Soudage au gaz: avantages et applications
Après avoir lu cet article, vous en apprendrez plus sur: - 1. Signification du soudage au gaz 2. Barres de remplissage pour le soudage au gaz 3. Flux 4. Applications 5. Avantages 6. Inconvénients.
Signification de soudage au gaz:
Le soudage au gaz est un procédé de soudage par fusion dans lequel la chaleur nécessaire au soudage est obtenue par la combustion d'oxygène et de gaz combustible. Le gaz combustible peut être l'acétylène, l'hydrogène, le propane ou le butane.
Il se forme ainsi une flamme de gaz intense qui fait fondre les bords des pièces à souder. On laisse le métal en fusion couler pour solidifier ensemble et on obtient un joint continu.
La soudure au gaz convient particulièrement bien pour l'assemblage de tôles et de plaques d'épaisseur comprise entre 2 et 50 mm. Un métal supplémentaire appelé matériau de remplissage est utilisé pour une épaisseur supérieure à 15 mm. Ce métal d'apport est utilisé sous forme de baguette de soudure.
La composition de la tige de remplissage est généralement la même que celle du métal de base. Le métal d'apport est utilisé pour remplir la cavité créée lors de la préparation des arêtes. Un flux est également utilisé pendant le soudage pour éliminer les impuretés et les oxydes présents sur les surfaces métalliques à assembler.
Différentes combinaisons de gaz sont utilisées pour produire une flamme de gaz chaud, par exemple, oxygène et acétylène, oxygène et hydrogène, oxygène et propane, air et acétylène, etc.
La combinaison d'oxygène et d'acétylène est la plus largement utilisée. Cette combinaison brûle pour produire une température de flamme maximale d'environ 3200 ° C. Une telle flamme produite est appelée flamme oxyacétylénique.
La température approximative produite par différentes combinaisons est indiquée ci-dessous:
(i) Oxyacétylène, 3200 ° C
(ii) Oxy-hydrogène, 2800 ° C
(iii) Oxybutane, 2700 ° C
iv) Oxypropane, 2200 ° C
(v) gaz d'oxy-charbon, 2100 ° C
(vi) Air-acétylène, 2000 ° C
(vii) Air-hydrogène, 1800 ° C
(viii) air-propane, 1750 ° C
La flamme oxyacétylénique est utilisée pour le soudage des métaux, ayant une température de fusion élevée telle que l'acier doux, l'acier à haute teneur en carbone, etc. De l'autre côté, la flamme oxyhydrogène est utilisée pour le soudage de métaux à basse température de fusion tels que l'aluminium, le plomb, le magnésium, etc. etc.
Soudure Oxy-Acétylène:
Lorsqu'une combinaison d'oxygène et d'acétylène est utilisée dans des proportions correctes pour produire une flamme de gaz intense, le procédé est appelé soudage à l'oxyacétylène.
Une flamme de gaz oxyacétylène a une température d'environ 3200 ° C et peut donc fondre tous les métaux disponibles dans le commerce. Une tige de remplissage du même matériau est utilisée pour remplir la cavité créée lors de la préparation du bord, si l’épaisseur du métal est supérieure à 15 mm. Un flux est utilisé pour éliminer les impuretés et les oxydes présents à la surface du métal.
Pour allumer une flamme, ouvrez la vanne de contrôle d’acétylène de la torche de soudage. L'oxygène nécessaire est extrait de l'atmosphère pour brûler partiellement l'acétylène.
La soupape de contrôle de l'oxygène est ensuite ouverte pour régler le volume requis de mélange et de combustion de l'acétylène et de l'oxygène. Les trois types de flammes de gaz produits en modifiant les volumes de mélange.
Il existe deux systèmes disponibles pour le soudage oxyacétylénique:
(a) Soudure oxyacétylène à basse pression.
b) Soudage oxyacétylène à haute pression.
