Cover Image
close this bookFormation Professionelle en Afrique: Technologie Generale pour Construction Métallique - Tome 2
View the document(introduction...)
View the document19. Pratiques du travail du tôle - Le dressage des tôles
View the document20. Fabrication des pièces mécaniques par découpage
View the document21. Le cisaillage
View the document22. Le burinage
View the document23. Le pliage
View the document24. Le pliage des tôles
View the document25. Le cintrage
View the document26. Le cintrage des tubes
View the document27. Métallurgie
View the document28. Production des pièces mécaniques par formage
View the document29. Classification des fers
View the document30. Traitements thermiques des métaux
View the document31. Le forgeage
View the document32. Le torsadage
View the document33. L'usage des profiles de fer
View the document34. Les organes d'arrêt pour ouvrages métalliques
View the document35. Généralités du soudage autogène
View the document36. Soudage électrique à l'arc
View the document37. Le soudage électrique par résistance
View the document38. Le soudage aux gaz - Soudage oxyacétylénique

38. Le soudage aux gaz - Soudage oxyacétylénique

I. Généralités

La soudure à gaz est un procédé d'assemblage qui consiste à apporter les bords des pièces à assembler a une même température de fusion avec ou sans métal d'apport; appelé soudure oxyacétylénique.

La chaleur nécessaire à la fusion des bords à assembler est obtenue par l'énergie calorifique engendrée par la réaction d'oxydation d'un gaz combustible.

A priori tous les gaz d'hydrocarbure pourraient être utilisés puisque leur combustion développe des températures supérieures à la température de fusion dès métaux courants:

- hydrogène 2 600 ° C - méthane 2 700 ° C - propane 2 800 ° C - Acétylène 3 100 ° C

Ce critère n'est pas suffisant pour effectuer un choix puisqu'il faut tenir compte du pouvoir de transmission de la chaleur aux pièces ainsi que de l'atmosphère gazeuse et de la réaction chimique qui, dans le cas du soudage, doit protéger le métal en fusion de l'oxydation et permettre la réduction des oxydes présents dans le bain de fusion.

En réalité, seul l'acétylène (ou le méthyacétylène pour les faibles épaisseurs) répond à ces critères.

II. Fonctionnement d'ensemble

On utilise comme moyen de chauffage les gaz (oxygène et acétylène). La flamme est obtenue par l'intermédiaire d'un chalumeau oxyacétylénique. La soudure à gaz est utilisée pour les pièces de faible épaisseur jusqu'à 2 mm. Sous la chaleur on constate une forte déformation des pièces dues à leur faible épaisseur.

III. Les gaz en soudage

Dans le soudage oxyacétylénique, la source calorifique est produite par la combustion de deux gaz:

- l'oxygène (O2) qui est le comburant,
- l'acétylène (C2H2) qui est le carburant.

1. Obtention de l'oxygène:

* Sait depuis l'air:

La composition de l'air en volume donne:


L'azote atmosphérique n'est pas pur, c'est un mélange d'azote chimiquement pur et de gaz rares tels que: l'argon, l'hélium, le néon.

Par dissociation de l'air et après dépoussiérage, on isole le gaz carbonique des autres gaz. Puis, par une technique de compression et de détente entraînant un abaissement de température on aboutit à l'air liquide. Enfin, par distillation fractionnée de l'air liquide, on isole: l'oxygène, l'argon, l'hélium et l'azote.

* Soit depuis l'eau:

La composition de base de l'eau:


C'est par électrolyse de l'eau que l'on obtient dans ce cas l'oxygène.

* Soit depuis une pierre:

Le contact avec l'eau d'une pierre (oxylithe) donne par réaction chimique le gaz désiré ® l'oxygène.

* Distribution de l'oxygène:

L'oxygène isolé peut être distribué:

- Soit gazeux et comprimé à 150 bars dans des tubes qui en contiennent environ 5 ou 7 m3;

- Soit liquide et contenu dans des ballons; pour obtenir l'oxygène, il faut envoyer de l'air chaud contre les parois du ballon;


Fig. 1

Dans les deux cas, il faut éviter de placer les récipients prés d'une source de chaleur rayonnante et de mettre en contact les appareils de détente avec des corps gras (inflammation).

