Cours AFPA

AFPA - DEAT/DSI - TMDA - (BM-Etude-Soudage-TH96015-APP-APP1.PM6)

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Rvision :Date : Edition :

Technicien en soudageENSEIGNEMENTFORMATION

Indice de classement :

FORMATION MODULAIRE EN SOUDAGE co-finance par le Fonds Social Europen

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Entretien de la ligne de dvidage

Torche de soudage

Eliminer en permanence (au moins une fois par heure) les projections mtalliques qui adhrent lintrieur de la buse.Le nettoyage seffectue tte incline vers le bas. Ne pas utiliser doutil susceptible de rayer la buse.

- Elles perturbent lcoulement du gaz et nuisent la bonne protection de la soudure.

- Elles risquent dtablir une liaison lectrique entre buse et tube-contact. Dans ces conditions, si la buse venait toucher la pice, elle serait dtriore et devrait tre remplace.

Aprs chaque nettoyage, pulvriser lintrieur de la buse et le tube-contact avec un produit soppo-sant ladhrence des projections.

Journellement, vrifier ltat du tube-contact.

Remplacer les tubes-contact usags par ovalisation ou augmentation de lalsage ou aprs unedtrioration accidentelle.

Veiller au systme de fixation de la buse (propret du filetage en particulier).

Faisceau de la torche

En cours dutilisation, veiller au faisceau :

- ne pas lui donner de courbures faible rayon,- ne pas lui faire subir de charges.

En frottant contre la paroi intrieur de la ligne guide-fil, les fils dposent des particules mtalliques quien rduisent la section et freinent la circulation.

- En utilisation normale, souffler, une fois par semaine, la gaine de protection et damene du fil lectrode (sens tte vers dvidoir) aprs avoir t lme et le guide-fil.

- En usage intensif, souffler journellement lintrieur des gaines lair comprim.

Vrifier frquemment les raccordements et ltat du faisceau.


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Dvidoir

Frquemment

Vrifier le rglage du frein-bobine. Trop serr, le moteur fatigue exagrment. Trop libre,les spires risquent de semmler.

Vrifier le serrage des galets. Un serrage excessif provoque un crasement du fil et unclatement de la fine pellicule de cuivre protecteur. Ces particules encrassent les galets, lesguide-fils et la gaine.

Une fois par semaine

Vrifier les raccordements.

Nettoyer la platine dentranement lair comprim pour liminer les particules mtalliques.

Dmonter et nettoyer galets et guide-fils. Les remplacer si ncessaire.

Vrifier la fixation et la propret de laxe support et de son dispositif de freinage.


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Les lments de la ligne de dvidage

Platine de dvidage

2 galets 4 galets

Guide-fil entre (ct bobine) et ventuellement guide fil intermdiaire :

-gnralement, un seul type pour tous les diamtres de fil plein,- il doit tre en parfait tat pour ne pas freiner le fil.

Galets :

- gnralement en acier trait, les galets dentranement sont adapter au diamtre du fil,- la forme des gorges doit permettre lentranement du fil sans le dformer.

Entranement par coincement Entranement par frottementRainure en V 30 Rainure en V 120 - Rainure demi-circulaireFil plein acier Fil plein alliage aluminium

Certains fabricants recommandent lutilisation de galets spciaux :

- en matire plastique pour les fils mous (alliages daluminium),- en acier, crants ou dents pour les fils fourrs.

Guide-fil de sortie (ct faisceau) :- il est adapt au diamtre du fil pour assurer un guidage parfait, la longueur du fil comprise entre les galets et ce guide-fil doit tre la plus rduite possible, il doit donc tre positionn au plus prs des galets.


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Torche et son faisceau

Guide-fil dentre sur le faisceau (1) :

Il doit tre calibr au diamtre du fil afin den guider parfaitement lextrmit.

Il doit tre toujours en parfait tat.

Gaine guide-fil ou gaine intrieure (2) :

Constitue dun fil dacier inoxydable roul en spirale protg par une enveloppe en matire plasti-que, elle doit tre adapte au diamtre du fil. Trop troite, le fil est frein. Trop large, le fil ondule etpeut se coincer.

Certaines gaines admettent plusieurs diamtres.

Livre avec une surlongueur, elle doit tre recoupe pour sajuster au faisceau. Respecter la m-thode recommande par le constructeur.

Elle doit tre monte en compression de manire guider le fil sur toute la longueur.

Pour les fils mous (alliage daluminium) les fabricants prconisent dutiliser un conduit en matireplastique pour viter les arrachements de mtal et favoriser le glissement

Tube-contact (3) :

Gnralement en cuivre, il doit tre parfaitement adapt au diamtre du fil afin :

- de permettre un bon contact lectrique pour transmettre tout le courant,- de bien guider le fil dans laxe.

Au montage, serrer le tube-contact la main pour ne pas le bloquer.

Certains fabricants proposent des tubes-contact de diffrentes largeurs selon lnergie utiliser.


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Constitution et rle de l'installation

L'installation de soudage semi-automatique comprend gnralement :

- Un gnrateur de courant de soudage- Un dvidoir- Une torche de soudage- Une source d'alimentation en gaz- Un coffret de commande- Un circuit de refroidissement (facultatif)

Le rle de cette installation est d'obtenir des conditions de soudage stables, la vitesse de fusion du fildoit tre gale sa vitesse de dvidage.

L'installation doit permettre d'obtenir facilement cet quilibre.

Rle des composants de l'installation :

Le gnrateur de courant de soudage est constitu de :

- Un transformateur qui modifie le courant du rseau (forte tension, faible intensit) en courant de soudage (faibles tensions, fortes intensits)- Un redresseur qui transforme le courant alternatif du rseau en courant redress (on dit souvent courant continu)- Un dispositif de lissage du courant de soudage (souvent appel self)- Un dispositif de rglage de la tension de soudage- Un circuit auxiliaire pour la commande des diffrentes fonctions.


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Le dvidoir

Il assure un rle important car la stabilit de larc donc la qualit du soudage exige une vitesse cons-tante du fil.

Il comprend :

- un moteur lectrique permettant le rglage en continu de la vitesse du fil ;- un support de bobine avec un frein rglable afin :

- de tenir compte de linertie de la bobine,- darrter instantanment le dvidage.

- un systme de dvidage 2 ou 4 galets dont la forme et la pression dappui doivent tre adaptes afin de ne pas marquer le fil ;- un faisceau de raccordement au gnrateur (uniquement pour les dvidoirs spars) ;- un dispositif permettant la connexion du faisceau de la torche.

La torche ou le pistolet

Ce sont les outils du soudeur. Ils assurent le guidage final du fil et la transmission du courant desoudage par lintermdiaire du tube contact, dont le diamtre doit tre adapt celui du fil utilis.

Le flux gazeux est canalis par la buse pour assurer une protection optimale du bain de fusion. Elledoit rsister la chaleur et tre isole lectriquement du circuit de soudage.

Selon leur plage dutilisation, les torches sont refroidissement naturel ou sont refroidies par eau.Certaines sont pourvues dun dispositif daspiration des fumes, on les appelle torches aspirantes.

Torche Pistolet


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La source d'alimentation en gaz de protection

Linstallation la plus simple consiste en une bouteille mtallique contenant le gaz ou le mlange ga-zeux. Cette bouteille quipe de son dtendeur-dbimtre est fixe proximit du poste de travailou sur le chariot du gnrateur. Elle est relie par une tuyauterie souple llectrovanne du circuit degaz.

Le coffret de commande

Il est souvent intgr au gnrateur, parfois un dvidoir spar. Il regroupe les circuits de com-mande des diffrentes fonctions :

- contacteur de courant soudage,- moteur de dvidage,- lectro-vanne du circuit de gaz,- lectro-vanne du circuit de refroidissement (ventuellement).

Le soudeur agit sur les commandes par une simple action sur la gchette de la torche.


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Classification des appareils de soudage MIG-MAG

Afin d'obtenir les conditions de fonctionnement stables ncessaires l'quilibre entre la vitesse defusion du fil et la vitesse de dvidage, les sources de courant utilises en soudage MIG-MAG doi-vent fournir du courant redress.

