Qu'est-ce que la superposition de soudure?

Vous tirerez le meilleur parti de ce guide si vous avez besoin d'apprendre la superposition de soudures.

Combinez ces informations et vous êtes sur la bonne voie pour devenir un expert averti en superposition de soudures.

bannière de superposition de soudage

Que signifie le recouvrement de soudure?

La superposition de soudure consiste à augmenter la taille de la soudure par soudage, à restaurer la soudure ou à déposer du métal avec des propriétés sélectionnées sur la surface. Le soudage utilise une source de chaleur de soudage pour former une liaison de métallurgie de surface entre la surface du substrat et le matériau.

La superposition de soudures n'a pas pour but de connecter des pièces, mais de déposer une ou plusieurs couches de matériaux aux propriétés souhaitées par soudage. Il peut obtenir la couche de revêtement requise avec des caractéristiques uniques telles que la résistance à l'usure, la résistance à la chaleur et la résistance à la corrosion.

La superposition de soudure a quatre catégories:

  1. Revêtement résistant à l'usure: couche de soudage utilisée pour réduire l'usure par abrasion, la corrosion, les chocs ou la cavitation à la surface de la soudure.
  2. Revêtement de revêtement: Pour une surface résistante à la corrosion, une certaine épaisseur de métal d'apport est déposée sur le matériau de base en acier au carbone ou en acier allié.
  3. Soudage par superposition de couches d'isolation: lors du soudage de différents matériaux, il peut y avoir des exigences particulières. Assurer la qualité et la performance du joint; le matériau de base doit être isolé à l'avance.
  4. Épaississement de la surface: le métal ajouté sur la surface de la soudure, le bord du joint, ou pour restaurer la taille requise du composant.

Pourquoi une superposition de soudure?

Les industries les plus largement utilisées pour le soudage par recouvrement sont la réparation de la surface des rouleaux et la réparation des bords de coupe.

Le soudage par superposition est un processus de soudage dans lequel un matériau aux propriétés spécifiques est recouvert sur la surface de soudage d'une pièce; le but est de restaurer la dureté de la surface extérieure de la pièce ou d'augmenter la taille extérieure de la pièce.

Une fois que la couche de soudage du matériau de la pièce est usée, un nouveau soudage peut améliorer la durée de vie de la pièce entière.

Réduisez les coûts de fabrication et de maintenance, réduisez le temps de réparation et de remplacement de l'ensemble de la section, réduisez le nombre d'arrêts de production et les pertes de production, et réduisez le coût global de production.

Le soudage de surface peut faire une meilleure utilisation des matériaux pour obtenir d'excellentes performances globales, ce qui est également d'une grande importance pour améliorer la conception du produit. Le contenu du soudage de surface comprend principalement deux aspects.

L'un est l'alliage de soudage et l'autre est le processus de soudage.

Soudage de coupe-roue


Soudage de coupe-roue

La fonction du soudage par recouvrement est principalement d'améliorer la résistance des pièces à l'usure, la résistance à la corrosion, la résistance aux chocs et les performances à haute température. La résistance à l'usure des matériaux de soudage fait référence à la capacité des éléments à résister à l'usure dans certaines conditions de frottement.

C'est également l'utilisation la plus courante du soudage dans la fabrication et la réparation de pièces. L'usure de la surface de la pièce comprend quatre cas: l'usure par adhérence, l'usure abrasive, la corrosion par invasion et la corrosion par gaz et l'usure par frottement.

L'usure adhésive fait référence à l'usure causée par le contact entre deux surfaces de contact qui sont fusionnées en raison de l'adhérence, et le matériau sur une surface de la pièce est transféré sur l'autre surface de la pièce.

L'usure adhésive est divisée en trois niveaux en fonction du degré d'usure, le plus léger est une usure légère, le plus lourd est une usure sévère et le plus grave est la surface de la pièce qui se déchire dans un bloc.

L'usure adhésive utilise généralement une couche résistante à l'usure de soudage sur la surface de la pièce pour réduire l'usure par adhérence.

Un alliage de soudage couramment utilisé est un alliage de soudage résistant à l'usure à base de nickel.

Revêtement d'arc submergé à double tête

Revêtement d'arc submergé à double tête

L'usure abrasive fait référence à des particules dures ou à des micro-bosses sur la surface où les deux pièces sont en contact.

Les particules et les bosses usent le matériau pendant le processus de friction. Selon l'ampleur de la force, l'usure abrasive peut être divisée en une usure abrasive à faible contrainte, une usure abrasive à forte contrainte et une usure abrasive au ciseau.

Des exemples courants d'usure abrasive à faible contrainte sont l'usure de la surface des socs de charrue, et l'usure par abrasion à forte contrainte est standard dans l'usure de surface des chemises et des billes de broyeur à boulets. L'usure abrasive ciselée est typique des dommages de surface des dents de godet des excavatrices.

