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

01 49 08 38 00 - appel gratuit de 9h à 18h (hors week-end)

Rechargement à l'arc avec électrode enrobée

Rechargement à l'arc avec électrode enrobée

Le rechargement consiste à déposer, par fusion, une ou plusieurs couches de métal d'apport, sur des pièces afin de reconstituer leurs parties usées ou rompues.

Il est aussi utilisé pour former une couche protectrice à la surface des pièces contre la corrosion et l'usure.

Plusieurs métaux d'apport sont utilisés pour le rechargement, tels que l'acier doux, l'acier allié, l'acier inoxydable, etc.

Dans ce module, on se limitera au rechargement en position à plat de l'acier doux à l'aide des électrodes en acier doux.

La figure 1.107 vous montre un exemple de rechargement effectué sur des arbres.

Figure 1.107    Pièces rechargées.

Préparation des pièces

Avant de recharger une pièce métallique, sa surface doit être exempte de toute saleté et mise à nu. De plus, dans certains cas, l'usinage de la surface à recharger est indispensable afin d'arrondir les angles vifs et d'éliminer la présence de fissures.

Voyez, à la figure 1.108, la préparation des pièces.

Figure 1.108    Préparation des pièces à recharger.

 

Rechargement des surfaces planes à l'arc avec électrode enrobée

Le rechargement des surfaces planes se fait en déposant des cordons parallèles côte à côte ou superposés selon le besoin.

Si la surface de l'usure est relativement importante, le rechargement s'effectue par dépôt de plusieurs cordons parallèles et chacun d'eux doit empiéter d'un tiers sur son voisin, comme à la figure 1.109.

Figure 1.109    Empiétement entre les cordons.

L'exécution des cordons s'effectue dans l'ordre indiqué à la figure 1.110.

Figure 1.110    Séquence du dépôt des cordons parallèles.

Après l'exécution de chaque cordon, il faut enlever le laitier et éliminer ses traces à l'aide d'un marteau à piquer et une brosse métallique.

Dans le cas où plus d'une couche est nécessaire:

  • elles doivent être déposées perpendiculairement les unes aux autres,
  • tout en s'assurant que le dépôt de la couche supérieure est accompagné de la fusion de la couche inférieure.

Voyez, à la figure 1.111, le dépôt des couches superposées.

Figure 1.111    Couches superposées.

 

 Pour remplir les cratères en fin de cordons, il suffit d'exécuter un cordon perpendiculaire aux cordons déjà exécutés, comme à la figure 1.112.

Figure 1.112    Élimination des cratères en fin de cordons.

 

Dans le cas où la surface usée est étroite, le rechargement se fait en déposant des cordons superposés.

La technique d'exécution d'un rechargement et le choix des électrodes sont les mêmes que ceux utilisés lors du soudage des plaques. Revoyez les notes traitant de ce sujet dans la présente étude.

Pour recharger des pièces très épaisses, on les préchauffe à l'aide d'un chalumeau ou d'un four.

Ceci accélère l'opération de rechargement et contribue à son succès. On doit toujours prévoir une légère surépaisseur après le rechargement pour pouvoir redonner à la pièce ses dimensions initiales après les opérations d'usinage. Finalement, la pièce rechargée doit être refroidie lentement à la température de la pièce avant d'usiner sa partie rechargée.

Le rechargement des surfaces planes se fait en déposant des cordons parallèles côte à côte ou superposés selon le besoin.

Si la surface de l'usure est relativement importante, le rechargement s'effectue par dépôt de plusieurs cordons parallèles et chacun d'eux doit empiéter d'un tiers sur son voisin, comme à la figure 1.109.

Figure 1.109    Empiétement entre les cordons.

L'exécution des cordons s'effectue dans l'ordre indiqué à la figure 1.110.

Figure 1.110    Séquence du dépôt des cordons parallèles.

Après l'exécution de chaque cordon, il faut enlever le laitier et éliminer ses traces à l'aide d'un marteau à piquer et une brosse métallique.