Les gnrateurs de courant sont classs en trois groupes :

1 - Les appareils courant redress (par diodes)

Il se composent d'un transformateur triphas, dont le courant alternatif du secondaire est redresspar des diodes. La plage des tensions vide varie entre 15 et 50 volts.Le rglage de la tension se fait de faon discontinue par plots, la prcision dpend du nombre depositions possibles. Le rglage permet d'obtenir les trois types de transfert : court-circuit, grossesgouttes et pulvrisation axiale.Ces appareils comportent galement une inductance rglable 2 ou 3 positions permettant dergulariser le transfert du mtal et de limiter les projections dues la brusque monte de l'intensit decourt-circuit.

2 - Les appareils courant redress (par thyristors)

Ils sont constitus d'un transformateur et d'une cellule redresseuse thyristors, assists par unelectronique de commande.Ces appareils apportent une plus grande souplesse d'utilisation :

- rglage continu et prcis de la tension- commande distance (parfois intgre la torche)- courant de soudage insensible, aux variations du rseau.

3 - Les appareils transistors

Le dveloppement de cette dernire gnration d'appareils a t rendu possible par les progrsraliss dans la fabrication de l'lectronique de puissance. Les appareils sont constitus d'un trans-formateur, d'un convertisseur transistors (de type hacheur ou onduleur) et d'une lectronique decommande et de rgulation.Les avantages les plus marquants de cette technologie sont :

- temps de rponse trs court assurant la matrise du transfert de mtal dans l'arc en agissant sur la formation des gouttes- amorages francs, peu de projections, arc stable- commande distance de la tension et de la vitesse de fil- mmorisation des paramtres.

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Courant puls et synergie

Grce llectronique, les gnrateurs de soudage thyristor et transistors offrent dautres avanta-ges :

- le soudage courant puls,- la fonction synergique

Le soudage courant puls

Cette technique permet de conserver un rgime de transfert type pulvrisation axiale, donc un bonmouillage, tout en conservant la maniabilit du bain dans la gamme des moyennes et basses intensitsconduisant normalement au transfert en grosses gouttes ou en court-circuit.

Le transfert est contrl par lamplitude et la frquence des impulsions du courant.

En plus des rglages habituels, ces appareils permettent de rgler lintensit et la dure :

- du temps chaud ncessaire au dtachement de la goutte et la pntration,- du temps froid ncessaire au maintien de larc.

La fonction synergique

Avec le dveloppement du courant puls, laugmentation du nombre de paramtres a rendu lerglage des appareils trs complexe. Grce aux microprocesseurs, les fabricants ont introduit deslois de rglage dans les gnrateurs.

Il suffit de renseigner lappareil sur la nature du matriau, le diamtre du fil, le type de gaz de protec-tion et la vitesse du fil.

A partir de ces informations, la fonction synergique slectionne automatiquement les paramtres desoudage (I, U, valeurs de pulsation et dinductance) les mieux adapts.

Le rglage de lappareil en est simplifi et prend parfois le nom de rglage mono-bouton .

Cette technique, dveloppe pour les appareils courant puls, sapplique galement aujourdhuiaux appareils courant lisse.


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Les gnrateurs de soudage dlivrant du courantpuls en semi-automatique

Lapplication de technologie utilisant llectronique a permis de rendre les gnrateurs de plusen plus fiables sans incidence sur les prix et ainsi dvelopper le champ dapplication de nombreu-ses industries.

Lintroduction rcente de technologies micro lectroniques a abouti une meilleure matrisedes procds larc avec llectrode fusible, en adoptant des impulsions de courant ondes rectan-gulaires. La frquence et amplitudes rglables en font en ralit un nouveau procd.

Conception de nouvelles sources : (principe)

Lalimentation lectrique de la charge est modifie ou rgule par un systme de rglage dontle dbit est contrl par un capteur M , puis compar avec un niveau de rfrence R . Enfin, ladiffrence e est applique lorgane de rglage par lintermdiaire dun amplificateur A .


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Dure moyenne de la formation des gouttes

Temps moyen de rception dun signal


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Les diffrents gnrateurs de soudage semi-automatique dlivrant du cou-rant puls :

- gnrateur thyristors,

- gnrateur transistors :- type hacheur,- amplificateur linaire,- type onduleur.

Forme du courant en fonction de la technologie du gnrateur


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Schma de principe dun gnrateur type hacheur

1) Un groupe transformateur redresseur classique redresse et lisse le courant triphas du rseau

2) Le courant redress est hach puis liss

3) Rgulation


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Avantages :- le nombre de transistors de puissance est rduit car il fonctionne en commutation,- bon rendement,- faible chauffement des transistors.

Inconvnients :Le temps de rponse des transistors est allong, ce qui donne des fronts dimpulsion nonraides, donc la forme donde est moins continue.

Schma de principe dun gnrateur amplificateur linaire

1) Un groupe transformateur redresseur classique redresse et lisse le courant triphas du rseau

2) Des transistors de puissance fonctionnent en amplificateur de courant continu

3) Rgulation


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Avantages :- temps de rponse extrmement bref,- courant puls ondes rectangulaires,- onde de pulsation continue.

Inconvnients :- forte dissipation de puissance,- refroidissement nergique des transistors.

Schma de principe dun gnrateur type onduleur

1) Le courant alternatif triphas du rseau EDF qui est tension constante est dabord redress par un pont de diodes (pont de Graetz)

2) Le courant continu obtenu est hach par des transistors des frquences qui peuvent tre de lordre de 20 K Hz ( le courant de haute frquence est une tension voisine de celle du rseau)

3) La tension est abaisse (et lintensit augmente) dans un transformateur


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4) Un redresseur permet dobtenir le courant de soudage

5) Rgulation

Remarques :- rduction de poids et encombrement de lappareil,- elle permet davoir des caractristiques externes soit :

- U = cte- I = cte- plongeante

- cest souvent un multiprocd.- les diffrentes techniques ne sexcluent pas et un bon compromis performance/prix

peut tre un gnrateur mixte,

Exemple :- amplificateur linaire + hacheur,- hacheur + gnrateur classique.


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Constitution d'une installation de soudage semi-automatique

Les installations peuvent tre du type :

- dvidoir spar, ci-dessus,- dvidoir incorpor, ci-contre.


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Les buses de soudage utilises en semi-automatique

La buse doit rsister la chaleur et diriger le gaz protecteur vers larc et le bain de soudage. Elle sefixe sur le porte-buse et doit tre isole du circuit lectrique de soudage, ne pas offrir trop dadh-rence aux projections de gouttelettes mtalliques.

Forme des buses

buse avec canon soudage par point ouisolant et rfractaire bouchonnage

Le canon isolant interdit la mise au potentiel de la buse, mme sil y a accumulation des projections.

Les diamtres des orifices varient suivant les possibilits des lances de soudage, mais pour que laprotection gazeuse soit efficace, il est ncessaire que le courant de gaz qui sort de la buse soit rigidece qui suppose un coulement laminaire.

Si le diamtre est trop large, il gne lors du soudage en angle ou fond de chanfrein. Si le diamtreest trop petit, il facilite laccumulation des projections qui rduisent la section de sortie et rendentturbulent un coulement que lon a tout fait pour rendre laminaire.

Il existe des buses grille, tudies pour assurer un coulement parfaitement laminaire.

Guide clou


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Caractristiques externes des appareils de soudageutiliss en fil fourr

Les sources de courant pour soudage avec fil fourr peuvent tre :

- caractristique plongeante,- caractristique plate.

A caractristique plongeante, la Tension darc varie avec la longueur de larc. Manuellement il esttrs difficile de maintenir une longueur darc constante en raison de la grande vitesse du droulementdu fil, on doit alors recourir des dvidoirs dont la vitesse de droulement est asservie la Tensiondarc.

Les appareils les plus utiliss sont donc des sources caractristique plate, avec des dvidoirs vitesse constante pour un rglage donn, la vitesse du fil correspond une intensit telle que laTension reste constante.