2. Bouteilles d'oxygène:

L'oxygène est livré dans des cylindres d'acier, nommés tubes ou bouteilles, dans lesquels il est comprimé à la pression de 150 kg/cm2.

Ces bouteilles sont exécutées en acier spécial très résistant. Elles sont éprouvées à une pression minimum de 225 kg/cm2, cette épreuve doit être renouvelée tous les trois ans. Elles ont différentes contenances depuis 0,5 m3 jusqu'à 8 m3 (volume du gaz ramené à la pression atmosphérique); les plus couramment employées sont de 5 et de 7 m3.

La partie inférieure est frettée d'un pied carré qui permet de les maintenir en position verticale.

La partie supérieure, en forme d'ogive, reçoit le robinet, nommé valve, servant au remplissage et à la sortie de l'oxygène.

Un chapeau indémontable en acier protège la valve contre les chocs.

La valve est manœuvrée au moyen d'un écrou nécessitant une clé spéciale.

Afin d'éviter toute confusion avec des bouteilles contenant un gaz différent, l'ogive est peinte en blanc et porte la marque OXY.

Les dates de mise en service et les dates des épreuves successives sont poinçonnées sur l'ogive; on peut lire également sur celle-ci la contenance en litres d'eau.

Cette dernière indication permet de connaître à tout instant, par un calcul simple, le contenu Q en oxygène de la bouteille en appliquant la loi de Mariotte:

Q = V × P

V représente le volume en eau de la bouteille et P la pression indiquée par le manomètre.

EXEMPLE - V = 33,3 litres; P = 40 kg/cm2; Q = 33,3 x 40 = 1 332 litres d'oxygène


Fig. 2

bouteille d'oxygène
L'oxygène est mis dans la bouteille, pouvant contenir 40 à 50 litres avec une pression de 150 a 200 bar.

En général:

150 bar × 40 l = 6000 l d'oxygène.

3. Obtention de l'acétylène:

* Depuis le carbure:

L'acétylène est un hydrocarbure qui est obtenu par réaction entre le carbure de calcium et l'eau.

- Obtention du carbure de calcium:

Le carbure de calcium est obtenu au four électrique par réaction directe du carbone (coke) (36 parties, 580 kg) et de la chaux (56 parties, 900 kg), a la température d'environ 3000°C.

On a:


Figure

A 3 000 °C le carbure de calcium est liquide, cela permet de la mouler en lingots et de la concasser ensuite selon une granulation déterminée.

- Réaction du carbure de calcium et de l'eau:


Figure

La quantité (Q) de calories dégagées au moment de la réaction du carbure de calcium et de l'eau risque de transformer l'acétylène en d'autres corps (polymères) à une température d'environ 120 °C; il y a donc lieu de surveiller attentivement la réaction afin d'éviter une polymérisation qui conduit à une souillure de gaz, et peut produire à plus haute température, une inflammation.

* L'acétylène:

C'est un carbure d'hydrogène dont la formule chimique est C2H2. Il contient 92,3% de C et 7,7% d'H. A la température de 15 °C, un litre d'acétylène pèse 1,11g.

C'est un gaz incolore dont l'odeur désagréable est due aux impuretés qu'il contient. Il n'est pas toxique.

Il est soluble dans un grand nombre de liquides: sous la pression atmosphérique à la température de 15 °C, l'acétone en dissout 25 fois son volume. Sous la pression de 10 atmosphères, 1 litre ' i d'acétone dissout 25 litres d'acétylène.

* Production industrielle de l'acétylène:

- Par générateur:

C'est l'utilisateur qui fabrique lui-même l'acétylène en partant du carbure de calcium.

La réaction peut être obtenu soit:

° Par contact direct du carbure dans l'eau (7 litres d'eau pour 1 daN de CaC2);

° Par chute de carbure dans l'eau

> appareils plus sûrs


> pour éviter la

° Par chute d'eau sur le carbure

> polymérisation.

