Soudage par rechargement – Techniques, applications et meilleures pratiques

Vous ne connaissiez rien au rechargement par soudage ? Eh bien, ce n'est pas compliqué. Il s'agit d'une technique de soudage très simple qui consiste à souder une couche métallique pour améliorer ou protéger la surface d'un autre métal. Ce type de soudage est très utile dans les industries où les risques d'usure des machines sont importants, notamment l'aéronautique, le pétrole, le gaz et l'exploitation minière.

Le rechargement par soudage permet d'augmenter la durée de vie des machines et des pièces, réduisant ainsi le besoin de les remplacer. Il permet donc de réaliser d'importantes économies. Nous vous expliquons ici en quoi consiste exactement ce procédé, comment le réaliser, les techniques à utiliser, les pratiques de sécurité, les applications, les avantages et les limites, et bien plus encore.

Donc, si vous êtes un soudeur débutant ou toute personne liée à ce domaine, ces connaissances vous seront très utiles pour comprendre cette importante technique de soudage.

Qu'est-ce que le soudage par rechargement ?

Soudage par rechargement

Le rechargement par soudage est une technique particulière qui consiste à souder un métal pour protéger la surface d'un autre métal. L'objectif principal de ce procédé est non seulement d'assurer la protection, mais aussi d'améliorer les propriétés du métal sans compromettre ni endommager sa surface.

Par exemple, vous pouvez appliquer un revêtement métallique dur et résistant à la corrosion sur un métal moins durable. Cela améliorera la qualité du métal et lui permettra de fonctionner plus longtemps.

Passons maintenant aux différents types de revêtement de soudure !

Types de revêtement de soudure

Tout comme le soudage, le rechargement par soudage se décline en différents types. Chacun de ces types et techniques présente des avantages et des applications spécifiques. Vous trouverez ci-dessous une description détaillée de ces types.

1. Soudage à l'arc submergé (SAW)

SCIE

Au cours de cette méthode, un flux granulaire recouvre l'ensemble du métal, d'où son nom soudage à l'arc submergé. Cette technique est très utile pour produire des couches de soudure épaisses de haute qualité. Elle trouve des applications importantes dans les projets industriels de grande envergure.

2. Soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW)

GMAW

Vous avez également connu cette technique sous le nom de soudage MIGIl s'agit d'un pistolet d'alimentation en fil qui émet un gaz pour protéger la surface soudée des contaminations. Ce procédé est relativement facile à maîtriser et offre de nombreuses applications. Sa polyvalence permet de l'utiliser aussi bien pour des projets de grande envergure que pour des projets de petite envergure.

3. Soudage à l'arc avec transfert de plasma (PTAW)

PTAW

Cette technique utilise une torche plasma pour fondre le métal et un système de distribution de poudre pour le métal de recouvrement. Très précise, elle permet de recouvrir des surfaces plus petites et délicates, difficiles à réaliser avec les deux autres techniques.

Alors, quelle technique choisir ? Le SAW est le meilleur pour sa capacité de pénétration et sa vitesse, le GMAW est très polyvalent et le PTAW offre une précision extrême.

Quels sont les matériaux couramment utilisés

L'utilisation des matériaux dépend entièrement du résultat final souhaité. Vous êtes entièrement libre de choisir les matériaux en fonction du résultat souhaité. Les matériaux les plus couramment utilisés pour le soudage par placage sont :

Tous ces matériaux garantissent que les métaux tolèrent des conditions environnementales difficiles et prolongent leur durée de vie.

Quelles sont les applications du revêtement par recouvrement soudé ?

Comme mentionné précédemment, les rechargements par soudage ont diverses applications et peuvent être utilisés dans différents secteurs. Ils améliorent la longévité et la fonctionnalité des matériaux. Voici quelques applications importantes du rechargement par soudage :

Applications industrielles

• Pétrole et gaz

Le secteur pétrolier et gazier est très complexe. Les équipements utilisés dans ce secteur sont exposés à une usure fréquente, à la corrosion et à d'autres facteurs environnementaux tels que les pressions élevées. Au fil du temps, les brides, les pipelines et les vannes ont commencé à fuir.