Ceux-ci sont discutés brièvement dans les articles suivants:
a) Soudage au gaz à basse pression:
La soudure au gaz à basse pression utilise de l'acétylène à basse pression qui est produite dans un générateur (cylindre à basse pression) par une réaction contrôlée du carbure de calcium et de l'eau, comme dans l'équation ci-dessous:
L'acétylène produit par ce procédé est à basse pression, légèrement au-dessus de la pression atmosphérique. Le gaz est acheminé dans des canalisations vers le site de travail où il est utilisé. On utilise un chalumeau de type injecteur qui aspire l’acétylène du générateur par l’effet d’injection du jet d’oxygène.
Une valeur de contre-pression hydraulique est également utilisée avec un tuyau de soufflage ou une torche qui empêche le reflux d'acétylène dans le générateur.
L'acétylène produit n'est pas pur et passe donc dans un épurateur pour éliminer la poussière de calcaire, l'ammoniac, etc. Le générateur d'acétylène est placé à l'extérieur du bâtiment pour éviter tout danger afin de l'empêcher de s'échauffer et de s'exposer au soleil.
La soudure au gaz à basse pression est utilisée dans des unités de production où l'acétylène est utilisé en grande quantité.
b) Soudage au gaz à haute pression:
La soudure au gaz à haute pression utilise de l'oxygène à haute pression et de l'acétylène à haute pression. Les deux gaz à haute pression sont disponibles dans le commerce sous forme comprimée dans des bouteilles.
Les gaz à haute pression sont acheminés vers le tuyau de soufflage à haute pression. Le tuyau de soufflage comporte une vanne de régulation de l'oxygène, une vanne de régulation de l'acétylène et une chambre de mélange.
Le régulateur a pour fonction de contrôler la pression de deux gaz en fonction des exigences du poste. Les deux gaz sont mélangés dans la chambre de mélange et passent à travers la buse de la torche.
La soudure au gaz à haute pression est la méthode la plus couramment utilisée, car les deux gaz à haute pression sont disponibles dans le commerce dans les bouteilles. Il est utilisé dans les travaux généraux d'ingénierie et de maintenance.
Baguettes de remplissage en soudage à gaz:
La tige de remplissage (également appelée tige de soudure) a pour fonction de fournir le métal supplémentaire nécessaire au soudage. Il est généralement constitué de la même composition et des mêmes propriétés que le métal de base. Il doit être exempt de poussière, graisse, rouille, particules non métalliques et de toute autre contamination.
Certains matériaux de remplissage et leurs utilisations sont indiqués dans le tableau 7.7:
Flux en soudage à gaz:
Pendant l'opération de soudage, la température du métal en fusion est suffisamment élevée. Le métal tellement chaud a tendance à réagir avec l'oxygène et l'azote présents dans l'air atmosphérique et à former des oxydes et des nitrures.
Les oxydes résultent en des soudures de mauvaise qualité, de faible résistance ou, dans certains cas, peuvent même rendre le soudage impossible. Les oxydes formés ont une température de fusion supérieure à celle du métal de base. Ils perturbent également le mouvement de la baguette de soudage.
Afin d'éviter cette difficulté, un flux est utilisé pendant le soudage. Un flux est une substance chimique utilisée pour empêcher, dissoudre ou éliminer les oxydes formés lors du soudage. C'est un composé chimique fusible et non métallique.
Les flux sont disponibles sous plusieurs formes, telles que des poudres sèches, une pâte, des liquides ou des revêtements sur la baguette de soudage. En soudage à gaz, le borax, chlorure de sodium, est couramment utilisé comme fondant. Le flux sec est appliqué en chauffant l'extrémité de la baguette de soudage et en la plongeant dans le matériau en poudre.
Un flux unique ne convient pas pour souder tous les métaux. Le type de flux utilisé dépend du fonctionnement et du métal de base à souder.
Les flux couramment utilisés pour souder différents métaux sont donnés dans le tableau 7.8:
Fonctions de flux:
1. Le flux empêche la formation d'oxydes, de nitrures et d'autres matériaux indésirables dans le bain de soudure.
2. Le flux protège le métal en fusion de l'oxygène atmosphérique pour pénétrer à l'intérieur.
3. Le flux réagit chimiquement avec les oxydes présents et forme un laitier fusible à basse température de fusion, le laitier flotte pendant le soudage et se dépose sur la surface supérieure du joint après solidification du métal. Il peut être facilement enlevé avec une brosse et un marteau burineur.