L'acétylène obtenu à la sortie du générateur doit être épuré car il contient des produits nuisibles à l'exécution d'une soudure saine.

Matières à épurer: vapeur d'eau, poussières, hydrogène sulfuré: H2S, hydrogène phosphore: H3P, ammoniac: NH3.

Epuration du gaz: à la sortie du générateur, le gaz passe dans un tube qui contient une matière poreuse (chlorure de ferrite) permettant d'absorber les impuretés par désoxydation du produit au contact des gaz nuisibles (réoxydation possible deux ou trois fois) et tamisage des poussières.

Contrôle de l'épuration: on imbibe un papier buvard d'une solution à 0,5% de nitrate d'argent (NO3Ag); si à la sortie du chalumeau, le papier noircit, c'est que le chlorure de ferrite n'est plus bon.


Fig. 3

* Acétylène dissous:

Le détail de la composition intérieure d'une bouteille d'acétylène:


Fig. 4

1 Acétylène .................................................. 25 %
2 Acétone ..................................................... 38 %
3 Matière poreuse élastique ....................... 24 %
4 vide ............................................................ 13 %

Comme l'acétylène explose à basse pression il est important de prendre des précautions.


Fig. 5 Bouteille d'acétylène

La bouteille est remplie d'une masse poreuse (carbone de bois, ciment, comme une éponge) parce que l'on a constaté que l'acétylène n'explose pas en petite surface.

La bouteille est aussi remplie d'acétone (liquide). Celui-ci absorbe 25 fois l'acétylène. Il peut rentrer 25 litres d'acétylène dans 1 litre d'acétone. La bouteille renferme 16 litres d'acétone fois 25 litres d'acétylène à une pression de 15 bar, donc

16 × 25 × 15 = 6000 l d'acétylène.

L'ogive de l'acétylène est la couleur havane.

4. Autres possibilités d'obtention de l'acétylène:

- Depuis les hydrocarbures liquides (fuel).
On isole l'acétylène par décharges électriques.

- Depuis les hydrocarbures gazeux (gaz naturel).
La distillation se fait par chauffage et refroidissement.

5. Les autres gaz en soudage:

Les autres gaz utilisés en soudage sont: gaz carbonique (CO2), Atal. Argon, Hélium. Ils servent particulièrement dans le domaine du soudage électrique à l'arc sous atmosphère (procédés: T.I.G., M.I.G.. M.A.G., etc...).

6. Centrale de gaz:


Fig. 6

Selon l'importance de l'installation et la nécessité d'une mobilité, l'alimentation se fera à partir:

* d'une centrale de gaz

- ensemble d'un certain nombre de bouteilles d'oxygène montées en série

- vannes

- mano-détendeur permettant de contrôler la pression interne dans les bouteilles et de régler la pression de distribution

- la seconde zone séparée de la première par un mur, contient un certain nombre de bouteilles d'acétylène avec un équipement semblable pour le contrôle et la régulation

Les installation seront protégées par des clapets anti-retour et des soupapes secs ou hydrauliques.


Fig. 7 SCHÉMA DE PRINCIPE D'UN CLAPET ANTI-RETOUR

Attention au sens de montage du clapet!


Fig. 8 SCHEMA D'UNE SOUPAPE HYDRAULIQUE

* d'un poste mobile équipé

- d'une bouteille d'oxygène

- d'une bouteille d'acétylène

- d'un ensemble mano-détenteur permettant de connaître la pression intérieure des bouteilles et de réguler la pression des gaz délivrés au chalumeau.


Fig. 9 Poste mobile

IV. La flamme

Par la terminologie même du soudage «oxyacétylénique», on connaît les gaz qui sont utilisés pour obtenir la source calorifique.

La flamme oxyacétylénique est la combustion d'un mélange judicieux de deux gaz:

- Un combustible qui est l'acétylène (pression à 0,4 bar);
- Un comburant qui est l'oxygène (pression à 1 bar).