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APP 405

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Torches pour le soudage semi-automatiqueavec fil fourr sans gaz

Ces torches sont de conception priori plus simple que les torches classique puisquelles ne com-portent pas dlments damene de gaz.En revanche, le procd conduit un important dgagement de fumes qui peuvent tre captes lasource par un systme daspiration solidaire de la torche : par un tuyau souple daspiration fix latorche ou par une buse de captation des fumes.

Exemples de torches issues du catalogue Lincoln Electric :

Les longueurs de stick-out lectrique tantvariables, des adaptateurs de diffrenteslongueurs peuvent tre visss sur la lancepour ne laisser apparent quun stick-out defaible longueur plus facile maintenir par lesoudeur.

AFPA - DEAT/DSI - TMDA - (BM-Etude-Soudage-TH96015-APP-APP2.PM6.5)

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APP 413

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Choix dune torche semi-automatique sous gaz selonses conditions dutilisation

En fonctionnement, les torches doivent rsister leur chauffement produit par le passage ducourant lectrique et par le dgagement de chaleur venant de larc.Cet chauffement dpend : de lintensit du courant de soudage du taux dutilisation de la torche: temps de travail/ temps de repos (facteur de marche) et aussi de la nature du gaz de soudage :En effet, le rayonnement de larc est plus intense avec de largon quavec du CO2, en cons-quence la torche schauffera dautant plus rapidement que le mlange gazeux contiendradargon.Il convient donc dtre vigilant sur les intensits maximales admissibles donnes par lesfournisseurs dans leurs anciens catalogues , car frquemment celles-ci sont donnes en rf-rence au soudage sous CO2.Actuellement la norme NF EN 50078 prvoit l'essai d'chauffement avec un mlange de gazArgon/CO2. (80/20, valeur assigne).Ces conditions dutilisation et les critres de confort vis vis du soudeur sont considrersimultanment lors du choix dune torche.

Exemples de torches issues du catalogue SAF :

Intensit (FM) Mixte 350A (60%) 400A (60%) 350A (100%)450A (100%)Argon 300A (60%) 330A (60%) 300A (100%)400A (100%)

Refroidissement naturel Refroidissement eau


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APP 406

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Les appareils de soudage utiliss en SAEE

Principe du transformateur

Un transformateur ne produit pas dnergie lectrique, il la transmet dune bobine une autre parinduction.

Dans tout transformateur, un courant alternatif primaire engendre dans un circuit magntique un fluxalternatif qui, son tour, induit dans un bobinage secondaire une force lectromotrice de mme formeet mme priode que le courant primaire.


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Rglage du courant de soudage l'aide de plots

Le branchement de lenroulement primaire via un commutateur plots modifie graduellement le nombrede spires efficaces, et donc, le rapport de transformation. Ainsi est remplie lune des exigences gnra-les concernant les transformateurs de soudage, savoir la possibilit de rgler le courant de soudage.

Rglage du courant de soudage l'aide d'une bobine de dispersionGrce lincorporation dune bobine de dispersion, on peut faire varier en continu le flux magntiquedans lenroulement secondaire. Lintensit du courant de soudage varie conformment la variation duflux magntique.


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RedresseurLe redresseur de soudage est gnralement quip dun transformateur triphas pour obtenir une chargeconstante du rseau et un courant continu faible ondulation. A la suite du circuit secondaire, se trouveintercal llment redresseur qui redresse le courant triphas. Autres lments : un dispositif de rglagede courant de soudage et un ventilateur pour le refroidissement.

Modes de redressement du courant lectriqueLlment redresseur, la diode, peut tre considr comme une soupape lectrique.

Redressement monoalternance


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Redressement bialternance

Montage en pont

Montages en pont de GRAETZ


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Thyristors

Dfinition

Le thyristor est un redresseur lectrode de commande. Il permet dinterrompre ou dtablir descourants dintensit variable.

Cest un interrupteur statique utilis dans les montages dlectricit industrielle.

Symbole normalis dun thyristor :

A : anode

K : cathode

G : gchette

Une diode laisse toujours passer le courant dans un seul sens, cest un redresseur ; le thyristor possdela mme proprit, mais en plus il comporte un circuit auxiliaire qui permet la fermeture ou louverture.Le courant ne peut donc passer que lorsque le thyristor en a reu lordre. Il sera rendu conducteur parune brve impulsion de courant de commande et fonctionne alors comme une diode, cest donc unredresseur command.

Le courant constant qui circule dans les rcepteurs est susceptible dtre command, en agissant sur leretard des impulsions envoyes dans les circuits de la gchette, il est possible de faire varier lintensitdu courant dbit depuis zro jusqu une certaine valeur maximale.


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Les gnrateurs de soudage manuel

Monophass Transformateur - Self (fiches - commutateur - Volant) 50 Hz

STATIQUES

Transformateur - Self - Diodes - Commutateur - VolantTriphass Transducteur - Diodes (Potentiomtre-R distance)

Transformateur - Thyristor (Potentiomtre-R distance)

moteur thermiqueess. ou Diesel

Alternateurs Alternateur (Rhostat-Cde distance) m.f.

moteur lectrique

ROTATIFS

moteur thermiqueess. ou Diesel

Gnratrices Alternateur (Rhostat-Cde distance)

moteur lectrique

NOTA :

Certains postes monophass ne comportent pas de self de rglage. Dans ce cas, on agit sur le circuitmagntique du transformateur en crant, par action dun shunt, des fuites magntiques.


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Les gnrateurs statiques monophass

Schma lectrique

Avantages et inconvnients

1) Avantages- simplicit- robustesse- entretien rduit- fiabilit- prix peu lev

2) Inconvnients- dsquilibrage des phases- faible cosinus phi-- consommation apparente leve- ncessit dune haute tension damorage pour lutilisation des lectrodes basiques

CAS PARTICULIERS

1) La ventilationLchange thermique peut se faire naturellement ou par ventilation force moteur + hlice.


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Les gnrateurs statiques triphass

I/ A Diodes

A/ Description

1) Le transformateurIdem poste monophas mais enroulements triphass.

2) La selfIdem poste monophas mais enroulements triphass.

NOTA :La self est toujours dispose dans le circuit alternatif car son impdance est ngligeable en courantcontinu, (limpdance est proportionnelle la frquence).

3) Le circuit magntiqueIdem poste monophas.


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4) Les lments de rglageIdem poste monophas.

5) Llment redresseurConstitu de diodes, en gnral 6, montes sur un radiateur.

Principe de fonctionnement

la diode laisse passer un courant dansun sens et le bloque dans lautre.

Ralisation en montage triphas 6 diodes - Pont de GRAETZ


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NOTA :

Il existe diffrents types de diodes :

- au slnium- au germanium- au silicium

En soudage, les diodes de puissances sont des diodes au silicium.

B/ Avantages et inconvnients

1) Avantages

- robustesse- entretien rduit- fiabilit- grande stabilit darc, facilit damorage- consommation rduite sans dsquilibrage- excellent COS = 0.954

2) Inconvnient

- prix plus lev

C/ Cas particuliers

1) En gnral, les postes statiques triphass diodes sont ventils.


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Transformateurs de soudage rglage par transducteur

Un transducteur est un dispositif qui, grce un rhostat torique, permet de faire varier la saturation deflux dans les 3 bobines b.

Son circuit est aliment par un courant redress obtenu partir dun pont Graetz auxiliaire, fournissantun courant redress de 6 A sous 28 V.

Lintensit du courant de soudage augmente lorsque le soudeur augmente le courant de transducteur laide dun potentiomtre P, qui peut tre fixe ou distance.


1) Avantages

- ceux du modle prcdent- rglage continu et distance- tension vide constante

2) Inconvnient

- prix plus lev


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A/ Thyristors


1) Avantages

Tous ceux des postes triphassRemarquables qualits de fusionAmorage trs aisRemarquable stabilit des paramtresTrs basses intensit mini = 7AConviennent particulirement au soudage T.I.G.

