【Résumé】 Le soudage au gaz inerte au tungstène est une méthode de soudage très importante dans la fabrication industrielle moderne. Cet article analyse la contrainte du bain de soudage des tôles d'acier inoxydable et la déformation par soudage de la plaque mince, et présente les principes essentiels du processus de soudage et l'application pratique du soudage manuel au gaz inerte au tungstène des plaques minces en acier inoxydable.
Introduction
Avec le développement continu de l'industrie manufacturière moderne, les plaques minces en acier inoxydable sont largement utilisées dans la défense, l'aviation, l'industrie chimique, l'électronique et d'autres industries, et le soudage de plaques minces en acier inoxydable de 1 à 3 mm augmente également. Par conséquent, il est très nécessaire de maîtriser les principes essentiels du processus de soudage de plaques minces en acier inoxydable.
Le soudage au gaz inerte au tungstène (TIG) utilise un arc pulsé, qui présente les caractéristiques d'un faible apport de chaleur, d'une chaleur concentrée, d'une petite zone affectée par la chaleur, d'une petite déformation de soudage, d'un apport de chaleur uniforme et d'un meilleur contrôle de l'énergie de ligne ; le flux d'air protecteur a un effet de refroidissement pendant le soudage, ce qui peut réduire la température de surface du bain de fusion et augmenter la tension superficielle du bain de fusion ; Le TIG est facile à utiliser, il est facile d'observer l'état du bain fondu, des soudures denses, de bonnes propriétés mécaniques et une belle formation de surface. Actuellement, le TIG est largement utilisé dans diverses industries, notamment dans le soudage de plaques minces en acier inoxydable.
1. Éléments techniques essentiels du soudage au gaz inerte au tungstène
1.1 Sélection de la machine à souder au gaz inerte au tungstène et de la polarité de puissance
Le TIG peut être divisé en impulsions DC et AC. Le TIG à impulsion CC est principalement utilisé pour le soudage de l'acier, de l'acier doux, de l'acier résistant à la chaleur, etc., et le TIG à impulsion CA est principalement utilisé pour le soudage de métaux légers tels que l'aluminium, le magnésium, le cuivre et ses alliages. Les impulsions CA et CC utilisent des alimentations à forte chute caractéristique. Le soudage TIG des plaques minces en acier inoxydable utilise généralement une connexion positive CC.
1.2 Éléments techniques essentiels du soudage manuel au gaz inerte au tungstène
1.2.1 Démarrage de l'arc
Le démarrage de l'arc se présente sous deux formes : le démarrage de l'arc sans contact et par court-circuit avec contact. Le premier n’a aucun contact entre l’électrode et la pièce, ce qui convient aussi bien au soudage DC qu’AC, tandis que le second ne convient qu’au soudage DC. Si la méthode de court-circuit est utilisée pour démarrer l'arc, l'arc ne doit pas être démarré directement sur la soudure, car il est facile de produire un serrage ou une adhérence du tungstène avec la pièce à usiner, l'arc ne peut pas être immédiatement stable et l'arc est facile pour percer le matériau parent. Par conséquent, une plaque de démarrage d’arc doit être utilisée. Une plaque de cuivre doit être placée à côté du point de départ de l'arc. L'arc doit d'abord être démarré dessus, puis la tête de l'électrode en tungstène doit être chauffée à une certaine température avant de passer à la pièce à souder. Dans la production réelle, le TIG utilise souvent un démarreur d'arc pour démarrer l'arc. Sous l'action d'un courant haute fréquence ou d'un courant pulsé haute tension, le gaz argon est ionisé et l'arc démarre.
1.2.2 Soudage de positionnement
Lors du soudage de positionnement, le fil de soudage doit être plus fin que le fil de soudage couramment utilisé. Étant donné que la température est basse et que le refroidissement est rapide pendant le soudage par points, l'arc reste longtemps et est donc facile à brûler. Lors du soudage par points à position fixe, le fil de soudage doit être placé sur la partie de soudage par points et l'arc doit être déplacé vers le fil de soudage une fois qu'il est stable. Une fois que le fil de soudage a fondu et fusionné avec les matériaux de base des deux côtés, l'arc est rapidement arrêté.
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1.2.3 Soudage normal
Lorsque le TIG ordinaire est utilisé pour le soudage de tôles d'acier inoxydable, le courant est considéré comme une petite valeur. Cependant, lorsque le courant est inférieur à 20 A, la dérive de l'arc est facile à se produire et la température du point cathodique est très élevée, ce qui provoquera un échauffement et une brûlure dans la zone de soudage et détériorera les conditions d'émission d'électrons, provoquant un saut continu du point cathodique. , ce qui rend difficile le maintien d'un soudage normal. Lorsque le TIG pulsé est utilisé, le courant de crête peut rendre l'arc stable et avoir une bonne directivité, ce qui facilite la fonte du matériau parent et sa formation, et alterne de manière cyclique pour assurer le bon déroulement du processus de soudage, de manière à obtenir une soudure. avec de bonnes performances, une belle apparence et des bassins de fusion qui se chevauchent.
