Souder de l’acier galvanisé en toute sécurité

Épaisseur de la paroi du tube (po / mm)	Taille minimale de la soudure d’angle	Épaisseur de la paroi du tube (po / mm)	Taille minimale du congé
0,035 / 0,89	0,063 (1/16") / 1,60	0,113 (2,87)	0,160 (3/16") / 4,06
0,049 (1,24)	0,069 (3/32") / 1,75	0,133 (3,38)	0,186 (3/16") / 4,72
0,065 (1,65)	0,092 (3/32") / 2,34	0,14 (3,56)	0,198 (7/32") / 5,03
0,072 (1,83)	0,102 (1/8") / 2,59	0,145 (3,68)	0,205 (7/32") / 5,21
0,083 (2,11)	0,117 (1/8") / 2,97	0,154 (3,91)	0,217 (7/32") / 5,51
0,095 (2,41)	0,134 (5/32") / 3,40	0,18 (4,57)	0,250 (1/4") / 6,35
0,109 (2,77)	0,134 (5/32") / 3,40	toute épaisseur (t)	1,414 x (t) / 35,92 x (t)

Ces tailles de soudure d’angle conviennent aux assemblages en T et en angle où l’extrémité du tube est coiffée pour correspondre au diamètre extérieur du tube d’accouplement ou lorsque l’extrémité du tube est aplatie de sorte que le contour n’est pas nécessaire. Les chiffres entre parenthèses représentent la fraction supérieure la plus proche de la taille de la soudure requise et correspondent aux tailles standard de calibres de congé d’angle.

Même s’il n’y a pas de taille maximale pour le congé de raccordement, les soudures surdimensionnées n’améliorent pas les performances de la soudure. De plus, réaliser des soudures surdimensionnées prend plus de temps, ce qui augmente les coûts.

Les soudures terminées doivent faire l’objet d’un examen visuel et ne présenter aucun fente, vide, fissure, caniveau, porosité ou coup d’arc. Elles doivent être si possible lisses et uniformes. Les projections de soudure doivent être éliminées en particulier si la surface soudée doit être restaurée par peinture ou revêtement.

La taille des soudures d’angle doit être vérifiée à l’aide d’une jauge de soudure d’angle. Ce sont de simples jauges « bon/pas bon » que vous pouvez acheter auprès de votre fournisseur de produits pour soudure local ou usiner à partir de tôle épaisse pour des tailles spécifiques. Lorsque le dessin spécifie un soudage tout autour d’un joint, la taille de la soudure doit répondre aux exigences minimales du dessin tout autour du joint.

Pratiques et procédures de soudage établies

SOUDAGE A L’ARC SOUS GAZ MÉTALLIQUE (« MIG »)

Ce procédé est de loin le plus utilisé pour le soudage des tubes Allied, car il permet de réaliser rapidement des soudures de haute qualité.

Le premier choix à faire est d’utiliser le mode de transfert par pulvérisation. Utilisez un fil ER70S-2 ou ER70S-3 de 0,035 pouce (0,89 mm), un gaz de protection 92 % d’argon/8 % de CO2, un pistolet de soudage d’une intensité évaluée à 400 ampères ou plus et une source d’énergie d’une intensité de 400 ampères, avec un facteur de marche de 100 %. Utilisez le tableau ci-dessous. La vitesse de déplacement sera élevée et les taux de dépôt (c’est-à-dire le taux de production) seront élevés.

Pour le soudage d’acier galvanisé de calibre 16 ou plus fin, il peut être nécessaire d’utiliser le mode de transfert par court-circuit. La source d’énergie doit avoir une intensité nominale de 200 ampères ou plus avec un facteur de marche de 100 %, et doit avoir un contrôle « d’inductance ». Utilisez un fil ER70S-2 ou ER70S-3 de 0,035 pouce (0,89 mm), un gaz de protection 92 % d’argon/8 % de CO2, un pistolet de soudage d’une intensité nominale de 300 ampères. Réglez l’inductance au maximum et la commande de la variation progressive du courant (au besoin) entre le milieu de gamme et la pente maximale. Utilisez les paramètres indiqués dans le tableau ci-dessous. Si le soudeur a des difficultés à maintenir la longueur et un angle d’arc constants (dépassement du fil), passer à un fil de 0,030 pouce (0,06 mm) de diamètre et ajuster la vitesse de déplacement du fil pour utiliser approximativement l’ampérage indiqué ci-dessus.

