Soudage à l'arc de l'acier galvanisé La couche de zinc sur l'acier galvanisé peut poser des problèmes lors du soudage. Les principales difficultés sont les suivantes : Parmi ces problèmes, les fissures de soudage, la porosité et le laitier sont les principales préoccupations. Soudabilité (1) La fissure Pendant le processus de soudage, le zinc en fusion peut s'accumuler à la surface du bain de fusion ou à la base du [...]
La couche de zinc sur l'acier galvanisé peut poser des problèmes lors du soudage. Les principales difficultés sont les suivantes :
De ces questions, fissures de soudureLa porosité et le laitier sont les principales préoccupations.
Au cours de la processus de soudageLe zinc liquide peut s'accumuler à la surface du bain de fusion ou à la base de la soudure. Le point de fusion du zinc étant plus bas que celui du fer, le fer du bain de fusion se solidifie en premier, ce qui permet au zinc liquide d'y pénétrer le long des joints de grains de l'acier, entraînant une diminution de la résistance de la liaison intercristalline.
En outre, la formation de composés métalliques fragiles, tels que Fe3Zn10 et FeZn10, entre le zinc et le fer réduit encore la plasticité du métal soudé. Il est donc susceptible de se fissurer le long des limites cristallines sous l'effet des contraintes résiduelles du soudage.
1) Facteurs affectant la sensibilité des fissures
① Épaisseur de la couche de zinc : L'épaisseur de la couche de zinc sur l'acier galvanisé affecte sa sensibilité aux fissures. Une fine couche de zinc réduit la sensibilité aux fissures, tandis qu'une couche plus épaisse sur de l'acier galvanisé à chaud augmente la sensibilité aux fissures.
② L'épaisseur de la pièce : L'épaisseur de la pièce influe également sur la sensibilité à la fissuration, les pièces plus épaisses étant soumises à des contraintes de soudage plus élevées et à une sensibilité accrue à la fissuration.
③ Dégagement de la rainure : Un jeu de rainure plus important augmente la sensibilité aux fissures.
④ Méthode de soudage : Différente méthodes de soudage peut également avoir un impact sur la sensibilité aux fissures. Le soudage manuel à l'arc est moins sensible aux fissures, tandis que l'utilisation de gaz CO2 pour le soudage peut entraîner une plus grande sensibilité aux fissures.
2) Méthodes de prévention des fissures
① Préparation au soudage : Avant de procéder au soudage, il est nécessaire de créer une rainure en forme de V, Y ou X à l'endroit du soudage, sur la face avant de l'appareil. tôle galvanisée. La couche de zinc peut être enlevée près de la rainure à l'aide d'un oxyacétylénique ou d'un sablage. Il est important de ne pas avoir un jeu trop important, la recommandation générale étant de 1,5 mm.
② Sélection des Matériaux de soudage: Pour réduire le risque de fissuration, il est important de choisir des matériaux de soudage à faible teneur en silicium. Pour le soudage sous protection gazeuse, il convient d'utiliser un fil de soudage à faible teneur en silicium. Le soudage manuel peut être effectué à l'aide d'un titane ou une électrode en titane-calcium.
La couche de zinc près de la rainure peut subir une oxydation (ZnO) et une vaporisation en raison de la chaleur générée pendant le soudage à l'arc, ce qui entraîne l'émission de fumées et de vapeurs blanches. Cela peut facilement entraîner une porosité dans la soudure. Plus le courant de soudage est élevé, plus l'évaporation du zinc est importante et plus la porosité est probable.
Le soudage avec des électrodes de type titane et titane-calcium tend à entraîner moins de porosité dans la gamme des courants moyens. D'autre part, les courants faibles et élevés pendant le soudage avec des électrodes de type cellulose et des électrodes de soudage à faible teneur en hydrogène peuvent provoquer des porosités.
Il est important de contrôler l'angle de l'électrode pour qu'il soit compris entre 30 et 70° afin de réduire le risque de porosité.
La couche de zinc près du bain de fusion pendant le soudage s'oxyde en ZnO et se vaporise sous l'effet de la chaleur de l'arc, ce qui crée une quantité importante de poussière. Le principal composant de cette poussière est le ZnO, qui peut avoir des effets nocifs sur le système respiratoire des travailleurs.
Il est important d'assurer une bonne ventilation pendant le soudage afin de réduire les risques pour les travailleurs.
