Soudage bout à bout: technologie et équipement

Cet article explique comment effectuer le soudage de tuyaux par soudage bout à bout. Il ne prétend pas être complet: il s’agit uniquement de l’auteur qui tente de présenter ses connaissances et son expérience pratique, en les ajoutant aux connaissances du lecteur. Nous devons nous familiariser avec certaines des nuances de la technologie et des équipements utilisés pour le soudage.

Types de tuyaux

Lequel des matériaux populaires utilisés dans la construction de pipelines à des fins diverses, à bout bout?

• Acier. Pour leur connexion sur site utilisant du gaz (acétylène) et du soudage électrique ou à l'arc du raccord de tuyau.

Cependant: les bornes d’approvisionnement en eau, par exemple, où il est préférable de cuisiner avec un gaz avec des manchons - connexions à douille. Le fil de soudure en fusion remplit l'espace entre la surface intérieure du manchon et la surface extérieure du tuyau; en raison de la plus grande épaisseur de la couture plus capable de résister à la corrosion.

• En plastique. Pour être précis - pression de polyéthylène et de polypropylène. Beaucoup moins courant (et, par conséquent, brassé) exotique comme le polybutène (PB) ou le polyfluorure de vinyle (PVDF). Dans le même temps, le soudage des joints de tuyauterie est principalement utilisé pour les pipelines de gros diamètres; des joints de couplage sont utilisés pour les petites sections.

Acier

Examinons les deux méthodes de soudage des pipelines en acier.

Gaz

L’outil principal de la soudeuse au gaz est un appareil composé d’un brûleur, de bouteilles (acétylène et oxygène) et de tuyaux à haute pression.

Parmi les équipements de protection nécessaires, des lunettes et une combinaison de matériau résistant à la flamme dense. Pour la coupe et le montage de pièces, le brûleur peut être remplacé par un couteau qui se distingue du brûleur par la présence d'un robinet de coupe (il permet de créer un flux d'oxygène étroit sous haute pression à l'intérieur de la torche).

Comment soudez-vous les joints de tuyau pivotants?

1. Le brûleur est ajusté à une torche stable avec une lueur brillante et uniforme sur toute la longueur. Fumée et sombre, avec le bleu, la flamme est également inutile: dans le premier cas, l’acétylène ne brûle pas complètement en raison de l’absence d’agent oxydant, dans le second, un excès d’oxygène entraîne à nouveau une chute de température.
2. Les extrémités (de préférence sans chanfreins) sont chauffées dans une petite zone jusqu’au moment où l’acier est fondu.
3. Le fil à souder est amené dans l’intervalle situé entre les extrémités soudées et les gouttes de matière fondue provenant de celle-ci sont soufflées à la surface de l’extrémité fondue, créant un pont entre les pièces à assembler. En déplaçant la zone de refusion, la soudeuse forme un joint uniforme sur toute la circonférence.

Comment se fait le soudage des joints de tuyaux fixes près des murs et des autres structures qui ne permettent pas l’entrée par l’arrière?

• À l'aide d'un miroir ordinaire. Il est installé de manière à ce que l'arrière du tuyau soit visible.

Le principal problème ici est qu’il est difficile pour le soudeur de s’adapter à la spécularité des mouvements visibles; la capacité de venir avec une longue expérience. Si, pour la première fois, vous essayez de souder de vos propres mains une couture fixe, n'essayez pas de faire ce travail à l'aide d'un miroir.

• À travers une fenêtre coupée à l'avant du pipeline. La partie arrière de la couture est bouillie à l'intérieur, après quoi un fragment de la fenêtre est plié dans sa position d'origine et brassé.

Comment le fameux manchon est-il soudé? Oui, juste comme un joint bout à bout. La seule subtilité est le chauffage de haute qualité du tuyau intérieur: pour que la connexion soit solide, sa surface doit être fondue.

Électrique

Ici, les outils sont un transformateur de soudage, un porte-électrode et une paire de fils. L'équipement de protection nécessite des mitaines diélectriques, une combinaison en matériau dense incombustible et un masque en verre foncé (voir également l'article sur les tubes en polymère: comment choisir un matériau approprié pour la construction de réseaux de construction).