Dans le cas où plus d'une couche est nécessaire, elles doivent être déposées perpendiculairement les unes aux autres, tout en s'assurant que le dépôt de la couche supérieure est accompagné de la fusion de la couche inférieure.

Voyez, à la figure 1.111, le dépôt des couches superposées.

Figure 1.111    Couches superposées.

 

 Pour remplir les cratères en fin de cordons, il suffit d'exécuter un cordon perpendiculaire aux cordons déjà exécutés, comme à la figure 1.112.

Figure 1.112    Élimination des cratères en fin de cordons.

 

Dans le cas où la surface usée est étroite, le rechargement se fait en déposant des cordons superposés.

La technique d'exécution d'un rechargement et le choix des électrodes sont les mêmes que ceux utilisés lors du soudage des plaques. Revoyez les notes traitant de ce sujet dans la présente étude.

Pour recharger des pièces très épaisses, on les préchauffe à l'aide d'un chalumeau ou d'un four.

  • Ceci accélère l'opération de rechargement et contribue à son succès.
  • On doit toujours prévoir une légère surépaisseur après le rechargement pour pouvoir redonner à la pièce ses dimensions initiales après les opérations d'usinage.
  • la pièce rechargée doit être refroidie lentement à la température de la pièce avant d'usiner sa partie rechargée.

 

Rechargement à plat des surfaces cylindriques à l'arc avec électrode enrobée

Les principales applications de rechargement des pièces cylindriques résident dans:

- la reconstruction des surfaces usées des arbres,

- des logements des clavettes brisées,

- des dents des roues dentées et des filets cassés.

Selon la largeur de l'endroit usé ou cassé, le rechargement s'effectue par un dépôt de cordons longitudinaux ou circulaires.

Les pièces cylindriques uniformément usées sur une large surface doivent être rechargées en déposant des cordons parallèles à l'axe de la pièce, tout en respectant l'ordre du dépôt indiqué à la figure 1.113.

Figure 1.113    Dépôt des cordons longitudinaux parallèles à l'axe de la pièce.

Voyez aussi, à la figure 1.114, la préparation d'une surface cylindrique entièrement usée.

Figure 1.114    Préparation d'une surface cylindrique entièrement usée.

Dans le cas où l'endroit usé ou cassé est relativement étroit, on prépare la surface en usinant une rainure circulaire à l'endroit usé ou cassé, comme à la figure 1.115.

Figure 1.115    Préparation d'une surface cylindrique partiellement usée.

Par la suite, on effectue le rechargement en déposant des cordons circulaires.

La technique de dépôt d'un cordon circulaire est la même que celle utilisée pour souder les tuyaux.

 

Autres applications de l'arc

Durant leur fonction, les mécaniciens en mécanique industrielle doivent dégager:

  • des bagues de roulement coincées,
  • des goujons,
  • des tarauds,
  • des forets cassés.

Plusieurs méthodes sont utilisées pour solutionner ces problèmes. L'utilisation de l'arc électrique fait partie de ces méthodes.

Dégagement des bagues de roulement à billes

Deux méthodes mettent à profit le procédé pour dégager les bagues de roulement à billes cassées.

La première méthode, illustrée par la figure 1.116, est utilisée pour dégager la bague intérieure du roulement fixée sur un arbre.

Elle consiste à déposer un cordon de soudure au centre de la bague.

Le dépôt d'un cordon de soudure chauffe la bague de façon intense et rapide. Cette chauffe fait dilater la bague, tandis que l'arbre est devenu seulement chaud. Par la suite, on extrait la bague pendant qu'elle est chaude, en faisant attention de ne pas se brûler.

Figure 1.116    Extraction de la bague intérieure du roulement à billes.

La deuxième méthode, illustrée par la figure 1.117, permet d'extraire la bague extérieure restée coincée dans son logement.

Cette méthode consiste à déposer un cordon seulement sur la partie inférieure de la bague.

Ensuite, on laisse la bague se refroidir. Une fois que la bague est à la température ambiante, elle reste déformée et son diamètre est devenu plus faible que celui du logement, ce qui permet son extraction.