	Transfert par pulvérisation	Short Circuiting
Volts	27 à 30	17 à 20
Ampères	250 à 380	100 à 190
Vitesse de déplacement du fil (ipm)	280 à 450	100 à 210
Position (cadran d’horloge)	1 à 3	9 à 11
Position de la pointe	En retrait 1/4" (6,35 mm)	En surface 1/4" (6,35 mm)
Dépassement du fil	3/4" (19,05 mm)	3/8" (9,52 mm)
Débit de gaz	25 à 30 CFH (pi³/h) (0,71 à 0,85 m³/h)	25 à 30 CFH (pi³/h) (0,71 à 0,85 m³/h)
Les projections indiquent	Tension d’arc trop faible	Tension d’arc trop élevée

Le dépassement du fil doit être maintenu constant pendant le soudage. Si le soudeur éloigne la torche de la pièce à souder, l’espacement augmente, ce qui accroît la tension de l’arc et donne lieu à des projections lorsque le soudeur utilise un transfert par court-circuit. Si le soudeur rapproche la torche de la pièce à souder, le dépassement diminue, réduisant ainsi la tension de l’arc, mais augmentant les projections lorsque le soudeur utilise le transfert par pulvérisation. Les soudeurs doivent comprendre comment agir sur ces phénomènes : ils doivent régler correctement la tension pour minimiser les projections et être conscients du fait que l’augmentation ou la diminution du dépassement influence la tension de l’arc et la quantité de projections produites. L’une des meilleures ressources de formation à l’utilisation du GMAW se trouve sur le site Weld Reality.

Certains fabricants ont réussi à souder des tubes galvanisés à l’aide d’un fil fourré métallique E70C-6 tel que le Galvacor de Hobart. Les paramètres indiqués ci-dessus constituent un bon point de départ pour le fil fourré métallique. D’autres ont constaté que le fil fourré auto-protecteur conforme à la norme E71T-14, comme l’Innershield NR-152 de Lincoln et le CoreShield 10 d’ESAB, convenait bien pour certains travaux, car il n’est pas nécessaire d’utiliser un gaz de protection. Suivez les réglages recommandés par le fabricant de l’électrode pour le fil fourré.

Gaz de protection

Il est recommandé ci-dessus de commencer avec un gaz de protection composé de 92 % d’argon et de 8 % de CO2. Si l’on soude un tube de calibre 12 ou des pièces épaisses, il est possible d’augmenter le CO2 jusqu’à 18 %. Cela augmente l’énergie de l’arc, assurant la pénétration dans l’acier plus épais. À l’inverse, si vous soudez des matériaux de calibre 18 ou plus mince, le CO2 peut être réduit à 2 %. En cas de problème de trou de soudure, passez à un mélange de gaz 98 % d’argon / 2 % d’oxygène et réduisez la tension de 2 à 3 volts. L’utilisation de mélanges argon/oxygène n’est pas recommandée pour les tubes d’une épaisseur supérieure à 1/8 de pouce (3,17 mm).

Le gaz Helistar GV de Praxair est un gaz qui développe sensiblement moins de fumée de zinc lors du soudage de tubes galvanisés. Toutefois, comme il s’agit d’un mélange d’hélium, d’argon et de CO2, il est plus cher que le gaz de protection à base d’argon.

SOUDAGE À L’ARC MÉTALLIQUE BLINDÉ (« BÂTON »)

En raison de sa faible productivité, ce procédé doit être utilisé lorsque le GMAW n’est pas possible, par exemple à l’extérieur où le vent rendrait l’utilisation d’un procédé sous protection gazeuse peu pratique. Le tube en acier galvanisé d’Allied peut être soudé à l’aide d’une électrode E6013 de 3/32 po (2,38 mm) de diamètre avec un courant continu et une électrode positive (polarité inversée) ou un courant alternatif et les paramètres recommandés par le manufacturier de l’électrode. Lorsque le tube est soudé à des matériaux plus épais, il convient d’utiliser l’électrode E6010 pour assurer la pénétration dans le matériau plus épais.

