Qu’est-ce que SMAW?
Le soudage à l’arc métallique blindé (SMAW), également appelé soudage par bâtonnets, est un processus manuel utilisant une électrode consommable revêtue de flux avec une tige métallique au cœur.
Le courant alternatif ou le courant continu forme un arc entre l’électrode et le métal de base crée la chaleur requise. Aux États-Unis, c’est la méthode la plus utilisée.
Le revêtement de flux se désintègre et dégage des vapeurs qui servent de gaz de protection et fournissent une couche protectrice de scories.
Les deux protègent la zone de soudure de la contamination atmosphérique. Lorsque la tige métallique à l’intérieur de l’électrode fond, elle forme un bain de fusion qui devient la soudure.
Le soudeur peut contrôler plusieurs variables qui auront un impact sur la largeur et la hauteur du cordon de soudure, la pénétration de la soudure et la quantité d’éclaboussures.
Le soudage par bâtonnets est peu coûteux par rapport à d’autres méthodes telles que le TIG. Il est portable et fonctionne avec n’importe quelle épaisseur et dans n’importe quelle position.
Le principal inconvénient est le laitier créé pendant le processus de soudage ainsi que des vitesses plus lentes (sauf si vous êtes hautement qualifié).
Soudage à l’arc SMAW
Le soudage au bâton tire son nom de la forme de l’électrode, qui ressemble à un bâton. Il peut être utilisé pour souder de nombreux types de métaux, notamment l’acier, l’acier inoxydable et la fonte.
Les machines à souder par bâtonnets fournissent un courant constant (CC) en courant continu (CC) ou en courant alternatif (CA). Le courant continu fonctionne dans différentes directions en fonction de la polarité. Le courant alternatif bascule entre les directions.
La puissance du circuit électrique utilisé pour alimenter la soudure est mesurée en ampères. Plus de courant ou d’ampérage est nécessaire pour souder des métaux ou des électrodes plus épais.
Le soudage à l’arc SMAW est principalement utilisé pour souder le fer et les aciers.
Il peut être utilisé dans toutes les positions:
- Plat
- Vertical
- Horizontal
- Aérien
Procédé
Le soudage à l’arc SMAW (soudage au bâton) utilise la chaleur de l’arc pour faire fondre le métal de base et la pointe d’une électrode consommable. L’électrode et le métal de base font partie d’un circuit électrique ou d’un circuit de soudage.
Ce circuit comprend;
- Source d’alimentation
- Câbles de soudage
- Porte-électrode
- Pince de masse
- Le travail ou le métal de base
- Électrode de soudage à l’arc
Un câble est fixé au travail et l’autre au porte-électrode.
Le soudage commence lorsqu’un arc est frappé entre la pointe de l’électrode et le métal de base.
La chaleur fait fondre la pointe et la surface de l’œuvre.
De minuscules globules de métal fondu se forment sur la pointe de l’électrode puis se transfèrent à travers l’arc dans le bain de fusion.
Une charge est déposée au fur et à mesure de la consommation de l’électrode.
Le Soudage à l’arc, SMAW, à l’arc de soudage par bâtonnets est déplacé à un niveau:
- longueur d’arc appropriée (env. vitesse de déplacement appropriée
À son tour, fondre et fusionner une partie du métal de base et ajouter de la charge.
L’arc SMAW est extrêmement chaud (températures supérieures à 9000ºF (5000ºC) en son centre), la fusion se produit presque instantanément lorsque l’arc touche le métal.
Pour les soudures réalisées à plat ou en position horizontale, le transfert du métal est facilité par:
- Gravité
- Expansion du gaz
- Forces électriques
- Tension superficielle
Les soudures dans d’autres positions doivent surmonter la gravité.
Gravité
Dans les soudures hors position, le métal de base est incapable de retenir beaucoup de métal en fusion dans le cratère. Des électrodes plus petites, des ampérages plus faibles et des longueurs d’arc plus faibles doivent être utilisées.
Expansion du gaz
Les gaz sont produits par la fusion du revêtement de l’électrode et se dilatent sous l’effet de la chaleur de la pointe de l’électrode en ébullition.
Le revêtement s’étend légèrement au-delà de la pointe métallique de l’électrode et contrôle la direction de l’expansion du gaz. Cela permet de diriger le métal fondu dans le bain de métal soudé.
Forces électromagnétiques (course d’arc ou coup d’arc)
La pointe est un conducteur électrique, de même que le jet de globule fondu à la pointe, de sorte que le jet de globule est modifié par des forces magnétiques agissant à 90 degrés (latéralement dans la plupart des cas) dans la direction du flux de courant.
Ceci est utile pour le soudage en position horizontale, verticale et aérienne.
Les tiges à résistance à la traction plus élevée ont une tendance plus élevée au coup d’arc.
La mise en place du câble de masse peut avoir un effet majeur sur ces forces
Tension superficielle
La force qui maintient le métal d’apport et les scories en contact avec le métal de base fondu dans le cratère est la tension superficielle.
Il aide à retenir le métal en fusion lors du soudage horizontal, vertical et aérien, et détermine la forme des contours de soudure.
Variables
Les caractéristiques de la soudure (taille du cordon et pénétration) peuvent être contrôlées par ajustement des variables suivantes lors du soudage:
- Taille et type d’électrode
- Ampérage (modifié sur la machine de soudage par bâtonnets)
- Vitesse à laquelle vous déplacez l’électrode le long du joint à souder (appelée vitesse de déplacement)
- Longueur de l’arc (distance entre le métal et la pointe de l’électrode). Une règle empirique consiste à utiliser une longueur d’arc égale au diamètre du fil central à l’intérieur de l’électrode.
- Angle de l’électrode
- La perpendiculaire (90 degrés) permet une pénétration maximale
- 45 degrés équivaut à une pénétration moindre
- Largeur de soudure contrôlée par le mouvement latéral de l’électrode
- Contrôle de polarité (la direction dans laquelle le courant électrique circule) lors de l’utilisation de courant continu ou continu
Avantages &Inconvénients de soudage à l’arc
Avantages
Le soudage SMAW ou Stick nécessite un équipement de base et se prête au travail sur le terrain car il est extrêmement portable.
- Le coût est de 30% à 50% des autres méthodes de soudage
- Équipement léger
- De nombreux types d’électrodes disponibles
- Bon dans les espaces restreints
- Nettoyage de la surface métallique avant le soudage pas aussi rigoureux que d’autres méthodes telles que TIG
Inconvénients
- Besoin d’éliminer les scories après le soudage. Le piégeage des scories est également un problème dans les inclusions de formation de SMAW, qui doivent être éliminées.
- Talons d’électrode inutilisés – vous devez arrêter le soudage lorsque vous atteignez les 2 derniers pouces de l’électrode
- Éclaboussures
- Vitesse relative lente de la SMAW.
- Nettoyage des éclaboussures et élimination des scories à forte intensité de main-d’œuvre
- Crée plus d’étincelles et de chaleur que les autres méthodes de soudage
- L’écaillage et le meulage des soudures terminées nous donnent de la poussière nocive
- Il faut s’arrêter pendant le processus de soudage pour remplacer l’électrode usagée et pour éliminer les scories
Les éclaboussures et les talons d’électrode inutilisés représentent environ 100 % de la production. 44% des électrodes consommées.