Qu’est-ce que les électrodes à faible teneur en hydrogène, leur procédure de stockage et de cuisson ?

Électrodes à faible teneur en hydrogène, leur procédure de stockage et de cuisson ?

électrode à faible teneur en hydrogène

Les électrodes à faible teneur en hydrogène sont des électrodes  SMAW  qui contiennent moins de 0,6 % d’humidité de revêtement – selon ASME Section IIC, SFA 5.1- Tableau 10, par rapport à 4 à 6 % d’humidité dans les revêtements d’électrodes de type cellulosique (E6010, E7010, etc.). AWS A5.1/A5.1M: Specification for Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding , indique que les électrodes à faible teneur en hydrogène doivent avoir des niveaux d’humidité de revêtement inférieurs à 0,6% lorsqu’elles sont testées à 1800°F (980°C), mais beaucoup les électrodes à faible teneur en hydrogène portent des niveaux d’humidité beaucoup plus faibles. Les niveaux d’humidité inférieurs correspondent à des niveaux d’hydrogène diffusible relativement inférieurs dans le métal fondu déposé.

Exigences pour le stockage des électrodes de soudage

  1. Stocké l’électrode de soudage à des températures bien au-dessus du point de rosée toujours. Cela peut être conservé en toute sécurité dans une pièce chauffée à une température supérieure à 15° Celsius (dans des endroits froids) et à température ambiante dans des endroits chauds et humides et une humidité relative inférieure à 50%.
  2. Le stockage à très haute température (> 25° Celsius) doit également être évité, car le lubrifiant sur le fil (par exemple les bobines de fil GMAW) peut se volatiliser trop tôt.
  3. Suivez les règles FIFO pour le retrait des électrodes du magasin : Lorsque le matériel est retiré du stockage, choisissez toujours le produit avec la date de fabrication la plus ancienne (FIFO) !
  4. Les électrodes de soudage ou les bobines de fil qui ne sont pas entièrement consommées doivent être emballées avant le stockage.
  5. Le séchage des fils ou électrodes de soudage humides n’est pas possible et ils doivent être jetés.
  6. Une durée maximale de stockage ne peut pas être spécifiée en général pour les électrodes de soudage. En cas de doute, une qualification par des essais de soudage doit être effectuée.

la teneur en humidité maximale autorisée dans le revêtement d’électrode

Les électrodes des classifications à faible teneur en hydrogène E6018 [E4318], E7015 [E4915], E7016 [E4916], E7018 [E4918], E7018M [E4918M], E7028 [E4928] et E7048 [E4948]) sont fabriquées avec des revêtements inorganiques qui contiennent humidité minimale. Le test d’humidité du revêtement tel que spécifié dans AWS A4.4M, Procédure standard pour la détermination de la teneur en humidité des flux de soudage et des revêtements de flux d’électrode de soudage, convertit les composés contenant de l’hydrogène sous n’importe quelle forme dans le revêtement en vapeur d’eau qui est collectée et mesurée. Le test évalue ainsi le potentiel d’hydrogène disponible à partir d’un revêtement d’électrode. Toutes les électrodes à faible teneur en hydrogène, dans l’état de fabrication ou après conditionnement, doivent respecter une limite d’humidité de couverture maximale de 0,6 % ou moins, comme l’exige le tableau 10 de la SFA 5.1, comme indiqué ci-dessous :

cuisson de l'électrode à faible teneur en hydrogène

Bénéfices/Avantages des électrodes à faible teneur en hydrogène

Électrodes faibles d’hydrogène sont recommandées pour les trois grands domaines d’application:
• Sur les aciers à soudabilité pauvres: faiblement allié, haute teneur en carbone, haute teneur en soufre, ou d’ autres aciers où la fissuration peut être un problème
• Lorsque spécifié par les codes en vigueur
• Pour haut dépôt, sur -soudures de position sur tôle forte.

Ainsi, les électrodes à faible teneur en hydrogène offrent des caractéristiques de remplissage rapide (dépôt élevé) ou de remplissage-congélation (hors position) et sont conçues pour produire des soudures saines de   qualité aux rayons X avec d’excellentes propriétés d’entaille/impact et une ductilité élevée. les électrodes en bâton à faible teneur en hydrogène ont un suffixe -1 dans la classification AWS. Ce suffixe indique que l’électrode enrobée répond aux exigences d’amélioration de la ténacité.

Désignateur d’hydrogène diffusible en option dans les électrodes à faible teneur en hydrogène

Les électrodes de soudage peuvent être classées avec un indicateur d’hydrogène diffusible en option. Ces désignateurs comprennent une désignation H4, H8 et H16. Le « H » et le nombre correspondant indiquent des millilitres d’hydrogène diffusible pour 100 grammes de métal fondu. Par exemple, une désignation de H4 indique 4 ml d’hydrogène diffusible pour 100 grammes de dépôt de soudure.