2) Inconvnients

Matriel plus sophistiquPrix plus lev


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Transformateurs de soudage rglage par thyristors

Le courant du circuit secondaire est redress par un pont mixte, 3 diodes et 3 thyristors. A laidedun potentiomtre, le soudeur peut, volont, rguler le circuit de dclenchement des thyristors quilaissent passer une plus ou moins grande quantit de courant.

A chaque cycle au point B, lim-pulsion de gchette provoquelouverture du thyristor qui laissepasser le quart de puissance.


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Constitution d'une gnratrice lmentaire

Gnratrice lmentaire

Fonctionnement

Les deux aimants N S produisent un champ magntique (flches horizontales) dans lequel on fait tournerla spire dans le sens des aiguille dune montre. Celle-ci prendra alors diffrentes positions.

En dcomposant le mouvement au ralenti, on obtient :

Position A

La boucle est perpendiculaire au champ magntique.Dans cette position lampremtre naccuse aucune dviation, le courant est nul.


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Position B

Lorsque la boucle tourne de A vers B, ses conducteurs coupent de plus en plus de lignes de forcejusqu ce que, dans la position 90 ils en coupent le maximum. Cest cette position qui permetdobtenir la tension maximale.La tension produite par la spire na donc pas une valeur constante, mais varie entre 0 et le maximum.

Position C

Lorsque la boucle continu sa rotation de la position B (90) la position C (180), les deux conducteurscoupent de moins en moins de lignes de force, par consquent la tension va diminuer de son maximum 0 (position 180).

Position D

Entre 0 et 180, les conducteurs tournaient chacun devant le mme ple.A partir de 180, chacun des conducteurs va se tourner devant un ple de nom contraire. La tension vadonc galement changer de sens et devenir ngative.De 180 270 elle sera croissante pour tre maximale 270 mais par valeur ngatives.


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Position E

Entre 270 et 360 retour la position A, va tension va diminuer de son maximum pour tre nulle 360,tour complet. A chaque nouveau tour, le mme cycle se rpte. Il suffit daugmenter le nombre de spires,les courants produits sadditionnent et permettent d'obtenir une tension alternative.

La courbe ainsi obtenue est comparable la fonction sinus dun arc et sa reprsentation est identique.Lensemble de ses valeurs positives et ngatives sappelle une priode.

Remarque :

Toute machine rotative produit toujours un courant alternatif. Il est cependant possible dobtenir, partirde ce courant et la sortie de la machine, un courant continu ou redress par des moyens tels que :collecteur lames ou pont diodes.

En remplaant le moteur triphas par un moteur combustion, on obtient un groupe lectrogne desoudage.


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Postes onduleur

Le courant alternatif triphas du rseau EDF qui est tension constante est dabord redress par unpont de diodes (pont de Graetz). Le courant continu obtenu est alors transform en courant alternatifmonophas frquence leve (onduleur compos principalement de transistors de puissance et deleur lectronique de commande).

La tension est alors abaisse et l'intensit augmente dans un transformateur monophas suivi en gn-ral dun redresseur diodes pour obtenir le courant de soudage.

Avantages

- Le principal est de rduire le poids et lencombrement de lappareil (moins de 50 kg pour 350 A) carla frquence leve du circuit magntique du transformateur permet de rduire la quantit de fer et decuivre.

- Cest souvent un poste multiprocds (SAEE - TIG - MIG - MAG) car la rgulation lectroniquepermet davoir une tension ou une intensit constante, ou une caractristique statique plongeante.

- Se branche au rseau sur une seule tension EDF


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Circuit de rgulation

Il agit sur lamplitude et la frquence du courant ondul.

Onduleur

Avantages Inconvnients

- Refroidissement par air de puissance - La technique de processus est complique

- Haut degr d'efficacit 80 % - Maintenance dlicate demandant un personnel hautement qualifi

- Poids faible - Sensible aux pertubations lectriques

- Encombrement rduit - Monotension


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APP 407

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Echauffement des appareils de soudageNF EN 60974 - 1

Rappel :

1) - Le Kelvin (symbole K) est l'unit de temprature thermodynamique.

2) - On utilise aussi le degr Celsius (symbole C) pour exprimer un intervalle de temprature car :

a) La temprature Celsius est gale la diffrence (t) entre deux tempratures thermodynami- ques T et T0

t = T - T0

o T0 = 273,15 K

b) Dans ce cas 1C = 1 K

3) - Exemple :

Un bobinage qui avait une temprature de 18C atteint 20C aprs une mise en service de courtedure.

Donc : T = 273,15 + 20 = 293,15 K

et T0 = 273,15 + 18 = 291,15 K

Ce qui donne une diffrence de temprature de :

293,15 - 291,15 = 2 K

Rsultat quivalent :

20 - 18 = 2C.


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Echauffement

L'chauffement est la diffrence entre la temprature d'une partie d'une source de courant de soudageet celle de l'air ambiant.

L'essai d'chauffement d'une source de courant de soudage doit tre effectue en fonctionnement avecun courant un cycle de (10 2) minutes.

A) - Avec un courant de soudage (I2) et le facteur de marche conventionnel :

* Egal 60 % pour le soudage TIG et le soudage l'lectrode enrobe.* Egal 100 % pour le soudage MIG-MAG et le soudage automatique.

B) - Avec le courant assign maximal (I2 max) et le facteur de marche correspondant.

C) - Si ni A, ni B ne donne l'chauffement maximal, un essai est alors effectu un rglage de la plage assigne qui donne l'chauffement maximal.

Dure de l'chauffement

L'essai d'chauffement doit se poursuivre jusqu' ce que la variation de l'chauffement ne dpassepas 2 K sur aucun composant de la source pendant une priode au moins gale 60 minutes.


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APP 407

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Limite d'chauffement

Enroulements, collecteurs et bagues collectrices

Les chauffement des enroulements, collecteurs et bagues ne doivent pas dpasser les valeursdonnes dans le tableau suivant :

Limites de tempratures

Limites de l'chauffement (K)Classes Limites Enroulements Collecteurs et bagues

d'isolation des tempratures Surface Rsistance collectrices

A 105 55 60 60

E 120 70 75 70

B 130 75 80 80

F 155 95 105 90

H 180 115 125 100

Surfaces externes

Les chauffements des surfaces externes ne doivent pas dpasser :

a) pour les enveloppes mtalliques : 20 Ka) pour les enveloppes non mtalliques : 40 Ka) pour les poignes mtalliques : 10 Ka) pour les poignes non mtalliques : 30 K


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APP 408

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Les pinces porte-lectrode

A - Gnralits

La pince porte-lectrode permet lamene du courant de soudage llectrode enrobe, qui est pince son extrmit dnude. Les pinces porte-lectrode sont classes gnralement dans les accessoires,ce qui peut laisser croire quil sagit dun article sans grande importance alors quen ralit, c'est loutilde travail du soudeur. Elles font lobjet de normes qui fournissent les spcifications et les essais auxquelselles doivent satisfaire.

Le choix dune pince porte-lectrode doit tenir compte des caractristiques suivantes :

Les rsistances de contact doivent tre aussi faibles que possible et la section des lments,conduisant le courant de soudage, doit tre suffisante pour viter tout chauffement anormal.

Le serrage de llectrode doit tre suffisant pour obtenir un bon contact lectrique et unmaintien de llectrode en cours de soudage.

Lentre du cble dans la pince doit tre amnage pour viter les inconvnients dun effetdencastrement qui seraient nuisibles la bonne conservation du cble, aux flexions frquen-tes en cours de travail.Il est utile dquiper les pinces dun cble dalimentation extra-souple et de faible sectionayant une longueur rduite, comportant un connecteur permettant la jonction rapide avec lecble damener du courant de soudage.

B - Les diffrents types

Les pinces semi-isoles sont acceptables par souci dconomie, dans le cas dapplications peuimportantes, mais deux conditions :

Poses sur une pice mtallique plane, elles ne doivent pas pouvoir tre mises sous tension.Leurs rares parties nues sous tension, doivent tre daccs difficiles pour loprateur.