On a: C2H2 + 5/2O2 ® 2CO2 + H2O + Q

soit: 1 volume d'acétylène pour 2,5 volumes d'oxygène (1 volume d'oxygène provient de l'alimentation et 1,5 de l'oxygène de l'air ambiant).

Rôles de la flamme

1. Rôle thermique:

De tous les mélanges gazeux connus actuellement, c'est la combustion oxyacétylénique qui apporte le plus haut rendement thermique... A l'extrémité du dard, la température est d'environ 3000 °C (combustion primaire C2H2 + O2). De plus, cette première combustion provoque la naissance de deux gaz (hydrogène et oxyde de carbone) qui sont eux-mêmes comburants et qui brûlent dans l'oxygène de l'air ambiant; de ce fait, il se forme une zone où la température est maximum (3100 à 3300°C); c'est la zone de fusion.


Fig. 10

2. Rôle métallurgique:

Un métal s'oxyde d'autant plus facilement qu'il est chaud, mais à condition qu'il soit soumis à une atmosphère oxygène; c'est le cas en soudage oxyacétylénique classique.

Nous avons vu dans la zone de fusion, deux gaz H2 et CO2 brûlent dans l'oxygène de l'air et par conséquent empruntent une quantité de ce gaz à l'atmosphère qui entoure la soudure; il en découle que l'oxydation sera moindre, et c'est pour cette raison que l'on appelle cette région de la flamme la zone réductrice.

Il va de soi que tout soudeur doit veiller à ce que l'ensemble (bain-fusion du métal d'apport) reste constamment dans cette zone de fusion.

Une autre caractéristique remarquable de la flamme oxyacétylénique est appliquée dans le domaine du chauffage en particulier. En effet, le pouvoir carburant de l'acétylène (C2H2) peut donner aux pièces un apport superficiel de carbone très appréciable dans certains traitements des matériaux (cémentation gazeuse par le carbone).

3. Rôle pratique ou réglage de la flamme:

La flamme est le volume occupé par le gaz en combustion. Pour le soudage, la flamme normale doit être réductrice.

Ce réglage est relativement facile à exécuter par l'observation de la géométrie de la flamme.


Fig. 11

* Un réglage carburant (excès d'acétylène) donne une flamme composée de deux parties distinctes:

- Un dard irrégulier brillant;
- Un panache flou et bleuté.

Il suffit donc de diminuer le panache jusqu'au moment ou le dard de première combustion devient régulier (extrémité légèrement courbe). On diminue le panache en ouvrant le débit d'oxygène.

* Un réglage oxydant est plus délicat à déceler; il se traduit généralement par une flamme comportant un dard primaire court avec contours rentrants. Il faut surveiller attentivement ce réglage, car les phénomènes d'oxydation que nous avons cités plus haut deviennent importants et nuisibles a la réalisation d'une soudure saine.

4. Etude de la flamme normale:


Fig. 12

(1) Le dard

C'est un cône très brillant à la périphérie duquel a lieu la combustion primaire du mélange acétylène - oxygène dans une proportion théorique d'un volume d'acétylène pour un volume d'oxygène (pratiquement 1,1 à 1,2 volume d'oxygène).

Cette combustion donne lieu à la réaction chimique suivante:

C2H2 + O2 = 2CO + H2

(2) La zone de fusion

C'est la zone où la température est maximum (3 100 à 3 300 ° C).

(3) La zone réductrice

C'est dans cette zone essentiellement réductrice (CO: monoxyde de carbone, H2 hydrogène) que doit être maintenu le bain de fusion.

(4) Le panache (combustion secondaire)

Afin que la combustion soit complète il faut 2,5 volumes d'oxygène par volume d'acétylène: le complément d'oxygène est pris à l'air ambiant.

V. Les détendeurs

Pour exécuter une soudure il faut employer l'oxygène et l'acétylène a une pression bien déterminée et constante quelle que soit la pression de ces gaz dans les bouteilles. A cet effet, on monte sur les bouteilles d'acétylène dissous ainsi que sur les bouteilles d'oxygène un appareil nommé manodétendeur.