La désignation « R » pour une électrode indique qu’elle a un revêtement résistant à l’humidité. Pour bénéficier d’une désignation « R », les électrodes qui ont été retirées des emballages fraîchement ouverts ou qui ont été reconditionnées sont exposées à une humidité relative de 80 % et à une température de 80 °F pendant 9 heures. La teneur en humidité après cette exposition ne peut pas dépasser 0,4 pour cent en poids. Même une petite quantité d’humidité au-dessus de ce niveau peut provoquer une porosité de la soudure et d’autres défauts. Le tableau ci-dessous indique le niveau d’hydrogène maximum autorisé dans les électrodes à faible teneur en hydrogène.

faible limite d'humidité de l'électrode à hydrogène

procédure de cuisson/reconditionnement des électrodes à faible teneur en hydrogène

Afin de maintenir les électrodes à faible teneur en hydrogène avec un minimum d’humidité dans leurs revêtements, ces électrodes
doivent être stockées et manipulées avec un soin considérable. Les électrodes qui ont été exposées à l’humidité peuvent absorber une humidité considérable et leur caractère à faible teneur en hydrogène peut être perdu. Ensuite, le conditionnement peut restaurer leur caractère pauvre en hydrogène. Les détails de température pour la cuisson et la conservation sont donnés dans le tableau ci-dessous.

séchage des électrodes

Stockage des électrodes en bâton à faible teneur en hydrogène

Les électrodes en bâton à faible teneur en hydrogène doivent être sèches pour fonctionner correctement. Les récipients hermétiquement fermés non ouverts offrent une excellente protection dans de bonnes conditions de stockage. Les boîtes ouvertes doivent être conservées dans une armoire à 250 à 300 °F (120 à 150 °C). Les revêtements d’électrodes à faible teneur en hydrogène qui ont capté l’humidité peuvent entraîner une fissuration induite par l’hydrogène, en particulier dans les aciers avec une limite d’élasticité de 80 000 psi (550 MPa) et plus.

Les électrodes résistantes à l’humidité avec un suffixe « R » dans leur classification AWS ont une résistance élevée au revêtement absorbant l’humidité et, si elles sont correctement stockées, seront moins sensibles à ce problème, quelle que soit la limite d’élasticité de l’acier à souder. Toutes les électrodes en bâton à faible teneur en hydrogène doivent être stockées correctement, même celles portant le suffixe « R ». Les électrodes EXX18 standard doivent être fournies aux soudeurs deux fois par quart de travail. Les types résistants à l’humidité peuvent être exposés jusqu’à 9 heures.

Lorsque les conteneurs sont perforés ou ouverts, les électrodes à faible teneur en hydrogène peuvent absorber de l’humidité. Selon la quantité d’humidité, cela endommagera la qualité de la soudure des manières suivantes :

1. Une plus grande quantité d’humidité dans les électrodes à faible teneur en hydrogène peut provoquer une porosité. La détection de cette condition nécessite une   inspection aux rayons X ou des tests destructifs . Si le métal de base ou le métal de soudure dépasse la limite d’élasticité de 80 000 psi (550 MPa), cette humidité peut contribuer à la fissuration sous le cordon ou la soudure. 

2. Une quantité relativement élevée d’humidité dans les électrodes à faible teneur en hydrogène provoque une porosité externe visible en plus de la porosité interne. Cela peut également provoquer une fluidité excessive des scories, une surface de soudure rugueuse, une élimination difficile des scories et des fissures.

3. Une forte absorption d’humidité peut provoquer des fissures de soudure en plus des fissures sous le cordon, une porosité importante, un aspect médiocre et des problèmes de scories.

Combien de fois la cuisson d’une électrode à faible teneur en hydrogène est-elle autorisée ?

cuisson des électrodes

C’est la question la plus courante qui se pose avec de nombreux ingénieurs en soudage/personnel QA-QC. Bien que les spécifications des codes et des électrodes soient muettes sur cette requête, des précautions doivent être prises pour ne pas cuire les électrodes plus de deux fois. La raison évidente est que « chaque séquence de cuisson enlèvera l’humidité essentielle requise dans le revêtement et les substances additives qui maintiennent le revêtement solidement sur le fil central de l’électrode. Pour être précis, toute électrode à faible teneur en hydrogène doit être jetée si un séchage excessif rend le revêtement fragile et s’écaille ou se brise pendant le soudage, ou s’il y a une différence notable dans la manipulation ou les caractéristiques de l’arc, comme une force d’arc insuffisante.

Les directives de stockage et de manipulation des consommables de soudage doivent être conformes aux instructions et directives du fabricant de consommables et à celles indiquées dans la série AWS A5.XX de spécifications de métal d’apport. Pour réduire l’exposition à l’humidité, certains consommables de soudage doivent être stockés dans des fours de maintien au chaud après avoir été retirés de l’emballage du fabricant. Les électrodes SMAW à faible teneur en hydrogène fournies dans des récipients non hermétiques doivent être cuites conformément aux instructions du fabricant avant utilisation.