Méthodes et procédés de soudage avancé. Théo Ouellet, ing. jr, M.Sc.A., B.A.A.

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1 Méthodes et procédés de soudage avancé Théo Ouellet, ing. jr, M.Sc.A., B.A.A. ISO 9001:2008 / ISO 17025:2005

2 Plan de la présentation Les procédés les plus utilisés o Nouvelles sources GTAW Soudage en courant continu avec pulsation Soudage en courant alternatif (modification de la forme d onde) Exemple de soudage de pièces en titane o GMAW avec lignes synergiques Potentiel constant Pulsé CMT et CMT Advanced de Fronius o Nouvelles sources SAW Soudage en courant continu et alternatif ICE de ESAB Le soudage par ultrasons (UAM) 2

3 3 Les procédés les plus utilisés Nouvelles sources GTAW

4 Nouvelles source GTAW Exemple de source de courant GTAW Miller Dynasty 700 4

5 Nouvelles source GTAW Avantages o Soudage en courant continu avec pulsation o Soudage en courant alternatif (modification de la forme d onde) Haute fréquence sur le départ seulement Arc stable et plus concentré (tungstène pointu) Commande de la forme d onde CA Possibilité de réglage de plusieurs paramètres Inconvénients o Le soudage avec une fréquence élevée en CA est plus bruyant o Plus de paramètres 5

6 Soudage en courant continu avec pulsation Configuration GTAW CC Dynasty 700 (source : Miller) 6

7 Soudage en courant continu avec pulsation Pulsation Dynasty 700 (source : Miller) 7

8 Soudage en courant continu ou alternatif Sélection tungstène Dynasty 700 (source : Miller) 8

9 Soudage en courant continu ou alternatif Torche modulaire flexible 9

10 Soudage en courant alternatif Configuration GTAW CA Dynasty 700 (source : Miller) 10

11 Soudage en courant alternatif Options de la forme de l onde carrée en CA (source : Miller) 11

12 Soudage en courant alternatif Commandes de la forme d onde CA (source : Miller) 12

13 Soudage en courant alternatif Commande de la fréquence CA (source : Miller) 13

14 Soudage en courant alternatif Commande d intensité CA (source : Miller) 14

15 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de réparation d une valve en titane Ti6Al4V Valve avant et après pressage isostatique à chaud (Digital X-Ray) 15

16 Réparation de pièces en alliage de titane Cycle de pressage isostatique à chaud sur une valve : o Température : 920 C o Pression d argon : 138 MPa o Durée : 2 heures Appareil de pressage isostatique à chaud 16

17 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de réparation d une valve en titane Ti6Al4V (suite) Enlèvement de la matière dans les zones des défauts 17

18 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de réparation d une valve en titane Ti6Al4V (suite) Valve après réparation et radiographie (real time X-Ray) 18

19 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de modification d une valve en titane CP Valve à modifier et dessin de la modification 19

20 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de modification d une valve en titane CP (suite) Contamination par l air lors du soudage sur les côtés 20

21 Réparation de pièces en alliage de titane Selon la norme AWS D1.9, la couleur de la soudure donne une indication de la qualité de cette dernière. Une soudure ayant une couleur argenté, jaune paille et bronze est généralement acceptable en fonction de l application, tandis qu une soudure avec une coloration violette, bleue, verte, grise foncée et blanche ne l est pas. 21

22 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de modification d une valve en titane CP (suite) Soudage sous atmosphère d argon et reflet de l arc au travers du plastique 22

23 Réparation de pièces en alliage de titane Exemple de modification d une valve en titane CP (suite) Résultat final 23

24 24 Les procédés les plus utilisés GMAW avec lignes synergiques

25 GMAW avec lignes synergiques Ligne synergique? o La ligne synergique gère les relations entre les paramètres o Sélection de la ligne synergique Matériel (métal d apport) Diamètre du métal d apport Gaz Mode : CV, Pulsé, STT, RMD, CMT Avantage o Moins de paramètres à ajuster Vitesse de fil pour GMAW en mode potentiel constant Vitesse de fil et longueur d arc pour GMAW pulsé Inconvénient o Il faut choisir la bonne ligne synergique (alliage, gaz) Exemple 4043 versus

26 GMAW avec lignes synergiques Table de référence de lignes synergiques (source : Lincoln Electric) 26

27 GMAW soudage pulsé Soudage des alliages de titane en GMAW pulsé, système de protection gazeuse 27

28 GMAW soudage pulsé Soudage des alliages de titane en GMAW pulsé, traînard sur la torche et exemple de soudure. 28

29 Soudage CMT de Fronius CMT (Cold Metal Transfer) o Ce mode de transfert fait partie de la catégorie du court-circuit contrôlé Court-circuit traditionnel 29

30 Soudage CMT de Fronius CMT (Cold Metal Transfer) o Ce mode de transfert fait partie de la catégorie du court-circuit contrôlé le court-circuit est contrôlé par un mouvement de recul du fil qui permet le détachement de la goutte, et ce sans projections. Une ligne synergique assure la gestion des différents paramètres. Principe du procédé CMT 30

31 Soudage CMT de Fronius CMT (Cold Metal Transfer) Tension et courant en fonction des modes de transfert (source : Fronius) 31

32 Soudage CMT de Fronius Différence entre le pulsé et le CMT Température mesurée sous la plaque 32

33 Soudage CMT de Fronius Soudage aluminium avec acier galvanisé Aluminium avec acier galvanisé 33

34 Soudage CMT de Fronius Rechargement en CMT avec mouvement oscillatoire 34

35 Soudage CMT de Fronius Rechargement en CMT avec mouvement oscillatoire 35

36 Soudage CMT Advanced de Fronius CMT Advanced o Dans le cas du CMT conventionnel, la polarité est toujours positive. En CMT Advanced, en plus du mouvement d avance et de recul du fil, il y a une alternance des polarités positives et négatives Alternance des polarités 36

37 Soudage CMT Advanced de Fronius CMT Advanced o L alternance des polarités positives et négatives en CMT Advanced permet d augmenter le taux de dépôt jusqu à 60 % et est très efficace pour le soudage de joint avec un espacement. Plaques d aluminium de 1,6 mm avec espacement de 1,6 mm 37

38 Soudage CMT Pin et Print de Fronius CMT Pin et CMT Print Variantes du CMT Pin et CMT Print 38

39 Soudage CMT Pin et Print de Fronius CMT Pin pour le surmoulage de l aluminium sur une tige d acier CMT Pin sur tige d acier et essai de compression 39

40 Soudage CMT Pin et Print de Fronius CMT Print CMT Print sur acier inoxydable 40

41 41 Les procédés les plus utilisés Nouvelles sources SAW

42 Nouvelles sources SAW Source ARISTO 1000 AC/DC de ESAB 42

43 Nouvelles sources SAW Option ICE de ESAB 43

44 Nouvelles sources SAW Exemple de soudage avec ICE de ESAB 44

45 Nouvelles sources SAW Augmentation du taux de déposition avec ICE de ESAB 45

46 Le soudage par ultrasons (UAM) 46

47 Soudage par ultrasons (UAM) Appareil de soudage par ultrasons 47

48 Soudage par ultrasons Permet le soudage à l état solide de matériaux dissemblables Principe de fonctionnement 48

49 Le soudage par ultrasons (UAM) 49

50 Soudage par ultrasons Bandes d aluminium 3003 sur plaque en acier doux 50

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