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L’importance deSoudage des métauxdans la fabrication moderne est une évidence. Il s’agit d’un pont reliant le monde de la fabrication et de l’une des technologies clés pour réaliser une conception structurelle complexe et la fabrication de produits. Avec l’avancement continu de la technologie et l’expansion continue des domaines d’application, la technologie de soudage des métaux jouera un rôle plus important dans l’industrie manufacturière du futur. AinsiQu’est-ce que le soudage des métaux ?Aujourd’hui, je vais vous emmener apprendre la définition, les principes de base, les principales méthodes et les domaines d’application du soudage des métaux.

Qu’est-ce que le soudage des métaux ?

Le soudage des métaux est une opérationqui relie deux ou plusieurs objets métalliques (de métaux identiques ou différents) par la chaleur ou la pression, ou les deux. La méthode de soudage des métaux peut être utilisée pour assembler parfaitement deux métaux apparentés et c’est une activité importante liée à la construction qui est généralement utilisée pour assembler des matériaux en appliquant de la chaleur. Les procédés de soudage comprennent différents types et méthodes, tels que le soudage à l’arc, le soudage MIG, le soudage TIG et le soudage à la baguette (arc de plomb), chacun ayant ses propres caractéristiques et utilisations uniques.Le soudage des métaux est largement utilisé dans de nombreux domainestels que la construction de machines, la construction navale, l’aérospatiale, la construction automobile, l’industrie pétrochimique, la technologie électronique et la construction.

Quels sont les avantages et les inconvénients du soudage des métaux ?

En tant que technologie d’assemblage importante,Le soudage des métaux présente une série d’avantages et d’inconvénients.

Avantages	Inconvénients
Le soudage établit des liaisons solides, durables et permanentes.	Il est dangereux lorsqu’il est effectué dans le respect des directives de sûreté et de sécurité.
C’est un processus simple qui donne une excellente finition.	C’est une tâche difficile de démonter le matériau assemblé par soudage.
Cette technique, lorsqu’elle est utilisée avec un matériau d’apport, produit une soudure plus solide que le matériau de base.	Nécessite une main-d’œuvre qualifiée et une alimentation électrique.
Il peut être effectué à n’importe quel endroit.
Il s’agit d’un procédé économique et abordable.
Il est utilisé dans divers secteurs comme la construction, l’automobile et bien d’autres industries.

Quels sont les matériaux couramment utilisés dans le soudage des métaux ?

Il y en a beaucoupMatériaux couramment utilisés dans le soudage des métaux. Voici quelques matériaux métalliques courants et leurs applications en soudage :

1 Acier :

• Acier doux :a une bonne soudabilité et est souvent utilisé pour fabriquer diverses pièces et composants structurels.
  Acier à teneur moyenne en carbone : tel que l’acier 45, qui possède de bonnes propriétés mécaniques complètes et est souvent utilisé pour fabriquer des pièces mobiles à haute résistance, telles que des roues de turbine, des pistons de compresseur, etc.
• Acier allié :tels que 40Cr, qui a de bonnes propriétés mécaniques complètes après trempe et revenu. Il est souvent utilisé pour fabriquer des pièces à vitesse moyenne et à charge moyenne, telles que des engrenages de machines-outils, des arbres, etc. L’acier moulé est également un type d’acier allié et est souvent utilisé pour fabriquer divers moules.

2. Aluminium et alliages d’aluminium :

Les alliages d’aluminium sont légers et résistants à la corrosion et sont largement utilisés dans les industries de l’aérospatiale, de l’automobile, des équipements électroniques et des appareils ménagers. Le soudage laser des alliages d’aluminium permet de produire des structures soudées avec une résistance extrêmement élevée et aucun risque de pores ou de fissuration.

L’acier inoxydable comprend l’acier inoxydable austénitique, l’acier inoxydable ferritique et l’acier inoxydable martensitique. L’acier inoxydable austénitique a de bonnes performances de soudage, l’acier inoxydable ferritique a une forte ténacité et l’acier inoxydable martensitique a un effet de soudage insatisfaisant mais un faible coût. L’acier inoxydable est couramment utilisé dans les industries alimentaire et médicale en raison de ses propriétés hygiéniques.