Figure 1.117    Extraction de la bague extérieure d'un roulement à billes.

Le dépôt d'un cordon sur la partie inférieure de la bague chauffe de façon intense et rapide cette partie.

Cette chauffe fait dilater la partie inférieure de la bague, tandis que la partie supérieure de la bague et son logement sont devenus seulement chauds.

Ceci cause la déformation de la partie chauffée, comme on peut le voir à la figure 1.118.

Figure 1.118    Déformation de la bague extérieure.

 

Dégagement des goujons, des tarauds et des forets cassés

Le dégagement des goujons, tarauds ou forets cassés dans leur trou se fait à l'aide d'une électrode spéciale, dont le diamètre dépend du diamètre du trou.

Voici la marche à suivre pour dégager les goujons. Le dégagement des forets, des tarauds ou de toute autre pièce cassée dans un trou se fait exactement de la même façon.

1. Choisissez le diamètre de l'électrode en fonction du trou dans lequel la pièce est restée coincée. Dans le cas où le diamètre du trou est inférieur ou égal à 9,5 mm, on utilise une électrode avec un diamètre égal à 2,5 mm. Pour des trous dont le diamètre est plus grand que 9,5 mm, on utilise une électrode de 3,2 mm de diamètre.

2. Utilisez l'intensité du courant donnée sur l'étiquette du fabricant.

3. Amorcez l'arc au centre du goujon cassé, comme à la partie a de la figure 1.119, et non sur son bord.

Figure 1.119    Extraction des goujons.

4. Une fois que l'arc est amorcé, maintenez le bout de l'électrode au centre du goujon. Le laitier créé par cette électrode spéciale enveloppe le métal en fusion et empêche ce dernier d'adhérer à la paroi du trou. Le laitier provenant des électrodes ordinaires de soudage ne remplit pas ce rôle.

5. Continuez à déposer du métal en prenant soin de maintenir un arc régulier. Une fois rendu à la partie supérieure du trou, on arrête pendant quelques secondes afin de laisser refroidir le cordon de soudure verticale.

6. Piquez le laitier seulement au centre du cordon vertical, puis réamorcez l'arc.

7. Continuez à déposer du métal jusqu'à ce que vous dépassiez la surface du trou de 2 cm environ, comme à la partie b de la figure 1.119.

8. Enlevez le laitier sur toute la partie du cordon vertical qui dépasse la surface du trou, puis placez un écrou par dessus.

9. Soudez l'écrou au cordon vertical, comme à la partie c de la figure 1.119.

10. Attendez que l'écrou devienne froid avant de dévisser le goujon à l'aide d'une clef appropriée, comme à la partie d de la figure 1.119.

Comme vous pouvez le constater, cette procédure exige une grande dextérité.

En résumé sur une technique du soudage à l'arc avec électrode enrobée

Au cours de cette étude:

vous avez appris la façon de souder et de pointer des pièces en position à plat, horizontale, verticale et au plafond.

De plus, vous avez appris comment extraire les bagues de roulement à billes, les goujons et les forets cassés.

Voici un bref rappel de certains points importants à retenir.

- Les principaux types d'électrodes enrobées utilisées pour souder l'acier doux sont les suivants : électrode cellulosique, électrode au rutile et électrode basique.

- Les électrodes doivent être conservées dans un lieu sec ou dans un four à électrodes.

- Les électrodes à enrobage basique sont fortement affectées par l'humidité.

- Les électrodes sont classées selon un numéro d'identification codé. Ce numéro est imprimé sur l'enrobage et indique la résistance minimum de traction, la position de soudage, le type d'enrobage et le type de courant et de polarité à utiliser.

- Les plaques dont l'épaisseur est supérieure ou égale à 5 mm doivent être chanfreinées. Les principaux types de chanfreins utilisés sont le chanfrein en V et le chanfrein en X.

- L'amorce de l'arc se fait toujours dans le joint.