Pour répondre à ce problème, les alliages résistants à la corrosion sont soudés par placage. Ce procédé permet d'éviter toute fuite et défaillance, garantissant ainsi un fonctionnement sûr et efficace.

• Exploitation minière

Les outils et équipements miniers sont très solides et robustes car ils doivent tolérer des conditions environnementales abrasives et l'usure.

Le revêtement soudé joue un rôle important dans la réparation et le renforcement de ces équipements, notamment les dents d'excavatrice, les marteaux concasseurs et les forets.

Le processus réduit non seulement les temps d’arrêt et les coûts d’entretien, mais augmente également la durée de vie.

• Production d'électricité

Le rechargement par soudure est essentiel pour les centrales électriques afin de gérer certains composants essentiels résistant aux hautes pressions, aux hautes températures et à la vapeur corrosive. Il s'agit notamment des aubes de turbine et des tubes de chaudière.

Une couche protectrice superposée les protège de l'usure et de la corrosion tout en augmentant leur efficacité.

• Aérospatial

Comme pour d’autres équipements et outils, le revêtement de soudure protège les composants du train d’atterrissage et du moteur à réaction de la corrosion et de l’usure.

Si le processus est effectué efficacement, il permet de restaurer les dimensions d’origine des composants défectueux.

Applications de réparation et d'entretien

Le soudage par rechargement n'est pas seulement utilisé pour améliorer l'efficacité, mais il a également des applications dans la réparation et la maintenance de différents composants de machines.

Vous pouvez réparer les pièces endommagées de votre appareil en soudant des revêtements. Cette technique est également très économique, contrairement au remplacement des pièces par des pièces neuves.

Cela est particulièrement vrai dans le cas de pièces complexes de grande taille qui sont très coûteuses à remplacer.

Quels sont les avantages du soudage par placage

Le soudage par placage présente de nombreux avantages. En voici quelques-uns :

Prolonger la durée de vie de l'équipement

Le revêtement de soudure augmente considérablement la durée de vie des différents outils et équipements en les protégeant de l'usure et de la corrosion.

Très économique

Il est judicieux de remplacer les composants défectueux, surtout s'ils sont coûteux. Cela réduit le coût d'achat et de remplacement.

Personnalisation

Vous pouvez améliorer la résistance et l’efficacité de n’importe quel matériau en utilisant un alliage métallique de votre choix en fonction des propriétés que vous souhaitez dans le produit fini.

Moins de temps d'arrêt

Si vous entretenez régulièrement vos composants défectueux par soudage par rechargement, vous économisez beaucoup de temps d'arrêt et réduisez les coûts.

Quels sont les équipements utilisés ?

Le rechargement par soudage est impossible sans l'utilisation d'outils appropriés. Plusieurs outils sont utilisés à cette fin. Nous aborderons certains de ces équipements et outils dans cette section.

Machines à souder

• Système de soudage automatisé

Il s'agit de l'une des machines les plus couramment utilisées dans les applications de soudage par superposition afin d'obtenir une qualité constante et une épaisseur uniforme de la surface de superposition.

Si vous travaillez sur un projet industriel à grande échelle, le système de soudage automatisé est tout à fait idéal car il offre précision et exactitude, comme dans les secteurs aérospatial et nucléaire.

Vous pouvez utiliser un système de soudage automatisé pour effectuer diverses techniques de soudage, notamment TIG, MIG et SAW.

• Machines à souder manuelles

Ces machines sont idéales pour les petites tâches complexes, pour lesquelles les machines de soudage automatisées ne permettent pas de contrôle. Elles permettent généralement de réaliser des soudages GMAW et PTAW. Assurez-vous que le soudeur possède l'expérience et les compétences nécessaires pour maîtriser les subtilités du soudage.

Équipement de soutien

Outre les machines à souder, certains équipements complémentaires facilitent le rechargement par soudage. Ces équipements sont les suivants :

• Dévidoirs de fil

Ces éléments sont essentiels pour les soudages SAW et MIG et offrent fiabilité et précision. Il est donc important de s'assurer que les dévidoirs sont suffisamment performants. Ils contrôlent la régularité et la vitesse d'alimentation du fil vers la zone de soudage. Le dévidoir influence la qualité du rechargement de la soudure.

