Comment souder les joints verticaux et horizontaux à l'arc électrique : instructions étape par étape

Le soudage à l'arc est une technologie qui permet d'unir la structure des métaux par chauffage et fusion à l'aide d'un arc électrique. Elle s'est largement répandue dans divers secteurs de l'économie nationale, y compris le secteur privé.

En substance, cette méthode permet de souder entre eux tous les métaux, compte tenu de la température de l'arc électrique (7 000 à 8 000 degrés). Mais avant de recourir à cette technologie, vous devrez apprendre à souder un joint vertical à l'arc électrique et maîtriser la technique du joint horizontal.

Soudures : définitions générales

La technologie de soudage des métaux est étroitement liée à la notion de soudure. Celle-ci se forme lors du refroidissement du métal fondu par le soudage à l'arc électrique.

Selon l'emplacement du soudage, le joint peut être horizontal ou vertical. De plus, sa disposition spatiale peut être inférieure, latérale ou supérieure.

Types de soudures : 1 – horizontal dans le plan inférieur ; 2 – horizontal dans le plan supérieur (plafond) ; 3 – horizontal dans le plan latéral ; 4 – vertical dans le plan latéral

La pose de soudures dans le plan horizontal inférieur est considérée comme la plus simple et la plus facile à réaliser. Dans ces conditions, le métal fondu est relativement facile à contrôler.

Un simple joint de soudure placé dans le plan horizontal inférieur. C'est le type de joint le plus facile que l'on rencontre dans la pratique du soudage.

Les autres positions des joints dans l'espace (latérale et supérieure) sont considérées comme techniquement difficiles à réaliser, nécessitant l'étude des techniques de soudage et l'acquisition de l'expérience correspondante.

Comment souder un joint vertical ?

La difficulté du contrôle du soudage lors de la réalisation d'une soudure verticale est due à un phénomène physique courant : la gravité. Celle-ci agit sur la masse de métal en fusion qui, à l'état liquide, s'écoule vers le bas.

Ici, l'action du soudeur professionnel consiste à empêcher la masse fondue de se détacher du point de soudage. Pour obtenir ce résultat, un arc électrique stable, maintenu à une distance minimale admissible entre l'extrémité de l'électrode et le bain de soudure, est utile.

Technique de bas en haut

Le joint vertical est généralement soudé en déplaçant l'électrode du point bas vers le point haut. Ce trajet assure un contrôle plus stable, et l'arc électrique maintient solidement le bain de fusion, empêchant l'étalement. C'est en passant de bas en haut que l'on parvient à former une soudure verticale de la meilleure qualité.

Technique de formation de la soudure verticale de bas en haut. Pour obtenir la largeur de soudure et la profondeur de pénétration requises, les artisans utilisent différentes variantes de « dessin » avec l'électrode.

Bien sûr, avant de commencer le soudage d'une soudure verticale, il faut préparer les bords du joint, les traiter conformément aux exigences techniques. Le poste à souder doit être réglé en fonction des conditions de soudage (régler le courant, choisir l'électrode).

Initialement, plusieurs points de « soudage par points » sont réalisés le long du joint – une soudure courte (1 – 2 cm). Le but de ces actions est d'éviter, lors du chauffage, le déplacement des pièces à souder en raison de la déformation thermique.

Exemple d'un cordon vertical obtenu après soudure de deux plaques métalliques par un soudeur qualifié. La technique utilisée consistait à déplacer l'électrode de bas en haut.

Lors du soudage vertical d'un joint, l'angle de maintien de l'électrode par rapport au plan sur lequel le cordon sera déposé est maintenu entre 45 et 90 degrés.

Les instructions du soudeur établissent les actions suivantes :

1. L'arc est amorcé par le contact de l'électrode avec le métal.
2. Des points de soudure sont réalisés en 3-4 points le long de la ligne de joint, du milieu vers les bords.
3. Le soudage commence au point le plus bas de la ligne de joint.
4. Le déplacement de l'électrode est dirigé vers le haut, le bain de fusion est maintenu dans la zone de travail.

L'électrode doit être avancée à une vitesse modérée. Le principal critère de vitesse est la formation d'une quantité optimale de métal en fusion dans le bain de soudure.

Parallèlement au mouvement vertical de l'électrode, des mouvements transversaux en zigzag en forme de « croissant », de « sapin » ou d'autres « motifs » sont acceptables. Cependant, la technique de déplacement transversal ne semble pertinente que pour les métaux d'une épaisseur de paroi supérieure à 4 mm.

Il est recommandé de souder le métal avec un cordon vertical en une seule passe sans arrêt. Pour les soudeurs débutants, cela peut sembler difficile. Cependant, l'expérience s'acquiert rapidement.

