Soudage de la fonte avec électrodes: caractéristiques et conditions technologiques

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Il est possible de souder des pièces en fonte par soudage électrique à la fois sur des équipements spéciaux et à domicile. Nous proposons d’étudier les règles de préparation des pièces pour le soudage, le choix de la méthode et de la technique de réalisation d’une soudure à l’aide d’un onduleur MMA conventionnel.

Soudage de la fonte avec électrodes: caractéristiques et conditions technologiques

Fonte: caractéristiques du matériau et travail avec

La fonte est une fonte fondue à laquelle du carbone a été ajouté en grande quantité lors du refroidissement. En raison de concentrations de carbone supérieures à la solubilité limite, l’alliage formé est caractérisé par une dureté élevée, mais une faible homogénéité. De par sa structure, la fonte est poreuse, son réseau cristallin est rompu par de grandes inclusions de carbone, grâce auxquelles les liaisons interatomiques sont caractérisées par une petite limite de déformation élastique.

Soudage de la fonte avec électrodes

Du fait que la structure du métal est diluée avec de grandes inclusions de graphite, la fonte est difficile à souder: dans les endroits où le réseau cristallin est rompu, des contraintes locales se forment et le produit devient particulièrement fragile. Pour souder la fonte, un ensemble d’additifs soigneusement sélectionnés est nécessaire pour garantir:

  • bonne miscibilité de la couture avec le reste du métal;
  • la plus petite différence possible de retrait de température;
  • l’épaisseur de couture minimale possible;
  • haut niveau de résistance.

Il est également difficile de faire cuire la fonte avec une électrode car il existe de nombreuses variétés de ce métal. Dans le même temps, il n’y a pas de documentation de conception pour la plupart des produits et il n’est pas possible de déterminer de manière fiable la composition de l’alliage. Par conséquent, la qualité de la fonte est déterminée à l’œil nu par la couleur de la fracture, puis des électrodes et des modes de soudage sont sélectionnés qui sont aussi proches de l’optimum que possible. À la maison, le soudage de la fonte est presque toujours une loterie et un large champ d’expérimentation pour obtenir le meilleur résultat.

Quel onduleur utiliser

Les pièces en fonte ont généralement une épaisseur impressionnante et il est assez difficile de les chauffer vers l’intérieur sans une expansion notable de la zone de chauffage. La meilleure option est de cuisiner avec de courtes pointes en mode pulsé, ce qui laisse le temps aux pièces de refroidir.

Tous les onduleurs ne fonctionneront pas efficacement dans ce mode. Les appareils les plus appropriés à ces fins sont les appareils modernes avec un allumage amélioré et une post-combustion à arc, un système de refroidissement puissant. Les courants lors du soudage de la fonte sont augmentés en raison de la conductivité supplémentaire de l’enroulement et du revêtement d’électrode. Le plafond de la plage de courant doit être d’environ 200-250 A avec un temps de fonctionnement à charge maximale d’au moins 50%.

Inverseur de soudage pour le soudage de la fonte

En général, plus les circuits de commande de courant de soudage sont sophistiqués, mieux c’est. Lors du soudage de la fonte, un allumage rapide, une combustion uniforme et une interruption rapide de l’arc sont nécessaires sans formation d’un foyer à haute température. Dans le même temps, aucune des machines automatiques domestiques et même professionnelles ne dispose de modes spéciaux pour la fonte..

Inverseur de soudage pour le soudage de la fonte

L’équipement professionnel de FoxWeld ou KEMPPI se chargera de la tâche sans aucun problème. Parmi les options budgétaires, nous pouvons recommander des onduleurs de fabricants tels que Aurora et Tesla, qui coûtent à partir de 10000 roubles. Les onduleurs moins chers («Resanta», «Svarog») peuvent également être utilisés avec un succès variable, mais pour le soudage de pièces critiques, ils sont peu utiles.

Règles de préparation des pièces

Pour les pièces en fonte, la qualité du soudage est déterminée même au stade du traitement et de la préparation de la soudure. Contrairement à d’autres matériaux, même la présence d’un film gras peut être ici importante. Pour plus de commodité, nous diviserons la préparation en trois types, en fonction de la nature des connexions.

Les fissures dans la fonte doivent être percées sur les bords avant le soudage pour éviter d’autres fissures dues au retrait thermique. Après cela, une coupe est faite le long de la fissure avec un broyeur. Il est nécessaire de dissoudre le joint sur une largeur d’environ 3 mm, en gardant en bas un pilier d’épaisseur égale à la tige d’électrode ou légèrement plus.

Préparation de la fonte pour le soudage

Les pièces fissurées en deux peuvent généralement être pliées très étroitement et doivent être utilisées lors du soudage. La seule chose à faire est d’assurer l’immobilité avec des pinces ou une connexion boulonnée et aussi de dissoudre le joint.

La troisième option est deux pièces indépendantes qui sont ajustées avant le soudage. Aux extrémités, vous devez éliminer les risques de l’outil de coupe avec une lime ou une barre d’émeri et un chanfrein du côté soudage, par analogie avec la rupture du joint. Lors du montage des pièces, elles doivent être coupées très soigneusement, en évitant la surchauffe.

Les bords à assembler doivent être dégraissés immédiatement avant le soudage. Il est optimal si vous avez une torche acétylène ou propane à portée de main: le cordon de soudure est calciné avec lui, brûlant le graphite, avec le chauffage de la pièce en fonte à une couleur rouge foncé.