En plus des organes assurant le réglage de la pression détendue, les manodétendeurs sont munis de deux manomètres; l'un dit de haute pression indique la pression du gaz dans la bouteille; l'autre dit de basse pression indique la pression de débit.

Ils comportent également une soupape de sûreté et généralement un robinet de départ.

Manodétendeurs d'oxygène et manodétendeurs d'acétylène sont construits sur le même principe, seule la sensibilité des organes est différente.

Les manomètres d'oxygène sont gradués de 0 à 200 kg/cm3 (haute pression) et de 0 à 20 kg/cm3 (basse pression).

Les manomètres d'acétylène sont gradués de 0 à 20 kg/cm3 (haute pression) et de 0 a 5 kg/cm3 (basse pression).


Fig. 13 SCHÉMA DE PRINCIPE D'UN MANO-DÉTENDEUR

1. Le chalumeau oxyacétylénique:


fig. 14

L'extrémité de la lance est percée d'un trou calibre permettant le débit de N litres d'acétylène par heure. Ce nombre N est gravé sur la lance.

A l'intérieur du chalumeau, un mécanisme «convergent - divergent» permet le mélange oxygène - acétylène.


Fig. 15

la course est réglée par la molette oxygène

* Fonctionnement:

Pour allumer le chalumeau on ouvre d'abord l'oxygène puis l'acétylène.

Pour l'éteindre c'est le contraire: l'acétylène et puis l'oxygène. Ceci afin d'éviter que l'acétylène remonte et brûle dans le tuyau.

* Réglage de la flamme: il consiste a doser de façon précise l'admission de l'acétylène et de l'oxygène au chalumeau afin d'obtenir un dard soudant qui ne présente ni excès d'acétylène ni excès d'oxygène.

On commence toujours par allumer le chalumeau avec défaut d'oxygène.

On augmente ensuite le débit d'oxygène en ouvrant lentement le robinet du chalumeau, le dard apparaît de plus en plus nettement. Le réglage est correct au moment où le dard est débarrassé complètement de son halo. Si l'on continue d'augmenter le débit d'oxygène, le dard se réduit, devient pointu et la flamme est oxydante.

La flamme oxydante ou carburante (excès d'acétylène), ne permet pas.

En cours de travail, une flamme oxydante se reconnaît à ce qu'une mousse se produit sur le bain de fusion. Si des étincelles jaillissent de la soudure, la flamme est carburante.

Le soudeur doit maintenir la flamme constamment bien réglée.

* Les tuyaux:

- Le tuyau d'oxygène: bleu
- Le tuyau d'acétylène: rouge Ils sont en caoutchouc.

* Métal d'apport:

Les baguettes de métal d'apport sont recouvertes d'une pellicule de cuivre afin d'éviter l'oxydation.

Elles sont livrées en londueur d'un mètre pour les diamètre allant de 1,6 à 6 mm.

VI. Règles générales d'exécution

Les paramètres relatifs a l'exécution d'une soudure oxyacétylénique dans les meilleures conditions sont:

- La préparation des bords,
- Le positionnement et le maintien des pièces,
- Le choix de la méthode d'exécution,
- Le choix de la buse,
- Le choix du métal d'apport,
- Dans certains cas, l'utilisation d'un additif,
- Le prix de revient.

1. Préparation des bords à souder:

En soudage à plat, pour les épaisseurs relativement faibles (en dessous de 4 mm), aucune préparation particulière n'est nécessaire, si ce n'est d'enlever les bavures trop importantes qui risquent de produire des oxydes avant la fusion complète du cordon, oxydes qui s'incorporent dans le bain et qui nuisent à la qualité du joint. Le soudage bord a bord sans chanfrein peut également être fait jusqu'à 6 mm en employant la méthode à double cordon «A» et jusqu'à 12 mm en employant la méthode à double cordon «B». Au-delà de ces épaisseurs et dans tous les cas, les bords des pièces doivent être chanfreinés afin de réaliser une bonne soudure. Une bonne soudure n'est pas uniquement jugée à son aspect (surtout du coté de l'opérateur), mais aussi en contrôlant l'importance et la régularité de la pénétration opposée à l'opérateur; nous verrons aussi que les caractéristiques mécaniques internes du cordon font l'objet de contrôles sévères.