2. Analyse de soudabilité des tôles d'acier inoxydable
Les propriétés physiques et la forme de la tôle d'acier inoxydable affectent directement la qualité de la soudure. La tôle d'acier inoxydable a une faible conductivité thermique et un grand coefficient de dilatation linéaire. Lorsque la température de soudage change rapidement, la contrainte thermique générée est importante et il est facile de brûler, de contre-dépouille et de déformation par vagues. Le soudage des tôles d'acier inoxydable adopte principalement le soudage bout à bout sur plaques plates. Le bain en fusion est principalement affecté par la force de l'arc, la gravité du métal en fusion et la tension superficielle du métal en fusion. Lorsque le volume, la masse et la largeur fondue du métal en fusion sont constants, la profondeur du bain en fusion dépend de la taille de l'arc. La profondeur de fusion et la force de l'arc sont liées au courant de soudage et la largeur de fusion est déterminée par la tension de l'arc.
Plus le volume du bain fondu est grand, plus la tension superficielle est élevée. Lorsque la tension superficielle ne peut pas équilibrer la force de l’arc et la gravité du métal en fusion, la piscine en fusion brûlera. De plus, la construction soudée sera chauffée et refroidie localement pendant le processus de soudage, provoquant des contraintes et des déformations inégales. Lorsque le raccourcissement longitudinal de la soudure produit une contrainte sur le bord de la plaque mince qui dépasse une certaine valeur, cela produira une déformation par vague plus grave, affectant la qualité d'apparence de la pièce. Avec la même méthode de soudage et les mêmes paramètres de processus, l'utilisation d'électrodes de tungstène de différentes formes pour réduire l'apport de chaleur sur le joint de soudage peut résoudre des problèmes tels que la brûlure de la soudure et la déformation de la pièce.
3. Application du soudage manuel au gaz inerte de tungstène dans le soudage de tôles d'acier inoxydable
3.1 Principe de soudage
Le soudage au gaz inerte au tungstène est un soudage à l'arc ouvert avec un arc stable et une chaleur concentrée. Sous la protection d'un gaz inerte (argon), le bain de soudure est pur et la qualité de la soudure est bonne. Cependant, lors du soudage de l'acier inoxydable, en particulier de l'acier inoxydable austénitique, l'arrière de la soudure doit également être protégé, sinon cela provoquerait une grave oxydation, affectant la formation de la soudure et les performances de soudage.
3.2 Caractéristiques du soudage
Le soudage de tôles en acier inoxydable présente les caractéristiques suivantes :
1) La conductivité thermique de la tôle d’acier inoxydable est médiocre et il est facile de la brûler directement.
2) Aucun fil de soudage n’est requis pendant le soudage et le matériau parent est directement fondu.
Par conséquent, la qualité du soudage des tôles d'acier inoxydable est étroitement liée à des facteurs tels que les opérateurs, l'équipement, les matériaux, les méthodes de construction, l'environnement externe pendant le soudage et la détection.
Dans le processus de soudage de tôles d'acier inoxydable, aucun matériau de soudage n'est requis, mais les matériaux suivants doivent être relativement élevés : premièrement, la pureté, le débit et le temps d'écoulement de l'argon du gaz argon, et deuxièmement, l'électrode de tungstène.
1) Argon
L'argon est un gaz inerte et il n'est pas facile de réagir avec d'autres matériaux et gaz métalliques. Étant donné que son flux de gaz a un effet de refroidissement, la zone affectée thermiquement de la soudure est petite et la déformation de la soudure est faible. C'est le gaz de protection le plus idéal pour le soudage à l'arc sous gaz inerte au tungstène. La pureté de l'argon doit être supérieure à 99,99 %. L'argon est principalement utilisé pour protéger efficacement le bain de fusion, empêcher l'air d'éroder le bain de fusion et provoquer une oxydation pendant le soudage, et isoler efficacement la zone de soudure de l'air, de sorte que la zone de soudure soit protégée et que les performances de soudage soient améliorées.
2) Électrode de tungstène
La surface de l'électrode en tungstène doit être lisse, l'extrémité doit être affûtée et la concentricité est bonne. De cette façon, l'arc à haute fréquence est bon, la stabilité de l'arc est bonne, la profondeur de fusion est profonde, le bain de fusion peut rester stable, la soudure est bien formée et la qualité du soudage est bonne. Si la surface de l'électrode de tungstène est brûlée ou s'il y a des défauts tels que des polluants, des fissures, des trous de retrait, etc. sur la surface, l'arc à haute fréquence est difficile à démarrer pendant le soudage, l'arc est instable, l'arc a une dérive, le le bain de fusion est dispersé, la surface est élargie, la profondeur de fusion est faible, la soudure est mal formée et la qualité du soudage est médiocre.
4. Conclusion
1) Le soudage à l'arc sous gaz inerte au tungstène a une bonne stabilité et différentes formes d'électrodes en tungstène ont une grande influence sur la qualité du soudage des plaques minces en acier inoxydable.
2) Le soudage par électrode inerte en tungstène à extrémité conique à dessus plat peut améliorer le taux de formation double face du soudage simple face, réduire la zone affectée par la chaleur du soudage, rendre la soudure belle et avoir de bonnes propriétés mécaniques complètes.
3) L’utilisation de la bonne méthode de soudage peut prévenir efficacement les défauts de soudage.
Heure de publication : 21 août 2024