4. Le flux agit comme un meilleur agent de nettoyage. Il aide à nettoyer et à protéger la surface du métal de base.
Propriétés du bon flux:
Un bon fondant devrait avoir les propriétés souhaitables suivantes:
1. Il devrait avoir une température de fusion inférieure à celle du métal de base.
2. Il doit facilement et facilement réagir avec les oxydes métalliques et former un laitier fusible à basse température de fusion pour flotter sur le dessus de la soudure.
3. Il devrait être facilement ébréché après la solidification.
4. Il devrait également agir en tant que meilleur agent de nettoyage.
5. Il ne devrait pas nuire au métal de base.
6. Il ne devrait pas réagir chimiquement avec le métal de base.
7. Il ne doit pas causer de corrosion sur la soudure finie.
Applications de soudage au gaz:
La soudure au gaz oxyacétylène est largement utilisée dans le domaine pratique.
Certaines applications importantes sont:
1. Pour assembler la plupart des métaux ferreux et non ferreux, aciers au carbone, aciers alliés, fonte, aluminium et alliages, nickel, magnésium, cuivre et alliages, etc.
2. Pour joindre des métaux minces.
3. Pour joindre des métaux dans les industries automobile et aéronautique.
4. Pour joindre des métaux dans des usines de fabrication de tôle.
5. Pour l'assemblage de matériaux, ceux-ci nécessitent une vitesse de chauffage et de refroidissement relativement lente, etc.
Avantages de la soudure au gaz:
Voici les avantages de la soudure au gaz:
1. Processus portable et le plus polyvalent:
Le soudage au gaz est probablement un procédé portable et extrêmement polyvalent. Les gammes de produits de soudage à gaz sont très larges. Il peut être appliqué à divers travaux de fabrication, d’entretien et de réparation.
2. Meilleur contrôle de la température:
La soudure au gaz permet de mieux contrôler la température du métal dans la zone de soudure en contrôlant la flamme du gaz.
3. Meilleur contrôle du taux de dépôt de métal d'apport:
Dans le soudage au gaz, la source de chaleur et le métal d'apport sont distincts, contrairement au soudage à l'arc. Cela permet de mieux contrôler le taux de dépôt de métal d'apport.
4. Convient pour souder des métaux dissemblables:
La soudure au gaz peut convenir pour souder les métaux différents avec un matériau de remplissage et de fondant approprié.
5. Faible coût et entretien:
Le coût et la maintenance des équipements de soudage aux gaz sont bas comparés à certains autres procédés de soudage. L'équipement est polyvalent, autonome et portable.
Inconvénients de la soudure au gaz:
1. Ne convient pas aux sections lourdes:
La chaleur produite n'étant pas suffisante, il est impossible d'assembler de manière économique des sections lourdes.
2. Moins de température de fonctionnement de la flamme de gaz:
La température de la flamme est inférieure à la température de l'arc.
3. Vitesse lente de chauffage:
Le taux de chauffage et de refroidissement est relativement lent. Dans certains cas, c'est avantageux.
4. Ne convient pas aux métaux réfractaires et réactifs:
Les métaux réfractaires comme le tungstène, le molybdène et les métaux réactifs comme le titane et le zirconium ne peuvent pas être soudés par soudage.
5. Zone touchée par la chaleur plus importante:
Le soudage au gaz entraîne une zone plus grande affectée par la chaleur en raison du chauffage prolongé du joint.
6. Le blindage de flux n’est pas aussi efficace:
Le blindage de flux lors du soudage aux gaz n’est pas aussi efficace que dans le cas du soudage TIG ou MIG. L'oxydation ne peut pas être évitée complètement.
7. Problème lors du stockage et de la manipulation des gaz:
Le stockage et la manipulation de gaz explosifs, tels que l'acétylène et l'oxygène, posent d'autres problèmes de sécurité.