Ce type de surface d'usure utilise généralement une grande quantité d'alliages contenant du carbure.

Soudage par recouvrement de réparation d'engrenages

Soudage par recouvrement de réparation d'engrenages

La corrosion invasive fait référence à l'abrasion qui se produit lorsqu'un fluide contenant des microparticules s'écoule à la surface d'un tuyau ou d'une pièce.

La réparation ou la surface de couverture de la corrosion par invasion utilise généralement un alliage de surface résistant à l'usure à haute teneur en carbure. Le phénomène de corrosion par bulles fait référence à l'abrasion du métal causée par l'onde de choc générée lorsque la bulle éclate sur la surface du métal, ce qui se produit généralement dans les vannes à liquide ou les pompes à grande vitesse.

L'usure par corrosion par bulles utilise généralement des alliages de surface résistants à l'usure à base de cobalt. L'usure par fretting fait référence au frottement et à l'usure causés par de petits mouvements sur la surface des pièces en raison de vibrations de faible amplitude au niveau de la connexion de deux ou plusieurs pièces.

Ce type d'usure est causé par le grattage répété de la surface de la pièce par des particules d'oxyde de métal dur. Ce type d'usure est généralement réparé et recouvert d'un alliage de surfaçage résistant à l'usure à base de cobalt.

Revêtement de réparation des rouleaux

Revêtement de réparation des rouleaux

Une autre utilisation de l'empilement est d'améliorer la résistance à la corrosion de la pièce.

Il existe deux types de corrosion de la pièce, l'un est la corrosion chimique, qui fait référence à la réaction chimique entre le métal et le milieu, et l'autre est la corrosion électrochimique, qui fait réagir le métal en contact avec la solution d'électrolyte.

La corrosion de la pièce se trouve généralement sur les parois intérieures des conteneurs pétrochimiques. Les métaux utilisés pour ce type de surfaçage sont principalement des alliages à base de cuivre, à base de nickel, à base de cobalt et l'acier inoxydable austénitique nickel-chrome.

Le matériau de surfaçage doit également être résistant aux chocs, car lorsque les particules de surface métalliques sont usées, elles seront également touchées par ces particules.

Cet impact est généralement divisé en trois catégories: léger, modéré et sévère. Il existe une contradiction absolue entre la résistance aux chocs et la résistance à l'abrasion, il faut donc faire attention lors du choix des matériaux.

Lorsque l'environnement de travail de la pièce de surfaçage est à une température élevée, le contenu du surfaçage doit avoir une rigidité à haute température. Et il a des exigences plus élevées pour la résistance thermique du matériau, la rigidité à chaud, la résistance à la fatigue thermique et à l'oxydation, et la résistance à la corrosion des gaz à haute température.

Ce type de revêtement doit utiliser de l'acier inoxydable martensitique à haute teneur en chrome, de l'acier à outils, de l'acier moulé, de l'alliage de surfaçage à base de nickel, de l'alliage de surfaçage à base de cobalt et d'autres matériaux de surfaçage en fonction des différents environnements d'utilisation.

Le surfaçage des trépans dans l'industrie du forage pétrolier

Le surfaçage des trépans dans l'industrie du forage pétrolier

Les matériaux métalliques pour le surfaçage sont divisés en cinq catégories: un métal de surfaçage à base de fer, deux alliages à base de nickel, trois alliages à base de cobalt, quatre alliages à base de cuivre et cinq alliages de carbure.

Métal de surface perléite. Ce type d'alliage de surfaçage présente d'excellentes performances de soudage, une forte résistance aux chocs et une faible dureté. Il est principalement utilisé pour réparer les pièces mécaniques telles que les arbres et les rouleaux pour obtenir la taille restaurée.

L'objectif des métaux de surface austénitiques, y compris l'acier austénitique au manganèse et l'acier austénitique au chrome-manganèse. L'acier au manganèse austénitique est principalement utilisé pour réparer l'usure du métal et les pièces d'usure abrasives soumises à de fortes charges d'impact, telles que les aiguillages ferroviaires pour les camions miniers.

L'acier austénitique au chrome-manganèse est principalement utilisé pour améliorer les pièces en acier au manganèse et en acier au carbone, qui sont usées par les pièces métalliques gravement touchées. Le métal de surface martensitique est principalement utilisé pour réparer le frottement et l'usure entre les métaux, tels que les engrenages, les châssis, etc. Les métaux de surface en fonte d'alliage comprennent l'alliage martensitique, l'alliage austénitique et l'alliage à haute teneur en chrome.

