SOUDURE S.O.A. Alain Morissonnaud 2010 1
Définition La soudure peut être de deux natures : assemblage autogène ou assemblage hétérogène. L assemblage autogène est un procédé qui permet par fusion d assembler des pièces de même nature avec ou sans métal d apport, en provoquant simultanément leur fusion dans une zone d assemblage. Le métal d apport lorsqu il est utilisé est de même nature que les pièces à assembler ou de nature très voisine. C est un procédé qui est couramment utilisé pour les tubes acier. Ce système impose une chauffe importante des pièces à assembler, ce qui provoque des déformations importantes du tube. 2
Définition La soudure peut être de deux natures : assemblage autogène ou assemblage hétérogène. L assemblage hétérogène est un procédé qui permet d assembler des pièces de même nature ou de nature différentes sans fusion de ces dernières avec métal d apport, en provoquant la fusion du métal d apport dans une zone d assemblage. 3
Composition de la flamme oxy-acétylénique: Elle est formée de- 1 volume d acétylène mélangé avec - 1.1 volume d oxygène et en plus -1.5 volume d oxygène de l air ambiant Bien réglée elle comporte: - un dard (bleu-vert)aux contours nets - une zone de couleur bleutée «dite réductrice» c est dans cette zone que le métal en fusion est protégé de l oxydation. - un panache de couleur rosée. Le siège de la plus haute température se trouve à 2 mm de la pointe du dard dans la zone réductrice. 4
Utilisation: A l allumage du chalumeau: Ouvrir d un quart de tour les robinets des bouteilles oxygène puis acétylène, ce qui permet de connaître la capacité des gaz restants. Régler les pressions d utilisation au mano détendeur avec les robinets du chalumeau ouverts puis les refermer. Rappel oxygène 1,5 bar Rappel acétylène 0,5 bar Sur le chalumeau, ouvrir le robinet d acétylène puis celui de l oxygène légèrement. Allumer la mélange à la buse au moyen de l allume-gaz. Régler la flamme en ouvrant progressivement l oxygène. 5
Précaution à l allumage. Ne jamais bloquer le robinet d oxygène à «fond», il en résulterait une déformation de l aiguille et de l injecteur qui entraînerait une difficulté de réglage et un vieillissement prématuré du chalumeau. Ne pas utiliser pour allumer le chalumeau un briquet chargé ou une cigarette, ; préféré un allumeur. Pour éteindre, fermer l acétylène en premier. 6
Pour un arrêt momentané, fermer les robinets du chalumeau. Pour un arrêt prolongé, fermer les bouteilles: 1- fermer la bouteille d acétylène, 2- fermer la bouteille d oxygène, 3- ouvrir les robinets du chalumeau et attendre que les aiguilles des manomètres basse pression descendent à zéro, 7
4 -dévisser les vis de réglage des manodétenteurs, 5 fermer les robinets du chalumeau. 8
Ligne de fusion avec métal d apport : - position du chalumeau à 45 - la distance du bout du dard au bain de fusion environ 2 à 5 mm - largeur du bain de fusion environ 3 à 4 fois l épaisseur à souder - inclinaison de la baguette de métal d apport 45 par rapport à la tôle - 90 par rapport au chalumeau 9
Le métal d apport : Le choix du diamètre du métal d apport est déterminé par la formule suivante : Ø en mm = (épaisseur à souder / 2) + 1 Choisir la baguette qui se rapproche le plus du résultat. Pour obtenir un cordon de bonne épaisseur : tremper la baguette dans le bain de fusion, laisser le métal dans le bain en poussant vers la buse, sortir la baguette du bain de fusion et recommencer le geste régulièrement. 10
Choix de la buse : Le débit de la buse à employer est déterminé par la formule suivante : Débit de la buse en L/h = épaisseur à souder. 100 L/h 11
Choix de la buse : Pour être plus précis dans le choix de la buse la position de soudage est importante, et on peut le déterminer à l aide du tableau ci-dessous : Position de soudage Débit de la buse en litres par heure d acétylène et par mm d épaisseur À plat 100 En montant 70 Au plafond 70 12
Le débouchage éventuel de la buse ne peut être effectué qu avec des instruments adaptés. Étuis d alésoirs Alésoirs en pochette 13
Si des particules d oxydes sont à l extérieur de la buse, le nettoyage de la buse peut s effectuer chalumeau allumé en frottant la buse sur un morceau de bois. Lorsque les particules sont internes il faut utiliser les alésoirs. Il faut, dans un premier temps, refroidir la buse puis la démonter et la nettoyer par l intérieur à l aide d un alésoir calibré et correspondant au débit de cette dernière. 14
