En ingénierie, le rechargement par soudage est couramment utilisé pour renforcer la surface de pièces neuves et réparer des pièces anciennes. Par exemple, la surface de travail d'un moule, le siège de soupape d'une turbine, les pièces fragiles des engins miniers, le revêtement des équipements chimiques, etc., sont des applications typiques du rechargement par soudage.

Le rôle du rechargement par soudure

L'objectif principal de l'utilisationrevêtement de soudureCette technologie vise à améliorer les performances de la surface des pièces tout en réduisant les coûts. Dans les environnements de travail soumis à des températures élevées, des pressions importantes, à la corrosion ou à une forte abrasion, le rechargement permet d'améliorer efficacement la durabilité des surfaces métalliques. De plus, en cas d'usure ou de corrosion localisée sur des composants mécaniques, des rechargements soudés peuvent être utilisés pour restaurer les dimensions et les performances, évitant ainsi le remplacement complet de la pièce.

L'utilisation de matériaux de base économiques et le revêtement d'alliages haute performance dans les zones critiques constituent une stratégie d'optimisation des coûts couramment employée dans l'industrie. Le soudage des couches de revêtement permet de limiter l'utilisation de matériaux coûteux aux zones nécessaires, réduisant ainsi considérablement le gaspillage de matériaux.

Avantages du rechargement par soudage

- Améliorer les performances de surface : grâce à la sélection de consommables de soudage appropriés, les propriétés de résistance à l'usure, à la corrosion, à la chaleur et autres du matériau de base peuvent être considérablement améliorées ;

- Prolonger la durée de vie des équipements : le revêtement de la couche fonctionnelle sur les parties vulnérables peut réduire le taux de défaillance et prolonger le cycle de fonctionnement de l'équipement ;

- Réduction des coûts des matériaux : utilisation de matériaux de base à faible coût, dépôt d'alliage haute performance uniquement sur les parties clés, réduisant ainsi les coûts globaux des matériaux ;

- Réaliser la réparation et la réutilisation des pièces : réparer l'usure ou la corrosion des pièces en surface, afin d'éviter la mise au rebut de la pièce entière, réduisant ainsi considérablement les coûts de maintenance ;

- Applicable à une variété de substrats métalliques : peut être utilisé pour l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'acier allié, les alliages à base de nickel et même certains métaux non ferreux ;

- Prise en charge du soudage automatisé : convient à la production en série ou aux opérations de soudage robotisé, ce qui permet de garantir la régularité et la qualité du soudage.

Procédés courants de rechargement par soudure

Le choix du procédé de rechargement par soudage est étroitement lié au type de matériau de base, au matériau de soudage, aux performances attendues et à l'environnement de construction. Les méthodes de soudage courantes comprennent :

•  Soudage à l'arc métallique protégé (SMAW): convient aux structures ou chantiers de réparation de petite et moyenne taille, flexible mais moins efficace.

•  Soudage à l'arc submergé: convient aux grandes surfaces, au revêtement de couches épaisses, à un haut degré d'automatisation et à une vitesse de dépôt rapide.

•  Soudage au gaz inerte au tungstène (TIG): contrôle de haute précision du bain de fusion, adapté aux pièces à parois minces ou au soudage de précision.

• Soudage MIG (Metal Inert Gas): haute efficacité, production facile à automatiser, couramment utilisé dans la fabrication.

• Soudage à l'arc plasma transféré (PTA)etsoudage laser: convient au soudage par recouvrement de haute précision ou aux métaux spéciaux, zone affectée thermiquement réduite, faible déformation de soudage.

Lors du processus de soudage, la température de préchauffage, la température de la couche intermédiaire, la séquence de soudage et la méthode de refroidissement doivent être choisies judicieusement en fonction du coefficient de dilatation thermique du matériau de base et de la composition de l'alliage, afin d'éviter les défauts tels que les fissures, la porosité ou les bords mordants.

sélection du matériau de rechargement de soudure

Le choix du matériau de soudage pour le rechargement est primordial, car il détermine directement les performances de la couche superficielle finale. Ce choix doit être judicieux et adapté à l'environnement d'utilisation, par exemple :

- Environnement oxydant à haute température : choisiralliage à base de nickel;

- Milieux fortement corrosifs : choisir des alliages à base de cobalt ou de l'acier inoxydable fortement allié ;

- Environnement soumis à une forte usure par impact : choisir des consommables de soudage en carbure ou renforcés au carbure.

Afin de contrôler la dilution des éléments du matériau de base, on utilise généralement lecouche de transition + couche fonctionnellede la méthode de revêtement. La première couche sert de tampon de dilution, la deuxième ou la troisième couche est appliquée avant l'utilisation de consommables de soudage fonctionnels afin de garantir des performances stables.

Application d'un revêtement de soudure

Le rechargement par soudage est largement utilisé dans les industries et les domaines suivants :

- Industrie pétrochimique : récipients sous pression, pipelines, vannes, échangeurs de chaleur, paroi intérieure du revêtement anticorrosion ;

- Équipements de puissance : sièges de soupapes de turbines à vapeur, aubes, pièces haute température revêtues d'une couche d'alliage résistant à la chaleur ;

- Machines minières : concasseur, godet, roue à godets, goulotte et autres pièces en alliage résistant à l'usure pour le revêtement ;

- Industrie nucléaire : revêtement des parois des réacteurs nucléaires en acier inoxydable, amélioration de la résistance à la corrosion ;

- Fabrication et réparation de moules : cavités de moules, revêtement de surface en alliage pour le renforcement ou la réparation dimensionnelle ;

- Industrie du papier, navale et sidérurgique : réparation et renforcement de tous types de rouleaux, pompes à pâte, agitateurs, tiges filetées et autres pièces essentielles.

La différence entre le rechargement par soudage et la projection thermique

Bien que le rechargement par soudage et la projection thermique soient deux techniques de traitement de surface, des différences notables existent entre elles quant à leur méthode de combinaison, leurs caractéristiques et leurs domaines d'application. Les rechargements par soudage sont liés métallurgiquement par soudage à haute température, avec des épaisseurs de plusieurs millimètres, voire plus, et conviennent aux environnements soumis à de fortes contraintes, à des températures élevées et à une forte corrosion. La projection thermique, quant à elle, offre généralement une force de liaison plus faible et est adaptée aux applications nécessitant une moindre influence thermique.

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