Soudage vertical à l'arc : conseils pour les soudures en montée et en descente

Le soudage à l'arc vertical est essentiel pour souder des structures qui ne peuvent pas être déplacées, comme les poutres en acier et les coques de navires.

La gravité rend le contrôle du bain de fusion délicat, mais l'électrode, les réglages du poste et la technique appropriés peuvent aider. Dans ce guide, nous aborderons les soudures en montée et en descente, ainsi que les meilleurs modèles et joints pour la résistance ou la vitesse.

Pourquoi le soudage à l’arc vertical est-il si difficile ?

Le soudage à l'électrode enrobée en position verticale est plus difficile qu'en position à plat, car la gravité attire le bain de fusion vers le bas. Cela rend le contrôle difficile, augmentant le risque d’imperfections et d’inclusions de laitier.

Les soudeurs doivent gérer l’apport de chaleur, la vitesse de déplacement et l’angle de l’électrode pour éviter que la soudure ne coule.

Positions de soudage verticales (3G et 3F)

En soudage, le numéro fait référence à la position et la lettre fait référence au type de joint. 3G et 3F sont deux positions verticales courantes que vous pouvez utiliser lors du soudage à électrode enrobée de structures telles que des poutres ou des tuyaux en acier.

• 3G (soudure en rainure) : Le « G » signifie « groove », pour soudure en rainure ; la soudure pénètre dans un écartement entre deux pièces métalliques, comme dans un assemblage bout à bout. Par exemple, souder un joint vertical sur un tuyau ou une colonne.
• 3F (soudure d'angle) : Le « F » signifie « fillet », pour soudure d'angle ; deux pièces sont jointes à un angle de 90 degrés, comme dans un assemblage en T ou un assemblage à recouvrement. Pensez au soudage où une plaque verticale rejoint une base horizontale plane.

Comme le soudage à l'arc est adapté aux soudures extérieures, vous pouvez utiliser ces positions de soudage lors de la fixation de structures.

Techniques clés pour le soudage vertical à électrode enrobée

La maîtrise du soudage à l'arc vertical nécessite des compétences et de la pratique, mais les bonnes techniques peuvent le rendre plus facile.

Quels sont les meilleurs types d'assemblages soudés ?

Le meilleur assemblage pour votre soudure verticale dépend de la résistance nécessaire et des matériaux utilisés. L'accès est également un facteur, car les industries sur site comme la construction ou la construction navale nécessitent du soudage dans des espaces restreints.

• Joints bout à bout : Utilisés pour les soudures 3G (rainures verticales), où deux plaques sont jointes bord à bord. Un assemblage solide, mais nécessitant un contrôle et une pénétration précis, ce qui les rend difficiles à réaliser avec un espace ou une visibilité limités.
• Assemblages en T : fréquents dans les soudures 3F (angle vertical), où une plaque verticale est soudée à une plaque horizontale à un angle de 90 degrés. Souvent utilisés pour les cadres structurels, ils offrent plus d'espace pour contrôler l'électrode.
• Assemblages à recouvrement : une plaque chevauche l'autre, créant une soudure d'angle le long du bord. Potentiellement utiles pour les matériaux plus minces, ils permettent également un plus grand mouvement de l'électrode et un meilleur contrôle du bain de fusion.

Vous souhaitez en savoir plus ? Visitez l'Université ESAB pour notre guide dédié aux types de base d'assemblages soudés.

Soudage vertical à électrode enrobée en montée vs en descente

Pour les soudures horizontales (plates), vous utilisez une technique de traction ou de poussée. Pour la verticale, vous soudez vers le haut ou vers le bas.

Pour souder en montée, maintenez un angle de poussée et déplacez-vous régulièrement vers le haut. En descente, avancez plus rapidement pour éviter l'accumulation.

Motifs de tissage pour soudures MMA verticales

Le mouvement d'oscillation dans le soudage vertical à électrode enrobée consiste à déplacer l'électrode d'un côté à l'autre pour améliorer la fusion et le contrôle du bain de fusion. Le bon motif de tissage peut aider à prévenir les défauts et à garantir une soudure plus solide.