Les pinces disolation limite la poigne et lorgane de manoeuvre (levier engnral)sont viter pour des raisons videntes de scurit malgr leur simplicit, leur lgret et leurfaible cot.


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APP 408

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C - Fonctions et caractristiques

La pntration de poussires et de gouttelettes mtalliques dans les joints et autrescavits de la pince, ne doit pas affecter, la longue, lisolement ou le fonctionnement des mcanismesde la pince.

La mise en place de llectrode et llimination du mgot (ou de la libration de lextrmit de llec-trode en cas de collage) doivent pouvoir seffectuer rapidement et sans effort excessif.

La pince doit permettre la fusion quasi totale de llectrode en ne laissant quun mgot de longueurinfrieure 50mm.

La pince doit tre bien en main et ne pas fatiguer loprateur en usage prolong.

La pince doit convenir aux intensits maximales du courant de soudage correspondant aux travaux effectuer.

La pince doit de prfrence tre entirement isole : cest obligatoire pour le soudage dans les encein-tes conductrices humides (article 25 du dcret 62-1454 du 14.11.1962) et indispensable dans le casde courants de soudage frquences non industrielles (150-450Hz).


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APP 408

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Tong-grip 400 A allg 5 mm

Stubby vis 400 A 5 mm

Master vis 500 A 5 mm

Vestale vis 500 A 6,3 mm

Technigrip 500 A 6,3 mm

Progrip 600 C vis 400 A 8 mm

D - Quelques exemples de porte-lectrode


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APP 409

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Les cbles de soudage

A - Gnralits

Les cbles constituant le circuit de soudage doivent rsister de faon parfaite aux actions thermiques,aux frottements, aux chocs, au contact de graisse, etc... et la partie du cble relie directement la pincedoit avoir une grande souplesse pour ne pas gner le soudeur. Cette partie peut tre limite 3 mtresenviron et tre constitue par un cble extra-souple. La partie du cble dalimentation destine tranerau sol peut tre moins souple. Le cble de masse peut tre choisi dans les cbles de srie usuelle.

La norme NF C 32510 (avril 1976) drive dune spcification particulire tablie entre les fabricants decbles lectriques et les fabricants de matriel de soudage.

B - Les caractristiques

La section des cbles dpend de leur longueur et de lintensit du courant de soudage. Elle doit trechoisie de manire telle que la chute de tension entre extrmits ne dpasse pas 5V, lchauffement35C, et la densit de courant 5 6 A/mm2.

Sections les plus courantes dans le commerce pour les cbles du circuit de soudage :

25 mm2 50 mm2 70 mm2 95 mm2


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APP 410

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La puissance lectrique Puissance utile - Puissance absorbe

Puissance en courant continu

La puissance lectrique dpense par un rcepteur est proportionnelle la tension, ses bornes et lintensit du courant qui le traverse.

soit P = U * I

P - puissance en watts

U - tension aux bornes du rcepteur

I - intensit absorbe

Exemple : un moteur courant continu fonctionne sous une tension de 110V.Lampremtre indique une intensit de 1.8A.Quelle est sa puissance ?

P = 110 * 1.8 = 198W

Puissance en courant alternatif

Cas des rsistances pures

Dans une rsistance pure lintensit varie comme la tension, les deux grandeurs sont simultanmentmaxima ou nulles. On dit alors que U et I sont en phase.

Les valeurs instantanes de U et Imontrent leur passage simultan par O.


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APP 410

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Dans ce cas la formule prcdente de puissance est toujours valable :

P = U * I

P - en WattsU - en VoltsI - en Ampres

Cas de rcepteurs quelconques

Les courbes de tension et intensit ne sont plus en phase, elles sont dcales dun certain angle.Ceci provient du fait quun rcepteur ragit aux variations de tension alternative laquelle il est soumiset par consquent le courant quil consomme ne varie pas de la mme manire.

Cest le cas des bobines inductives, moteurs, etc...

Comme la puissance est le produit des valeurs instantanes de la tension et de l'intensit, la formuleprcdente ne peut plus tre applique, il faut tenir compte de langle de dphasage.

Explication gomtrique

Lorsque la tension et lintensit sont en phase ces deux grandeurs vectorielles se superposent.

La puissance est alors le produitde ces deux grandeurs

P = U * I


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APP 410

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Langle de dphasage est donc un facteur de puissance qui permet de calculer la puissance rellemesure au wattmtre.

EDF facture une puissance active, mais elle distribue une puissance apparente. Aussi pnalise t-elle lesusagers dont linstallation prsente un cos trop faible.

On a alors :P = U * I* cos

(en courant monophas)

P - puissance en wattsU - tension en voltsI - intensit en ampres

Cos : valeur trigonomtrique de langle de dphasage entre la tension et lintensit.

RemarqueLorsque langle augmente le cosinus diminueLorsque langle diminue le cosinus augmente.On a donc intrt avoir un cosinus se rapprochant de 1 pour obtenir une puissance maximale.

Dans le cas du courant triphas, la relation prcdente devient :

P = U * I * 3 * cos

Lorsque la tension et lintensit sontdphases, deux puissances peuventtre considres :

puissance S, dans laquelle on ne tientpas compte du dphasage, cest lapuissance apparente.

puissance P, qui tient compte dudphasage, c'est la puissance active.

le triangle rectangle OAB permet dedire que P est la projection de S surOA, o :

OA = OB cos


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APP 410

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Amlioration du facteur de puissance cos

La gnration et la dcomposition des champs magntiques dans un transformateur de soudageentrane un RETARD de phase relativement important, donc un mdiocre facteur de puissanceCOS .

Pour rmdier cet inconvnient, on incorpore un condensateur au primaire, qui dans un circuit decourant alternatif provoque une AVANCE de phase, ce qui amliore le COS et rduit le courantappel.

I - Puissance apparente

II - Puissance apparente

Lincorporation du condensateur permet de conserver la mme puissance avec des sections de lignesdu rseau et du coupe-circuit de plus petites dimensions.


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APP 410

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Puissance utile pour fondre l'lectrode

Cette puissance utile est obtenue en multipliant lintensit qui passe dans llectrode par la tension auxbornes de larc de soudage.

P = U2 * I2

Puissance absorbe au primaire

Cette puissance est obtenue en divisant la puissance utile par le rendement delappareil.

Or, P1 = U1 * I1 * * COS pour un courant triphas.

Et, P1 = U1 * I1 * COS pour un courant monophas.

Donc : = U1 * I1 * * COS pour un courant triphas.

Ce qui permet de calculer :

I1 =

Par contre : = U1 * I1 * COS pour un courant monophas.

On en dduit : I1 =

P1 =R

U2 * I2

RU2 * I2

U2 * I2R * U1 * * COS

R

U2 * I2

U2 * I2R * U1 * COS

3

3

3


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1 - Puissance utile

P = U2 * I2

P = ........ x ........

2 - Puissance absorbe au primaire

P1 =

P1 =

3 - Intensit ncessaire au primaire

I1 =

I1 =

1 - Puissance utile

P = U2 * I2

P = ........ x ........

2 - Puissance absorbe au primaire

P1 =

P1 =

3 - Intensit ncessaire au primaire

I1 =

I1 =

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Rendementpuissance utile

Le rapport est appele rendementpuissance absorbe

Ce rendement est toujouts infrieur 1 en raison des pertes existants dans les appareils.

Exercice :

Choisir la tension dalimentation dun appareil de soudage (SAEE) qui demande lintensit laplus faible (courant triphas).

Alimentation 230V Alimentation 400V

NOTA :Intensit de soudage = 200ATension de soudage = ...........Tension du primaire = 230/400V

Rendement = 0.7

COS = 0.81U2 = 20 V + 0,04 I2

U2 * I2R

U2 * I2R * U1 * * COS3

U2 * I2R

U2 * I2R * U1 * * COS3

....... x .......

....... x ....... x ....... x .......

....... x .......

....... x ....... x ....... x .......