4. Cuivre et alliages de cuivre :

Le cuivre et ses alliages ont une conductivité électrique, une conductivité thermique et une résistance élevées. Le soudage au laser peut souder des matériaux en cuivre rapidement et efficacement et peut être utilisé pour fabriquer des pièces structurelles complexes et des composants électroniques. Le cuivre et les alliages de cuivre sont également couramment utilisés dans les applications électriques et décoratives.

5. Fonte :
Bien que la fonte ait une faible soudabilité, elle peut toujours être utilisée pour réparer certaines pièces importantes en fonte après des processus de réparation de soudage appropriés, tels que le préchauffage et la sélection de baguettes de soudage appropriées.

6. Autres métaux non ferreux :
Tels que le titane, le nickel, l’étain, le chrome, le niobium, l’or, l’argent et d’autres métaux et leurs alliages. Ces métaux présentent des caractéristiques de soudage différentes dans le soudage au laser ou d’autres méthodes de soudage, et peuvent être sélectionnés en fonction de besoins spécifiques.

7. Alliage spécial :
Tels que les alliages à base de nickel, les alliages à base de cobalt, etc. Ces alliages ont des propriétés physiques et chimiques particulières et sont souvent utilisés pour le soudage dans des environnements difficiles tels que les températures élevées, les pressions élevées et la corrosion.

Quels sont les différents types de soudure métallique ?

Le soudage des métaux est un processus important pour l’assemblage des métaux.Méthodes de soudagePeut être divisé en plusieurs types en fonction du degré de chauffage et des caractéristiques du processus pendant le processus de soudage. Voici quelques types courants de soudage des métaux :

1. Soudage MIG (soudage à l’arc sous gaz - GMAW)

Une méthode de soudage à l’arc qui utilise une électrode fondue et un gaz externe comme milieu d’arc pour protéger les gouttelettes métalliques, le bassin de soudage et le métal à haute température dans la zone de soudage. Le gaz protecteur utilise généralement un gaz inerte (tel que l’argon ou l’hélium), qui convient au soudage de matériaux tels que l’aluminium et les alliages d’aluminium, le cuivre et les alliages de cuivre, et l’acier inoxydable. Il n’y a presque pas de perte d’oxydation et de brûlure pendant le processus de soudage, le processus métallurgique est simple et le coût est relativement faible.

2. Soudage TIG (soudage à l’arc au tungstène sous gaz – GTAW)

Une électrode en tungstène non fondante est utilisée pour générer un arc sous la protection d’un gaz inerte afin de chauffer et de faire fondre la pièce. La qualité du soudage est élevée et convient au soudage de haute qualité de divers matériaux métalliques, notamment l’acier au carbone, l’acier inoxydable, l’alliage d’aluminium, etc. L’arc est stable et l’efficacité thermique est élevée, ce qui permet un soudage à grande vitesse et continu.

3. Soudage à la baguette (soudage à l’arc métallique blindé – SMAW)

Une méthode de soudage facile à utiliser et très flexible qui peut s’adapter aux besoins de soudage de différents matériaux en acier, de différentes épaisseurs et de différents emplacements spatiaux. La qualité de la soudure est grandement affectée par le niveau technique du soudeur, ce qui exige que le soudeur ait des compétences opérationnelles et une expérience élevées. L’équipement est simple et peu coûteux, et convient au soudage de petits lots, de plusieurs variétés et de pièces de forme complexe.

4. Soudage à l’arc fourré (FCAW)

Le fil de soudage fourré fondable est utilisé comme électrode, le matériau de base est utilisé comme autre électrode et le gaz pur CO2 ou CO2+Ar est utilisé comme gaz protecteur. Le fil de soudage est rempli d’un mélange de flux qui crée une fine couche de laitier liquide qui enveloppe les gouttelettes et recouvre la flaque d’eau fondue pendant le soudage, offrant ainsi une protection supplémentaire. Il convient au soudage automatique, au soudage semi-automatique ou au soudage entièrement automatique. Il a une efficacité de soudage élevée et convient au soudage de l’acier au carbone, de l’acier allié à faible paramètre, de l’acier inoxydable et de la fonte.