• Sources d'énergie

Le soudage est impossible sans source d'alimentation. Une source d'alimentation stable et adaptée est donc essentielle pour maintenir la puissance nécessaire pendant le soudage. Les sources d'alimentation conçues pour le rechargement doivent supporter des courants élevés et des cycles de marche longs, sans fluctuations de l'arc ni surchauffe.

• Équipement d'oscillation

Ces équipements sont très utiles pour les techniques de soudage nécessitant un tissage de cordons. Ils permettent de répartir les dépôts de soudure de manière très uniforme sur toute la surface. Cette répartition uniforme est particulièrement importante pour les grandes surfaces ou pour une précision dans l'épaisseur et la composition du revêtement.

Équipement de sécurité et de contrôle

Parmi les équipements auxiliaires, on trouve des équipements de sécurité et de contrôle qui non seulement assurent la sécurité et le bon déroulement du processus, mais aussi la sécurité du soudeur. Voici quelques-uns des équipements de sécurité et de contrôle les plus importants utilisés dans les services de rechargement par soudure :

• Système d'extraction des fumées

Le rechargement par soudage produit une quantité considérable de fumées et de particules. Ces systèmes d'extraction doivent être efficaces pour garantir la sécurité des opérations de soudage. Ils protègent le soudeur de l'inhalation de fumées et réduisent les risques de problèmes respiratoires et autres problèmes connexes. Il est essentiel de disposer de systèmes d'extraction de fumées adéquats, surtout si vous travaillez dans des espaces confinés.

• Systèmes de refroidissement

Tout comme le soudage simple, le rechargement génère beaucoup de chaleur en raison des flammes à haute température. Ces températures élevées affectent non seulement les machines, mais aussi le métal de rechargement. Les systèmes de refroidissement gèrent la température des équipements de soudage afin d'éviter toute surchauffe et de garantir des soudures uniformes.

• Systèmes de contrôle

De nos jours, les nouvelles machines à souder intègrent des systèmes de contrôle avancés permettant aux opérateurs d'affiner les paramètres de soudage. Grâce à ces systèmes, vous pouvez ajuster la tension, le courant, la vitesse d'alimentation du fil et d'autres paramètres pour garantir la qualité et la régularité du soudage.

• Équipement de protection individuelle (EPI)

La sécurité des personnes est primordiale lors du soudage. Il est donc essentiel de porter un équipement de protection individuelle (EPI) pendant et après le soudage par rechargement.

Casques de soudage – Les casques auto-obscurcissants protègent les yeux et le visage du soudeur des rayons UV, de la lumière intense, des flammes et des fumées.

Gants et vêtements de protection – Les gants protègent les mains et les bras des brûlures cutanées et les vêtements de protection protègent le corps des flammes étincelantes.

respirateurs – Les respirateurs protègent le nez des gaz toxiques, des fumées et d’une mauvaise ventilation.

Quelle est la différence entre le revêtement et le recouvrement par soudure ?

Le placage et le recouvrement par soudure peuvent sembler identiques, mais ils sont en réalité différents. Tous deux améliorent les propriétés des surfaces, mais leur point commun est le suivant :

Services de recouvrement de soudure

Les services de rechargement par soudure offrent une vaste gamme de solutions pour répondre aux besoins spécifiques de différents secteurs et applications. Ces services sont les suivants :

Solution de recouvrement de soudure personnalisée

Étant personnalisés, ils sont principalement adaptés aux besoins spécifiques des projets et des industries, notamment en termes de choix des matériaux et de méthodes d'application.

Soudage sur site

Ces services sont utiles pour les composants fixes ou les grands projets industriels nécessitant l'utilisation de machines ou de pipelines lourds. Différents prestataires proposent donc des services de soudage sur site.

Inspection et essais

L'inspection est indispensable après un rechargement par soudage. Plusieurs fournisseurs proposent des inspections et des tests minutieux pour garantir le maintien de l'intégrité et des performances du revêtement soudé.