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APP 411

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Caractristiques des sources de soudage TIG

Les caractristiques de la source de soudage sont des lments importants prendre en considra-tion. Ces caractristiques sont les courbes qui traduisent les variation de tension U aux bornes de lasource en fonction de lintensit I du courant.

Les sources classiques de soudage TIG sont caractristiquesdites plongeantes . La courbe montre quune augmentationde longueur darc donc de tension entrane une diminution de lintensit.Le soudeur manuel doit matriser la longueur darc pour garderdes paramtres constants ou faire varier la longueur darc pourmatriser le bain en fusion.

Les sources actuelles (transistorises), adaptes au soudageautomatique, possdent gnralement des caractristiquesverticales dans le domaine de tension utile. Ces caractristiquesmontrent alors que lintensit reste constante quelle que soit latension ou longueur darc. Les installations automatiques rgulentla hauteur darc afin de conserver la tension darc constante.

Tension conventionnelle en charge (U2)

U2 = 10 + 0,04 I2


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Les torches de soudage TIG manuel

Rle :

Le rle des torches consiste :

- amener le courant de soudage,- assurer lcoulement sans turbulence du gaz de protection.

Diffrents modles

Il existe de nombreux modles de torches regroups en deux types :

1) Les torches refroidissement naturel,2) Les torches refroidissement par eau.

Les torches refroidissement naturel sont refroidies par la circulation du gaz de protection lintrieur dune gaine qui entoure le cble damene du courant de soudage.

Elles sont utilises pour des travaux ncessitant des intensits de soudage faibles (environ 100Ampres avec un facteur de marche de 60 %).

APP 412


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APP 412

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Torche TIG

La torche est l'organe portant l'lectrode qui permet au soudeur de diriger l'arc TIG vers lepoint du joint qu'il juge opportun.

Nomenclature

1 - Corps de torche2 - Diffuseur porte pince3 - Pince porte lectrode4 - Bague dchantit5 - Joint torique6 - Buse7 - Bouchon court8 - Bouchon moyen9 - Bouchon long10 - Manche avec interrupteur11 - Canalisation dargon12 - Canalisation retour deauet

cble courant de soudage13 - Canalisation arrivedeau


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APP 412

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Torche refroidissement naturel

Nomenclature

1 - Corps de torche enrob2 - Manche gchette3 - Manche nu4 - Interrupteur complet5 - Manchon6 - Gaine de protection7 - Canalisation ARGON/ELECTRICITE8 - Corps du bloc de jonction9 - Prolongateur ARGON comprenant :10 - Olive11 - Ecrou12 - Prolongateur ELECTRICITE13 - Manchon de protection31 - Pince porte-lectrode 1 - 1.6 - 2 -2.532 - Bouchon court33 - Bouchon long34 - Joint de bouchon35 - Buse rfractaire 6 - 9 - 1136 - Support intermdiaire37 - Segment intermdiaire38 - Support de buse39 - Joint pour support de buse40 - Chicane haute-frquence (ct bou-chon)41 - Chicane haute-frquence (ct buse)


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APP 412

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Torche refroidissement par eau

Nomenclature

1 - Corps de torche enrob 10 - Olive 19 - Ecrou2 - Manche gchette 11 - Ecrou 31 - Pince-porte lectrode3 - Manche nu 12 - Prolongateur Electricit. 1 5 mm4 - Interrupteur complet 13 - Manchon 32/33- Bouchon court ou

long 5 - Manchon 14 - Canalisation eau 34 - Joint6 - Gaine de protection 15 - Olive 35 - Buse 6-8-10-11-12-

157 - Canalisation EAU-ELECT. 16 - Ecrou 38 - Support de buse8 - Corps de bloc jonction 17 - Prolongateur eau 41 - Chicane HF9 - Canalisation argon 18 - Olive


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APP 412

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Les buses d'extrmit

RleElles canalisent le gaz de protection autour dellectrode en le dirigeant vers le bain de fusion.

MatriauElles sont toutes en matire isolante, pour viterles amorages et rfractaire, pour rsister lachaleur.

Elles sont fabriques en : Cramique, couleur brun clair Alumine, couleur rose Corindon (1), couleur blanche

Ces matriaux sont fragiles ; il convient de leurviter les chocs.

ChoixLe diamtre intrieur de la buse est choisi enfonction de lINTENSITE.Inf. A 70 A 6 970 150 A 9 11150 250 A 11 13250 300 A 13 15300 500 A 15 18

Il est aussi fonction de : la NATURE DES MATERIAUX souder la FORME DES JOINTS assembler

Nota : Le diamtre de la buse va dterminer lechoix approximatif du dbit du gaz.

Remarque :La buse est visse sur le porte-buse ou supportde buse et sappuie sur un joint. Elle ne demandequun serrage modr la main. (1) Corindon : Alumine ltat naturel


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APP 412

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Protection de l'lectrode diffuseur

Protection contre l'oxydation

Le tungstne est trs oxydable chaud.

Pour viter loxydation de llectrode, il faut maintenirun courant gazeux aprs lextinction de larc, pendantun temps suffisant, pour que son refroidissement sef-fectue en atmosphre inerte.

La temporisation (1)

Les installations de soudage TIG comportent une tem-porisation gaz , rglable par le soudeur, permettant unretard de 1 3 secondes. Ce temps dcoulement de gazaprs extinction de larc, est appel POST-GAZ. Sillectrode reste brillante aprs son refroidissement, ladure du post-gaz est suffisante. Si elle est mate oucolore, la dure post-gaz est trop courte.

Le diffuseur

Cest un accessoire comportant un empilage de toilesmtalliques trs fines. Il joue le rle de brise-jet . Ilvite les turbulences la sortie de la buse.Les avantages de ce dispositif sont :Laugmentation, en toute scurit, de la longueur sor-tie de llectrode (jusqu 20 mm), ce qui permet unmeilleur accs dans les espaces restreints.La rduction possible du dbit du gaz en utilisationnormale.

Remarque :En utilisation normale, llectrode doit dpasser de 3 5 mm de la buse.

(1) Potentiomtre de rglage de dure


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APP 414

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Les paramtres lectriques de la source de courant

Tension vide ou circuit ouvert (symbole Uo):Cest la tension aux bornes dutilisation de lappareil lorsquil ny a pas de circuit extrieur.Cette tension sexprime en volts.Cette dfinition correspond au cas gnral dans lequel lappareil nest pas quip dun disposi-tif tension de repos. Sil en est autrement, la tension vide dfinie ci-dessus est celle qui existeaux bornes dutilisation immdiatement avant le relais temporis dont le rle est de provoquerla diminution de la tension aussitt que le circuit de soudage est ouvert. La tension videpermet, en autres choses, lusager de juger des facilits plus ou moins grandes damorage delarc. Il est ncessaire de prciser que le terme de tension damorage doit tre rserv auxdivers types dlectrodes dont il reprsente lune des caractristiques.

Caractristique externe statique tombanteCaractristique externe statique dune source de courant de soudage qui, dans la zone normalede soudage est telle que la tension dcrot de plus de 7V/100A lorsque le courant crot.

Tension en Volts

Intensit en Ampres

Uo

IccI21 I22

U22

U21 Pente > 7%

Point de fonctionnement 1

Point de fonctionnement 2

Intensit de court circuit

Tension vide


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APP 414

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Intensit maximale du courant de soudage (I2 max.)

Valeur maximale du courant conventionnel de soudage pouvant tre obtenue par la source decourant son rglage maximal dans les conditions conventionnelles de soudage.Exemple:Si I2 max = 300A au facteur de marche X%, la source peut dbiter 300A sous 32 V (U2 = 20 +0.04 x 300 = 32V) au facteur de marche spcifi.

Intensit minimale du courant de soudage (I2 min.)

Valeur minimale du courant conventionnel de soudage pouvant tre obtenue par la source decourant son rglage minimal dans les conditions conventionnelles de soudage.

Droite des tensions et intensits conventionnelles

Dans un arc de soudage avec lectrode enrobe, quand on augmente lintensit, la tension delarc augmente. Cette tension varie galement suivant le type de llectrode. Pour comparer lespostes et graduer le rglage dintensit il a t tabli, par convention, une droite donnant lestensions et intensits conventionnelles qui est une moyenne des divers cas dutilisation de ceprocd.


