Caractéristiques du transfert et de la soudure du métal

Le mode de transfert du métal peut influer sur l'ampleur de la perte d'éléments d'alliage, modifiant ainsi les caractéristiques métallurgiques du métal fondu. Cela peut également affecter le rapport largeur (W) sur pénétration (P) appelé facteur de forme de pénétration de la soudure ou «aspect», ainsi que l'aspect physique du cordon, en particulier la formation de rides.

Effets métallurgiques:

Le transfert du métal de l'électrode au travail s'effectue à travers une plage de température comprise entre 6000 ° C et 20 000 ° C, en fonction du métal et du procédé de soudage. La quantité de métal qui se vaporise dépend non seulement de la température, mais également du temps nécessaire à une goutte pour couvrir la distance entre l'électrode et le bain de soudure. La longueur de l'arc joue donc un rôle essentiel.

En mode court-circuit, le métal est transféré par pontage entre l'électrode et le bain de soudure. Ainsi, le métal n'atteint pas une température élevée et la perte par vaporisation est donc faible. Cependant, pendant le mode de transfert de métal globulaire, la gouttelette reste suspendue à la pointe de l'électrode pendant un temps considérable et prend également beaucoup plus de temps à parcourir l'écart de l'arc pour se fondre dans le bain de soudure. Ainsi, les éléments d'alliage de perte par vaporisation sont considérables avec le mode de transfert de métal globulaire.

En mode pulvérisation, le métal est transféré dans de très petites gouttelettes. Bien que le temps pendant lequel le métal en fusion reste à la pointe de l'électrode soit très court, il présente toutefois une surface beaucoup plus grande pour permettre l'évaporation. Le volume de gouttelette métallique étant petit, il atteint facilement une température plus élevée, augmentant ainsi la perte par évaporation.

En fonction du mode de transfert du métal et du procédé de soudage généralement utilisé pour un métal donné, la perte d'éléments d'alliage peut être déterminée et comptabilisée, permettant ainsi de contrôler les propriétés métallurgiques finales du cordon de soudure.

Facteur de forme de pénétration de soudure (W / P):

On pense généralement que la pénétration de la soudure augmente avec le courant. Au fur et à mesure que le courant augmente, il en résulte une mise en place des forces électromagnétiques à l'origine du développement d'un plasma. La force exercée par le jet de plasma joue un rôle important dans la détermination de la profondeur de la cavité du bain de soudure et donc de la pénétration. De plus, le mode de transfert des métaux change de court-circuit à globulaire en mode de pulvérisation à mesure que le courant augmente. Ainsi, on peut considérer que la pénétration sera plus profonde pour le mode pulvérisation que pour le mode court-circuit ou le mode globulaire.

La largeur du cordon dépend principalement de la tension ou de la longueur de l'arc. Cependant, il n'est pas conseillé de déduire directement la largeur de la soudure de la tension ou de la longueur d'arc, car de nombreux autres facteurs, tels que la vitesse de soudage, la conductivité thermique et le point de fusion du métal, influencent la géométrie du cordon de soudure. Cependant, si tous les autres paramètres sont maintenus constants, le facteur de forme de pénétration de la soudure, c.-à-d. Que W / P peut être considérablement manipulé en contrôlant le mode de transfert du métal.

Ondulations de soudure:

Les ondulations sur la surface de la soudure sont intrinsèquement associées à certains procédés de soudage, par exemple le SMAW. Les ondulations indiquent la forme de l'isotherme du métal soudé au moment de la solidification. Ils sont aussi parfois attribués à ce que l’on appelle «Solute Banding», c’est-à-dire les bandes représentant le front de solidification du métal dans le bain de soudure.

La fluctuation inhérente de la tension dans les réseaux d'alimentation est considérée comme un autre facteur d'attribution de la formation d'ondulations. Cette conviction est encore renforcée par l'absence de ce phénomène dans le cas de sources d'énergie de soudage alimentées par batterie. Des ondulations sont également parfois associées au mouvement de tissage de l'électrode.

Les fluctuations de la surface du bain de soudure dues à la force exercée par le jet de plasma ou le flux de gaz sont également considérées comme contribuant à la formation d’ondulations de soudure.

Cependant, les ondulations sont principalement associées aux soudures à faible apport de chaleur et elles sont souvent remarquables par leur absence dans les soudures à fort apport de chaleur comme celles obtenues par soudage à l'arc sous flux et par soudage MIG synergique en mode pulvérisation. Cela semble contredire certaines des raisons données ci-dessus pour leur formation. Ainsi, les ondulations sur une soudure peuvent être considérées comme une énigme qui reste à résoudre de manière décisive.