SOUDAGE À L’ARC AU GAZ ET AU TUNGSTÈNE (TIG, HeliArc)

Ce procédé a également une faible productivité, mais peut réaliser des soudures très solides entre composants galvanisés. Le soudage de l’acier galvanisé de calibre plus mince peut être effectué en utilisant un courant continu, une électrode négative (polarité droite), une électrode de tungstène EWTh-2 de 1/16″ (1,59 mm) de diamètre, affûté en crayon avec une extrémité plate de 1/32″ (0,79 mm), un métal d’apport ER70S-2 ou ER70S-3, de l’argon en gaz de protection et en appliquant les paramètres suivants :

Calibre	Épaisseur (po / mm)	Ampères pour sillons	Ampères pour congés	Diamètre de remplissage
18 à 22	0,028 à 0,047 (0,71 à 1,19)	35 à 65	40 à 60	1/16" or 3/32" (1,59 ou 2,38)
14 et 16	0,059, 0,079 (1,5, 2,00)	45 à 75	65 à 90	3/32" (2,38 mm)
12	0,105 (2,67 mm)	65 à 90	95 à 105	3/32" (2,38 mm)
10+	0,135 (3,43 mm)	70 à 100	110 à 130	3/3/32" (2,38 mm)"

Le GTAW est le plus lent et le plus coûteux des procédés de soudage et ne doit être utilisé que lorsque l’aspect visuel est critique et qu’un traitement mécanique de la surface n’est pas pratique.

Bonnes pratiques de sécurité

Lorsqu’un manufacturier a recours au soudage, il doit être conscient des risques de sécurité qui y sont associés. Il s’agit notamment des fumées de soudage, des chocs électriques et des radiations électromagnétiques.

Soudage et fumées

Le soudage produit de la fumée et des émanations qui s’élèvent de la zone de soudure dans ce que l’on appelle un panache. Il est évident que la fumée et les émanations qui résultent du soudage ne sont pas particulièrement saines à respirer!

La solution la plus économique pour une entreprise confrontée à des fumées et émanations de soudage est d’apprendre à ses soudeurs à garder la tête hors du panache de fumées. Le personnel d’encadrement doit être informé de devoir surveiller les soudeurs dont la tête se trouve dans le panache et de leur conseiller de changer de position. Les soudeurs doivent installer leur poste de travail de manière à ce que l’air circule d’un côté à l’autre, plutôt que vers ou depuis l’arrière du soudeur. Cela gardera le panache (et son contenu) éloigné de la zone respiratoire du soudeur. La ventilation naturelle est considérée comme adéquate lorsqu’il y a une hauteur de plafond de 16 pieds minimum (4,88 m min.), un espace de 10 000 pieds cubes (283 m3) par soudeur et aucun espace confiné. Lorsque ces critères ne sont pas remplis, une ventilation forcée doit être assurée conformément à la norme Z49.1* de l’American National Standards Institute (ANSI). On peut employer une hotte mobile ou un tuyau d’échappement que l’on placera à proximité du soudage, ou une enceinte fixe qui fournira un débit d’air de 100 pieds par minute (30,48 m/min) (1 à 2 MPH ou 1,6 à 3,2 km/h) à proximité du soudage. La ventilation peut également se faire sous la forme de tables de travail à grille ouverte avec une ventilation descendante uniforme fournissant au moins 150 pieds cubes d’air par minute par pied carré de surface de table (4,25 m3/min par 0,09 m2 de surface de table). Enfin, un extracteur de fumées à faible volume et à grande vitesse peut être fixé au pistolet de soudage pour permettre l’élimination locale des fumées.