Comment réaliser un procédé de soudage par superposition ?

Le soudage par superposition est un processus minutieux qui doit être précis et réalisé après une planification minutieuse.

Nous vous expliquerons toutes les principales étapes du rechargement par soudage, de la préparation jusqu'aux touches finales.

Chaque étape garantit les propriétés chimiques et mécaniques du produit fini. Voici un guide étape par étape du processus de soudage par rechargement :

Étape #1 Préparation du matériau de base

1. Nettoyage

Tout d'abord, il faut nettoyer la surface du matériau de base et la débarrasser des contaminants tels que l'huile, la rouille et la graisse. Le nettoyage s'effectue principalement à l'aide de solvants chimiques, de sablage et de brossage mécanique. Une surface propre et lisse améliore la qualité de la soudure.

2. Usinage et rectification

Selon l'état du matériau de base, un meulage ou un usinage peut être nécessaire pour obtenir le profil de surface souhaité. Cela permet d'obtenir une surface uniforme, ce qui conduit à une soudure de rechargement plus lisse et régulière. Chaque étape garantit les propriétés chimiques et mécaniques du produit fini.

3. Préchauffage

Certains matériaux nécessitent un préchauffage pour éviter les fissures et absorber les chocs thermiques avant le soudage. Il n'existe pas de valeur précise pour la température de préchauffage. Tout dépend de la composition et de l'épaisseur du matériau.

Étape #2 Sélection du matériau de remplissage

1. Compatibilité des matériaux

Le choix du matériau de remplissage dépend entièrement des propriétés souhaitées pour le produit final. Vous pouvez sélectionner le matériau en fonction de sa résistance à la corrosion, de sa conductivité thermique, de sa dureté ou de sa résistance à l'usure. Cependant, il est essentiel d'utiliser uniquement un métal compatible avec le matériau de base afin d'éviter le délaminage.

2. Forme matérielle

Il existe différentes formes de matériaux d'apport. Ils sont disponibles sous forme de fil, de poudre et de tige. Le choix du matériau dépend de la technique de soudage et du type de rechargement choisis.

3. Essai

Dans certaines circonstances, différents tests sont effectués sur des échantillons pour confirmer si le matériau choisi fonctionnera bien ou non dans les conditions fonctionnelles attendues.

Étape #3 Configuration de l'équipement de soudage

1. Configuration

Configurez et assemblez l'équipement de soudage nécessaire conformément aux instructions du fabricant. Il est important de configurer les sources d'alimentation, les dévidoirs et les équipements auxiliaires tels que les systèmes de refroidissement et les oscillateurs.

2. Étalonnage

L'étalonnage de l'équipement est essentiel pour vérifier que les paramètres de soudage tels que le courant, la vitesse et la tension sont conformes aux exigences spécifiques du soudage. Cette étape garantit un soudage constant et de qualité.

3. Contrôles de sécurité

Il est important d'effectuer des contrôles de sécurité pour garantir le bon fonctionnement de l'équipement. Vérifiez que toutes les mesures de sécurité sont respectées avant de commencer le soudage.

Étape 1 : Procédé de soudage TP5T4

1. Initiation à l'arc

Démarrer le procédé de soudage En amorçant l'arc, vous devez choisir vous-même la technique de soudage, qu'il s'agisse d'un système de soudage automatisé ou manuel.

2. Superposition

Appliquer le matériau d'apport en couches et surveiller attentivement le dépôt afin de garantir une bonne couverture et une bonne pénétration. Le soudage par placage nécessite parfois plusieurs passes pour obtenir une épaisseur de matériau adéquate.

3. Surveillance

Surveillez le processus en permanence et recherchez tout signe de défaut de soudure. Recherchez les traces de soudure, les fissures, les remplissages irréguliers et autres défauts. Procédez aux ajustements nécessaires en fonction du type de défaut identifié.

Étape #5 Finition et traitement après soudure

1. Refroidissement

Le matériau soudé est laissé refroidir avant d'être mis en réserve pour la finition. Le refroidissement doit être effectué dans un environnement adapté afin d'éviter toute déformation et contrainte.