2. Critères nécessitant la préparation des bords:

* Puissance de chauffe du chalumeau.

On conçoit que plus l'épaisseur des pièces augmente, plus la puissance de chauffe du chalumeau doit être élevée. Cette puissance est limitée par le débit des buses; mais quand bien même aurions-nous la possibilité de chauffer une épaisseur importante (ex.: 50 mm) qu'il faudrait malgré tout prévoir des chanfreins, pour éviter un temps de chauffage trop long qui conduirait à une augmentation des déformations et à un prix élevé de la soudure.

Le chanfreinage est exécuté en V, en X ou en calice, comme le montre la fig. 16.


Fig. 16

* Echauffement des buses.

Si la forme des chanfreins est prévue en fonction de l'épaisseur des pièces à souder, il convient aussi de tenir compte qu'un remplissage profond conduit a un échauffement intense de l'extrémité des buses au moment des premières passes, échauffement pouvant aller jusqu'à la fusion et détruisant la buse ou provoquant des accidents de marche quelquefois très dangereux. La figure 17 (2) montre que la flamme dégage vers l'extérieur et limite ainsi réchauffement de la buse.


Fig. 17

* Type de joint à souder.

Les préparations que nous avons vues jusqu'à présent ne portaient que sur des pièces dont les épaisseurs étaient égales; mais dans le cas où le joint présente des épaisseurs différentes ou un positionnement particulier, en plus du chanfreinage il faut prévoir une préparation des pièces permettant soit de faciliter l'opération soit d'augmenter les chances de réussite d'une soudure de bonne qualité.

La figure 18 montre quelques préparations types à exécuter dans ces cas particuliers.


Fig. 18

3. Positionnement des pièces et maintien des bords à souder:

Deux phénomènes importants causés par réchauffement et le refroidissement des pièces apparaissent au cours du soudage; ce sont, pendant l'échauffement: la dilatation, qui produit généralement un déplacement des bords si ceux-ci ne sont pas maintenus convenablement; et pendant le refroidissement: le retrait, qui produit des contraintes promotrices de déformations des pièces, voire de rupture du cordon si celui-ci n'est pas exécuté selon des règles bien définies. Ces phénomènes étant complexes, ils feront l'objet d'une étude plus complète ultérieurement, mais il faut retenir dès à présent que le positionnement et le maintien des pièces à souder sont des facteurs importants à ne pas négliger lors d'une opération de soudage oxyacétylénique.

4. Choix de la méthode d'exécution:

C'est déjà la position des pièces qui, si elle est impérative, fixe la méthode à employer pour exécuter une soudure, mais il est souvent possible de positionner les pièces sur un support ou «montage de soudage» approprié, afin d'orienter le joint dans les meilleures conditions possibles d'exécution; dans ce cas, c'est encore l'épaisseur des pièces ainsi que le résultat à obtenir qui permettent de choisir la meilleure méthode a appliquer.

5. Choix des buses:

Une buse de chalumeau ou embout est caractérisée par son débit, c'est-à-dire la quantité de gaz que son orifice permet d'écouler pendant un certain temps; comme l'acétylène est le principal agent de la combustion, c'est lui qui sert de référence et l'unité de temps considérée est l'heure. Un nombre marqué sur une buse (ex: 100) indique que le débit horaire d'acétylène est de 100 litres.

Il existe plusieurs gammes de débits, donc de buses, qui varient avec la puissance des chalumeaux.

Extrait de la norme NF A 84.540:

a un chalumeau n° 00 correspond une gamme de débits de 10 à 140 l/h
à un chalumeau n° 0 correspond une gamme de débits de 50 à 200 l/h
à un chalumeau n° 1 correspond une gamme de débits de 250 à 1 000 l/h
à un chalumeau n° 2 correspond une gamme de débits de 1 250 a 5 000 l/h

Les gammes les plus couramment utilisées correspondent aux chalumeaux n° 0 et 1 dans lesquelles on rencontre respectivement les buses de 50 - 70 - 100 - 140 - 200 l/h
et 250 - 315 - 400 - 500 - 630 - 800 - 1000 l/h.

