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Première partie 1 de 10 Théorie du Soudage à l’arc électrique avec électrode enrobée. Copyright Pierre D.

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2 Première partie 1 de 10 Théorie du Soudage à l’arc électrique avec électrode enrobée. Copyright Pierre D

3 Par: Pierre Daigle Notions théoriques Module 8 : 8 : Application du procédé de soudage SMAW

4 Tiré de cet anglicisme, le sens de ce terme signifie soudage à l’arc électrique avec électrode enrobée.

5 Objectif du module Comportement attendu: Pour démontrer sa compétence, l’élève doit appliquer le procédé SMAW selon les conditions, les critères qui suivent:

6 Condition d’évaluation »Individuellement. •À partir de cas représentatifs des travaux de soudage effectués en milieu de travail. •Sans documentation

7 Critères généraux de performance •Respect des normes de santé et sécurité au travail. •Respect des normes relatives aux classifications des électrodes. •Maniement approprié des postes et des accessoires. •Application appropriée du procédé en fonction des besoins.

8 Objectif opérationnel de comportement (suite) A.Choisir les postes de soudage. B. Sélectionner les métaux d’apport. C. Choisir les accessoires de soudage. D. Monter les postes de soudage. Choix approprié des postes en fonction de l’application. Choix judicieux du métal d’apport en fonction: a) Du métal de base b) Des propriétés chimiques et mécaniques des métaux. Choix approprié des accessoires en fonction de l’application. a)Ordre logique du montage b)Positionnement juste des accessoires Ordre logique du montage et positionnement justes des accessoires

9 •Établir les paramètres et régler les postes de soudage •Effectuer un cordon de soudure •Ranger l’équipement. •Nettoyer l’aire de travail. •Établissement des paramètres et réglage approprié des postes en fonction du travail à effectuer. •Application appropriée des techniques de soudage et respect des facteurs de contrôle. •Aux endroits appropriés. •Propreté des lieux Objectif opérationnel de comportement (suite)

10 CARTE DE CONTRÔLE CARTE DE CONTRÔLE CETTE CARTE DOIT ÊTRE REMPLIE À CHAQUE JOURS DE PRATIQUE EN ATELIER UNE FOIS CETTE FICHE REMPLIE, ELLE VOUS PROTÈGE EN CAS OU UN BRIS DE MATÉRIEL SURVIENDRAIS.

11 •Principe de base à l’arc avec électrode enrobée •Notions d’électricité •Caractéristiques et fonctionnement des soudeuses à l’arc électrique

12 •1.1 Principe du soudage à l’arc avec électrode enrobée S hielded M etal A rc W elding

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15 Le procédé de soudage à l'arc a une histoire internationale. Des citoyens de beaucoup de nations ont contribué à son développement. Les dates suivantes soulignent brièvement ce développement : 1801 Sir Humphrey Davy, d'Angleterre, découvre qu'un arc électrique se forme à travers un vide De Meritans, en France, unit deux plaques de plomb avec un arc de carbone Rarnados en Russie perfection ne l 'arc de carbone et le brevette Charles Coffin aux États-Unis reçoit le premier brevet pour l'arc métallique En Suède, Oscar Kjellborg fait breveter la première électrode plaquée.

16 Entre 1917 et 1945, et surtout durant les deux guerres mondiales, des progrès considérables sont faits dans le soudage à l'arc électrique. La production massive d'avions, de navires de guerre, de blindés et d'armes de toutes sortes, contribue à l'acceptation et à l'expansion du procédé à l'arc électrique.

17 Bien que le procédé tende a disparaître de plus en plus des ateliers de fabrication en série, il demeure très utilise lorsqu'il s'agit d'effectuer des réparations ou dans le cas de certaines applications spécialisées, dans lesquelles des propriétés particulières sont requises. De plus, le procédé SMAW a servi à développer les autres procédés de soudage à l'arc utilisant des fils- électrodes (FCAW, GMAW). Ces derniers sont moins polyvalents que le SMAW, quoique leurs possibilités d'utilisation augmentent chaque année.

18 Le soudage à l'arc avec électrode enrobée (procédé SMAW) demeure toujours un procédé très utilisé, car il permet une grande liberté d'exécution, une grande autonomie, et l'équipement requis est le moins coûteux. Ainsi, selon la technique utilisée, il devient possible de réaliser des soudures dans n'importe quelle position de soudage. Les dépôts obtenus lors de l'application de ce procédé possèdent des qualités non négligeables, puisqu'ils sont souvent plus purs que le métal de base et que leurs propriétés mécaniques se révèlent meilleures

19 Parmi les applications concrètes du procédé de soudage SMAW, on trouve la fabrication et la réparation de : - Récipients et tuyaux sous pression; - Réservoirs de stockage; - Ponts et bâtiments - Navires et wagons Retenez que si le procédé de soudage SMAW est polyvalent et peu coûteux, il n'en exige pas moins une grande maîtrise d'exécution pour produire les résultats escomptés, ce qui ne s'obtient qu'avec le temps et l'expérience.

20 À l’origine, les électrodes servant pour le soudage à l’arc se présentaient sous formes de baguettes nues ou enrobées. C’est la baguette nue, qui la première, fit son apparition sur le marché 1885 Russie-Grande Bretagne Benardos et Olszewki (arc au carbone) 1889 Russie + USA Slavianof + Coffin (électrode nue) 1907 Suède Kjellberg (enrobage stabilisant) 1912 USA Strohmerger (enrobage d’amiante) 1914 Grande Bretagne (enrobage cellusosique) 1927 Extrusion 1930 Oxyde de fer 1932 Rutile 1948 Sarazin-France Basique Poudre de fer 1960 Zircon, chaux, poudre de fer, enrobage synt.