Technique de haut en bas

Les soudeurs expérimentés réalisent sans difficulté un cordon vertical en déplaçant l'électrode de haut en bas. Quel est le secret de l'exécution d'une telle opération ?

C'est simple : en amorçant l'arc électrique, l'électrode est placée à un angle de 90° par rapport au plan de travail. Dès que le métal au point de formation de l'arc commence à fondre, l'angle de l'électrode est modifié à 15-20° en abaissant légèrement le porte-électrode.

Technique de réalisation d'un cordon vertical lorsque l'électrode est déplacée de haut en bas. Dans cette variante, des formes transversales de « tracé » de l'électrode légèrement différentes sont utilisées.

Le guidage de l'électrode le long de la ligne de joint pour les métaux à paroi épaisse se fait également par des zigzags transversaux de forme « en dents de scie » ou « rectangulaire ». Certains soudeurs utilisent la méthode de répartition « ondulatoire » du métal en fusion.

Cependant, la méthode de formation d'un cordon vertical de haut en bas présente des difficultés majeures pour le soudeur. Néanmoins, selon de nombreux spécialistes, le soudage de cette manière donne de meilleurs résultats en termes de qualité.

Technique de soudage du joint horizontal

Les spécificités du soudage d'un cordon horizontal sont pratiquement les mêmes que pour un cordon vertical. Les nuances techniques sont encore une fois la manipulation des angles de positionnement de l'électrode.

Le sens de déplacement lors du soudage des pièces sur le joint peut être choisi de son point le plus à gauche à son point le plus à droite, ou inversement. Le choix spécifique de la direction est déterminé par le soudeur en fonction de son confort personnel.

Technique standard de formation de la soudure horizontale et formes pratiques de « tracé » transversal utilisées pour obtenir les valeurs souhaitées de largeur et de profondeur de la soudure.

Mais comment souder correctement une soudure horizontale à l'arc électrique pour éviter que le métal en fusion ne s'écoule de la rainure en raison de la force de gravité ?

Ici, le soudeur doit choisir une position de l'électrode telle que la force de l'arc électrique soit équivalente à la force de gravité des gouttelettes de métal. Il faudra peut-être ajuster l'intensité du courant et déterminer empiriquement la vitesse de déplacement optimale de l'électrode.

Habituellement, le soudage d'une soudure horizontale est effectué en continu jusqu'à son achèvement complet. Cependant, s'il n'est pas possible de contrôler le métal en fusion (le bain de soudure), on peut essayer de modifier la technique : passer à un déplacement avec extinction périodique de l'arc.

Toutes ces subtilités s'acquièrent avec l'expérience des travaux de soudage. Il ne faut donc pas désespérer si les premières tentatives échouent.

Exemple pratique de cordons de soudure horizontaux réalisés sur des plaques métalliques installées verticalement. La variante supérieure a été exécutée de gauche à droite, la variante inférieure de droite à gauche.

La formation d'une soudure horizontale de la largeur et de la profondeur de pénétration souhaitées est généralement obtenue par un déplacement transversal soigneux de l'extrémité incandescente de l'électrode d'un bord d'une pièce à assembler à l'autre bord.

Pour le soudage de métaux d'une épaisseur allant jusqu'à 4 mm, on utilise différentes variantes du « motif » du déplacement transversal de l'électrode. Il n'y a pas de recommandations spécifiques à ce sujet. L'essentiel est d'obtenir la largeur de soudure et la profondeur de pénétration requises.

L'arc électrique : contrôle de la longueur optimale

La grandeur de l'intervalle entre l'extrémité chaude de l'électrode et la surface du métal, suffisante pour former une décharge électrique, est appelée longueur d'arc. L'un des principes fondamentaux des instructions du soudeur est le contrôle de la longueur d'arc optimale.

Théoriquement, en mode soudage, on peut obtenir trois intervalles d'arc :

• court (1 – 1,5 mm) ;
• long (3,5 – 6 mm) ;
• normal (2 – 3 mm).

Le mode de combustion d'un arc court se caractérise par un chauffage insuffisant du métal en largeur. Sur les bords de la soudure, dans de tels cas, on note ce que l'on appelle une « sous-cavure » – une petite dépression. La présence d'un tel défaut témoigne de faibles indicateurs de qualité du cordon de soudure.

La longueur de l'arc électrique revêt une importance particulière pour la technique de soudage. C'est grâce à ce paramètre que se construit la structure correcte ou incorrecte du cordon de soudure.

Le mode de soudage avec un arc long est généralement accompagné de son extinction périodique. On note ici un faible échauffement du métal en profondeur. On ne peut pas non plus parler d'une bonne qualité de la soudure.

Ainsi, il ne reste qu'une seule option à laquelle le soudeur débutant doit se référer : la longueur d'arc normale, qui ne doit pas dépasser Ld = 0,5-1,1 * De (Ld – longueur d'arc ; De – diamètre de l'électrode).