Une buse est choisie en fonction de l'épaisseur des pièces à souder, mais aussi en fonction de la méthode d'exécution.

Formules générales du choix d'une buse.

en soudage à plat: 100 à 120 l/h par mm d'épaisseur,
en soudage en position: 50 à 80 l/h par mm d'épaisseur.

6. Choix du métal d'apport:

* Sa nature.

En soudage oxyacétylénique, le métal d'apport ou «baguette de soudage» est de même nature ou de nature très voisine de celle des pièces à souder. Une technique consiste à prélever une bande de métal dans les pièces mêmes à assembler; mais cela conduit a des pertes de temps, voire à des impossibilités dans certains cas, et les fournisseurs de matières premières en soudage disposent de produits s'adaptant à tous les typés de soudures. En construction métallique, on utilise, pour les aciers, des fils d'acier doux d'un diamètre et d'une longueur normalisés; pour les autres matériaux (aluminium et ses alliages; cuivre et ses alliages, plomb, etc...), on trouve également dans le commerce des baguettes de métal d'apport que l'on utilise avec ou sans additifs spéciaux (flux) permettant de favoriser la liaison du cordon, par désoxydation par exemple et d'augmenter ainsi les caractéristiques mécaniques du joint.

* Son diamètre.

Formule générale pour les pièces à bord non préparé:


.

7. Prix de revient d'une soudure:

On peut penser que la quantité de métal d'apport nécessaire pour remplir un joint conditionne le prix de revient d'une soudure, puisqu'elle permet de définir le temps d'exécution du cordon; c'est en effet ce critère qui permet de chiffrer le coût d'une opération de soudage oxyacétylénique; mais il ne faut pas oublier que le remplissage n'a lieu qu'une fois que tous les autres éléments cités dans les règles d'exécution sont résolus. Il faut donc prévoir une étude méthodique de toutes les opérations précédentes et mêmes successives a l'opération de soudage proprement dite avant d'entreprendre sa réalisation.

Exemples:

Fig. 19

En (1), il y a préparation d'un bord et le positionnement des pièces est délicat.

En (2), il y a économie puisqu'on utilise un chanfrein naturel et le positionnement des pièces est plus aisé.


Fig. 19

Fig. 20

En (1), la préparation est sans doute plus facile à exécuter mais le soudage demande une rotation continue et par suite une manipulation coûteuse. De plus des scories viendront s'incorporer au bain en fusion.

En (2), on retrouve une préparation analogue à celle faite sur les autres barres, donc valable.


Fig. 20

Fig. 21

En (1), le maintien du fond par rapport a la virole sera très difficile à conserver pendant le soudage et les déformations après l'opération seront très importantes et souvent impossibles a reprendre.

En (2), meilleure solution, bien que la préparation du fond soit plus complexe à réaliser.


Fig. 21

VII. Les techniques de base

1. Soudage à gauche à plat:

Cette technique est la plus répandue; elle s'applique surtout sur les pièces dont l'épaisseur ne dépasse pas 4 mm, sur bords droits sans chanfrein mais préalablement pointés en laissant un écartement égal à la moitié de l'épaisseur (fig. 22 (2)).


Fig. 22

2. Soudage a gauche demi-montant:

Le poids du métal en fusion est davantage supporté, au moment de son dépôt, qu'en soudage à plat; par suite, cette méthode est utilisée pour les épaisseurs supérieures à 4 mm et jusqu'à 10 mm avec chanfreinage des bords comme le montre la figure 23 (2).

Au-dessus de 10 mm, il est recommandé d'utiliser une méthode demi-montante en deux passes par portions successives de longueur.


Fig. 23

3. Soudage à droite à plat, ou «en arrière»:

Technique généralement utilisée pour souder des pièces d'épaisseur de 5 à 15 mm lorsque le soudage en position demi-montante n'est pas possible.

