Introduction aux méthodes courantes de soudage de tuyaux en acier

À l'heure actuelle, les méthodes de soudage couramment utilisées tuyaux en acier comprennent le soudage à l'arc avec électrode (SMAW), le soudage à l'arc submergé (SAW), le soudage à l'arc au tungstène sous gaz (GTAW), le soudage à l'arc par fusion de gaz (GMAW) et le soudage à l'arc fourré (FCAW). Et le soudage vers le bas et ainsi de suite.

(1) Les avantages du soudage à l’arc avec électrode sont que l’équipement est simple, portable et flexible en fonctionnement. Il peut être appliqué au soudage de cordons courts en maintenance et en assemblage, notamment pour le soudage de pièces difficiles d'accès. Les inconvénients sont des exigences techniques élevées pour les soudeurs, des coûts de formation élevés pour les soudeurs, de mauvaises conditions de travail, une faible efficacité de production et ne conviennent pas au soudage de métaux spéciaux et de plaques minces. Le soudage à l'arc avec électrodes est équipé d'électrodes correspondantes, qui peuvent être appliquées au soudage de la plupart des aciers au carbone industriels, de l'acier inoxydable, de la fonte, du cuivre, de l'aluminium, du nickel et de leurs alliages.

(2) Le soudage à l’arc submergé peut utiliser un courant plus important. Sous l'action de la chaleur de l'arc, une partie du flux fond en laitier et subit une réaction métallurgique liquide avec le métal liquide. L’autre partie des scories flotte à la surface du bain de métal en fusion. D'une part, il peut protéger le métal fondu, prévenir la pollution de l'air et produire des réactions physiques et chimiques avec le métal en fusion pour améliorer la composition et les performances du métal soudé ; d'autre part, il peut également rendre le métal soudé. Le métal de soudure est refroidi lentement pour éviter les défauts tels que les fissures et les pores. Par rapport au soudage à l'arc avec électrode, ses avantages sont une qualité de soudure élevée, une vitesse de soudage rapide et de bonnes conditions de travail. Par conséquent, il est particulièrement adapté au soudage de joints droits et circulaires de grandes pièces, et le soudage mécanisé est principalement utilisé. L'inconvénient est qu'il ne convient généralement qu'au soudage de joints plats et de joints d'angle. Pour le soudage dans d'autres positions, des dispositifs spéciaux sont nécessaires pour garantir que le flux recouvre la zone de soudure et empêche les fuites de métal en fusion ; l'arc et la rainure ne peuvent pas être observés directement pendant le soudage. Le réglage relatif du cordon de soudure doit utiliser le système de suivi automatique du cordon de soudure pour garantir que la torche de soudage est alignée avec le cordon de soudure sans déviation de soudage ; lorsque le courant est important, l'intensité du champ électrique de l'arc est élevée et lorsque le courant est inférieur à 100 A, la stabilité de l'arc est mauvaise et il ne convient pas au soudage de pièces minces d'une épaisseur inférieure à 1 mm. Le soudage à l'arc submergé a été largement utilisé dans le soudage de l'acier au carbone, de l'acier de construction faiblement allié et de l'acier inoxydable. Étant donné que les scories peuvent réduire la vitesse de refroidissement des joints soudés, certains aciers de construction à haute résistance et aciers à haute teneur en carbone peuvent également être soudés par soudage à l'arc submergé.

(3) Le soudage à l'arc sous gaz tungstène est une excellente méthode pour assembler des tôles fines et le soudage de supports, car il peut bien contrôler l'apport de chaleur. Cette méthode peut être utilisée pour souder presque tous les métaux, en particulier pour le soudage à sec de métaux comme l'aluminium et le magnésium qui peuvent former des oxydes réfractaires et des métaux actifs comme le titane et le berkelium : la qualité de soudage de cette méthode de soudage est élevée, mais elle est différente de d'autres arcs. Par rapport au soudage traditionnel, sa vitesse de soudage est plus lente, le coût de production est élevé et il est fortement affecté par le flux d'air ambiant, il ne convient donc pas à un fonctionnement en extérieur.

(4) Les gaz couramment utilisés en soudage MIG sont l'argon, l'hélium, le dioxyde de carbone ou un mélange de ces gaz. Lorsque l'argon et l'azote sont utilisés comme gaz de protection, on parle de soudage sous protection par gaz inerte fondu (abrégé en soudage MIG au niveau international) ; lorsqu'un mélange de gaz inerte et de gaz comburant (O2, CO2) est utilisé, ou C02 et C02+. Lorsque le gaz mélangé de 02 est un gaz de protection, il est collectivement appelé soudage à protection sous gaz actif à électrode de fusion (abrégé en soudage MAG au niveau international). Le principal avantage du soudage sous protection gazeuse est qu'il peut être facilement soudé dans diverses positions, et il présente également les avantages d'une vitesse de soudage plus rapide et d'un taux de dépôt plus élevé. Le soudage actif sous protection gazeuse peut être appliqué au soudage des métaux les plus importants, notamment l'acier au carbone et l'acier allié. Le soudage MIG convient aux alliages d’acier inoxydable, d’aluminium, de magnésium, de cuivre, de titane, de zirconium et de nickel. Le soudage par points à l'arc peut être effectué en utilisant cette méthode.

(5) Le soudage à l’arc avec fil fourré peut être considéré comme un type de soudage à l’arc sous gaz métallique. Le fil de soudage utilisé est fourré et l'âme du fil de soudage est remplie de poudres de divers composants. Le gaz protecteur est ajouté pendant le soudage, principalement du gaz CO2, et la poudre est décomposée ou fondue par la chaleur, ce qui joue le rôle de production de gaz et de production de scories pour protéger le bain en fusion, infiltrer l'alliage et stabiliser l'arc. Lorsque le soudage à l’arc fourré n’ajoute pas de gaz de protection supplémentaire, on parle de soudage à l’arc fourré auto-blindé. Il utilise le gaz généré par la décomposition de la poudre comme gaz de protection. Le changement de l'allongement à sec du fil de soudage dans cette méthode de soudage n'affectera pas l'effet de protection et sa plage de changement peut être large. Le soudage à l'arc fourré présente les avantages suivants : bonnes performances du processus de soudage, belle forme du cordon de soudure ; vitesse de dépôt rapide, productivité élevée, soudage automatique et semi-automatique continu ; ajustement facile du système d'alliage, qui peut passer à travers la gaine métallique et le noyau de flux. Moyens d'ajuster la composition chimique du métal déposé ; faible consommation d'énergie; faible coût global. Les inconvénients sont un équipement de fabrication complexe, des exigences techniques élevées pour le processus de fabrication, des exigences de stockage élevées pour le fil de soudage fourré et un fil de soudage facile à mouiller. Le soudage à l'arc fourré peut être appliqué au soudage de la plupart des métaux ferreux de différentes épaisseurs et de divers joints.

(6) Le soudage vers le bas est une méthode de processus introduite de l'étranger qui convient au soudage circonférentiel des tuyaux en acier. Il fait référence à une méthode de traitement dans laquelle l'arc est amorcé au sommet de la soudure du tuyau en acier et soudé vers le bas. Le soudage vers le bas présente les avantages d’une efficacité de production élevée et d’une bonne qualité de soudage.