L’USFDA reconnaît qu’au moins 15 mg/jour de zinc sont essentiels à une bonne santé chez l’homme. Le zinc est également un micronutriment nécessaire à la vie végétale et animale. Cependant, un excès de zinc peut provoquer une maladie temporaire connue sous le nom de « fièvre des métaux » L’inhalation de l’oxyde de zinc blanc produit lors du soudage du zinc peut provoquer des symptômes temporaires de grippe, notamment de la fièvre et des frissons. Aucun effet permanent ou à long terme n’est connu. Il est important que le panache de soudage contenant l’oxyde de zinc soit éloigné du soudeur. La norme ANSI Z49.1* exige que l’élimination des fumées de zinc se fasse par ventilation d’extraction locale lorsque le zinc est soudé en intérieur. Les soudeurs doivent également apprendre à ne pas se tenir ou travailler sous le vent d’un autre soudeur qui soude des matériaux zingués. En plus de la ventilation locale ou générale, il est recommandé d’utiliser des filtres respiratoires personnels. Les filtres demi-masque légers et jetables tels que le respirateur de fumée de soudage 3M™ ou le filtre à poussières / fumées / brouillard (nº 9920) sont pratiques pour le soudeur et aucun entretien n’est nécessaire. Les filtres à cartouche pour demi-masques utilisant des éléments filtrants conçus pour l’élimination des fumées métalliques sont également acceptables et disponibles auprès de 3M. Des systèmes de purification d’air motorisés et les systèmes d’apport en air tels que le respirateur purificateur d’air motorisé 3M™ Adflo™ (PAPR) sont également disponibles auprès de 3M. Ces systèmes offrent une protection combinée des voies respiratoires, de la tête, des yeux et du visage dans les situations où l’exposition aux fumées ne peut être évitée.

*Cette norme ainsi que les fiches d’information sur la sécurité et la santé en soudage sont disponibles gratuitement auprès de l’American Welding Society, Miami, Floride.

Choc électrique

Les soudeurs et ceux qui travaillent autour de la soudure doivent être conscients que la tension d’un circuit de soudage est suffisante pour provoquer de graves blessures. Lors de l’utilisation d’une machine de soudage à l’arc standard, la différence entre l’électrode de soudage et la pièce et le bâtiment environnants est de 80 volts. Pour le procédé à fil continu, tel que MIG ou Flux core, cette différence est d’environ 40 volts. Les soudeurs sont généralement conscients du danger potentiel, mais les autres personnes qui travaillent autour du soudage ne le sont souvent pas. Cette situation doit être régulièrement abordée lors des réunions de sécurité.

Rayonnement électromagnétique

Tout procédé de soudage à l’arc génère un arc électrique qui émet diverses formes de rayonnement électromagnétique, y compris de la lumière. Le plus nocif de ces rayonnements est la lumière ultraviolette, qui peut provoquer la cécité en cas d’exposition excessive. Les soudeurs savent qu’ils doivent porter une protection adéquate contre les radiations lorsqu’ils soudent. Cependant, les personnes qui travaillent autour du soudage doivent également se protéger. Cela se fait généralement en plaçant des barrières opaques ou translucides qui absorbent les ultraviolets autour de la zone où le soudage est effectué. Ce rayonnement peut également brûler la peau, c’est pourquoi le soudeur et les personnes travaillant autour du soudage doivent porter des vêtements de protection pour éviter ce risque. La protection des yeux doit consister à porter des lunettes de sécurité en polycarbonate avec écrans latéraux. Le polycarbonate absorbe les rayons ultraviolets les plus nocifs, évitant ainsi les lésions oculaires. En outre, cette pratique permet d’éviter la « brûlure par éclair de soudage » (coup de soleil sur le blanc du globe oculaire), généralement causée par la réflexion de l’arc sur les objets environnants, y compris les murs.

Restauration de la protection anticorrosion

La chaleur du soudage vaporise le revêtement protecteur en zinc près de la soudure. Même si le zinc résiduel continue de fournir une certaine protection aux zones sans zinc, l’apparence est médiocre et les zones sans zinc rouillent lorsqu’elles sont exposées à l’environnement. Les peintures à haute teneur en zinc élémentaire (c’est-à-dire « riches en zinc »), correctement appliquées, rétabliront efficacement une protection complète contre la corrosion dans les zones de soudure. Ces peintures sont disponibles en bombes aérosols ou dans des récipients adaptés à l’application au pinceau ou au pistolet. Cette peinture peut être appliquée sur la soudure après un grenaillage ou un brossage métallique pour éliminer tout le laitier de soudure, suivi d’un essuyage de la soudure à l’aide d’un chiffon.

Le zinc projeté thermiquement est également efficace pour restaurer la résistance à la corrosion, mais la surface doit être suffisamment rugueuse, généralement par sablage ou conditionnement abrasif grossier, pour permettre au zinc thermo-projeté d’adhérer correctement.