5. Soudage à l’arc submergé (SAW)

L’arc brûle sous la couche de flux et la machine effectue automatiquement l’allumage de l’arc, l’alimentation des électrodes, le mouvement de l’arc et d’autres actions. Le courant de soudage est important, la productivité est élevée et la profondeur de pénétration est grande, ce qui peut économiser du temps de traitement des rainures et des matériaux de soudage. L’effet de protection est bon, le processus métallurgique est parfait, les paramètres de soudage sont stables et la forme de la soudure est belle. Cependant, l’adaptabilité est médiocre, il ne convient qu’aux positions de soudage à plat, et la structure de l’équipement est complexe et l’investissement est important.

Comment les processus de soudage affectent-ils le choix des métaux ?

1. Soudage MIG (soudage à l’arc sous gaz - GMAW)

• Type de métal :Le soudage MIG convient à l’acier inoxydable, à l’aluminium, au magnésium, au cuivre et à d’autres métaux. Semblable au soudage TIG, le soudage MIG utilise également un gaz inerte (comme l’argon) ou un gaz réactif (comme le dioxyde de carbone ou le gaz mélangé) pour la protection. Pour les soudures qui nécessitent une vitesse de soudage plus élevée et une profondeur de pénétration plus grande, le soudage MIG est un choix plus approprié.
• Limitations: Le soudage MIG a des exigences élevées sur l’environnement de soudage, et l’effet de protection contre les gaz doit être assuré pour éviter l’oxydation de la soudure.

2. Soudage TIG (soudage à l’arc au tungstène sous gaz – GTAW)

• Type de métal:Le plus grand avantage du soudage TIG est qu’il peut souder une variété de métaux et d’alliages, notamment l’acier inoxydable, les alliages de nickel, le titane, l’aluminium, le magnésium, le cuivre, etc. Son arc est concentré et l’apport de chaleur est contrôlable, ce qui le rend idéal pour le soudage de plaques minces et de métaux à point de fusion élevé. Pour les métaux actifs (tels que l’aluminium, le magnésium) et leurs alliages, le soudage TIG permet d’empêcher efficacement l’oxydation grâce à sa protection contre les gaz inertes (comme l’argon) et d’assurer la qualité de la soudure.
• Limitations:Bien que le soudage TIG soit largement applicable, il peut être moins efficace pour la production de gros volumes et le soudage de plaques épaisses.

3. Soudage à la baguette (soudage à l’arc métallique blindé – SMAW)

• Type de métal :Le soudage à l’arc peut souder de l’acier au carbone, de l’acier faiblement allié, de l’acier inoxydable et d’autres métaux. Il protège le cordon de soudure grâce au gaz et aux scories générés par le revêtement de la baguette de soudage et évite la contamination du cordon de soudure par l’oxygène et l’azote de l’atmosphère. Pour les soudures avec des structures complexes difficiles à mécaniser ou à souder automatiquement, le soudage à l’arc a une bonne adaptabilité.
• Limitations:L’efficacité du soudage à l’arc est relativement faible et nécessite des compétences élevées du soudeur.

4. Soudage à l’arc fourré (FCAW)

• Type de métal :Le soudage à l’arc au fil fourré combine les avantages du soudage à l’arc à l’électrode et du soudage sous protection gazeuse, et convient au soudage d’une variété de matériaux métalliques. Le fil de soudage est rempli de poudre, qui fond pendant le processus de soudage et produit un gaz protecteur et des scories pour protéger la soudure. Il est particulièrement adapté aux occasions où des soudures de haute qualité sont nécessaires, telles que le soudage d’équipements sous pression.
• Limitations:Le soudage à l’arc fourré a des exigences élevées en matière de qualité de fil et de processus de soudage. Il est nécessaire de s’assurer que la poudre de poudre est uniformément répartie et que les paramètres de soudage sont raisonnables.

5. Soudage à l’arc submergé (SAW)

• Type de métal :Le soudage à l’arc submergé est largement utilisé dans le soudage de pièces lourdes telles que les structures en acier, les chaudières et les récipients sous pression en raison de son rendement élevé, de sa haute qualité et de sa facilité d’automatisation. Il convient au soudage de l’acier au carbone, de l’acier faiblement allié et d’autres métaux ferreux, mais il existe des problèmes d’applicabilité lors du soudage de métaux non ferreux (tels que le cuivre, l’aluminium, le magnésium) car sa conductivité thermique élevée et son oxydation facile peuvent entraîner une mauvaise qualité de soudage.
• Limitations:Le soudage à l’arc submergé a des exigences élevées en matière d’environnement de soudage et il est nécessaire d’assurer une couverture de flux uniforme et une combustion stable.