21 Principe de soudage à l’arc électrique

22 Exercice 1 1. Que signifie l’abréviation SMAW? Shielded Metal arc Welding 2. Comment obtient-on la fusion des métaux avec le procédé SMAW? Par la chaleur d’un arc électrique établi entre une électrode métallique et le métal de base. 3.Qu’est-ce qui protège le bain de fusion de la contamination? La décomposition de l’enrobage de l’électrode. 4. Indiquez trois avantages du procédé de soudage SMAW? Grande liberté d’exécution, grande autonomie, équipement peu coûteux.

23 Résumé -En soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW), la fusion des métaux est obtenue par la chaleur d'un arc électrique établi entre une électrode métallique enrobée et le métal de base. -Le soudage à l'arc est le procédé de soudage par fusion des bords et addition de métal d'apport. - Le soudage à l'arc avec électrode enrobée permet une grande liberté d'exécution, une grande autonomie, et l'équipement requis est le moins coûteux comparativement aux autres procédés. - De nos jours, on utilise surtout le procédé SMAW pour effectuer des réparations ou dans certaines applications spécialisées. - Pour réaliser des soudures de qualité, le soudeur doit posséder une grande maîtrise du mode d'exécution des soudures à l'aide du procédé SMAW.

24 Le courant électrique Le poste de soudage produit un puissant courant électrique qui circule entre l’extrémité de l’électrode et le métal de base à souder. Le courant électrique produit un arc d’une chaleur si intense (de à Celsius) que l’extrémité de la baguette de métal d’apport ainsi que la surface du métal de base sont portées à la fusion. La force de l’arc dirige le métal d’apport fondu vers le bain de fusion de façon à former le cordon de soudure.

25 Circuit électrique pour le soudage à l’arc Machine à souder Câble de masse Pince de masse Pièce à souder Électrode Câble de l’électrode Porte-électrode Arc électrique

26 De nos jours, la majorité des procédés de soudage utilisent l’électricité comme source d’énergie. Il est donc important que vous compreniez bien la nature et les effets de l’électricité afin d’exercer votre métier de façon sécuritaire et efficace. Chap.1.2

27 Définition de courant électrique On peut définir le courant électrique comme le déplacement de particules chargées électriquement circulant dans une direction donnée.

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29 Des expériences très précises ont démontré que les particules élémentaires d'un élément, que l'on appelle atomes, sont elles- mêmes composées de particules encore plus petites. La masse principale de l'atome est composée de particules neutres, les neutrons (N), et de particules chargées électriquement, les protons (P). Autour de ce noyau de matière gravitent des particules encore plus petites que les premières, elles aussi chargées électriquement: les électrons (E). Afin de maintenir l'équilibre, les charges électriques des protons et des électrons doivent être égales mais de sens opposé. On a donc décrit les protons comme ayant une charge positive et les électrons comme ayant une charge négative.

30 Lors de l'examen au microscope d'une tige de cuivre, on pourrait s'apercevoir que les électrons d'un atome gravitent surtout autour du noyau de cet atome. Cependant, quelques-uns (appelés électrons de valence) passent parfois d'un atome à l'autre et sont remplaces par des électrons des atomes voisins. Ils sont très mobiles, mais continuent de graviter autour d'un noyau. C'est la une particularité des métaux. Il est possible de faire dévier ces électrons dans une direction donnée. Ils passent alors d'un atome a un autre dans une direction bien définie. Quand cela se produit, on dit qu'un courant électrique circule dans la tige. Le courant dans un fil conducteur est le résultat de la circulation d'électrons dans ce fil dans une direction donnée.

31 On peut représenter I ‘atome comme un système planétaire. Au centre, un noyau très stable où sont liés très fortement tous les protons et tous les neutrons. La charge électrique du noyau est celle de l’ensemble des protons. Les électrons, de charge négative, se déplacent dans des orbites autour du noyau sous l’action de la force électrique attractive gui les lient au noyau.Un atome normal possède exactement le même nombre d’électrons que le nombre de protons dans son noyau central. Ce qui identifie un atome d’un ÉLÉMENT: c’est le nombre de protons dans son noyau. L’atome d’aluminium a 13 protons. Le cuivre en a P 14N Al

32 L’origine de la charge électrique est au niveau de l’atome. Les atomes ont une structure, on y retrouve trois sortes de particules. Les protons p qui portent une charge positive Les électrons e qui portent une charge négative Les neutrons n gui ne portent pas de charge, Tous les électrons sont identiques ils portent exactement la même quantité de charge. De même pour les protons. De plus la charge d’un proton est rigoureusement égale a celle de l’électron, mais de signe contraire. Un atome qui a autant de protons que d’électrons forme un ensemble neutre. L’atome neutre ne porte pas de charge. P P P NN

33 L’atome neutre a autant d’électrons que de protons. Sa charge nette est nulle, il ne porte pas de charge. L’atome neutre peut céder facilement un électron de l’orbite extérieur. L’atome résiduel porte alors une charge nette positive. C’est un ion positif. Ion Positif + 8p 7e Atome neutre 8p 8e Ion Négatif - 8p 9e L’atome neutre peut aussi acquérir Un électron de plus il porte alors une charge nette négative. C’est un ION NEGATIF.

34 Qu’il est possible de faire dévier ces électrons dans une direction donnée. Ils passent alors d’un atome à l’autre dans une direction bien définie. Quand cela se produit, on dit qu’un courant électrique circule dans la tige. Le courant dans un fil conducteur est le résultat de la circulation d’électrons dans ce fil dans une direction donnée.


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