• Motif Z : Un mouvement en zigzag qui assure une pénétration profonde et une fusion solide à la base, ce qui le rend idéal pour le soudage en montée sur des matériaux plus épais. Courant dans le soudage de l'acier de construction et des tuyaux épais.
• Motif triangulaire : Similaire au motif en Z, mais avec un pic pointu au sommet. Il offre un meilleur contrôle de la chaleur et une meilleure consistance des cordons, réduisant ainsi les défauts dans les soudures où la résistance et la stabilité sont essentielles.
• Passes étroites : technique simple en ligne droite sans mouvement d'oscillation, idéale pour le soudage à électrode enrobée en descente sur des matériaux verticaux plus fins où la vitesse est la priorité, comme les réparations rapides ou le soudage de tuyaux.

Quelle est la technique d'empilement ?

La technique d'empilement consiste à créer une série de cordons de soudure superposés ressemblant à une pile de pièces. Elle est utilisée pour améliorer l'apparence, la résistance et la pénétration d'une soudure, en particulier dans le soudage vertical et de tuyaux.

Au lieu de faire glisser le bain de fusion, vous marquez une pause pour le laisser refroidir et permettre la fusion du métal, puis vous répétez le processus.

La technique d'empilement est souvent utilisée dans le soudage structurel, pour combler de grands espaces ou lorsqu'une apparence uniforme est bénéfique. Elle offre un meilleur contrôle du bain de fusion et des soudures solides, car chaque pause permet une pénétration adéquate.

Vous en savez un peu plus sur les techniques de soudage vertical à électrode enrobée, mais où est-il couramment utilisé ?

Quand pourriez-vous avoir besoin d’un soudage vertical à électrode enrobée ?

Le soudage vertical à électrode enrobée est particulièrement adapté aux travaux extérieurs difficiles d'accès où tout déplacement de la pièce à souder est impossible.

Contrairement au soudage MIG ou TIG, le soudage à électrode enrobée ne requiert pas de gaz de protection. Cela facilite son utilisation sur site, ou dans des environnements venteux ou sales, comme les chantiers de construction ou les chantiers navals. Il est idéal pour les réparations difficiles et lourdes.

1. Soudage de tuyaux verticaux : le soudage vertical à électrode enrobée peut être utilisé sur les oléoducs et les gazoducs, car il est résistant au vent et transportable. Pour des soudures solides sur des tuyaux épais, essayez un motif en triangle ou en zigzag.
2. Soudage de poutres structurelles : Les grandes structures en acier, comme les ponts, nécessitent des soudures solides. Le soudage à l'arc est idéal pour les matériaux épais et peut offrir des soudures solides et durables avec un motif de tissage en montée.
3. Soudage de la coque d'un navire : le soudage à l'électrode enrobée fonctionne bien pour les réparations en mer, car il supporte les surfaces sales ou rouillées. Dans les zones non critiques, le soudage en descente permet des réparations rapides, tandis que le soudage en montée est idéal pour des assemblages solides.

Lorsque le soudage à l'arc n'est pas idéal pour le soudage vertical

Le soudage à électrode enrobée n'est pas toujours le meilleur choix pour les soudures verticales, surtout si la précision ou l'apparence sont une priorité.

Le soudage MIG peut être plus adapté aux tôles fines utilisées dans les réparations automobiles ou les conduits, car il offre plus de contrôle et réduit le gauchissement. Le soudage MIG est également privilégié dans les usines pour sa rapidité et son potentiel d'automatisation.

Pour l'acier inoxydable et l'aluminium (comme dans l'industrie alimentaire ou aérospatiale), le soudage TIG offre une finition plus propre.

Réglages du poste à souder vertical à électrode enrobée

ESAB propose une large gamme de matériels de soudage à électrode enrobée fiables, idéaux pour les travaux de construction difficiles, la construction navale et les soudures de pipelines. Cependant, vous avez besoin des bons paramètres pour tirer le meilleur parti de votre machine.