Quand on assemble deux pièces par SOA, une opération de préparation consiste à maintenir les bords à souder dans la position correcte d assemblage, c est le POINTAGE. Elle consiste à réaliser des points de soudure qui devront respecter les «trois P» ( petit, plat, pénétrer ). Petit pour ne pas perturber la réalisation du cordon de soudure, plat pour ne pas avoir un surplus de métal d apport au moment du passage du bain de fusion, pénétrer pour être suffisamment solides pour éviter les déformations dues à la chaleur (fusion) du cordon de soudure. 15
Pointage : Les points seront espacés d environ 30 fois l épaisseur des pièces à souder, les points qui sont aux extrémités, doivent être à 10 mm des bords. On commence toujours par le milieu puis de part et d autre en alternance. Avant d effectuer le pointage un espace entre les pièces à souder doit être aménagé d environ d une demi épaisseur. 16
Le talon : Quand l opération de pointage est terminée avant de commencer le soudage des pièces et pour éviter un phénomène de fissure sur la soudure, il faut réaliser un premier cordon de soudure appelé «TALON». Pour la réalisation du «talon» le cordon débutera en partant de 20 mm du bord en direction de l extérieur ; quand le talon est réalisé le cordon principal peut être réalisé en direction du bord opposé sans oublier de chevaucher le premier cordon afin d obtenir un joint homogène. 17
Rappel : le débit de la buse est de 100 L/h par mm d épaisseur à souder. Ø du métal d apport = (épaisseur/ 2) + 1 La buse en position progresse sans osciller, la baguette de métal d apport effectue des mouvements de bas en haut dans la zone réductrice. Le cordon doit avoir une légère surépaisseur et des stries régulières. 18
Raboutage SOA des tubes : Comme pour les tôles, un espace doit être aménagé entre les pièces à assembler aussi bien en position horizontale que verticale. Les bords sont droits si l épaisseur est comprise entre 0.5 à 3 mm et devront posséder un chanfrein si l épaisseur est supérieure à 3 mm afin de faciliter la pénétration. 19
Le raboutage à l horizontale, c est à dire que les tubes sont horizontaux. Si les tube sont libres, la soudure sera montante avec rotation du tube. Si les tube sont fixes, la soudure s effectue en deux temps et montante par ½ tour. 20
Raboutage en position verticale c est à dire que les tubes sont verticaux, cette position s appelle aussi en «corniche». 21
Une buse bien réglée ressemble à : Cela se caractérise par un dard lumineux avec un contour net, son extrémité est arrondie et l ensemble est presque cylindrique, le panache est rosé, long et souple, la zone réductrice est bleutée et permet d avoir un bain de fusion étroit et sans projection. Vérifier de temps en temps les pressions d utilisation en cours de soudage car les bouteilles se vident. 22
Une flamme carburante : Caractéristiques Défaut de soudage Cause Remède La dard est entouré d une auréole blanchâtre Bain de fusion bouillonnant Soudure dure et cassante Excès d acétylène Régler le chalumeau 23
La flamme oxydante : Caractéristiques Défaut de soudage Cause Remède La dard est pointu Le panache est court La flamme est sifflante Bain de fusion dégageant des étincelles Soudure brûlée, cassante et grisâtre Excès d oxygène Régler le chalumeau 24
La dard est dévié : Caractéristiques Défaut de soudage Cause Remède La dard est dévié Le panache se divise Oxydation du bain de fusion Création de morsures latérales Buse encrassée Nettoyer la buse sur un morceau de bois ou à l alésoir 25
Dard évasé : Caractéristiques Défaut de soudage Cause Remède La dard est écrasé, évasé et arrondi La fusion est moins concentrée Le cordon est large Buse évasée à cause des nettoyages successifs Changer la buse 26
Le dard est décollé : Caractéristiques Défaut de soudage Cause Remède La dard est décollé de la buse de façon stable ou alternante Risque de perforation du cordon,d où son aspect irrégulier Déréglage du débit ou de la pression d un des gaz Projection de particules en cours de soudage Rectifier le débit ou la pression Nettoyer la buse 27