Remarque: l’arc électrique rayonne dans une très large plage spectrale. Le rayonnement ultraviolet est une partie essentielle du rayonnement. Essayer de cuisiner au coup d'œil, sans lunettes, vous coûtera une nuit sans sommeil à cause des fortes fissures dans la rétine brûlée; la personne subira également de graves brûlures similaires à celles du soleil.

Le procédé repose essentiellement sur la création d’un arc constant ou interrompu entre l’électrode et les pièces à souder, du fait que le transformateur crée une différence de potentiel significative. L'arc fond les bords des pièces à assembler; dans le même temps, le métal de l'électrode est transféré dans le champ de soudage, formant un joint.

En fait, l’art du soudeur réside essentiellement dans la capacité de maintenir l’arc, en empêchant les électrodes de coller aux pièces avec un courant de soudage faible ou de les brûler avec un courant surestimé.

Les électrodes de soudage sont pourvues d'un revêtement de matériau non conducteur.

Sa fonction est double:

• Le revêtement sert de diélectrique qui permet d’allumer l’arc de décharge. Sinon, le soudeur devrait garder l'électrode en combustion à une distance constante de la couture, ce qui, vous voyez, est irréaliste.
• En outre, lorsqu’il est brûlé, il forme des scories à la surface de la soudure, protégeant ainsi le métal en fusion contre une activité chimique excessive de l’oxygène atmosphérique. La combustion du carbone lors de l'ébullition du métal, par exemple, est tout à fait capable de rendre le joint excessivement ductile. Après refroidissement, le laitier, qui a une faible résistance mécanique, est facilement enlevé de la surface avec un marteau, ramassé ou nettoyé avec une rectifieuse.

La sécurité

Quelles sont les mesures de sécurité de base à respecter lors des travaux de soudage au gaz et au soudage électrique?

• Gardez la pointe du brûleur ou de la torche propre. Son encrassement avec des éclaboussures de métal peut avoir un impact inverse avec l'explosion du mélange de gaz dans les tuyaux.

• Assurez-vous que les raccords sont bien serrés. Les fuites et l’inflammation de l’acétylène (ou du propane utilisé pour la coupe des métaux) peuvent endommager les deux tuyaux, ce qui, dans une pièce fermée, entraînera une accumulation rapide d’un mélange explosif.
• Surveiller l'absence de fuite sur les grues des vérins pendant le fonctionnement et le stockage. Quelle est la raison de cette instruction - je pense que vous ne pouvez pas expliquer.
• Évitez de travailler dans des vêtements huilés, et en particulier dans des gants huilés. Pour l'allumage des carburants et des lubrifiants n'ont même pas besoin d'une flamme: assez de contact avec de l'oxygène pur.
• Lorsque vous déplacez des bouteilles, utilisez une civière ou un chariot. Un cylindre qui tombe par une valve est susceptible de le transformer en un projectile de fusée incontrôlable pesant un peu moins d'un centner.

• Lors du travail de chargement des cylindres, il vaut la peine d'enlever tous les bijoux, en premier lieu les alliances. La demande peut paraître comique, cependant, elle a souffert de l'expérience de nombreux soudeurs qui ont perdu leurs doigts à cause de l'anneau accroché à la valve.
• Tous les travaux de soudure électrique sont effectués sur un sol sec. Sur une base en métal doit utiliser des tapis en caoutchouc.
• La plomberie avant les travaux de soudage est non seulement désactivée, mais également mise au rebut. L'eau bouillante peut causer de graves brûlures ainsi qu'un choc électrique en cas de contact avec la moufle et son support.

En plastique

Comment se fait le soudage bout à bout de tuyaux en polyéthylène et de produits en polypropylène? Oh, avec le travail sur l'acier, ça n'a rien à voir. Le procédé repose essentiellement sur la fusion des extrémités jointes et sur leur combinaison avec une petite pince.

Les travaux ultérieurs seront effectués par diffusion moléculaire - il suffit de ne pas toucher le joint pendant un moment.

Et qu'en est-il du couplage des connexions? Le principe est similaire. La seule différence est que ce ne sont pas les extrémités des tuyaux à assembler qui sont soudées, mais la surface extérieure du tuyau et celle interne qui ont été préalablement fondues - les raccords.