Gestion de la position de l'électrode

Le processus de soudage peut être effectué avec l'électrode en position d'angle avant, angle arrière, ou angle droit. En appliquant l'une de ces trois techniques, le soudeur est capable de créer des soudures dans différentes conditions de travail.

Variantes des positions angulaires de l'électrode pour les travaux de soudage. Les flèches bleues indiquent la direction de déplacement de l'électrode.

Ainsi, la technique de l'angle avant est traditionnellement utilisée pour assembler des éléments avec des soudures horizontales et verticales dans des conditions de position supérieure des pièces dans l'espace (soudage au plafond). Cette même technique est utilisée avec succès pour le soudage des joints de tubes non tournants ou lors de la construction d'un poêle artisanal à partir d'une bouteille de gaz.

En maintenant l'électrode strictement à angle droit (90º), le soudeur assure l'exécution des travaux dans des endroits difficiles d'accès. Enfin, la technique de « l'angle arrière » permet d'effectuer des travaux de soudage de qualité sur les joints d'angle.

En réglant l'électrode « angle avant », on travaille généralement avec des métaux à paroi mince. Dans cette position de l'électrode, on obtient une soudure large de faible profondeur. Sur les métaux à paroi épaisse, en revanche, on essaie d'appliquer la technique de « l'angle arrière », en assurant un chauffage suffisamment profond du métal.

Paramètres du courant et déplacement de l'électrode

La valeur de l'intensité du courant et la vitesse de déplacement de l'électrode sont des facteurs importants qui influencent la qualité de la soudure. Le soudage avec des courants élevés s'accompagne d'un chauffage profond du métal, ce qui permet d'augmenter la vitesse de déplacement de l'électrode. Avec un rapport optimal entre le courant et la vitesse de déplacement de l'électrode, on obtient une soudure uniforme et de qualité.

Tableau de correspondance du courant, de l'électrode et de l'épaisseur du métal

En déplaçant l'électrode à une certaine vitesse, il faut tenir compte de la puissance de l'arc. Une avance trop rapide de l'électrode à faible puissance ne peut pas assurer une température de chauffage suffisante.

En conséquence, il ne sera pas possible de faire pénétrer le métal à la profondeur souhaitée. La soudure se contentera de « se poser » en surface, en « saisissant » à peine les bords des pièces.

Métal perforé au point d'un avancement trop lent de l'électrode. Défaut fréquent sur les soudures de métaux à paroi mince avec un arc de puissance élevée.

Au contraire, dans des conditions d'avancement trop lent de l'électrode, une atmosphère de surchauffe se crée, ce qui risque de déformer le métal sur la ligne de soudage. Si les éléments métalliques ont une structure fine, l'arc puissant perforera simplement le métal.

Il est possible de s'entraîner avec succès dans le domaine du soudeur débutant et d'affiner ses compétences de réalisation de soudures lors de la fabrication d'un poêle à huile usagée, dont le corps est constitué d'un tube métallique. Nous vous recommandons de consulter les informations utiles.

Instructions pour le soudeur débutant

Les travaux de soudage ne peuvent être effectués qu'avec un équipement approprié.

L'ensemble standard contient :

1. Veste, pantalon, gants, chaussures en matériaux solides, résistants et ignifuges.
2. Un couvre-chef couvrant entièrement l'arrière de la tête.
3. Un masque de protection spécial pour le visage et les yeux.

Pour effectuer le soudage, vous devez utiliser un appareil en bon état de fonctionnement, dont la partie électrique est enfermée dans un boîtier fiable. Les câbles électriques faisant partie de l'appareil doivent avoir une isolation intacte et correspondre aux caractéristiques électriques de l'appareil.

Le poste du soudeur doit être équipé d'une table de travail, de sources de lumière, d'une barre de mise à la terre, de moyens de protection contre les chocs électriques et de moyens de lutte contre l'incendie.

Et avant de commencer les travaux, il faut étudier minutieusement les règles de soudage à l'arc, examiner et étudier les méthodes et les options de réalisation des joints.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Nous vous proposons de regarder un atelier vidéo de soudage : comment souder les joints horizontaux et verticaux :

Il n'est pas obligatoire d'avoir la qualification de soudeur professionnel, mais il est souhaitable de maîtriser la technique du soudage. Grâce aux compétences acquises en soudage, une personne a plus de possibilités pour réaliser divers projets domestiques.

Si vous le souhaitez, vous pouvez toujours étudier la technologie, et l'expérience pratique vous aidera à maîtriser la technique de production à un niveau élevé.

Vous souhaitez partager votre propre expérience dans la réalisation de soudures ? Connaissez-vous des subtilités du processus non mentionnées dans l'article ? Veuillez écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous.