Soudage à l’arc à l’électrode enrobée
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2008-07-09T20:57:52Z
Bob08
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{{ébauche|électricité|science des matériaux}}
[[Image:SMAW.welding.af.ncs.jpg|250px|right|thumb]]
Le soudage à l’arc à l’électrode enrobée (SAEE), soudage manuel ou soudage à la baguette est le plus connu des procédés de [[soudage|soudure]].
Lorsque l'on approche l'électrode enrobée des pièces à assembler, il se crée un [[arc électrique]] qui dégage un fort pouvoir calorifique qui provoque la fusion de l'électrode.
= Électrode =
L'électrode enrobée, ou baguette de soudage, est constituée d'une âme métallique et d'un [[enrobage]].
'''Électrodes spéciales :'''
*carbures de tungstène, de chrome, de manganèse, de molybdène, de bore : dépose une couche de carbure pour améliorer la résistance à l'abrasion (électrode au + ou AC 45V)
*carbures de niobium : résistance aux chocs et à l'abrasion (électrode au + ou AC 45V)
*chamfreinage et gougeage (électrode au + ou AC 45-55V)
*chauffage (électrode au - ou AC 60V)
*perçage et découpage (électrode au - ou AC 45V)
*rechargement
=== Âme métallique ===
C'est le métal d'apport déposé pour assembler les pièces. Elle joue aussi le rôle de conducteur électrique. <br />
Diamètres : 1.25, 1.6, 2, 2.5, 3.15, 4, 5 ou 6mm <br />
Composition : aciers, alliages d’aluminium ou de cuivre, nickel.
=== Enrobage ===
Il forme le laitier qui remonte à la surface. Sa viscosité permet de varier les positions.
Pour éviter l'absorption d'humidité on peut peut chauffer les électrodes au four avant de les utiliser. Certains enrobages sont résistants à l'absorption d'humidité mais leur efficacité ne dure que quelques heures.
Il peut être de différents types :
:* A ou RA (acide) : adapté aux aciers;
:* B ou RB (basique) : à utiliser en courant continu, son laitier adhère peu;
:* C ou RC (cellulosique) : courant continu, adapté aux position délicates, pénétration profonde, donne des soudures étanches, l'arc décroche facilement;
:* O (oxydant) : arc stable, pénètre peu, bel aspect des soudures;
:* R ou RR (rutile, {{fchim li|TiO|2}}) : arc stable, pénètre moyennement, donne des soudures étanches;
:* S : spécial.
==== Composition ====
:* Le potassium et le sodium, aux potentiels d’ionisation bas, maintiennent l'arc en place.
:* La cellulose, les matières organiques et les carbonates dégagent du {{CO2}} qui évite le contact avec l'air.
:* Les métaux en poudre : (chrome, manganèse, nickel, silicium, titane) et le graphite migrent dans le métal pour lui conférer leurs propriétés.
:* L'hydrogène diffusible accélère la fonte de l'âme, et diminue les coûts de main-d'œuvre.
:* silicates
==== Rôles ====
:*Électrique : meilleure ionisation qui améliore la stabilité de l’arc ;
:*Métallurgique : atmosphère gazeuse, le cratère protège le bain de fusion; le [[Laitier (sidérurgie)|laitier]] protège de l’[[oxydation]], de l’effet de [[trempe]], évacue les gaz prisonniers, sert d’isolant thermique; l’enrobage peut apporter des éléments d’additions modifiant les propriétés mécanique ([[chrome]], [[nickel]] [[manganèse]]…).
:*Mécanique : le cratère évite le collage ; le laitier maintient le métal en fusion.
=== Normes ===
* '''''NF EN 499''''' : Électrodes enrobées pour aciers non alliés et aciers à grain fin
Exemple : '''E 35 5 (2Ni) R 4 2 H5'''
:* '''E''' : électrode
:* '''35''' : limite d'élasticité, résistance mécanique et allongement
{| class="wikitable"
|-
! Code || Limite élastique <br /> (N/mm²) || Résistance <br /> (N/mm²) || Allongement <br /> %
|-
| 35 || 355 || 440 à 570 || 22
|-
| 38 || 380 || 470 à 600 || 20
|-
| 42 || 420 || 500 à 640 || 20
|-
| 46 || 460 || 530 à 650 || 20
|-
| 50 || 500 || 560 à 720 || 18
|-
|}
:* '''5''' : température d'énergie moyenne de rupture à 47 J
{| class="wikitable"
|-
! Code || Température
|-
| 6 || -60 °C
|-
| 5 || -50 °C
|-
| 4 || -40 °C
|-
| 3 || -30 °C
|-
| 2 || -20 °C
|-
| 0 || 0 °C
|-
| A || 20 °C
|-
| Z || Aucune exigence
|-
|}
:* '''2Ni''' : composition chimique
{| class="wikitable"
|-
! Code || Mn || Mo || Ni
|-
| Champs vide || 2,0 || ||
|-
| Mo || 1,4 || ||
|-
| Mn Mo || > 1,4 - 2,0 || 0,3 – 0,6 ||
|-