- Lors du pointage et du soudage des plaques en position à plat, l'électrode doit être inclinée de 70 à 80° dans le sens de la longueur du joint, tout en restant dans un plan perpendiculaire au joint.

- Lors du soudage, la formation d'un petit trou est le signe d'une bonne pénétration.

- Pour continuer une portion de soudure déjà exécutée, on amorce l'arc à 15 mm en avant de la fin du cordon de soudure. On revient en arrière jusqu'à la fin du cordon. Une fois que le bain de fusion s'est formé à cet endroit, on inverse le sens du déplacement de l'électrode afin de reprendre le sens normal de déplacement de l'électrode, c'est-à-dire de gauche à droite.

- Lors du pointage et du soudage à plat d'un joint en T, d'un joint à recouvrement et d'un joint en angle extérieur, l'angle d'inclinaison de l'électrode est de 70 à 80° dans le sens de déplacement de l'électrode, tout en la maintenant dans un plan perpendiculaire au joint.

- De manière générale, le pointage et le premier cordon s'exécutent avec une électrode cellulosique afin d'obtenir une pénétration adéquate.

- L'inclinaison de l'électrode lors du soudage d'un joint bout à bout, en angle et à recouvrement est donnée dans le tableau suivant :

Figure 1.123.


Position du joint Inclinaison de l'électrode transversalement au joint Inclinaison de l'électrode transversalement au joint
Pointage bout à bout de deux plaques - A l'horizontale en corniche 70 à 80° 5 à 10 par rapport à l'horizontale.
- A la verticale 75 à 85° L'électrode doit être maintenue dans le plan perpendiculaire au joint.
- Au plafond 80 à 85° L'électrode doit être maintenue dans le plan perpendiculaire au joint.
Pointage en angle intérieur (joint en T) de deux plaques - A l'horizontale en corniche 70 à 80° 45° par rapport aux bords du joint.
- A la verticale 75 à 85° 45° par rapport aux bords du joint.
- Au plafond 80 à 85° 45° par rapport aux bords du joint.
Pointage en angle d'un joint à recouvrement - A l'horizontale en corniche 70 à 80° 45° par rapport aux bords du joint.
- A la verticale 75 à 85° 45° par rapport aux bords du joint.
- Au plafond 80 à 85° 45° par rapport aux bords du joint.

Figure 1.124.


Position du joint Inclinaison de l'électrode longitudinalement au joint Inclinaison de l'électrode transversalement au joint
Pointage en angle extérieur de deux plaques - A l'horizontale 70 à 80° 45° par rapport aux bords du joint.
- A la verticale 75 à 85° 45° par rapport aux bords du joint.
- Au plafond 80 à 85° 45° par rapport aux bords du joint.

- Les parties des cornières et des profilés dont l'épaisseur est inférieure à 5 mm ne nécessitent pas le chanfreinage de leurs bords. Leur soudage s'effectue sur bords droits. Les parties des cornières et des profilés dont l'épaisseur est supérieure ou égale à 5 mm doivent être chanfreinées.

- Le soudage des cornières et des profilés s'effectue selon une séquence bien déterminée afin de diminuer les déformations.

Figure 1.125.


Position du joint Inclinaison de l'électrode longitudinalement au joint Inclinaison de l'électrode transversalement au joint
Pointage des tuyaux - A plat 10 à 15° par rapport à la perpendiculaire à la paroi. Électrode doit être maintenue dans le plan perpendiculaire au joint.
- A l'horizontale 5 à 10° par rapport à la perpendiculaire à la paroi. 5 à 10° par rapport à l'horizontale.
- A la verticale 5 à 10° par rapport à la perpendiculaire à la paroi. Électrode doit être maintenue dans le plan perpendiculaire au joint.
- Au plafond 5 à 10° par rapport à la perpendiculaire à la paroi. Électrode doit être maintenue dans le plan perpendiculaire au joint.

- L'inclinaison de l'électrode lors du soudage des tuyaux est donnée dans le tableau suivant.

