PRINCIPAUX ARCS ELECTRIQUES DE SOUDAGE

Christophe Sam
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PRINCIPAUX ARCS ELECTRIQUES DE SOUDAGE

Messagepar Christophe Sam » lun. 7 août 2017 21:06

PRINCIPAUX ARCS ÉLECTRIQUES DE SOUDAGE
1) Généralité
Les différents procédés de soudage à l’arc utilisent 2 types d’arc.
a) Arcs électriques libres à la pression atmosphérique.
L’arc électrique jaillit entre la pièce à souder et une électrode métallique fusible qui sert de conducteur et métal d’apport.
Exemple
Le procédé de soudage à l’arc électrique avec électrode enrobée et le procédé de soudage semi-automatique MIG et MAG. L’arc électrique jaillit entre la pièce à souder et une électrode réfractaire (Tungstène).
Le métal d’apport est indépendant à la touche de soudage.

b) Arcs électriques confines ou plasma d’arc.
L’arc électrique jaillit entre une électrode réfractaire (Tungstène) et la pièce à souder. La colonne d’arc est soumise à une convection forcée et à un étranglement d’où un accroissement de la température.

2) ARCS ÉLECTRIQUES LIBRES À LA PRESSION ATMOSPHÉRIQUE.
a) Principe
Dans un arc électrique libre on distingue 3 zones : la zone cathodique, la zone anodique, et la colonne d’arc proprement dite. Les arcs électriques utilisés en soudage sont de forte intensité.
Les gradients ( taux de variation de l’intensité) de la tension ainsi que la somme des chutes des tensions anodiques et cathodiques sont pratiquement indépendant de l’intensité du courant de soudage.
Les électrons émient par la cathode viennent heurter les atomes de gaz, si le choc de l’énergie est suffisante i il donne naissance à des ions négatives ou positives, en fonction du gaz d’où ionisation d’une partie des atomes, toutes les molécules n’étant pas dissocier. Dans la colonne d’arc qui est électriquement neutre dans son ensemble. Les électron plus nombreux et moins lourd se déplacent tous vers l’anode à l’anode à une vitesse de 100m/s environ, tandis que les ions se dirigent soit vers l’anode (ions positifs) soit vers la cathode ( ions négatifs) à une vitesse 1m/s environ.

b) Température de la colonne d’arc
La température absolue dans la colonne des arcs libres dépend de la nature des électrons :
- Electrode en graphite 5500°K
- Electrode enrobée 6000°K
- Electrode en tungstène 6500°K
c) Caractéristiques électromagnétiques de l’arc.
Le champ électrique dans l’arc est fonction de la composition du plasma et de la répartition des température, qui sont elle même fonction des échanges calorifique avec le milieu ambiant ( par convection et conduction).
L’intensité du courant est fonction de la densité du courant ( rapport de diamètre de l’électrode) et de la nature des électrodes.

d) Stabilité mécanique de l’arc
On peut comparer le comportement mécanique d’un arc électrique à celui d’une flamme, qui peut être déviée ou soufflée, ou à celui d’un conducteur électrique souple sensible à l’action d’un champ magnétique induit. Les causes de déviation d’un arc de soudage peuvent être :
• Les courants d’air, les changements de direction ( due à la position de l’électrode par rapport à la prise de masse.
Les perturbations magnétiques induit peuvent dévier ou même soufflé l’arc. Elles due à une inégale répartition des masses magnétiques autour de l’arc.
Pour palier les déviations en soudage automatique sous flux solide on dispose la prise de masse en prolongement de la ligne de soudure, le soudage s’effectuant en la prise de masse.
Dans certains cas on dispose deux prises de masse à chaque extrémité de la ligne de soudure ou parfois de chaque coté du joint.

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