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APP 415

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Les perturbations lectromagntiques

Il est interdit dans les avions au moment du dcollage et de latterrissage dutiliser des appareilslectroniques comme les consoles de jeux, les micro-ordinateurs portables et autres tlphonesdont les ondes peuvent perturber le fonctionnement de llectronique de bord avec les cons-quences que lon peut facilement imaginer. De mme, les tlphones portables sont interditsdans les hpitaux toujours pour viter de perturber llectronique des appareils mdicaux. Dansnos mtiers, lamorage haute frquence dun arc TIG peut mettre en fonctionnement la cisaille commande numrique de latelier.On comprend au travers de ces exemples, et compte tenu de laccroissement des appareils lec-troniques dans notre environnement que le lgislateur, au niveau europen ait vot une directiverglementant lusage de ces appareils.

Cest la directive europenne sur la compatibilit lectromagntique des appareils.

Dfinition

La compatibilit lectromagntique (CEM) est laptitude dun appareil ou dun systme fonctionner dans son environnement lectromagntique, de faon satisfaisante et sans pro-duire des perturbations lectromagntiques intolrables pour tout ce qui se trouve dans cetenvironnement.


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APP 415

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Les diffrents modes de propagation des perturbations

Il existe deux types de perturbations qui se diffrencient par le support de propagation Les conducteurs lectriques,

ce sont des perturbations conduites qui se propagent le long des cbles dalimentationlectrique Lair

lair qui est un isolant lectrique est au contraire un excellent conducteur pour les on-des lectromagntiques (tlphone sans fil, tlvision, radio etc..) mais vhicule aussi les on-des parasites, ce sont des perturbations rayonnes

perturbations conduites

perturbations rayones


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APP 415

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Les sources de perturbations gnres par une source de courantde soudage

TCE

arc

faisceau

transformateur

commande lectronique

! Commande lectroniqueles perturbations sont dautant plus importantes que le systme de commande est so-phistiquLes sources de courant rglage par shunt mobile perturbent peu lenvironnement.

! TransformateurUne disposition tudie des bobinages du transformateur permet de diminuer les per-turbations

! faisceau de cbles de soudage

Le faisceau de cble nest pas une source de perturbations rayonnes mais un moyenutilis par les perturbations pour rayonner. En effet le faisceau de cble sert dantenne, le ph-nomne est dautant plus accentu que la surface entre les cbles est importante. Pour rduire


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APP 415

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cet effet il faut runir les deux cbles sur la plus grande longueur possible.


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APP 415

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Mauvaise disposition des cbles de soudage

Bonne disposition des cbles de soudage

! larc de soudageLarc de soudage est la fois source de perturbations rayonnes et de perturbations conduites.Pour diminuer les perturbations rayonnes il faut maintenir un arc trs court.

Lieu dutilisation

Les appareils sont rpartis en 2 classes: Classe A, regroupe les appareils dit industriels qui sont prvus pour tre installs dans


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Rglage de lintensit des appareils de soudage

Le systme de rglage de lintensit dpend de la technologie de la source de courant.

APP 416

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Liaison commande distance/gnrateur

Rglage de linten-sit

distance

Rglage de linten-sit

sur la source decourant

Transformateurmonophas

Transformateurredresseur

(diode)

Transformateurredresseur(thyristor)

Source amplificateurlinaire

Source hacheur

Source Onduleur

Technologie de lasource de courant

shunt mobile non non

rhostat rhostat oui

potentiomtre potentiomtre oui




Tlcommande avec Commande distance Tlcommande pour Tlcommande pour Tlcommanderglage de l'intensit. de la pulsion avec r- rglage de l'intensit. rglage de l'intensit de poche.Surintensit l'amor- glage prcis de tous avec ampremtreage partir du corps les paramtres : inten numrique.de torche. sit et dure des cou-

rants de soudage etde base.

Commandes distance


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APP 417

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COMPARAISON DES DIVERS TYPES DEGENERATEURS DE COURANT

Gnratrice Redresseur Transformateur

Courant

Aptitude au soudage

Facteur de puissance non compens

Proprit damorage

Soufflage magntique

Raccordement au rseau

Charge du rseau

Effet des variations du rseau

Perte vide rapporte la puissance continue ct primaire

Soudage avec lectrode enrobe

Electrodes basiques

Rendement

Entretien

Commande du courant de soudage(possibilit de rglage)

CotsFacteur prix

= (+-) CCtrs bonne

petit (bon COS )

trs bonnes

assez fort

triphas

gale

faible car la vitessede dpt dpend dela frquence

18%

oui

oui

50 - 60%souffler tous lesmois ; graisser lespaliers tous les ans ;renouveler lesbalais tous les 6mois

gnralement encontinu, la tension vide reste gale,rglage graduelgrossier et fin.

levs2

= (+-) CCbonne trs bonne

grand (mauvaisCOS )bonnes

modr

triphas

gale

proportionnel

8%

oui

oui

70 - 80%

souffler tous lesmois ; entretien dumoteur du ventila-teur

gnralement encontinu, la tension vide reste gale,rglage graduelgrossier et fin.

levs1.5

CA 50 Hzsatisfaisante

grand (mauvaisCOS )satisfaisantes

aucun

monophas diphas

ingale

proportionnel

5%

oui

sous conditions

80 - 90%

souffler tous les 3mois

continu ou gra-duel par prise surlenroulement

moindres1


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APP 418

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Caractristiques des gnrateurs utiliss en soudage sousflux en poudre

Rle des sources de soudage :

Elles fournissent le courant ncessaire pour fondre la quantit de mtal d'apport parrapport la tension de soudage choisie.

Choix d'une source de courant de soudage sous flux en poudre

Lors du choix d'un gnrateur, il y a lieu de prendre en considration d'une part, la puissance,et d'autre part, les caractristiques lectriques.Les travaux raliser permettent de dterminer le facteur de marche et l'intensit maximale prvoir en rgime permanent.La tension vide des gnrateurs est comprise entre 50 et 70 volt.

Gnrateurs dlivrant un courant de soudage alternatif :

Ce sont souvent des transformateurs statiques qui sont utilisables pour des intensits aumoins gales 450 ampres, au dessous de cette valeur l'arc devient instable et ncessite destensions d'arc leves. Au dessus de 1200 ampres le courant alternatif doit tre prfr au courant continu quiengendre des champs magntiques pouvant gner l'excution des soudures.Un des inconvnients de ce type de gnrateur est la valeur importante de courant primaireabsorb sur une seule phase du rseau.

Gnrateurs dlivrant un courant de soudage continu :

Ce sont des gnratrices gnralement caractristique externe plongeante, la vitesse defil est asservie la tension d'arc.

Des transformateurs statiques quips au secondaire de cellules redresseuses sont galementutiliss. Ces transformateurs sont le plus souvent caractristiques externes statiques horizon-tales. Ce type de gnrateur apporte une grande facilit d'amorage et une excellente stabilitd'arc, mme pour des faibles densits de courant.

Dans les deux cas, l'alimentation primaire est triphase ce qui quilibre le rseau.


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APP 419

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Matriel de soudage dans une installation sous flux en poudre

Une installation de soudage sous flux en poudre comprend : Une source de courant de soudage. Une tte de soudage qui peut tre monte sur une potence fixe au sol ou mobile sur rails. Un chariot motoris. Un bti fixe. Un appareillage de rcupration de flux.et des dispositifs complmentaires tels que : suivi de joint, dispositif de palpage, etc...

Tte de soudage:

Les principaux lments qui constituent la tte de soudage sont:

Le groupe moto -rducteur, platine d'entranement du fil qui assure le dvidage vitesserglable, le guidage et l'amene du courant au fil lectrode. L'ensemble de commande et de rgulation lectronique du dvidage comprenant unbotier de commande et un coffret de rgulation. Le dvidoir et une bobine de fil d'apport. L'ensemble guide-fil. La trmie de stockage du flux en poudre, son conduit de distribution et un appareil de rcupration du flux. Un dispositif de rlage.