- Le rechargement des plaques et des arbres se fait selon une séquence bien déterminée afin de diminuer les déformations.

- Les pièces massives doivent être préchauffées avant de procéder à leur rechargement.

- Il faut toujours prévoir une légère surépaisseur après rechargement pour pouvoir redonner à la pièce ses dimensions initiales après les opérations d'usinage.

- Les pièces rechargées doivent être refroidies lentement à la température ambiante avant d'usiner leur partie rechargée.

Vous venez de compléter l'étude qui traite de la technique du soudage.

 Résumé sur le soudage à l'arc avec électrode enrobée

Vous êtes maintenant en mesure d'effectuer:

  • le pointage et le soudage bout à bout, en angle et à recouvrement de deux plaques,
  • le rechargement des surfaces planes et cylindriques.

Toutefois, il est intéressant de résumer les points les plus importants qui ont été abordés dans cette étude.

• Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est un procédé de soudage autogène qui consiste à unir deux pièces de métal de même nature en fusionnant leurs bords.

• Le soudage à l'arc avec électrode enrobée n'est pas utilisé pour souder les métaux et alliages qui possèdent une faible température de fusion, tels que l'étain, le plomb et le zinc.

• Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est déconseillé pour souder des tôles dont l'épaisseur est inférieure à 2,5 mm à cause des risques d'effondrement du bain de fusion.

• 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.

• Quand une personne touche un fil conducteur sous tension, elle reçoit une décharge électrique qui se traduit par une commotion. Cette dernière peut se révéler dangereuse et même fatale.

• Les rayons ultraviolets de l'arc causent la conjonctivite.

• Une exposition répétée aux rayons infrarouges provoque la cataracte, qui peut rendre le soudeur aveugle.

• L'intensité du courant de soudage dépend du type d'électrode et de son diamètre.

• Les principaux types d'électrodes enrobées utilisées pour souder l'acier doux sont les suivants : électrode cellulosique, électrode rutile et électrode basique.

• Sous l'action de la chaleur de l'arc, l'humidité présente dans l'enrobage dégage des gaz causant des porosités dans le cordon de la soudure, ce qui affaiblit la résistance mécanique de ce dernier. De ce fait, l'entreposage des électrodes dans un lieu sec ou dans un four s'avère indispensable.

• Le numéro imprimé sur l'enrobage indique la résistance minimum de traction, la position de soudage, le type d'enrobage et le type de courant et de polarité à utiliser.

• L'inclinaison de l'électrode longitudinalement au joint lors du pointage de deux plaques bout à bout, en angle intérieur, en angle d'un joint à recouvrement et en angle extérieur est égale à :

- 70 à 80° en position horizontale ;

- 75 à 85° en position verticale ;

- 80 à 85° en position au plafond.

• Autant que possible, les soudeurs doivent toujours faire en sorte que le pointage et le soudage des pièces se fassent en position à plat parce que cette position est la plus confortable, la plus efficace et la plus économique.

• La préparation des bords des joints bout à bout et en angle qui doivent être pointés ou soudés à l'horizontale, à la verticale et au plafond est la même que pour ces joints en position à plat. Ceci est vrai aussi pour la séquence du pointage, l'espacement entre les points, la longueur des points et les qualités et défauts des points de soudure et des soudures.

• Le soudage des cornières et des profilés s'effectue selon une séquence bien déterminée afin de diminuer les déformations.

• Lors du pointage des tuyaux, l'inclinaison de l'électrode par rapport à la perpendiculaire à la paroi à l'endroit où l'arc est pointé est égale à :

- 10 à 15° en position à plat ;

- 5 à 10° en position horizontale ;

- 5 à 10° en position verticale ;

- 5 à 10° en position au plafond.

• Le rechargement des plaques et des arbres se fait selon une séquence bien déterminée afin de diminuer les déformations.

• Les pièces très massives doivent être préchauffées avant de procéder à leur rechargement.

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

Découvrez
Maxicours

Des profs en ligne

Géographie

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17h à 20h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les 10 matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Une interface Parents