| 1Ni || 1.4 || || 0,6 – 1,2
|-
| 2Ni || 1.4 || || 1,8 – 2,6
|-
| 3Ni || 1.4 || || >2,6 – 3,8
|-
| Mn1Ni || >1,4 – 2,0 || || 0,6 – 1,2
|-
| 1NiMo || 1,4 || 0,3 – 0,6 || 0,6 – 1,2
|-
| Z || autre || ||
|}
:* '''R''' : type d'enrobage
{| class="wikitable"
|-
! Code || Enrobage
|-
| A || acide
|-
| B || basique
|-
| C || cellulosique
|-
| O || oxydant
|-
| R || rutile ({{fchim li|TiO|2}})
|-
| RA || rutile acide
|-
| RB || rutile basique
|-
| RC || rutile et cellulose
|-
| RR || rutile épaisse
|-
| S || spécial
|-
|}
:* '''4''' : rendement (quantité de métal déposée, les 100 % proviennent de l'âme, le reste de l'enrobage). Et type de courant
{| class="wikitable"
|-
! Code || Rendement || Courant
|-
| 1 || ≤105% || alternatif, continu
|-
| 2 || ≤100% || continu
|-
| 3 || >105 ; ≤125% || alternatif, continu
|-
| 4 || >105 ; ≤125% || continu
|-
| 5 || >125 ; ≤160% || alternatif, continu
|-
| 6 || >125 ; ≤180% || continu
|-
| 7 || >160% || alternatif, continu
|-
| 8 || >160% || continu
|-
|}
:* '''2''' : position de soudage
{| class="wikitable"
|-
! Code || Position
|-
| 1 || Toutes positions
|-
| 2 || Toutes positions, sauf verticale descendante
|-
| 3 || Bout à bout à plat, en gouttière, en angle à plat
|-
| 4 || Bout à bout à plat, en gouttière
|-
| 5 || Verticale descendante, cf. code 3
|-
|}
:* '''H5''' : hydrogène diffusible
{| class="wikitable"
|-
! Code || ml/100g max
|-
| H5 || 5
|-
| H10 || 10
|-
| H15 || 15
|-
|}
* '''''NF EN 757''''' : pour aciers à haute résistance
* '''''NF EN 1600''''' : pour aciers inox et résistant aux températures élevées
* '''''AWS A5.1''''' : Électrodes enrobées pour aciers (norme américaine)
Exemple : '''E 60 1 0'''
:* '''E''' : électrode
:* '''60''' : résistance à la traction x1000 PSI
:* '''1''' : position
{| class="wikitable"
|-
! Code || Position
|-
| 1 || Toutes positions
|-
| 2 || Horizontal et à plat seulement
|-
| 3 || À plat seulement
|-
| 4 || À plat, par dessous, horizontal, vertical descendant
|-
|}
:* '''0''' :
::- type de courant (AC : alternatif. DCEP : continu électrode au plus. DCEN : continu électrode au moins),
::- quantité de poudre de fer par rapport au poids de l'enrobage,
::- dans certains cas les deux derniers chiffres sont à prendre en compte.
{| class="wikitable"
|-
! Code || Courant || Arc || Pénétration || Enrobage || Poudre de fer
|-
| E--10 || DCEP || Pénétrant || Profonde || Cellulose, sodium || 0 à 10%
|-
| E---1 || AC, DCEP || Pénétrant || Profonde || Cellulose, potassium || 0
|-
| E---2 || AC, DCEN || Moyen || Moyenne || Rutile, sodium || 0 à10%
|-
| E---3 || AC, DCEN, DCEP || Faible || Faible || Rutile, potassium || 0 à 10%
|-
| E---4 || AC, DCEN, DCEP || Faible || Faible || Rutile, poudre de fer || 25 à 40%
|-
| E---5 || DCEP || Moyen || Moyenne || Peu d'hydrogène, sodium || 0
|-
| E---6 || AC, DCEP || Moyen || Moyenne || Peu d'hydrogène, potassium || 0
|-
| E---8 || AC, DCEP || Moyen || Moyenne || Peu d'hydrogène, poudre de fer || 25 à 40%
|-
| E--20 || AC, DCEN || Moyen || Moyenne || Oxyde de fer, sodium || 0
|-
| E--22 || AC, DCEN, DCEP || Moyen || Moyenne || Oxyde de fer, sodium || 0
|-
| E--24 || AC, DCEN, DCEP || Faible || Faible || Rutile, poudre de fer || 50%
|-
| E--27 || AC, DCEN, DCEP || Moyen || Moyenne || Oxyde de fer, poudre de fer || 50%
|-
| E--28 || AC or DCEP || Moyen || Moyenne || Peu d'hydrogène, poudre de fer || 50%
|-
| E--48 || AC or DCEP || Moyen || Moyenne || Peu d'hydrogène, poudre de fer || 25 à 40%
|-
|}
* '''''AWS A5.5'''''
Exemple : '''E80 1 8 -B2'''
:* '''E''' : électrode
:* '''80''' : résistance à la traction minimale x1000 PSI
:* '''1''' : position
:* '''8''' : type de courant, poudre de fer...
:* '''B2''' : composition chimique
* '''''ISO 2560-A'''''
== Liens externes ==
* [http://www.soudeur.com/default.asp Soudeur.com : Le site portail francophone du soudeur, de la soudure et du soudage]
* [http://www.techniques-ingenieur.fr/dossier/soudage_a_l_arc/B7730?jsessionid=ED45C616F089551FDAEB6BD952AA047E&resourceName=true Techniques de l'ingénieur, B7730]
{{Portail|physique|industrie|chimie}}
[[Catégorie:Soudure]]
[[ar:لحام القوس الكهربي]]
[[el:Ηλεκτροσυγκόλληση τόξου]]
[[en:Arc welding]]
[[es:Soldadura por arco]]
[[ja:アーク溶接]]
[[fi:Kaarihitsaus]]