Analyse complète de la technologie de soudage de surface: caractéristiques techniques, champs d'application et points clés de mise en œuvre

 

Le soudage de surface est un procédé qui utilise le soudage électrique, le soudage au gaz ou d'autres méthodes de soudage pour déposer des matériaux métalliques sur la surface des pièces. Son but est de réparer les pièces usées ou fissurées et de doter le matériau de base d'une couche renforcée avec des propriétés spéciales telles que la résistance à l'usure, la résistance à la chaleur et la résistance à la corrosion. Cette technologie n'est pas utilisée pour la connexion de composants, mais peut améliorer considérablement la durée de vie et les performances des équipements grâce à la modification de la surface. Il joue donc un rôle irremplaçable dans les domaines de la fabrication et de la maintenance.

 

Éléments techniques de base du soudage de surface

1. Sélection du métal de soudage de surface

Le métal de soudage de surface doit être sélectionné en fonction de l'environnement de travail de la pièce à travailler, des exigences en matière de propriétés mécaniques et de la méthode de soudage de surface. Par exemple, l'acier à haute teneur en carbone convient aux scénarios nécessitant une dureté élevée et une résistance à l'usure, tandis que l'acier inoxydable austénitique est utilisé dans des environnements résistants à la corrosion ou à haute température. Une correspondance raisonnable en alliage peut maximiser les fonctions de la couche déposée. Par exemple, l'ajout d'éléments tels que le chrome et le nickel peut améliorer la résistance à la corrosion.

2. Contrôle précis des paramètres de soudage

Les paramètres tels que le courant de soudure, la tension et la vitesse affectent directement la qualité de la couche de soudure de surface. Un courant trop élevé peut provoquer une dilution excessive du métal de base, affectant les performances de la couche déposée. Une vitesse de soudage trop élevée peut facilement entraîner des défauts tels que la porosité ou le manque de fusion. Habituellement, les paramètres doivent être optimisés par des expériences pour assurer l'équilibre entre la profondeur de pénétration et le taux de dilution.

3. Optimisation des performances de la couche de soudage de surface

Le traitement thermique post-soudage est une étape clé pour améliorer la force de liaison entre couches et éliminer les contraintes. Par exemple, le trempage de la couche de soudage en alliage à haute teneur en carbone peut améliorer la ténacité et la résistance aux fissures. En outre, lors de l'utilisation de soudage de surface multi-couche, la température de chaque couche doit être contrôlée pour éviter l'accumulation de contraintes thermiques.

 

Principales méthodes de soudage de surface

-Soudage à surface à arc métallique blindé : Il a un fonctionnement flexible et convient aux petits lots ou pièces de travail avec des formes complexes. Cependant, il a une faible efficacité et nécessite de hautes compétences de soudeurs.

- Soudage à surface à arc submergé: Il a un haut degré d'automatisation et une excellente efficacité de dépôt, et est adapté à la réparation de grandes surfaces plates ou courbes. Il est souvent utilisé pour le renforcement de grands composants tels que les rouleaux et les machines minières.

- Soudage de surface à arc de plasma: Il a une densité énergétique élevée et un taux de dilution faible et peut réaliser un soudage de surface précis. Il convient particulièrement pour la réparation d'alliages à haut point de fusion ou de pièces à parois minces.

 

Valeur d'application industrielle du soudage de surface

La technologie de soudage de surface est largement utilisée dans de multiples industries pour réduire les coûts et améliorer l'efficacité:

- Métallurgie et équipement minier: Il peut réparer les têtes de marteau des concasseurs et les surfaces des rouleaux pour améliorer la résistance à l'usure.

- Industrie énergétique et chimique: Il peut améliorer la résistance à la corrosion des tuyaux et des vannes et prolonger leur durée de vie dans des environnements à haute température et à haute pression.

- Machines agricoles: Il peut rénover les coupes et les engrenages de machines agricoles pour réduire le coût du remplacement fréquent.

- Fabrication et réparation: En soudant des couches d'alliages précieux sur des substrats en acier ordinaire, des structures composites de haute performance peuvent être obtenues à un coût extrêmement bas.

 

Problèmes communs et contre-mesures de mise en œuvre

- Contrôle du risque de fissurement: Des mesures telles que le pré-chauffage avant le soudage (la température est calculée selon la formule équivalente carbone Ceq = C + 1 / 6Mn + 1 / 24Si + 1 / 5Cr + 1 / 4Mo + 1 / 15Ni), le contrôle de la température inter-couche et le refroidissement lent après le soudage peuvent être prises pour réduire la contrainte thermique. Les aciers hautement alliés doivent être préchauffés à plus de 400 °C, tandis que les aciers inoxydables austénitiques ne nécessitent généralement pas de préchauffage.

- Compatibilité entre le métal de base et la couche de soudage de surface: Pour les couches de soudage de surface à haute dureté, il est recommandé d'utiliser de l'acier à faible teneur en carbone avec une bonne résistance comme couche de transition pour soulager la concentration de contraintes.

- Équilibre entre efficacité et qualité: les équipements de soudage de surface automatisés peuvent améliorer la cohérence et l'efficacité de la production, particulièrement adaptés aux scénarios de réparation par lots.