Avec les mêmes spécifications de soudage, le soudage avec une électrode en oxyde de titane génère moins de poussière que l'utilisation d'une électrode de soudage à faible teneur en hydrogène, qui a tendance à produire une plus grande quantité de poussière.
Lors de l'utilisation d'un courant de soudage faible, le ZnO formé pendant le processus de chauffage peut être piégé et se transformer en scories de ZnO. Le ZnO est stable et a un point de fusion élevé de 1800°C. La présence de gros blocs de scories de ZnO peut avoir un impact négatif significatif sur la plasticité de la soudure.
Cependant, lors de l'utilisation d'une électrode de type oxyde de titane, la distribution de ZnO est petite et uniforme, ce qui a peu d'effet sur la plasticité et la résistance à la traction de la soudure. En revanche, lors de l'utilisation d'une électrode à base de cellulose ou d'hydrogène, le ZnO dans le cordon de soudure est plus grand et plus abondant, ce qui se traduit par une mauvaise performance de la soudure.
L'acier galvanisé peut être soudé à l'aide de différentes techniques, notamment le soudage manuel à l'arc électrique, le soudage à l'électrode fondante sous protection gazeuse, soudage à l'arc sous argonet le soudage par résistance.
1) Préparation de la soudure
Pour réduire la quantité de poussière de soudage et empêcher la formation de fissures et de porosités de soudage, il est nécessaire de préparer la pente appropriée avant le soudage et d'enlever la couche de zinc près de la rainure. Cet enlèvement peut être réalisé à la flamme ou par sablage.
Il est important de contrôler le jeu de la rainure pour qu'il soit compris entre 1,5 et 2 mm, et pour les pièces plus épaisses, le jeu peut être augmenté jusqu'à 2,5 ou 3 mm.
2) Choix de l'électrode
Le principe de sélection d'un baguette de soudure est de s'assurer que les propriétés mécaniques du métal soudé sont aussi proches que possible de celles du matériau de base. En outre, il est important de contrôler la quantité de silicium dans l'électrode de soudage pour qu'elle soit inférieure à 0,2%.
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Les joints produits à l'aide d'électrodes de soudage de type ilménite, oxyde de titane, cellulose, calcium de titane et à faible teneur en hydrogène peuvent présenter une résistance satisfaisante. Cependant, les électrodes à faible teneur en hydrogène et en cellulose ont tendance à produire des scories et des porosités dans les soudures, c'est pourquoi elles ne sont pas couramment utilisées.
Pour les tôles galvanisées en acier doux, les baguettes de soudure J421/J422 ou J423 sont préférables. Pour les tôles en acier galvanisé dont la résistance est supérieure à 500MPa, il convient d'utiliser les baguettes de soudage E5001 ou E5003. Pour les tôles en acier galvanisé dont la résistance est supérieure à 600MPa, les baguettes de soudage recommandées sont E6013, E5503 ou E5513.
Lors du soudage, il est recommandé d'utiliser un arc court et d'éviter de faire osciller l'arc afin de minimiser l'expansion de la zone de fusion de la couche galvanisée, d'assurer la résistance à la corrosion de la pièce et de réduire la quantité de suie générée.
Soudage sous protection gazeuse, tel que le CO2 soudage sous protection gazeuse ou un mélange Ar+CO2 ou Ar+O2, est recommandé pour le soudage de l'acier galvanisé. Le type de gaz protecteur utilisé peut avoir un impact significatif sur la teneur en zinc de la soudure. L'utilisation de CO2 pur ou de CO2+O2 entraîne une teneur en zinc plus élevée dans la soudure, tandis que l'utilisation d'Ar+CO2 ou d'Ar+O2 entraîne une teneur en zinc plus faible. Le courant de soudage a un effet minime sur la teneur en zinc de la soudure, avec une légère diminution au fur et à mesure que le courant augmente.
Le soudage sous protection gazeuse produit plus de poussière de soudage que le soudage manuel à l'arc, il est donc important d'accorder une attention particulière à l'échappement. La taille et la composition de la suie sont principalement influencées par le courant et le gaz protecteur, un courant plus important ou une plus grande quantité de CO2 ou d'O2 dans le gaz entraînant une plus grande quantité de suie. La teneur en ZnO dans la suie augmente également, avec une teneur maximale d'environ 70%.
