrent un courant redressé ou un courant alternatif.

L'énergie électrique de certaines machines de soudage à l'arc avec électrode enrobée est fournie par un groupe électrogène actionné par un moteur à essence ou diesel, ce qui permet leur utilisation sur un chantier.

Tension à vide et tension de soudage :

En soudage, la tension à vide ou à circuit ouvert est :

  • la tension appliquée aux bornes de la machine de soudage avant le passage du courant électrique dans le circuit,
  • la tension nécessaire pour amorcer l'arc. Elle se situe généralement entre 50 et 100 volts selon la machine de soudage.

Comme on peut le voir à la figure suivante :

  • la tension à vide, correspond à une intensité de courant égale à zéro,
  • la tension de soudage est différente (tension à circuit fermé), c'est la tension délivrée par la machine au moment de l'exécution de la soudure proprement dite.

Tension à vide et tension de soudage :

Facteur de marche d'un poste de soudage :

Le facteur de marche :

  • indique le temps durant lequel une machine de soudage peut fonctionner sans interruption et sans risque de surchauffe.
  • Le facteur de marche est basé sur une période de cinq minutes.

Par exemple,

une machine de soudage de 300 ampères - 40 volts qui possède un facteur de marche de 60 % peut fournir 300 ampères sous 40 volts pendant 3 minutes (60 % de cinq minutes) :

  • sans interruption
  • et sans avoir besoin d'une période de repos.
3. Plaque signalétique d'un poste de soudage

Les machines sont munies d'une plaque signalétique qui comporte les renseignements nécessaires afin que le soudeur puisse l'utiliser en toute sécurité et avec le maximum de profit.

Les principaux renseignements fournis par le fabricant sont les suivants :

  • le type du courant d'alimentation,
  • la fréquence du réseau d'alimentation,
  • la tension d'alimentation,
  • le type de courbe délivré par la machine,
  • la nature du courant de soudage,
  • la tension à vide,
  • le facteur de marche,
  • la gamme de réglage de l'intensité de courant de soudage.

Vous pouvez voir à la figure suivante une plaque signalétique type.

Plaque signalétique :

 

Choix d'un poste de soudage :

Le choix d'une machine de soudage dépend de plusieurs facteurs ; voici les plus importants :

- la nature du métal à souder ;

- le type et le diamètre de l'électrode utilisée:

  • certaines électrodes nécessitent une tension à vide et un courant de soudage relativement élevés qui ne sont pas fournis par toutes les machines de soudage ;

- le facteur de marche ;

  • certains travaux de soudure exigent des cadences d'exécution élevées, d'où le besoin d'une machine de soudage qui possède un facteur de marche élevé ;

- le lieu du travail, sur chantier ou en atelier ;

- le prix de revient.

Câbles de soudage :

Le câble de soudage, tel qu'il est montré à la figure ci-dessous, est constitué :

  • de plusieurs centaines de fils électriques de cuivre qui amènent le courant électrique de la machine de soudage jusqu'à la pièce à souder.

Câble de soudage :

 

Ces fils conducteurs sont recouverts d'une gaine protectrice isolante en caoutchouc.

Cette gaine en caoutchouc doit résister :

  • au déchirement ;
  • à la chaleur ;
  • doit être imperméable à l'eau et à l'huile.

Dans un poste de soudage, on trouve deux câbles :

  • le câble du porte-électrode, qui va de la machine de soudage au porte-électrode,
  • et le câble de masse, qui relie la machine de soudage à la prise de masse.

Diamètre des câbles de soudage :

Le diamètre des câbles est choisi selon :

  • leur longueur, plus la longueur du câble ou le courant de soudage est élevé, plus le diamètre du câble est grand.
  • le courant maximum de la machine de soudage.

Voyez, à la figure suivante, la grosseur du câble à utiliser pour une longueur et un courant donnés.

Grosseur des câbles :

Électrode enrobée :

L'électrode est constituée d'une tige métallique recouverte d'un enrobage.

  • L'enrobage ne couvre pas la tige métallique sur toute sa longueur ;
  • Une partie d'environ 30 mm à l'une de ses extrémités reste nue, ce qui assure le passage du courant du porte-électrode à l'électrode.