• Ampérage : Il s'agit de l'intensité du courant électrique et peut affecter la pénétration et la stabilité de l'arc de soudage. Le soudage en montée nécessite un ampérage plus faible pour mieux contrôler le bain de fusion liquide.
• Polarité :  Le courant continu positif offre une pénétration plus profonde, ce qui le rend idéal pour les soudures en montée intensives. Le courant continu (ou secteur) négatif offre plus de contrôle sur les métaux minces. Découvrez-en plus sur la façon dont la polarité affecte le soudage à l'arc ici.
• Longueur de l'arc : Le maintien d'un arc court peut aider à prévenir les éclaboussures excessives et la perte de contrôle, en particulier pour les soudures verticales qui nécessitent une jonction propre et précise. Le soudage vertical à électrode enrobée produit par définition du laitier.

Par exemple, pour des soudures en montée fortes et lentes, vous pouvez utiliser un faible ampérage, du DC+ et un arc court pour une pénétration et un contrôle profonds. Pour des soudures rapides en descente, vous pouvez utiliser un ampérage plus élevé avec une polarité continue négative.

Commencez avec un ampérage plus faible, réglez jusqu'à obtenir un bain de fusion stable, et prenez le temps de vous entraîner.

Meilleures électrodes pour les soudures verticales à électrode enrobée

Le soudage à l'arc nécessite l'utilisation d'une électrode, qui est consommée dans le cadre du processus de soudage.

Le choix de l'électrode est essentiel pour contrôler le bain de fusion, afin d'obtenir des assemblages verticaux solides et sans défaut. Les électrodes de soudage à l'arc sont classées en fonction de leur résistance, de leur adéquation à la position de soudage et du type de revêtement de flux.

Chaque électrode possède un revêtement de flux extérieur qui se vaporise et sert de protection gazeuse pendant le soudage à électrode enrobée. Cela empêche les contaminants externes de pénétrer dans la soudure. Après le soudage, le revêtement de flux se solidifie, formant une couche de laitier sur la soudure. Il protège le bain de fusion pendant le refroidissement, mais doit être retiré par la suite.

Pour les débutants qui apprennent le soudage à l'arc, les électrodes E6013 sont un choix populaire. Elles sont considérées comme polyvalentes, fonctionnent bien dans diverses applications, peuvent être utilisées dans toutes les positions et sont faciles à amorcer.

ESAB propose une vaste gamme d'électrodes de soudage à l'arc dans leurs métaux d'apport, y compris pour les positions verticales.

Conseils finaux pour le soudage vertical à électrode enrobée

Maintenant que vous en savez plus sur le soudage vertical à électrode enrobée, voici quelques conseils utiles de nos experts en soudage.

• Donnez la priorité à la sécurité : ce type de soudage peut provoquer des projections et des chutes de laitier. Il est donc essentiel de porter un EPI de soudage et un équipement de sécurité pour vous protéger, notamment un casque, des vêtements et des chaussures adaptées.
• Prévenez la surchauffe : si le métal d'apport surchauffe, retirez la baguette du bain de fusion sans rompre l'arc. Cela permet au métal de se solidifier avant de recommencer, évitant ainsi les excès de coulures. Lorsque vous expérimentez les réglages de la machine, commencez avec un faible ampérage et augmentez la chaleur selon vos besoins.
• Surveillez le bain de fusion : analysez le comportement du bain pour maintenir un cordon de soudure propre et stable. Dans les techniques de mouvement d'oscillation et d'empilage, assurez-vous que le laitier s'égoutte naturellement tandis que le bain de fusion reste sous contrôle.
• Évitez le gougeage : un mouvement d'oscillation trop rapide ou trop chaud peut ruiner votre travail précédent. Réduisez donc votre ampérage et travaillez lentement si nécessaire, pour vous assurer de contrôler le bain de fusion.
• Maintenez-le au bon angle : Évitez une mauvaise qualité de soudure en tenant l'électrode au bon angle lors du soudage. Les assemblages en T et à recouvrement nécessitent un angle droit, faute de quoi le contrôle du bain peut être délicat.

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