Comment éviter la porosité des fils de soudage fourrés auto-protégés

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    Dans le dernier article, nous avons présenté ce qu'est un fil de soudure sans cuivre et ses avantages. Comme nous le savons, il existe principalement deux types de fils de soudure en fonction de leur protection : L'un est le fil de soudage qui repose sur la protection par flux ou gaz, le fil de soudage joue le rôle de métal de remplissage et de conducteur d'électricité, comme le soudage à l'arc submergé, le fil de soudage à âme pleine et une partie du fil de soudage fourré utilisé dans le soudage sous protection gazeuse au CO2 ; L'autre type de fil est le fil fourré sans protection gazeuse externe, qui s'appuie sur les éléments d'alliage du fil lui-même et sur une température élevée pour empêcher l'invasion de l'oxygène, de l'azote et d'autres gaz dans l'air et ajuster la composition du métal soudé, appelé fil fourré autoprotégé, qui est un type de fil de soudage un peu coûteux mais potentiel.

    Actuellement, le fil fourré auto-protecteur est largement utilisé dans la construction de pipelines, le génie océanique, la fabrication de grandes structures métalliques extérieures, la construction de structures métalliques de grande hauteur, le surfaçage de surface, en particulier le soudage de structures légères telles que l'acier au carbone fin et la tôle d'acier galvanisée. Le fil fourré auto-protecteur protège les gouttelettes et le bain de fusion du gaz et du laitier produit par l'agent de formation du laitier et du gaz dans le cœur de l'arc sous l'action de la température élevée. La porosité de soudage ou les pores de soudage sont un problème courant dans le soudage semi-automatique du fil fourré auto-protecteur, c'est pourquoi nous analysons et prenons des mesures de contrôle pour les éviter.

    La cause des pores de soudure pour les fils de soudure fourrés auto-protégés

    Vitesse de refroidissement du soudage

    En raison de la gravité du métal liquide dans la section de soudage verticale, la vitesse de soudage est plus rapide et la profondeur de fusion de la passe de soudage est faible, ce qui accélère le refroidissement du métal liquide dans la soudure, réduit l'échappement des gaz et provoque davantage de pores dans la passe de soudage.

    Éclaboussures de soudure

    Lorsque les éclaboussures d'oxyde métallique adhérant à l'extrémité avant de la buse conductrice atteignent une certaine quantité, elles pénètrent dans le bain de fusion avec le fil de soudage en mouvement. Ce phénomène s'aggrave avec l'augmentation de la quantité de métal dans le cordon de soudure, ce qui entraîne l'apparition de porosités dans le cordon de soudure.

    Joint de soudure

    Le joint de soudure de la couche de soudure à chaud, de la couche de remplissage et de la couche de couverture se superpose facilement, ce qui augmente le risque de pores denses dans le cordon de soudure.

    Environnement externe

    Lorsque le fil de soudure est placé dans un environnement à l'air libre et à forte humidité, il est facile de provoquer l'humidification du fil de soudure. En outre, si aucune mesure de protection contre le vent n'est prise lorsque la vitesse du vent est supérieure à 8 m/s, il s'agit également d'une raison importante pour l'apparition de pores dans la passe de soudure.

    Paramètres du processus de soudage

    Si la plage de réglage des paramètres du processus de soudage du soudage semi-automatique avec fil fourré auto-protégé est étroite. En général, la tension de l'arc se situe entre 18 et 22 V, et la vitesse d'alimentation du fil entre 2000 et 2300 mm/min. Dans le cas contraire, la tension élevée est susceptible de provoquer un effet de protection du laitier sur la surface de la passe de soudure, qui n'est pas bonne, et de produire des pores.


    Comment éviter les pores de soudure ?

    • Régler la tension de l'arc et les paramètres de soudage avant de procéder au soudage.

    L'alimentation électrique de soudage adopte une alimentation à courant continu et à inverseur, une connexion directe à courant continu (CC-) : les pièces à souder sont connectées au pôle positif de l'alimentation électrique, et le pistolet de soudage est connecté au pôle négatif de l'alimentation électrique. Le fil de terre de soudage est placé le plus près possible de la zone de soudage et il convient de vérifier que la conduction est bonne (si le fil de terre est oxydé, si la connexion est ferme et s'il n'y a pas de rouille au point de contact entre le fil de terre et le métal de base). Si la conduction n'est pas bonne, l'arc sera instable.