Quels sont les outils indispensables pour le soudage des métaux ?

Les outils et équipements nécessaires au soudage des métaux comprennent principalement des machines à souder, des électrodes, des pinces à souder, des matériaux de remplissage, etc.

1. Machine à souder

LeSouderest l’équipement de base pour le soudage des métaux et est utilisé pour convertir l’énergie électrique en énergie thermique nécessaire au soudage. Les types de soudeurs courants comprennent :

• Machine à souder : Une source d’énergie de soudage utilisée pour convertir le courant alternatif en basse tension et en courant élevé. C’est un équipement essentiel dans les opérations de soudage.
• Machine de soudage laser : En utilisant le faisceau laser comme source de chaleur pour le soudage, elle présente les avantages d’une haute précision, d’un rendement élevé et d’une petite zone affectée par la chaleur.
• Machine de soudage par ultrasons : L’énergie générée par les vibrations ultrasonores fond et assemble les métaux, ce qui convient au soudage de certains matériaux spécifiques.

2. Électrode

Les électrodes jouent le rôle de transmission du courant, de fusion du métal et de formation des soudures pendant le processus de soudage. Selon la méthode de soudage, la forme de l’électrode est également différente :

• Baguette de soudage :En soudage électrique, la baguette de soudage agit comme une électrode et se compose d’un noyau métallique et d’un revêtement. Lorsque la baguette de soudage entre en contact avec la soudure et est sous tension, la baguette de soudage fond et forme une soudure avec la soudure.
• Électrodes de la torche de soudage :Dans le soudage au gaz ou certaines méthodes de soudage spéciales, le pistolet de soudage peut contenir des électrodes pour générer et maintenir un arc ou une flamme.
• Électrode de soudage par résistance :Dans le soudage par résistance, l’électrode est utilisée pour serrer la soudure et faire passer le courant électrique, de sorte que la soudure fond et s’assemble sous l’action de la chaleur de résistance. Ces électrodes sont généralement faites de matériaux tels que le cuivre, le chrome, le zirconium et le cuivre qui résistent aux températures élevées et ont une bonne conductivité électrique.

3. Pince à souder

Lepince à souderest un outil utilisé pour maintenir la baguette de soudage et transmettre le courant de soudage pendant les opérations de soudage. Il garantit non seulement que le soudeur peut contrôler l’électrode de manière stable pendant le processus de soudage, mais protège également les mains du soudeur des températures élevées et de la lumière de l’arc dans une certaine mesure. Par conséquent, une pince à souder peut également être considérée comme un type d’équipement de sécurité.

4. Matériaux de remplissage

Dans certaines méthodes de soudage, afin d’augmenter la résistance et l’étanchéité de la soudure, des matériaux d’apport doivent être utilisés :

• Fil de soudage :Dans les méthodes de soudage telles que le soudage sous protection gazeuse et le soudage à l’arc au tungstène, le fil de soudage est introduit dans la soudure en tant que matériau d’apport et forme une soudure avec le métal de base fondu.
• Soudure:Dans les méthodes de soudage à basse température telles que le brasage, la soudure est utilisée pour remplir la soudure et assembler les pièces métalliques. La soudure est généralement faite d’alliages métalliques à faible point de fusion, tels que les alliages d’étain et de plomb.

Foire aux questions

1.Quelle est la signification de la soudure métallique ?

Le soudage des métaux est une méthode de traitement des métaux importante. Son importance se reflète principalement dans le fait que le soudage peut relier des matériaux métalliques de différents matériaux, formes et tailles pour former une structure globale, améliorant ainsi la résistance et la stabilité de la structure. Grâce au soudage, les pièces métalliques endommagées peuvent être réparées et leur durée de vie prolongée, et les pièces métalliques peuvent être traitées et transformées pour répondre à des besoins d’utilisation spécifiques. Le soudage joue un rôle important dans la production de produits métalliques, tels que les structures en acier, les tuyaux métalliques, les voies ferrées, etc., qui sont fabriqués par la technologie de soudage.