La couche de surface en fonte d'alliage martensitique présente une résistance élevée à l'usure abrasive, à la résistance à la chaleur, à la corrosion et à l'oxydation, et peut résister à des chocs légers. Il est principalement utilisé pour le soudage de surface des machines agricoles, des équipements miniers et d'autres pièces. Le métal de surface en fonte d'alliage austénitique a une excellente résistance à la corrosion et à l'oxydation, a une certaine ténacité, peut résister à un impact modéré et est moins sensible à la fissuration et au pelage.

Il est principalement utilisé à l'occasion d'usure abrasive à impact moyen, comme l'excavation Revêtement des dents de godet. La fonte en alliage à haute teneur en chrome a une excellente résistance à la chaleur et à l'usure et est largement utilisée pour le soudage de surface de matériaux résistants à l'usure sur la surface des machines de construction, des machines agricoles, des machines minières et d'autres pièces.

Soudage de l'outil de coupe de l'excavatrice de bouclier

Soudage de l'outil de coupe de l'excavatrice de bouclier

La technologie de soudage par recouvrement à base de nickel la plus largement utilisée est l'alliage de la série nickel-chrome-borosilicate.

Il a une excellente résistance à l'usure abrasive à faible contrainte et à l'usure intermétallique, à la corrosion, à la chaleur et à l'oxydation à haute température. Il est couramment utilisé dans des environnements corrosifs ou à haute température soumis à une usure abrasive à faible contrainte.

La caractéristique la plus importante du métal de soudage à base de cobalt est qu'il peut encore maintenir une dureté et une résistance élevées à une température élevée d'environ six cents degrés. Il est donc souvent utilisé pour le surfaçage de la surface des engrenages à haute température, comme le surfaçage de la surface de pièces telles que les forets et les poinçons à chaud. Il existe quatre types d'alliages à base de cuivre: le bronze, le cuivre pur, l'enfant jaune et le cuivre blanc. Ces matériaux sont principalement adaptés pour travailler en dessous de 200 ° C.

Ils sont principalement utilisés pour le soudage de surface des roulements, des vannes basse pression, des faces d'extrémité scellées et d'autres pièces. Le métal de soudage au carbure se caractérise par un point de fusion élevé, une dureté élevée et une excellente résistance à l'abrasion, mais présente une fragilité relativement importante. Il est principalement utilisé pour les pièces très usées dans l'environnement de travail, telles que les trépans de forage d'exploration pétrolière et les pelles de protection. Outils de coupe, etc.

Comment souder le revêtement?

Les techniques de superposition de soudure comprennent généralement le soudage à l'arc à l'électrode, le soudage à la flamme oxygène-acétylène, le soudage à l'arc submergé, le soudage à l'arc sous électrode fondue, le soudage à l'arc au tungstène, le soudage à l'arc au plasma et le soudage aux scories électriques. Le choix de la méthode de revêtement est généralement déterminé en fonction des conditions de construction du site et des exigences techniques. Les utilisations et caractéristiques spécifiques de la méthode de surfaçage sont présentées dans le tableau.

Utilisations et caractéristiques des méthodes de surfaçage courantes

  • Soudage à l'électrode

    Fonctionnalités:

    1. Équipement bon marché et léger, adapté au surfaçage sur site

    2. Grande flexibilité, particulièrement adaptée au soudage par superposition de pièces de forme irrégulière

    3. Haute productivité et faible déformation de la pièce

    4. La profondeur de pénétration importante et le taux de dilution élevé réduisent la dureté et la résistance à l'usure de la couche de surface. Habituellement, 2 à 3 couches sont soudées, mais le surfaçage multicouche est naturel pour provoquer des fissures.

    Usage:

    Principalement utilisé pour produire de petits lots de revêtements et réparer les pièces usées

  • Soudage à la flamme oxygène-acétylène

    Fonctionnalités:

    1. En raison de l'opération manuelle, de l'intensité élevée du travail et de la faible vitesse de soudage

    2. Lorsque des superpositions de haute qualité sont requises, les compétences opérationnelles du soudeur sont excellentes.

    3. Si un pistolet à flamme oxygène-acétylène particulier est utilisé pour pulvériser la poudre d'alliage, une faible profondeur de pénétration et une fine couche de recouvrement peuvent également être obtenues.

    Usage:

    Il est principalement utilisé pour le soudage de surfaçage de pièces à surface lisse, de haute qualité et de précision, ainsi que pour le soudage de surfaçage sur de petites et moyennes pièces.

  • Soudage à l'arc submergé

    Fonctionnalités:

    1. Le processus de soudage est hautement mécanisé, utilisant généralement des courants importants (300 ~ 500A), parfois jusqu'à 900A, donc la vitesse de soudage est importante et la productivité est élevée.