    Les paramètres de soudage affectent directement la qualité du soudage. Un courant trop faible peut facilement provoquer une fusion incomplète, des scories et d'autres défauts, tandis qu'un courant trop élevé peut facilement provoquer des brûlures, une augmentation des éclaboussures, des gouttes de scories et de fer fondu dans le soudage, et ne peut pas être utilisé pour le soudage. Si la tension est trop faible, il est facile de provoquer une instabilité de l'arc, un fil supérieur, un bain de fusion incomplet et une inclusion de scories. Si la tension est trop élevée, l'arc est trop éloigné du bain de fusion, l'air est impliqué dans le bain de fusion et des trous apparaissent.

    Spécifications Taille EmballagePolarité
    AWS A5.20 E71T-11
    AWS A5.20 E71T-GS    		0,8 mm
    0,9 mm
    1,0 mm    		1kg
    5kg    		Connexion DC-, fil de mise à la terre positif, pistolet de soudage négatif
    • Angle de la torche de soudage

    Avant de souder la couche de couverture, si la couche de remplissage dans la section de soudage verticale est trop basse ou trop haute, elle doit être coupée jusqu'à ce que la hauteur de soudage de la couche de remplissage soit inférieure d'environ 0,5 à 1,0 mm au métal de base, avant que le soudage de la procédure suivante puisse être effectué.

    • Contrôle de la longueur d'extension et de l'angle du fil de soudure

    En général, il convient de contrôler 6 à 10 fois le diamètre du fil de soudage, généralement 15 à 20 mm, car un allongement à sec trop long entraînera une fusion trop rapide du fil de soudage et réduira la force de soufflage de l'arc. Un allongement trop court entraînera une accumulation trop rapide des projections d'oxyde métallique à l'avant de la buse conductrice ; un allongement trop long réduira la tension de l'arc et affectera la qualité du soudage. En outre, vous devez vérifier et nettoyer la buse conductrice avant le soudage. L'angle du fil de soudage doit généralement être maintenu à 800 ~ 900 entre le fil de soudage et la pièce à souder afin d'éviter le flux descendant de laitier fondu et de fer fondu près de la position verticale, ce qui affecte le bon déroulement de l'opération de soudage et est susceptible d'entraîner des défauts tels que l'inclusion de laitier et la porosité.

    • Préparation nécessaire avant le soudage.

    La surface des pièces soudées doit être uniforme et lisse, et il ne doit pas y avoir de rouille, de scories, de graisse ou d'autres substances nocives qui affectent la qualité du soudage.

    Conception du soudage TIG+MAG d'un tube en acier inoxydable 304

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      Par rapport au soudage à l'argon et au soudage électrique à l'argon, l'efficacité de production et la qualité de soudage des tuyaux en acier inoxydable TIG+MAG sont considérablement améliorées, et cette technique est largement utilisée dans le soudage des pipelines des centrales électriques. Le joint horizontal fixe à toutes les positions des tuyaux en acier inoxydable 304 de grand diamètre est principalement utilisé dans les oléoducs de lubrification des centrales électriques. Il est difficile à souder et nécessite une meilleure qualité de soudage et de formage de la surface intérieure. Une inspection PT et RT est nécessaire après le soudage.

      Le soudage TIG ou le soudage manuel à l'arc sont peu efficaces et la qualité du soudage n'est pas garantie. Nous utilisons un fil de remplissage intérieur et extérieur TIG pour souder la couche inférieure, un fil de remplissage MAG pour souder et recouvrir la couche de surface afin d'obtenir de bons joints de soudure. Par rapport à l'acier au carbone et à l'acier faiblement allié, le taux de dilatation thermique et la conductivité de l'acier inoxydable TP304 sont plus importants, et l'écoulement et la formation du bain sont médiocres, en particulier dans le cas du soudage toutes positions. Dans le processus de soudage MAG, la longueur d'extension du fil de soudage doit être inférieure à 10 mm, et l'amplitude, la fréquence, la vitesse et le temps de rétention des bords de la torche de soudage doivent être maintenus. L'angle de la torche de soudage doit être ajusté à tout moment pour que le bord de la surface soudée fusionne proprement, que la formation soit bonne et que la qualité de la couche de remplissage et de couverture soit garantie.

      L'échantillon de tube d'acier TP304 de taille 530 mm * 11 mm a été soudé manuellement à l'arc au tungstène sous argon, à l'aide d'un gaz mixte (CO2+Ar), par remplissage et couverture, en position horizontale fixe. Avant de procéder au soudage, il convient d'effectuer quelques préparatifs :

      1. Nettoyer les salissures telles que l'huile et la rouille, et polir la rainure et la zone environnante sur 10 mm ;

      2. Assemblage en fonction de la taille, la soudure de positionnement utilisant le plancher fixé (2, 7, 11 points pour le bloc de positionnement fixé), peut également utiliser la soudure solide du point de rainure ;

      3. Le tube est protégé par du gaz argon.

      Procédé de soudage TIG

      Paramètres de soudage

      L'électrode de tungstène WCE-20 de 2,5 mm est utilisée. L'électrode de tungstène s'étend de 4 à 6 mm sans préchauffage et le diamètre de la buse est de 12 mm.