2. Inspection et essais

Vient ensuite l'étape d'inspection. Après refroidissement du matériau soudé, effectuez une nouvelle inspection visuelle pour détecter les défauts. Apportez les modifications nécessaires. Si aucun défaut n'est détecté visuellement, il est préférable d'utiliser d'autres méthodes d'inspection non destructive du soudage.

3. Traitement thermique après soudage

En fonction du type de revêtement, effectuez un traitement thermique pour réduire les contraintes et améliorer les propriétés métallurgiques de toute la zone soudée.

4. Polissage et usinage

Dans l'étape finale, l'usinage et le polissage de la surface soudée sont effectués pour obtenir la dimension et la finition souhaitées du matériau.

Il est important de suivre chacune des étapes mentionnées pour obtenir une soudure plus lisse et uniforme. Cela permet d'obtenir une soudure impeccable et de réaliser des économies substantielles sur les remplacements répétés.

Défis et solutions du revêtement par recouvrement soudé

Bien que le rechargement par soudage présente de nombreux avantages, il présente également des défis qui impactent directement la qualité, l'efficacité et le résultat du soudage. Il est donc important de bien comprendre les défis du rechargement pour garantir l'efficacité du procédé.

Voici quelques-uns des problèmes courants rencontrés par les soudeurs lors du rechargement par soudage, ainsi que leurs solutions. Jetez un œil :

1. Compatibilité des matériaux

Il est essentiel que le métal de revêtement et le matériau de base soient compatibles. En cas d'incompatibilité, la soudure ne sera pas aussi solide qu'elle le devrait. De plus, elle n'améliorera pas les propriétés chimiques et mécaniques des matériaux de base. À terme, le métal se corrodera et présentera une mauvaise adhérence.

Pour cela, effectuez des recherches et investissez du temps pour trouver les meilleures combinaisons compatibles de matériaux d'apport et de base. Consultez les tableaux de compatibilité et effectuez des analyses métallurgiques pour vérifier la compatibilité des matériaux dans des conditions spécifiques.

Il est conseillé de réaliser des essais préliminaires, tels que des essais de soudage à petite échelle, pour observer l'interaction entre les matériaux de base et d'apport. Ajuster le choix des matériaux en fonction des résultats des essais.

2. Stress et distorsion

Comme vous le savez, la chaleur intervient dans le processus de soudage. Elle provoque parfois la dilatation et la contraction du matériau. Ces phénomènes entraînent des déformations et des contraintes résiduelles. Non seulement cela altère l'aspect du matériau, mais cela nuit également à son intégrité structurelle et à ses performances.

Pour résoudre ce problème, utilisez des techniques d'apport de chaleur contrôlé afin de réduire l'impact thermique sur le métal. Il est également conseillé de préchauffer le matériau de base avant le soudage afin de limiter les déformations.

3. Obtenir les propriétés souhaitées

Comme mentionné précédemment, le rechargement par soudage vise à améliorer les propriétés chimiques et mécaniques du matériau de base, telles que la résistance à l'usure, à la corrosion et à la dureté. Réaliser cet objectif représente un défi majeur en raison des paramètres de soudage variables et du comportement des matériaux.

Il est donc important de surveiller attentivement les paramètres et d'apporter des modifications rapides en fonction des exigences de soudage.

Conclusion

Le rechargement par soudage est une technique importante pour améliorer les propriétés des matériaux, telles que la corrosion, la dureté et l'usure. Différentes techniques sont possibles, comme le soudage à l'arc submergé (SAW), le soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW) et le soudage à l'arc plasma transféré (PTAW).

Les applications du placage par soudage sont nombreuses. Il est utilisé dans les secteurs du pétrole et du gaz, des mines, de l'aérospatiale, de la production d'électricité, et bien d'autres encore.

Vous devez suivre toutes les étapes du rechargement par soudage mentionnées dans l'article. Cela garantira un résultat de soudage uniforme et sans défaut.

Cependant, vous devez utiliser un équipement de protection individuelle avant de commencer à effectuer ces tâches de soudage.