Le gougeage à l’arc au carbone pneumatique enlève le métal grâce à la chaleur intense d’un arc créé entre une électrode en carbone et la pièce à usiner. Au fur et à mesure que le matériau fond, l’air comprimé, qui est dirigé par des sorties dans les mâchoires inférieures de la torche qui tient l’électrode, soulève le métal fondu hors de l’arc avant que le métal ne se solidifie.
Le procédé de gougeage à l’arc au carbone à l’air ne nécessite pas d’oxydation pour maintenir la coupe, il peut donc gouger ou couper des métaux que le procédé oxyfuel ne peut pas. En fait, la plupart des métaux courants (acier au carbone, acier inoxydable, plaque d’usure fortement alliée, alliages de cuivre et fontes) peuvent être coupés à l’aide du gougeage à l’arc au carbone à l’air.
Les applications typiques comprennent le back-gougeage des cordons de soudure pour atteindre le métal de soudure déposé de l’autre côté de la pièce, l’enlèvement des vannes et des colonnes montantes des pièces moulées, l’enlèvement de l’ancien ou de l’excès de métal de soudure afin de pouvoir réparer l’équipement et la remise en forme du métal déchiré avant la réparation par soudage, notamment sur les équipements de construction.
L’inventeur du gougeage à l’arc de carbone, Myron Stepath, a initialement mis au point le procédé pour éliminer les soudures défectueuses dans les plaques de blindage en acier inoxydable sur les navires de guerre américains ; les méthodes conventionnelles telles que l’écaillage et le meulage se sont avérées irréalisables en raison de facteurs de temps et de coûts. Stepath a effectué son travail initial avec la Marine pendant la Seconde Guerre mondiale avant de fonder Arcair Co. en 1949. Aujourd’hui, Arcair fait partie de la famille de marques ESAB, et le nom Arcair est synonyme de procédé de gougeage.
La vitesse à laquelle le métal est enlevé est basée sur l’efficacité du flux d’air, le diamètre de l’électrode de carbone, la sortie de la source de puissance de soudage et l’habileté de l’opérateur. Heureusement, l’apprentissage du procédé de gougeage à l’arc carbone à l’air ne demande que de la pratique. Voici huit conseils pour améliorer les résultats.
1. Choisir une électrode
Il existe trois types d’électrodes en carbone : Les électrodes revêtues en courant alternatif (à utiliser avec des sources de courant alternatif), les électrodes unies en courant continu et les électrodes revêtues de cuivre en courant continu. Ces dernières sont les plus utilisées en raison de leur durée de vie comparativement longue, des caractéristiques stables de l’arc et de l’uniformité des rainures.
Ces électrodes sont fabriquées en mélangeant du carbone et du graphite avec un liant. La cuisson de ce mélange produit des électrodes de graphite denses et homogènes à faible résistance électrique, qui sont ensuite recouvertes d’une épaisseur contrôlée de cuivre.
Les électrodes de carbone recouvertes de cuivre se présentent sous trois formes et de multiples tailles : des électrodes rondes de 1/8 po à 1 po de diamètre, des électrodes demi-rondes de 5/8 po de diamètre et des électrodes plates (rectangulaires) mesurant 5/32 po par 3/8 po ou 3/16 po par 5/8 po. Les électrodes rectangulaires sont utilisées pour réaliser des rainures rectangulaires et enlever les renforts de soudure, tandis que les électrodes demi-rondes offrent la polyvalence de créer une gouge ronde ou plate selon leur orientation.
La profondeur et le contour de la rainure produite sont contrôlés par le diamètre de l’électrode et la vitesse de déplacement. Les profondeurs de rainure supérieures à 1,5 fois le diamètre doivent être réalisées en plusieurs passes. La largeur de la rainure est déterminée par le diamètre de l’électrode et est typiquement 1/8 in. plus large que le diamètre. Une rainure plus large peut être réalisée avec une petite électrode en faisant osciller l’électrode dans un mouvement de tissage.
Le diamètre de l’électrode en carbone est limité par la sortie de la source d’alimentation. Le tableau 1 suggère des plages de courant pour les électrodes cuivrées à courant continu couramment utilisées.