    2. Les performances de la couche de surface sont stables, la formation est belle et les défauts tels que les pores et les inclusions de scories se produisent rarement

    3. Le flux recouvre complètement l'arc, il n'y a pas de rayonnement d'arc, pas de projections, l'opérateur n'a pas besoin d'une protection spéciale et la charge de travail est réduite

    4.L'équipement n'est pas pratique à déplacer; le séchage et le stockage du flux sont compliqués, ce qui ne favorise pas le surfaçage sur site.

    5. Le taux de dilution est élevé, et il est souvent nécessaire d'empiler 2 à 3 couches pour assurer les performances requises. En raison du grand gradient thermique de la pièce pendant le soudage par fissuration, elle est facile à fissurer, des mesures telles que le préchauffage et le refroidissement lent sont souvent nécessaires. Mais lorsque la température de préchauffage est trop élevée, cela entraînera des difficultés de détartrage

    6. Grande piscine fondue, adaptée uniquement pour le soudage de surfaces en position horizontale

    Usage:

    C'est la méthode de soudage par superposition la plus utilisée. Il est largement utilisé dans l'industrie de fabrication de machines, en particulier dans la fabrication d'équipements pétroliers et chimiques. Il convient au soudage sur des surfaces plus grandes, telles que des récipients plats, cylindriques et de grand diamètre. Il ne convient pas pour le surfaçage de petites pièces. Principalement pour le surfaçage de matériaux à base de fer, tels que le surfaçage de couches résistantes à la corrosion sur les parois intérieures de cuves de grand diamètre. Soudage par superposition de couches résistantes à l'usure sur des rouleaux de laminoir, etc.

  • Soudage à l'arc de tungstène

    Fonctionnalités:

    1. La connexion positive CC peut réduire la contamination de la couche de surface par l'électrode en tungstène

    2. Arc stable, moins de projections et excellente visibilité pendant le soudage

    3. L'avance du matériau de soudage de surfaçage et de l'arc est ajustée séparément, de sorte que la forme de la couche de surfaçage est facile à contrôler et la qualité est bonne, mais la vitesse de dépôt n'est pas élevée

    Usage:

    Il convient au surfaçage de soudage de petite taille, de haute qualité et de formes complexes. Tels que la superposition d'alliages de surfaçage à base de cobalt très minces sur les aubes de turbine à vapeur, etc.

  • Soudage plasma

    Fonctionnalités:

    1. En raison de la température élevée de l'arc plasma, la vitesse de surfaçage est rapide. La pièce à travailler n'a pas besoin d'être préchauffée et isolée avant et après le surfaçage, et aucun défaut tel que des fissures et de la porosité

    2. Le surfaçage à l'arc plasma a également les caractéristiques d'une pénétration peu profonde et large, réduisant ainsi le taux de dilution du métal de surfaçage par le métal-mère. qui non seulement stabilise la dureté du métal de la couche de surface et a une structure uniforme, mais permet également la sélection de couches de surface plus minces. Pour économiser les métaux précieux

    3. La formation de billes de surfaçage à l'arc plasma est très lisse et bien rangée, ce qui peut réduire les défauts et la quantité de traitement après le surfaçage

    Usage:

    Les flammes de plasma peuvent être utilisées pour recouvrir des matériaux d'alliage qui ne peuvent pas être surmontés par d'autres processus. En plus du laiton, il peut être utilisé pour recouvrir de nombreux alliages et métaux non ferreux. Tels que le carbure cémenté à base de cobalt, l'acier inoxydable, le cuivre, l'aluminium, le fer et le bronze au manganèse, etc.

  • Soudage par électrodes

    Fonctionnalités:

    1. Les pièces déposées par surfaçage électro-laitier ont une profondeur de pénétration uniforme, un faible taux de dilution, une vitesse de dépôt élevée et une consommation de flux moindre. L'épaisseur de la couche de surface varie de 15 à 90 mm.

    2. En plus de l'électrode, la poudre d'alliage peut être ajoutée au bain de scories ou utilisée comme revêtement du fil pour infiltrer l'alliage.

    3. Le changement de composition près de la ligne de fusion est trop raide et la couche de recouvrement est facile à décoller à des températures élevées.

    Usage:

    Couramment utilisé pour le surfaçage de l'acier inoxydable et du nichrome

Hcomment mesurer l'épaisseur du revêtement de soudure?

Il est préférable d'utiliser UT pour les tests. La mesure d'épaisseur UT est possible. L'écho de l'interface entre les deux matériaux est visible en raison de la légère différence de vitesse entre l'acier au carbone et le revêtement en acier inoxydable. Cependant, la répétition est minime. N'utilisez pas de jauge d'épaisseur avec un affichage numérique. Un instrument UT avec présentation A-Scan est nécessaire.

Si l'UT n'est pas disponible, peut mesurer après le meulage, la couche de soudage doit être visible, plate et sans irrégularité, et l'épaisseur moyenne est mesurée en plusieurs points.