Réparation de l'étau en fonte

Utilisation d’électrodes spéciales

Il existe incroyablement de nombreuses variétés d’électrodes pour le soudage de la fonte de différentes qualités. Nous ne considérerons que le plus adapté à un usage domestique..

Les marques d’électrodes les plus populaires pour le soudage de la fonte sont ESAB (OK) 92.60, 92.58 et 92.18. Les deux premiers ont une teneur en nickel modérée, qui a un TCR comparable à celui de la fonte. La nuance 92.18 a une teneur élevée en nickel et nécessite un forgeage à chaud pour sceller le réseau cristallin et augmenter la ductilité de la soudure. Ces électrodes sont bonnes pour souder la fonte grise et ductile.

Electrodes de soudage en fonte

Un principe de soudage légèrement différent, également appelé brasage à haute température, est utilisé lors du travail avec des électrodes contenant du cuivre-nickel, telles que MNCh-2. Une telle brasure est constituée de substances qui ne réagissent pas avec le graphite et, par conséquent, la probabilité de formation d ‘ »écaillage » à la limite de la soudure est significativement plus faible. Les électrodes en cuivre conviennent à la plupart des fontes.

Electrodes de soudage en fonte

Pour le soudage de pièces sans préchauffage, les grades OZZHN-1 et UTP 86 FN sont applicables. Ce sont des électrodes à base de fer-nickel avec des additifs d’alliage, elles sont principalement utilisées pour le soudage de la fonte grise. L’épaisseur des électrodes de tout type pour le travail à domicile doit être choisie de 3 mm, pour les pièces particulièrement massives – pas plus de 4 mm, sinon l’onduleur ne produira tout simplement pas le courant requis pour un chauffage complet.

Application de fil d’apport

Dans certains cas, dans le processus de soudage manuel à l’arc de la fonte, des additifs spéciaux peuvent être introduits, qui confèrent des propriétés spéciales au matériau de couture. Ces additifs sont à base du même nickel et cuivre, parfois fer, alliages inoxydables et étain. L’utilisation du fil nécessite un masque caméléon, un ajustement sûr et un peu de pratique..

Le fil d’apport le plus populaire est le PANCH-11, qui est utilisé dans le soudage semi-automatique de produits en fonte. Le fil est introduit par petites portions à chaque allumage d’arc, et le contact de l’électrode avec la surface se fait précisément à travers la brasure. Cela garantit une bonne miscibilité et atténue les effets des températures élevées..

Fil d'apport

Les additifs à base de monel sont également très utiles lors du soudage de la fonte. Il s’agit d’un alliage assez rare et coûteux, mais il a le TCR requis, une dureté et une ductilité comparables à celles de la fonte elle-même. Monel est appliqué à petites doses un instant après l’amorçage de l’arc. Dans le même temps, la combustion est plus longue, ce qui n’affecte pratiquement pas la qualité de la couture..

Modes de soudage, courants, technique de travail

La fonte est bouillie avec un courant continu, principalement de polarité inversée, bien que pour certaines marques d’électrodes (MNCh-2), la commutation du moins sur le support puisse être nécessaire. En raison de la grande fluidité de la fonte, elle doit toujours être cuite uniquement dans la position de couture inférieure..

À la maison, vous pouvez utiliser deux types de soudage: avec chauffage partiel et sans chauffage. Ceci est déterminé individuellement pour chaque marque d’électrodes. Les pièces sont chauffées bien avant le début du soudage, à l’aide d’un chalumeau à essence ou à gaz, ou de torches à acétylène. Le chauffage de la pièce en fonte doit se poursuivre pendant le processus de soudage, le travail est donc effectué par deux personnes.

Soudage de fonte à chaud

La fonte est soudée avec des coutures courtes (2 à 4 cm chacune) avec une empreinte de 2 à 3 longueurs de couture. Chaque « point » est réalisé avec de nombreuses pointes avec un temps de combustion de l’arc de 0,5 à 1,5 seconde, selon l’épaisseur du métal et la marque des électrodes.

La zone de couture est chauffée pendant 2-3 minutes, puis le soudeur applique le métal à la racine de la couture coupée et l’assistant réchauffe doucement la soudure. Lorsque le «point» est terminé, il est recouvert de sable sec ou recouvert d’un tissu d’amiante et la flamme est enlevée.

Soudage de la fonte avec électrodes

Un refroidissement lent est essentiel lors du soudage de la fonte. Sans cela, le métal peut être immédiatement recouvert d’une toile d’araignée de fissures rayonnant du bain de fusion et le produit sera irrémédiablement endommagé. Le revêtement isolant thermique peut également être installé à l’arrière du joint à l’avance, mais même dans ce cas, chaque cratère de soudure doit être immédiatement protégé du contact direct avec l’air. Il est recommandé d’envoyer les petites pièces dans un four chaud pendant une heure..

Lors du soudage, la racine du joint est tout d’abord remplie, la soudure complète est effectuée après que la pièce a complètement refroidi selon exactement la même technologie avec un revenu doux. Si l’étanchéité de la connexion est requise, quelques autres intermédiaires sont faits entre les « points de suture », puis la couture est complètement fondue. Cependant, il est préférable d’utiliser des mastics polymères ou époxy pour assurer l’étanchéité..

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