L'électrode enrobée sert :

  • à créer et à maintenir l'arc électrique qui provoque la fusion du métal.
  • à fournir le métal d'apport nécessaire à l'élaboration du cordon.

Voyez, à la figure ci-dessous, une électrode enrobée.

Électrode enrobée :

Porte-électrode :

Le porte-électrode se fixe au bout du câble.

Il permet :

  • le passage du courant à l'électrode ;
  • de retenir l'électrode par sa partie nue pendant le soudage.

Plusieurs modèles de porte-électrode sont disponibles sur le marché. Ils sont classés en deux catégories :

  • le porte-électrode de type pince ;
  • le porte-électrode à tête pivotante.

Porte-électrodes :

Pour insérer l'électrode dans un porte-électrode de type pince :

  • il suffit d'appuyer sur le levier pour séparer les deux mâchoires l'une de l'autre. ;
  • ensuite, on place la partie nue de l'électrode entre les deux mâchoires et on relâche le levier.

La fixation d'une électrode par un porte-électrode à tête pivotante se fait :

  • en insérant d'abord la partie nue de l'électrode dans un trou aménagé dans la tête du porte-électrode ;
  • en serrant ensuite l'électrode par la rotation de la tête pivotante.

Le porte-électrode doit être ergonomique, résistant au choc et à la chaleur, isolant et léger. De plus, il doit offrir un très bon contact avec la partie nue de l'électrode.

Prise de masse :

La prise de masse s'attache à la pièce à l'aide :

  • de mâchoires ;
  • ou d'une vis de serrage selon le modèle.

La prise de masse se fixe au câble de masse.Cela assurent la liaison électrique entre la pièce à souder et la machine de soudage.

Voyez, à la figure ci-dessous, les deux types de prises de masse les plus utilisées.

Prises de masse :

 

Source : Cosses

Les cosses servent à connecter les câbles aux bornes de la machine de soudage.

Les câbles sont introduits dans les cosses et solidement fixés soit :

  • par brasage,
  • par sertissage,
  • ou par serrage mécanique.

Par la suite, les cosses sont fixées aux bornes de la machine de soudage à l'aide de boulons serrés par une clef appropriée.

La cosse est représentée à la figure suivante.

Cosse :

 

Raccords :

Les raccords montrés à la figure suivante sont des pièces conductrices qui :

  • se fixent au bout des câbles ;
  • assurent la jonction de deux câbles.

Raccords :

 

Marteau à piquer :

Le marteau à piquer est employé pour briser le laitier qui couvre le cordon de soudure.

Sa tête pointue permet de fragmenter le laitier, même dans les endroits où l'espace est restreint à la jonction du cordon et de la pièce soudée.

Voyez, à la figure suivante, les différents types de marteaux à piquer.

Marteaux à piquer :

 

Brosse métallique :

La brosse métallique est utilisée:

  • pour enlever les fragments et les particules de laitier.
  • pour nettoyer le joint à souder.

Voyez, à la figure suivante, les différents types de brosses métalliques.

Brosses métalliques :

 

En résumé sur un poste de soudage à l'arc avec électrode enrobée :

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants.

- En soudage, la tension à vide est la tension nécessaire à l'amorçage de l'arc.

- Le facteur de marche indique le temps durant lequel une machine de soudage peut fonctionner sans interruption et sans risque de surchauffe.

- Le diamètre des câbles est choisi selon leur longueur et selon le courant maximum de la machine de soudage.

- Le porte-électrode doit être ergonomique, résistant au choc et à la chaleur, isolant et léger. De plus, il doit offrir un très bon contact avec la partie nue de l'électrode.

- La prise de masse se fixe au câble de masse et elle doit être accrochée à la pièce à souder lors du soudage. La prise de masse et son câble assurent le retour du courant à la machine de soudage.

- Les cosses servent à connecter les câbles aux bornes de la machine de soudage.

- Les raccords assurent la jonction de deux câbles.

- Le marteau à piquer est employé pour briser le laitier qui couvre le cordon de soudure.

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