Comment cuire une électrode en aluminium

L'aluminium et ses alliages sont souvent utilisés pour créer diverses structures techniques et technologiques. L'aluminium pur n'est pas utilisé aussi largement que ses alliages, en raison de ses propriétés de faible résistance et de sa ductilité élevée. Il convient de noter qu'avant de souder l'aluminium, il est nécessaire de prendre en compte les particularités du procédé de soudage, en raison des propriétés physiques et chimiques de ce métal.

Le schéma de la technologie de soudage par points de l'aluminium.

Le problème principal de la connexion de l’aluminium est la formation continue à la surface du film d’oxyde métallique soudé Al2O3, qui est réfractaire et gêne la fusion. De plus, les oxydes d'aluminium ont un point de fusion assez élevé (+ 2050 ° C) par rapport au même indicateur pour le métal lui-même (+ 658 ° C), qui effectue ses propres ajustements du processus. L'aluminium a une conductivité thermique élevée, ce qui implique l'utilisation de techniques et de méthodes spéciales.

Types de soudure d'aluminium

Le point de fusion de l'aluminium.

Vous pouvez souder de l'aluminium en utilisant les types de soudage suivants:

• arc électrique (automatique, manuel);
• arc argon (automatique, semi-automatique et manuel);
• gaz.

Considérons la méthode de soudage de l'aluminium la plus courante et la plus efficace: l'utilisation d'une électrode manuelle par soudage à l'arc sous argon sur courant continu avec polarité inverse.

Soudure à l'arc sous argon

Schéma de soudage à l'arc sous argon de l'aluminium.

Les avantages de ce type sont le manque d'utilisation de matériaux auxiliaires (revêtements d'électrodes, flux). Le processus est effectué manuellement, de manière semi-automatique et automatique.

Il convient de noter que tout travail de soudage ne doit être effectué que sur du matériel en état de marche, dans une pièce bien ventilée ou à l'intérieur avec une ventilation de soufflage et d'échappement et l'utilisation d'un équipement de protection individuelle (écran, gants en cuir, combinaison, chaussures de sécurité).

Matériaux et outils pour le soudage manuel à l'arc sous argon

Sécurité lors du soudage.

Pour ce type de composé d'aluminium, une électrode en tungstène à courant continu et à polarité inversée nécessitera:

• solvant (acétone, essence);
• brosse métallique;
• solution de gravure;
• acide nitrique (solution);
• bain de préparation des métaux;
• électrodes de tungstène non consommables;
• poste à souder ou poste à souder pour le soudage à l'arc sous argon avec un type spécifique de torche, électrodes en tungstène, argon séché (pureté 99,8%), supports de soudage, fil d'apport du diamètre requis;
• revêtement en acier résistant à la corrosion (cuivre);
• équipement de protection individuelle (bouclier, gants de cuir, gants de caoutchouc), combinaison, chaussures de sécurité.

Préparation du métal avant le soudage

Schéma d'un dispositif semi-automatique pour le soudage de l'aluminium.

Avant de cuire de l’aluminium sous quelque forme que ce soit, les pièces en aluminium sont soumises à une préparation préalable consistant à dégraisser la surface du matériau et à dissoudre le film d’oxyde.

Le dégraissage des métaux est réalisé en traitant sa surface avec des solvants (acétone, essence, etc.). Après cela, nettoyez les oxydes mécaniquement avec une brosse ou en utilisant des solutions chimiques (hydroxyde de sodium - 45-55 g, fluorure de sodium - 10-50 g, eau - 1 l). Ensuite, l’aluminium est lavé à l’eau pure pendant 0,5 à 1 minute, puis la surface du métal est neutralisée à l’acide nitrique (solution à 25-30% pendant 1 à 2 minutes), puis le métal est lavé à l’eau courante puis à l’eau chaude, puis séché jusqu'à complètement sec.