La profondeur de fusion de l'acier galvanisé est plus importante que celle de l'acier non galvanisé pour les mêmes spécifications de soudage. Les joints en T, les joints de recouvrement et le soudage par le bas sont plus sujets à la porosité, et la vitesse de soudage a un impact significatif, en particulier pour l'acier galvanisé. acier allié. Dans le cas du soudage multiligne, les lignes de soudage sont plus sensibles à la porosité que les lignes précédentes.
La composition du gaz protecteur a peu d'effet sur les propriétés mécaniques des joints, et le CO2 pur est couramment utilisé pour le soudage. Les paramètres de soudage pour les assemblages bout à bout en forme de I, les assemblages à recouvrement et les assemblages en T de tôles d'acier galvanisé utilisant le soudage au CO2 sont énumérés dans les tableaux 1 à 3.
Tableau 1 Paramètres de spécification pour le soudage au CO2 de pièces galvanisées en forme de I tôle d'acier joint d'about
| Épaisseur/mm | Écart/mm | Position de soudage | Vitesse de dévidage du fil/mm*s-1 | Tension d'arc/V | Courant de soudage/A | Vitesse de soudage/mm*s-1 | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.6 | 0 | Soudage à plat | 59.2～80.4 | 17～20 | 70～90 | 5.1～7.2 | Fil de soudure ER705-3 Dia. 0,9 mm Extension sèche 6.4mm |
| Soudage vertical vers le bas | 82.5 | 17 | 90 | 5.9 | |||
| Soudage horizontal | 50.8 | 18 | 100 | 8.5 | |||
| Soudage en hauteur | 50.8～55 | 18～19 | 100～110 | - | |||
| 3.2 | 0.8～1.5 | Soudage à plat | 71.9 | 20 | 135 | 5.5 | |
| Soudage vertical | 71.9 | 20 | 135 | 7.6 | |||
| Soudage horizontal | 71.9 | 20 | 135 | 6.8 | |||
| Soudage en hauteur | 71.9 | 20 | 135 | 5.5 |
Tableau 2 Paramètres de spécification pour le soudage au CO2 d'un joint de recouvrement d'une plaque d'acier galvanisé
| Épaisseur/mm | Position de soudage | Vitesse de dévidage du fil/mm*s-1 | Tension d'arc/V | Courant de soudage/A | Vitesse de soudage/mm*s-1 | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.6 | Soudage à plat | 50.8 | 19 | 110 | 5.1～6.8 | Fil de soudureER705-3 Dia. 0,9 mm Extension sèche6.4mm |
| Soudage horizontal | 50.8 | 19～20 | 100～110 | 5.5～6.8 | ||
| Soudage en hauteur | 50.8 | 19～20 | 100～110 | 4.2～5.1 | ||
| Soudage vertical | 50.8 | 18 | 100 | 5.5～6.8 | ||
| 3.2 | Soudage à plat | 67.2 | 19 | 135 | 3.8～4.2 | |
| Soudage horizontal | 67.2 | 19 | 135 | 3.8～4.2 | ||
| Soudage vertical vers le bas | 67.7 | 19 | 135 | 5.1 | ||
| Soudage en hauteur | 59.2 | 19 | 135 | 3.4～3.8 |
Tableau 3 Paramètres de spécification pour le soudage au CO2 d'une plaque d'acier galvanisé en forme de T, joint en bout (joint angulaire)
| Épaisseur/mm | Position de soudage | Vitesse de dévidage du fil/mm*s-1 | Tension d'arc/V | Courant de soudage/A | Vitesse de soudage/mm*s-1 | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.6 | Soudage à plat | 50.8～55 | 18 | 100～110 | - | Fil de soudureER705-3 Dia. 0,9 mm Extension sèche6.4mm |
| Soudage vertical | 55～65.6 | 19 | 110～120 | - | ||
| Soudage en hauteur | 55 | 19～20 | 110 | 5.9 | ||
| Soudage horizontal | 59.2 | 20 | 120 | 5.1 | ||
| 3.2 | Soudage à plat | 71.9 | 20 | 135 | 4.7 | |
| Soudage vertical | 71.9 | 20 | 135 | 5.9 | ||
| Soudage horizontal | 71.9 | 20 | 135 | 4.2 | ||
| Soudage en hauteur | 71.9 | 20 | 135 | 5.1 |
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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