2. Quel métal de soudage est utilisé ?

Lors du soudage du métal, la méthode de soudage utilisée dépend principalement de facteurs tels que le matériau, l’épaisseur, les exigences de résistance et les conditions de production du métal. Voici quelques méthodes de soudage courantes et leurs matériaux métalliques applicables : Soudage à l’arc : Convient pour le soudage de divers matériaux métalliques, notamment l’acier, l’aluminium, le cuivre, etc. Les méthodes de soudage à l’arc courantes comprennent le soudage à l’arc manuel, le soudage à l’arc submergé, le soudage à l’arc à l’argon, etc. Soudage au gaz : En utilisant la combustion d’oxygène et de gaz pour produire des températures élevées, il convient au soudage de matériaux métalliques minces et d’alliages avec des points de fusion plus bas. Soudage laser : Avec une précision et une efficacité élevées, il convient au soudage de pièces de précision et de matériaux en plaques minces, tels que l’acier inoxydable, l’alliage d’aluminium, etc. Soudage par résistance : convient pour le soudage de petites pièces métalliques telles que des plaques minces et des filaments, ainsi que des structures métalliques nécessitant des assemblages à haute résistance.

3.Qu’est-ce que le soudage et ses utilisations ?

Le soudage est une méthode qui consiste à assembler des pièces adjacentes en appliquant de la chaleur ou de la pression, ou les deux, avec ou sans matériau d’apport. Le soudage est utilisé dans une grande variété d’applications, et le soudage des métaux joue un rôle important dans le développement des avions, des engins spatiaux et d’autres industries du transport. Le soudage à l’arc au tungstène (GTAW) est utilisé dans les développements de l’industrie aéronautique et d’autres transports où la précision du GTAW fonctionne bien avec l’aluminium et les alliages spécialisés pour la réduction du poids et la réduction de la consommation de carburant. La technologie de soudage des métaux est largement utilisée dans l’industrie de la construction pour créer des cadres en acier structurellement solides en fusionnant divers composants en acier. De plus, le soudage des métaux est largement utilisé dans la fabrication de récipients sous pression, de ponts, de structures de bâtiments, d’avions et d’engins spatiaux, de voitures de chemin de fer et d’applications générales, ainsi que dans la construction navale, l’automobile, l’électricité, l’électronique et la défense. Le soudage des métaux est également largement utilisé dans l’industrie automobile à diverses fins, notamment la réparation de véhicules, la production de réservoirs de carburant, de récipients sous pression et de tuyaux.

4.Quel est le principe du soudage ?

En termes simples, le principe du soudage est d’utiliser la chaleur pour faire fondre les matériaux métalliques et former un lien entre les métaux. Le processus spécifique comprend principalement : (1) Chauffage : Lorsque le soudage commence, le métal au niveau de la soudure doit être chauffé par une source de chaleur pour l’amener à la température de fusion. (2) Fusion : Sous l’action de la source de chaleur, le métal au niveau de la soudure fond progressivement pour former un bain de fusion. Les atomes métalliques dans le bassin de fusion perdent leur force de liaison et peuvent se déplacer librement. (3) Refroidissement et solidification : Le bain de fusion se solidifiera progressivement après refroidissement, formant une combinaison métallique solide. Au cours du processus de solidification, les atomes métalliques du bain de fusion se réorganisent pour former une structure cristalline. (4) Liaison métallique : Grâce au processus de chauffage, de fusion et de refroidissement, les atomes métalliques de la pièce soudée se diffusent et se combinent les uns avec les autres, formant une connexion solide.

Résumé

Le soudage des métaux est une méthode qui consiste à assembler des pièces adjacentes en appliquant de la chaleur ou de la pression, ou les deux, avec ou sans matériau d’apport. Le soudage des métaux est une technologie colorée qui est non seulement largement utilisée dans diverses industries, mais fournit également un support solide pour atteindre une résistance élevée, une haute précision, une fiabilité et une durabilité élevées. Avec le développement et l’innovation continus de la technologie de soudage, le soudage des métaux continuera à jouer un rôle plus important à l’avenir.

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