      Fil de soudureO.DCourant de soudage I/ATension d'arc U/VDébit de gaz L/minPureté Ar, %Polarité
      TIG-ER3082.580-9012-14Positif9-12Soutien 9-399.99PSCD

      Processus opérationnel

      • Le soudage horizontal en position fixe de la conduite est difficile. Afin d'éviter l'affaissement interne du cordon de soudure, la partie de soudage en hauteur (60° de part et d'autre de six points) est utilisée pour remplir le fil, et les parties de soudage verticales et horizontales sont utilisées pour remplir le fil en tant que soudage d'appui.
      • Avant d'amorcer l'arc, le tube doit être rempli d'argon pour purifier l'air. Pendant le processus de soudage, le fil de soudage ne doit pas entrer en contact avec l'électrode de tungstène ou aller directement dans la zone de la colonne de l'arc, sinon l'inclusion de tungstène sera prise dans le cordon de soudure et la stabilité de l'arc sera endommagée.
      • Commencer le soudage à partir de 6 points rapprochés pour que l'électrode de tungstène soit toujours perpendiculaire à l'axe du tube d'acier, ce qui permet de mieux contrôler la taille du bain de fusion et de faire en sorte que la buse protège uniformément le bain de fusion de l'oxydation.
      • La partie extrême du tungstène se trouve à environ 2 mm de la pièce à souder, et le fil de soudure doit être envoyé à l'extrémité avant du bain de soudure le long de la rainure. L'arc est préchauffé à une extrémité de la rainure après l'allumage, et la première goutte de fil de soudure est immédiatement envoyée pour faire fondre le métal après la fusion du métal, puis la deuxième goutte de fil de soudure est envoyée pour faire fondre le métal à l'autre extrémité de la rainure, puis l'arc se déplace latéralement et reste des deux côtés pendant un certain temps afin que le fil de soudure soit envoyé de manière régulière et intermittente dans le bain de fusion. En 12 points, l'extrémité est polie pour former une pente, et le fil est suspendu lors du soudage à la pente, il est fondu dans une fermeture de trou avec un arc. Il faut veiller à réduire le débit du gaz de protection interne à 3L/min à la fin du soudage pour éviter que la soudure ne soit concave en raison d'une pression d'air excessive.

      Procédé de soudage MAG

      Paramètres de soudage

      Le diamètre de la buse est de 20 mm, la distance entre la buse et l'échantillon est de 6~8 mm, la température entre les couches est inférieure à 150℃, et l'épaisseur du cordon de soudure est de 11 mm.

      Le mélange de gaz protecteur avec un rapport Ar80%+CO2 20% (volume) rend l'arc AR stable, réduit les éclaboussures et facilite l'obtention d'une transition de jet axial. L'oxydation de l'arc permet de surmonter les défauts du soudage à l'argon, tels qu'une tension de surface élevée, un métal liquide épais et une dérive facile des points de cathode, et améliore la profondeur de pénétration de la soudure.

      Fil de soudureO.DCourant de soudage I/ATension d'arc U/VGaz de protectionDébit de gaz L/minPolarité
      E-308L1.0100-11017-19Positive 80%Ar+20%CO2,Backing Ar9-12，3DCEP

      Le processus de fonctionnement

      • Inspection avant le soudage : Inspecter la buse, le nettoyage de la buse conductrice, le débit de gaz, l'impact sur la surface inférieure, la température entre les couches.
      • Lors du soudage au gaz dans le remplissage, la couverture de la couche superficielle, la longueur du fil de soudage prolongé affectera la stabilité du processus de soudage. Une rallonge trop longue augmentera la valeur de résistance du fil et la surchauffe du fil, ce qui provoquera des éclaboussures et une mauvaise formation de la soudure ; une rallonge trop courte augmentera le courant, la distance entre la buse et la pièce sera réduite et provoquera une surchauffe, ce qui peut entraîner des éclaboussures qui bloqueront la buse, affectant ainsi le flux de gaz et la formation du cordon de soudure.
      • Pendant le soudage, l'angle du pistolet de soudage est perpendiculaire à l'axe du tuyau afin d'éviter les pores et l'inclusion de scories dans le cordon de soudure. Dans le processus de soudage, il convient d'utiliser une amplitude et une fréquence d'oscillation uniformes et appropriées de la torche de soudage pour s'assurer que la taille de la surface de soudage et le bord de la couche de couverture sont correctement fusionnés.