Cette préparation est effectuée au plus tôt 2-4 heures avant le soudage. De la même manière, il convient de traiter le fil pour additifs dans le cas de son application.

Technologie du composé d'aluminium

Les principales caractéristiques des électrodes enrobées pour le soudage de l'aluminium.

Les feuilles d'aluminium d'épaisseur inférieure à 5 mm sont bouillies sans séparer les bords. Avec une épaisseur d'aluminium allant jusqu'à 20-25 mm, le travail peut être effectué sans préchauffage du matériau. Si les pièces ont une épaisseur supérieure à 20 mm, le matériau doit être préchauffé à 300-400 ° C.

Le soudage à l'arc sous argon peut être effectué en courant alternatif ou continu (inversion de polarité). Lors du travail en courant alternatif, des oscillateurs-stabilisateurs de l'arc de soudage sont utilisés. Le soudage des électrodes non consommables est effectué en courant continu avec inversion de polarité et en courant alternatif, avec ou sans additif. Dans le rôle du fil de remplissage, utiliser la production nationale de marque de fil AK selon GOST 7878-75 ou des analogues étrangers. Lors du soudage de joints en forme de T, angulaires ou bout à bout, l'utilisation d'un matériau de remplissage est obligatoire. Dans le cas de travaux sur bridage et bout à bout avec une faible épaisseur d'aluminium, aucun additif en aluminium n'est utilisé. Les paramètres (diamètre D) de l'additif pour fil pour le travail manuel sont sélectionnés en fonction de l'épaisseur de l'aluminium (S):

• S jusqu'à 2 mm, D additifs jusqu'à 1-1,5;
• S = 2-5 mm, D additifs = 1,5-3;
• S sur 5 mm, D additifs = 3-4.

Dans le soudage à l'arc sous argon, des électrodes en tungstène d'une épaisseur de 0,8 à 8,0 mm sont utilisées ainsi que du tungstène lanthanisé de fabrication nationale ou étrangère. Leur diamètre est choisi en fonction du type de courant et des valeurs de sa force (I). Donc, à courant constant avec polarité inverse:

• Électrode D = 1 mm, I à 10 A;
• Électrode D = 2 mm, I = 10-30 A;
• Électrode D = 3 mm, I = 20-40 A;
• Électrode D = 4 mm, I = 40-80 A;
• Électrode D = 5 mm, I = 60-100 A;
• Électrode D = 6 mm, I = 80-130 A.

Le processus de soudage manuel à l'arc sous argon d'éléments et de structures en aluminium comprend plusieurs étapes.

Effectuez ce type de travail sur une doublure en tôle d'acier inoxydable ou de cuivre. Le choix du mode (courant I, débit d'argon Q) du soudage à l'arc sous argon avec des électrodes en tungstène dépend de la section des pièces à souder (S), de la présence d'additifs ou de bridage et présente les paramètres suivants:

• bout en bout avec additif, S = 1,0 mm, I = 65-85 A, Q = 4-5 l / min;
• de bout en bout avec un additif, S = 1,2, I = 70-90 A, Q = 5-6 l / min;
• de bout en bout avec additif, S = 1,5, I = 80-100 A, Q = 7-8 l / min;
• de bout en bout avec un additif, S = 2,0, I = 90-110 A, Q = 7-8 l / min;
• de bout en bout avec additif, S = 3,0, I = 100-120 A, Q = 8-9 l / min;
• sans ajout de couche, S = 0,8 mm, I = 45-55 A, Q = 4-5 l / min;
• sans additif de bout à bout, S = 1,0, I = 50 à 65 A, Q = 4 à 5 l / min;
• sans additif de bout à bout, S = 1,2, I = 60-70 A, Q = 5-6 l / min;
• sans orifice bout à bout, S = 1,5, I = 70-90 A, Q = 7-8 l / min;
• sans additif bout à bout, S = 2,0, I = 90-110 A, Q = 7-8 l / min;
• sans additif de bout à bout, S = 3,0, I = 100-120 A, Q = 8-9 l / min;
• évasement, S = 0,8 mm, I = 40-45 A, Q = 4-5 l / min;
• évasement, S = 1,0, I = 45-55 A, Q = 4-5 l / min;
• bridage, S = 1,2, I = 55-70 A, Q = 5-6 l / min;
• bridage, S = 1,5, I = 70-85 A, Q = 7-8 l / min.