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APP 419

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Tte de soudage:

1 - Support de porte-bobine 9 - Entonnoir flux.moyeu-frein. 10 - Lampe de guidage.

2 - Porte-bobine 11 - Dresse-fil.3 - Tuyau d'aspiration flux. 12 - Clapet flux.4 - Glissire verticale. 13 - Motorducteur.5 - Dispositif de rotation. 14 - Bac flux.6 - Glissire horizontale. 15 - Cyclone de l'aspirateurflux.7 - Embout d'aspiration flux. 16 - Filtre-sac pour poussires.8 - Tube porte-contact. Coffret de commande non

reprsent


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APP 419

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Potence de soudage:

La potence de soudage permet de positionner et dplacer la tte dans diffrentes directionset diffrents niveaux. La potence peut tre fixe au sol ou mobile sur rails. Elle permet de placerla tte au dessus de la pice souder qui se dplace, ou bien de mouvoir la tte au dessus de lapice souder qui reste fixe. La potence est souvent utilise conjointement avec un positionneurou avec des vireurs.

Chariot motoris:La tte de soudage monte sur un chariot motoris permet des dplacements sur la tle,

sur un rail ou le long d'une poutre.


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Banc de soudage:

La tte de soudage monte sur un bti fixe permet le raboutage d'lments fixes. Cer-tains btis comportent un chemin de roulement et permettent de souder des pices immobiles.

Les positionneurs:

En fonction des formes, poids et dimensions des pices souder, divers appareils peu-vent tre ncessaires pour raliser les assemblages dans la position la plus favorable.

Les vireurs qui ont pour fonction de mettre en rotation des pices cylindriques. Un ensemblevireur se compose d'au moins deux traverses quipes chacune de deux galets.


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Les positionneurs qui permettent d'effectuer des soudures circulaires. La table surlaquelle se fixe la pice souder peut tre incline et mise en rotation la vitesse de soudage.

Le soudage plat avec deux ttes permet d'augmenter la productivit et peut parfoisviter des dformations. Les applications classiques sont le soudage de raidisseurs, de profils,etc...L'amnagement de certaines machines permet le soudage en corniche. Des tubulures de fortespaisseurs peuvent galement tre souder l'arc sous flux en poudre.

Soudage avec deux ttes

Soudage dans la position corniche


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Rcupration du flux:

Un aspirateur permet de reprendre le flux non fondu derrire l'lectrode.Un recycleurparfois mont sur l'installation de soudage vite la polution du flux rcupr.


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Caractristique externe statique des appareils de soudage sous flux en poudre

La relation permanente qui existe entre l'intensit et la tension de soudage se traduit parune courbe avec en abscisse l'intensit et en ordonne la tension de soudage.C'est la caractristique externe statique d'un gnrateur de soudage.Cela signifie que pour toute variation de l'intensit, il y a une variaton de la tension de sou-dage.

Reprsentation symbolique des caractristiques externes:

Point de fonctionnement

C'est un point de la caractristique externe du gnrateur que l'on obtient pour un r-glage donn de l'intensit de soudage.La courbe qui dcrit ces variations est une succession de points reprsentants les variations deU2 pour un dbit de I2.

Pour chaque variation de I2, on a une nouvelle valeur de U2.


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Caractristique externe plongeante avec vitesse de fil asservie la tensionde soudage :

Le point de fonctionnement M1 est dtermin par la tension, l'intensit de soudage et lahauteur d'arc.Lorsque la hauteur d'arc augmente, on constate une lvation de tension ( U2 ) et une diminutionde la vitesse de fusion du fil (V1 ), ce qui permet de revenir au point de fonctionnement M1.Par contre, lorsque la hauteur d'arc diminue, le fil fond plus vite car il y a une augmentation del'effet Joule sur la partie terminale du fil libre. Ce qui permet au point de fonctionnement derevenir en M1. Ces modifications tendent ramener l'ensemble sur une position d'quilibre.


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Caractristique externe plate avec vitesse de dvidage du fil constante :

Le point de fonctionnement ( M1 ) est dtermin par la tension, l'intensit de soudage etla hauteur d'arc.Lorsque la hauteur d'arc augmente, on constate:

Une lvation de la tension.Une diminution plus importante de l'intensit qui entrane un ralentissement de lavitesse de fusion du fil, ce qui permet de rtablir la hauteur d'arc.

Par contre, lorsque la hauteur d'arc diminue, le fil fond plus vite car il y a une augmentation del'effet Joule sur la partie terminale du fil libre. Ceci provoque le retour du point de fonctionne-ment en M1.Ces modifications tendent ramener l'ensemble sur une position d'quilibre.

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Codification des lectrodes rfractaires de soudage TIG

Tableau 1 - Codification, composition et couleur du repre

CompositionCodification Addition doxyde(1) Impurets Tungstne Couleur du

% (m / m) nature % (m / m) % (m / m) repre (2)WP - < 0.20 99.8 vertWT4 0.35 0.55 ThO2 < 0.20 solde bleuWT 10 0.80 1.20 ThO2 < 0.20 solde jauneWT 20 1.70 2.20 ThO2 < 0.20 solde rougeWT 30 2.80 3.20 ThO2 < 0.20 solde violetWT 40 3.80 4.20 ThO2 < 0.20 solde orangeWZ 3 0.15 0.50 ZrO2 < 0.20 solde brunWZ 8 0.70 0.90 ZrO2 < 0.20 solde blancWL 10 0.90 1.20 LaO2 < 0.20 solde noirWC 20 1.80 2.20 CeO2 < 0.20 solde gris

(1) Les additions doxydes sont gnralement finement disperses dans la matrice de tungstne,mais il existe galement des lectrodes dites composes qui sont constitues dune me detungstne pur et dun revtement extrieur doxyde. Ces types dlectrodes allient les qualits detungstne pur et celles du tungstne avec additions doxydes, mais ont linconvnient de ne paspouvoir tre tailles en pointes.(2) Les lectrodes composes doivent tre identifies par un deuxime anneau de couleurrose.

Marquage sur les lectrodesConformment au tableau 1, les lectrodes de tungstne doivent tre repres en fonction de leurcomposition, par un (ou ventuellement deux) anneau(x) de couleur (dans le cas dlectrodesdites composes ) situ(s) lune des extrmits de llectrode. Chacun de ces anneaux doitavoir une largeur suprieure ou gale 3 mm.

CodificationLa codification des lectrodes de tungstne est base sur leur composition, conformment auxindications donnes dans le tableau 1 ; cest--dire que :

a) la premire lettre caractrise le composant principal ;b) la seconde lettre caractrise laddition doxyde (la lettre choisie est la lettre initiale du nom de llment) ; le nombre ajout correspond la teneur moyenne doxyde multipli par 10.

Marquage des botes ou tuis unitairesLes mentions suivantes doivent tre imprimes directement sur chaque bote ou tui unitaireou bien apposes sur une tiquette colle :

a) nom du fabricant ou du fournisseur ;b) diamtre de llectrode ;c) longueur de llectrode ;d) symbole de la composition selon le tableau 1 ;e) repre de couleur conformment aux indications donnes dans le tableau 1.

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Tableau 2 - Aptitudes selon les modes dalimentation en courant

Courant continuNature du mtal ou de lalliage souder Electrode au Electrode au Courant

ple ngatif (-) ple positif (+) alternatifAluminium (paisseur < 2.5 mm) 2 2 1Aluminium (paisseur < 2.5 mm) et alliages 2 3 1Magnsium et alliages 3 2 1Aciers non allis et faiblement allis 1 3 3Aciers inoxydables 1 3 3Cuivre 1 3 3Bronze 1 3 2Cupro-aluminium 2 3 1Cupro silicium 1 3 3Nickel et alliages 1 3 2Titane 1 3 2

NOTE - Les chiffres indiquent, seulement titre indicatif, les aptitudes du courant :1 = mode dalimentation donnant les meilleurs rsultats ;2 = mode dal

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