Lignes directrices pour le soudage de la fonte

Contexte

La fonte est difficile, mais pas impossible, à souder. Dans la plupart des cas, le soudage sur fonte implique des réparations de pièces moulées, et non l’assemblage de pièces moulées à d’autres éléments. Les réparations peuvent être effectuées dans la fonderie où les pièces moulées sont produites ou peuvent être effectuées pour réparer des défauts de moulage découverts après l’usinage de la pièce. Les pièces en fonte mal usinées peuvent nécessiter un soudage de réparation, par exemple lorsque des trous sont percés au mauvais endroit. Souvent, les pièces en fonte cassées sont réparées par soudage. Les pièces en fonte cassées ne sont pas inhabituelles, étant donné la nature fragile de la plupart des fontes.

Bien qu’il existe une variété de types de fonte, la plus courante est la fonte grise, et ces directives concernent ce type de matériau.

Quelques faits sur la fonte aident à comprendre les défis du soudage. La fonte a généralement une teneur en carbone de 2 à 4 %, soit environ 10 fois plus que la plupart des aciers. La teneur élevée en carbone amène le carbone à former des flocons de graphite. Ce graphite donne à la fonte grise son aspect caractéristique lorsqu’elle est fracturée.

Lorsque les moulages sont effectués, le fer fondu est versé dans un moule et laissé refroidir lentement. Lorsque ce matériau à haute teneur en carbone est autorisé à refroidir lentement, des moulages sans fissures peuvent être réalisés.Se souvenir de cela est utile lors du soudage de la fonte : pendant et après le soudage, la pièce moulée doit être soit laissée refroidir lentement, soit maintenue suffisamment froide pour que la vitesse de refroidissement ne soit pas importante.

Une température critique dans la plupart des fontes est d’environ 1450 degrés F. À cette température, des conditions pouvant entraîner des fissures se produisent. Bien que l’arc chauffe la pièce coulée à des températures supérieures à ce niveau, il est important que la pièce coulée ne soit pas maintenue à cette température pendant de longues périodes.

Sélection des électrodes

Si la pièce doit être usinée après soudage, une électrode de type nickel sera nécessaire. Utilisez l’électrode enrobée Lincoln Softweld® 99Ni pour les soudures à passage unique à haute dilution. Softweld 55 Ni est préféré pour les soudures à plusieurs passes. Parfois, des passes de racine sont réalisées avec Softweld 99 Ni, suivies de passes de remplissage avec Softweld 55 Ni. Pour les soudures où l’usinage n’est pas nécessaire et où la soudure est susceptible de rouiller comme la fonte, l’électrode enrobée Lincoln Ferroweld® peut être utilisée.

Chauffer ou ne pas chauffer

En général, il est préférable de souder la fonte avec préchauffage – et beaucoup. Mais, une autre façon de souder avec succès la fonte est de la garder au frais – pas froid, mais frais. Ci-dessous, les deux méthodes seront décrites. Pourtant, une fois que vous avez sélectionné une méthode, respectez-la. Gardez-le au chaud ou au frais, mais ne changez pas de chevaux au milieu du ruisseau !

Techniques de soudage avec préchauffage

Le préchauffage de la pièce en fonte avant le soudage ralentira la vitesse de refroidissement de la soudure et la région entourant la soudure. Il est toujours préférable de chauffer toute la coulée, si possible. Les températures de préchauffage typiques sont de 500 à 1200 degrés F. Ne chauffez pas à plus de 1400 degrés F car cela mettra le matériau dans la plage de température critique. Préchauffez la pièce lentement et uniformément.

Souder en utilisant un courant faible, pour minimiser le mélange et les contraintes résiduelles. Dans certains cas, il peut être nécessaire de limiter les soudures à de petits segments d’environ 1 pouce de long pour éviter l’accumulation de contraintes résiduelles pouvant entraîner des fissures. Le martelage des cordons de soudure peut également être utile à cet égard.

Après le soudage, laissez la pièce refroidir lentement. Envelopper le moulage dans une couverture isolante ou l’enterrer dans du sable sec aidera à ralentir les vitesses de refroidissement et à réduire les tendances à la fissuration.

Techniques de soudage sans préchauffage

La taille de la pièce moulée ou d’autres circonstances peuvent exiger que la réparation soit effectuée sans préchauffage. Lorsque c’est le cas, la pièce doit être maintenue au frais, mais pas froide.

Augmenter la température de coulée à 100 degrés F est utile. Si la pièce est sur un moteur, il peut être possible de la faire tourner quelques minutes pour obtenir cette température. Ne chauffez jamais le moulage si chaud que vous ne pouvez pas poser votre main nue dessus.

Effectuez des soudures courtes d’environ 1 po de long. Le grenaillage après soudage est important avec cette technique. Laisser refroidir la soudure et le moulage. Ne pas accélérer la vitesse de refroidissement avec de l’eau ou de l’air comprimé. Il peut être possible de souder dans une autre zone du moulage pendant que la soudure précédente refroidit. Tous les cratères doivent être remplis. Dans la mesure du possible, les billes doivent être déposées dans le même sens, et il est préférable que les extrémités des billes parallèles ne s’alignent pas les unes avec les autres.

Sceller les fissures

En raison de la nature de la fonte, de minuscules fissures ont tendance à apparaître à côté de la soudure, même lorsque de bonnes procédures sont suivies. Si le moulage doit être étanche, cela peut être un problème. Cependant, les fuites peuvent généralement être éliminées avec une sorte de composé d’étanchéité ou elles peuvent rouiller très peu de temps après leur remise en service.

La méthode cloutage

Une méthode utilisée pour réparer les ruptures majeures dans les grandes pièces moulées consiste à percer et à tarauder des trous sur les surfaces qui ont été biseautées pour recevoir le métal de soudure de réparation. Vissez les montants en acier dans les trous filetés, en laissant 3/16 po (5 mm) à ¼ po (6 mm) du montant au-dessus de la surface. En utilisant les méthodes décrites ci-dessus, soudez les goujons en place et recouvrez toute la surface de la rupture avec le dépôt de soudure. Une fois qu’un bon dépôt de soudure est effectué, les deux côtés de la fissure peuvent être soudés ensemble.

SOURCE : Lincoln Electric

http://www.weldinginfocenter.org/links/welding_advisers.html

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