Pour le soudage à l'arc sous argon manuel avec une électrode non consommable, des unités domestiques spéciales telles que UDAR, UDG ou leurs analogues étrangers sont utilisées.

Le processus de connexion d'arc sous argon de pièces commence manuellement par l'excitation (allumage) de l'arc. Avant cela, activez l’alimentation en argon et réglez l’ampérage approprié en fonction du mode sélectionné. L'arc est mis à feu de la manière suivante: en frappant l'électrode sur la surface d'aluminium et en touchant l'électrode perpendiculaire au point d'origine. En cas de coupure de l'arc, le prochain allumage est effectué devant le cratère sur l'aluminium soudé, puis est renvoyé sur le matériau déjà déposé afin d'amener la pollution du cratère à la surface. En outre, le travail est effectué dans la direction souhaitée. Il convient de noter que lors du soudage manuel à l'arc sous argon, il n'est pas nécessaire de réaliser des mouvements oscillatoires avec une torche, car violation possible de la protection de la zone de soudage. L'angle entre le plan du produit et l'axe du brûleur doit être compris entre 75 et 80 °. Et l'angle entre le produit et le fil d'apport lorsqu'il est utilisé - 15-20 °. Le brûleur doit être déplacé après la barre de remplissage.

L'emplacement de la couture dans l'espace détermine l'emplacement de l'électrode. Éloignez l'électrode "de vous" ou "vers vous-même". Selon la trajectoire de son mouvement reçoivent des coutures moyennes ou étroites. Le type de mouvement de l'électrode détermine le chauffage ou non des bords métalliques.

Le type de mouvement de l'électrode et de la tige de remplissage lors de son utilisation est choisi en fonction des exigences du joint et des données de référence.

Les coutures sont faites moyennes (de 350 à 1000 mm), longues (plus de 1000 mm) et courtes (de 250 à 300 mm). Les longues coutures sont bouillies dans des parties de 250 à 300 mm. En fonction de l'épaisseur des pièces, les joints peuvent être monocouche (un seul passage) ou multicouches (plusieurs passes). Les coutures à une couche sont économiques et rapides à mettre en œuvre, mais le métal de suture a une ductilité insuffisante. Dans le cas d'une soudure multicouche, le métal soudé présente de bonnes propriétés mécaniques. Lors de l'exécution de travaux multicouches pour l'aluminium d'une épaisseur supérieure à 20-25 mm, la première couche principale doit être réalisée de manière qualitative, ce qui détermine les propriétés de résistance de l'ensemble de la soudure.

Une fois les joints terminés, le flux d'argon est désactivé et les joints sont soumis à un traitement supplémentaire - les résidus de laitier sont éliminés de la surface du joint, car les scories ont tendance à corroder le métal. L'élimination des scories est réalisée en lavant le joint dans de l'eau chaude.

Il convient de noter qu'il est possible de cuire de l'aluminium avec une électrode non seulement avec le soudage manuel à l'arc sous argon, mais également avec le soudage manuel à l'arc, ainsi que le soudage à l'arc automatique. Cependant, ces types de soudage de pièces en aluminium ne sont pas largement utilisés en raison de l'utilisation de flux, ainsi que de nombreuses caractéristiques des électrodes utilisées et de la mauvaise qualité des joints. Avec le soudage automatique à l'arc sous argon et semi-automatique, les soudures de haute qualité sont préservées sans qu'il soit nécessaire d'utiliser du flux. Le type de composé d'aluminium le plus inefficace est le soudage au gaz utilisant des torches et des flux à gaz.