Qu’est-ce que le soudage à l’arc en métal blindé (SMAW)

Soudage à l’arc métallique blindé (SMAW)

SMAW signifie Shielding Metal Arc Welding (Au Canada/Amérique/Inde). Il est également appelé MMAW ou soudage manuel à l’arc métallique (au Royaume-Uni). L’autre nom est le soudage à l’électrode enrobée ou communément appelé soudage à l’électrode ou soudage manuel. (Nom non standard qui est répandu dans le monde entier).

La chaleur pour le soudage est générée par un arc électrique établi entre la tige métallique consommable recouverte de flux (électrode) et la pièce à usiner, comme illustré à la figure 1. Pendant la fusion de l’électrode, le revêtement brûle et produit un écran gazeux qui protège la pointe de l’électrode, la flaque de soudage et pièce chauffée de la contamination atmosphérique.

Regardez cette vidéo YouTube pour la meilleure formation complète en classe sur le procédé de soudage à l’arc métallique blindé.


                                                                                                                                   Figure 1 Principe du processus

Les composants de base de la configuration de l’équipement SMAW (Figure – 2) sont les suivants ;

  • Source d’énergie
  • Porte-électrode
  • Électrodes
  • Câbles/Câbles

Veuillez consulter le schéma ci-dessous (Figure – 2) de SMAW pour une meilleure compréhension.

configuration de l'équipement de soudage smaw

Dans SMAW, l’arc électrique est utilisé pour faire fondre le métal de base, cet arc est généré en frappant l’électrode avec la pièce à usiner. Peu de temps après la génération de l’arc, l’électrode est retirée de la pièce à usiner, mais elle reste en contact étroit avec la pièce à usiner. Les gaz présents entre l’espace (entre l’électrode et la pièce) sont ionisés, produisant un chemin de plasma et un flux régulier d’électrons a lieu. Par conséquent, malgré l’espace entre l’électrode et la pièce, le circuit reste fermé (ou sous tension) et donc l’arc ne s’éteint pas.

Une source d’alimentation, un porte-électrode, un écran de soudage portatif et une brosse métallique pour le nettoyage sont illustrés à la figure – 3.

porte-électrode

Si l’électrode est connectée à la borne positive et la pièce à usiner à la borne négative, cela s’appelle DCEP (c’est-à-dire électrode à courant continu positive ou polarité inversée). Alors que si l’électrode est connectée avec la borne négative et la pièce avec le positif, alors elle est connue sous le nom d’électrode à courant continu négative (c’est-à-dire DCEN ou Straight Polarity) comme le montre la figure 4.

Polarité positive ou inversée de l'électrode à courant continu

Dans le  DCEP , l’électricité s’écoule dans la pointe de l’électrode et concentre environ les deux tiers de la chaleur, ce qui donne une bonne pénétration. Par conséquent, il est généralement utilisé sur des aciers plus épais.

Dans le  DCEN , l’électricité sort de la tige, concentrant environ un tiers de la chaleur sur l’électrode. Par conséquent, la pénétration est moindre, c’est un très bon choix pour les aciers plus minces. Les deux types de polarité sont illustrés à la figure 4 pour faciliter la consultation du lecteur.

But du revêtement d’électrode

  • Pendant le soudage, le fondant se décompose et produit des fumées. Ces fumées protègent le bain de fusion en fusion de l’atmosphère. En l’absence de ces fumées, un bain de fusion en fusion sera exposé à l’atmosphère et peut réagir avec l’oxygène présent dans l’environnement et ainsi une oxydation peut se produire, ce qui est très dangereux et peut conduire à une défaillance. (c’est-à-dire empêche l’oxydation du bain de fusion en fusion).
  • La densité du matériau de flux est inférieure à celle du matériau de soudure, par conséquent le flux monte et flotte sur le bain de soudure et protège ainsi le bain de soudure. Lors de la solidification du bain de soudure en fusion, le flux se solidifie également et forme une fine couche à la surface de la soudure appelée laitier. Cette fine couche de laitier contribue au refroidissement lent du matériau de soudure. En l’absence de cette mince couche de laitier, un refroidissement rapide du bain de fusion en fusion aura lieu, ce qui est très dangereux car un refroidissement rapide entraîne des modifications microstructurales du métal fondu (formation de martensite).
  • Le flux aide également à l’amorçage de l’arc. Surtout lorsque le soudage est effectué en AC (courant alternatif), la polarité continue de changer à un rythme constant, c’est-à-dire qu’elle atteint une valeur positive plutôt qu’une valeur négative et cela se produit en une fraction de seconde. La polarité change plus de 100 fois en une seconde. En passant du positif au négatif il atteint une valeur ‘0’ et à chaque fois qu’il passe à zéro, l’arc doit être réinitialisé et le flux joue son rôle. Cela se produit très rapidement (c’est-à-dire en une fraction de seconde) donc nous ne pouvons pas le voir avec nos yeux.

Paramètres de soudage pour le soudage SMAW

Les plages de courant (ampérage) typiques pour les électrodes de soudage à l’arc blindé (SMAW) sont indiquées ci-dessous (tableau 1);

Diamètre de l’électrode mm (in)E6010
E6011
E6012E6013
1,6 (1/16)20-4020-40
2.0 (5/64)25-602560
2,5 (3/32)45-8540-9050-90
3.2(1/8)75-12580-14080-130
4.0(5/32)110-170110-190105-180
5,0 (3/16)155-235155-265165-250
6,0 (1/4)190-290225-360225-315
8,0 (5/16)275-245300-500320-430
Diamètre de l’électrode mm (in)E7015
E7016
E7018E7024
2,5 (3/32)70-12080-110110-160*
3.2(1/8)110-150115-165140-190
4.0(5/32)140-220150-220180-250
5,0 (3/16)200-280220-350250-335
6,0 (1/4)270-350285-360300-390
8,0 (5/16)375-475375-470400-525*

Avantages du soudage SMAW

  • Ce procédé convient à la plupart des métaux et alliages disponibles dans le commerce.
  • L’équipement est relativement peu coûteux et portable.
  • L’équipement est relativement simple.
  • Ce procédé peut être utilisé dans toutes les positions de soudage.
  • Ce procédé de soudage est flexible et peut être appliqué à une variété de configurations et de positions de joints.
  • Pas besoin de protection gazeuse séparée.
  • Moins sensible au vent et aux courants d’air par rapport aux procédés de soudage à l’arc sous protection gazeuse.
  • Il peut être utilisé dans des zones où l’accès est limité (les électrodes sont pliées et même un miroir peut être utilisé dans les espaces restreints).

Inconvénients du SMAW

  • Faible taux de dépôt que GMAW et FCAW
  • Opérateur de soudage plus qualifié requis que de nombreux autres processeurs de soudage.
  • Ne convient pas aux métaux réactifs tels que le titane, le zirconium, le tantale et le niobium.
  • Ne convient pas aux métaux à basse température de fusion tels que le plomb, l’étain et le zinc et leurs alliages.
  • Ce processus ne peut pas être automatisé.
  • Plus de scories en raison de l’électrode blindée de flux.
  • Le changement répété des électrodes consommées par une nouvelle rend ce processus assez lent par rapport à GMAW.