Quand utilise-t-on le soudage bout à bout et quand utilise-t-on les accouplements?

C'est simple: pour abouter le tuyau en plastique, son diamètre doit être égal ou supérieur à 50 mm et l'épaisseur de la paroi doit être d'au moins 4 mm.

Équipement

L'appareil bout à bout le plus simple pour souder des tuyaux en polyéthylène est ce qu'on appelle le miroir, un élément chauffant en forme de galette plate. Les fers à souder universels sont souvent utilisés dans cette capacité, ce qui permet de réaliser des joints de couplage: leur chauffage plat est fourni avec des buses pour tuyaux et raccords de différents diamètres.

Important: étant donné que ces équipements ne permettent pas un centrage précis, le soudage bout à bout des tuyaux en polyéthylène sur les fers à souder à main n’est autorisé que pour les pipelines basse pression (conduites d’eau d’été, égouts de petit diamètre et à écoulement automatique).

Des machines de soudage plus sérieuses permettent le centrage mécanique et le serrage des tuyaux. Avec un diamètre de pipeline de 250 millimètres, l’hydraulique doit venir à la rescousse: étant donné que le diamètre et l’épaisseur de la paroi sont suffisamment importants, il est très difficile d’assurer un alignement précis.

La technologie

Quelle est la technologie de soudage bout à bout de tuyaux en polyéthylène avec un diamètre de tuyau important (supérieur à 150–200 mm)?

• Les tuyaux sont montés dans des clips annulaires et centrés.
• Leurs extrémités sont garnies d'un facer mécanique.
• L'alignement et la taille de l'écart sont vérifiés.
• L'élément chauffant chauffe les extrémités, après quoi il est retiré de la zone de chauffage.
• Les tuyaux sont assemblés sous pression. La force de serrage est d'environ 1,5 kgf / cm2.
• Après refroidissement, la matière fondue (extrudée au niveau de la couture) est éliminée; l'interface est la terre.

La température de l'élément chauffant et la durée de chauffage sont déterminées par l'épaisseur de paroi des tubes soudés. Voici le taux de soudure des raccords de tuyaux en polyéthylène pour toute la gamme de valeurs d'épaisseur.

Bien sûr, un certain nombre de subtilités existent ici.

• La base sur laquelle le soudage est effectué doit être rigide et exclure tout déplacement lorsque le joint se solidifie. Sur les sols en bois utilisé des boucliers en bois.
• Le déplacement axial maximal ne doit pas dépasser 1/10 de l'épaisseur de la paroi.
• Par temps venteux, les extrémités arrière des tuyaux sont réduites au silence afin d'éviter les courants d'air pouvant entraîner un réchauffement inégal du joint.
• Avant de fixer, les extrémités des tuyaux doivent être essuyées avec un chiffon non pelucheux.
• Le marquage des sections de pipeline connectées lorsqu'elles sont fixées dans le châssis doit être aligné et regarder dans l'hémisphère supérieur.

À quoi ressemble le soudage bout à bout de tuyaux en PEHD lors de l'utilisation d'outils à main?

Le principe est le même:

1. Les extrémités des tuyaux connectés se terminent strictement perpendiculairement à l'axe longitudinal.
2. Ils sont simultanément et strictement perpendiculaires appuyés sur le miroir chauffé à 220 ° C pendant 20-30 secondes.
3. Ensuite, les extrémités se serrent l'une contre l'autre et restent dans cette position pendant 40 à 60 secondes.
4. Le morveux est enlevé après refroidissement complet avec un couteau tranchant.

Les tarifs

Quel est le coût de la soudure d'un joint de tuyau PND avec un équipement industriel?

Le prix dépend de manière prévisible du diamètre du pipeline. Nous donnons une citation d'une des sociétés de Moscou.

Conclusion

Comme déjà mentionné, le matériel proposé au lecteur ne prétend pas couvrir toutes les technologies et solutions possibles. Il s’agit simplement d’une tentative de l’auteur de partager sa modeste expérience et ses connaissances (lire également l’article Viniplast tube - caractéristiques et étendue).

Comme d’habitude, vous trouverez des informations supplémentaires dans la vidéo ci-jointe de cet article. Des succès!