La soudure peut également être exécutée en deux passes pour les épaisseurs supérieures à 10 mm. (Fig. 24)


Fig. 24

4. Soudage en montant, ou «vertical»:
(fig. 25)

Dans ce cas, le poids du métal en fusion est constamment soutenu et le métal déposé est plus directement lié avec les pièces à souder. Ainsi, un soudeur qualifié appliquera cette méthode a chaque fois que la soudure demandera des caractéristiques mécaniques élevées.

Un trou peut être fait à l'arrière du cordon, au moment du soudage afin de faciliter la pénétration, mais cela seulement dans le cas d'une soudure sur pièces bord à bord sans chanfrein, exécutée en une passe et d'un seul coté.


Fig. 25

Il existe des variantes de cette méthode, compte tenu des épaisseurs à souder, qui consistent en:

* Soudage en montant à double cordon «A»: technique appliquée sur des pièces d'épaisseur de 2 à 6 mm et d'un seul coté.

* Soudage en montant a double cordon «B»: ce soudage est réalisé par deux opérateurs placés sur chacune des faces des pièces, qui soudent en même temps la moitié de l'épaisseur; technique appliquée sur des pièces d'épaisseur de 4 à 12 mm sans chanfrein, elle a l'avantage de ne créer que peu de déformation.

VIII. Prévention des accidents et des dommages mesures de sécurité

1. Pour supprimer les risques d'explosion des bouteilles d'oxygène:

il faut

- éviter les chocs et les chutes de bouteilles surtout en charge;

- ne jamais placer une bouteille d'oxygène à proximité d'une source de chaleur: la dilatation du gaz qui en résulterait augmenterait considérablement la pression qui pourrait devenir dangereuse.

- ne jamais graisser les parties mécaniques en contact avec l'oxygène (risque d'explosion)

2. Pour maintenir les bouteilles d'acétylène en bon état et éviter les accidents:

il faut

- ne jamais monter en série des bouteilles de pression différente, ou des bouteilles partiellement vides avec des bouteilles pleines;

- ne jamais coucher les bouteilles d'acétylène;

- ne jamais vider complètement les bouteilles;

- éviter les chocs et les chutes de bouteilles pleines ou vides;

- ne jamais entreposer ou utiliser les bouteilles à proximité d'une source de chaleur. Chauffé à une température supérieure à 120 °C, l'acétylène se polymérise en donnant des mélanges d'hydrocarbures. Cette température de 120° ne doit donc jamais être atteinte dans aucun appareil à acétylène.
L'acétylène est un composé instable: sous une pression supérieure à 1,5 kg/cm3, l'acétylène gazeux peut se décomposer brusquement en ses éléments (carbone et hydrogène), avec explosion et grand dégagement de chaleur.
Les mélanges acétylène-air et surtout acétylène-oxygène sont explosifs.

- ne jamais transvaser l'acétylène d'une bouteille dans une autre;

- mettre le chapeau de protection sur les bouteilles vides;

- en cas d'inflammation du gaz au robinet ou au détendeur, fermer immédiatement la bouteille.

3. Le retour de flamme:

Lorsque le débit d'oxygène est insuffisant, la lance s'échauffe anormalement et le mélange gazeux s'enflamme a l'intérieur du chalumeau (extinction de la flamme et sifflement caractéristique).

Il faut immédiatement fermer les vannes d'arrivée des gaz. On peut éventuellement refroidir le chalumeau en le trempant dans l'eau avec le robinet d'oxygène légèrement ouvert.

QUESTIONNAIRE pour l'étude a domicile et pour les COMPOSITIONS


Figure


Figure

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)


Figure

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)


Figure

(1)
(2)
(3)
(4)


Figure


Figure

O2 -

H2 -


Figure

C2H2 -


Figure

C2H2 -


Figure


Figure

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2
1 kg CaC2 » 250 ... 300 l C2H2


Figure


Figure

(1)

(2)


Figure

(1)

(2)


Figure

(1)

(2)


Figure


Figure

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure

(1)
(2)
(3)


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure


Figure