2. Choisir une torche
Un ensemble torche de gougeage manuelle et câble comprend des connexions pour le fil de soudage et la ligne d’air comprimé. Veillez à dimensionner la torche et le câble de masse de manière appropriée en fonction de l’ampérage et de la longueur du câble. Une botte de connexion isolée et un kit de branchement simplifient le branchement de la torche et éliminent la possibilité d’un arc électrique lors du contact avec des pièces électriquement chaudes.
La torche manuelle maintient l’électrode de carbone dans une tête pivotante afin que les jets d’air restent alignés avec l’électrode, quel que soit l’angle. La plupart des torches ont un seul ensemble de jets d’air, mais certaines ont des jets d’air sur deux côtés de l’électrode, ce qui est mieux pour certaines utilisations, comme l’enlèvement des tampons et des contremarches des grandes pièces moulées (padwashing).
Les modèles traditionnels de torches manuelles nécessitent une pression de préhension assez importante pour s’ouvrir, environ 27 livres ou plus. Le tout dernier chalumeau d’Arcair, l’AirPro X4000, utilise l’air comprimé qui circule déjà dans le chalumeau pour ouvrir pneumatiquement les mâchoires du chalumeau. L’opérateur appuie sur un interrupteur à bascule, les mâchoires s’ouvrent et l’opérateur peut insérer, ajuster et retirer les électrodes de carbone sans effort. Comme avantage supplémentaire, l’élimination d’un assemblage de levier crée une torche à profil plus bas pour un meilleur accès.
L’interrupteur à bascule contrôle également la fonction marche/arrêt de l’air comprimé afin qu’aucun air ne circule dans la torche ou le câble sans que l’opérateur ne déclenche le flux par l’intermédiaire de l’interrupteur à bascule. Un mécanisme de verrouillage permet de bloquer le flux d’air en cours d’utilisation pour réduire la fatigue des mains, tandis qu’une valve d’air » sans fuite » permet d’économiser l’électricité et les coûts d’entretien du compresseur d’air de l’atelier.
Les torches manuelles sont généralement refroidies par air. Pour les applications à courant élevé, des ensembles de câbles refroidis à l’eau peuvent être utilisés avec des chalumeaux à usage intensif.
3. Positionner l’électrode
Lorsque vous utilisez des électrodes en carbone recouvertes de cuivre, positionnez l’électrode dans le chalumeau de façon à ce que l’extrémité non recouverte soit dirigée vers la pièce à travailler. Réglez la pression d’air à 80 à 100 psi, soit un débit suffisant pour éviter de piéger le carbone dans la gouge.
Dans des conditions normales, positionnez l’électrode de façon à ce que pas plus de 7 po de carbone ne dépasse de la tête du chalumeau. Pour l’aluminium, cette extension devrait être de 3 po. La source du souffle d’air est toujours positionnée entre l’électrode et la pièce. Si le débit d’air est suffisant, le nettoyage du joint ne pose pas de problème.
4. Amorcez un arc
Amorcelez un arc en touchant légèrement l’électrode de carbone sur la pièce. Laissez l’arc s’amorcer et déplacez-le lentement vers l’avant ou d’un côté à l’autre selon les besoins pour atteindre l’objectif. L’amorçage de l’arc est un peu différent et légèrement plus facile qu’avec une électrode de soudage. Avant d’amorcer, prenez le temps nécessaire pour vous mettre dans une position confortable, et ne tirez pas l’électrode en arrière une fois l’arc amorcé.
Le procédé de gougeage à l’arc carbone-air fonctionne entre 35 V et 55 V. Écoutez un arc sonore, qui indique une tension suffisante (remarque : portez des protections auditives lorsque vous gougez). Un arc sourd signifie que la tension est trop faible, ce qui pourrait entraîner des dépôts de carbone.
5. Angle de déplacement
Tenir le chalumeau de façon à ce que l’électrode de carbone soit inclinée vers l’arrière par rapport au sens de déplacement, le souffle d’air passant devant la pointe de l’électrode pour évacuer le métal fondu. L’angle approprié entre le chalumeau et la pièce à travailler est de 35 à 45 degrés.
6. Profondeur de la gouge
La vitesse de déplacement détermine la profondeur de la gouge. Plus la vitesse de déplacement est rapide, plus la gouge est peu profonde. Une vitesse de déplacement lente produit une gouge plus profonde. Un arc court doit être maintenu en progressant dans le sens de la coupe assez rapidement pour suivre l’enlèvement du métal et la consommation de l’électrode. La régularité de la progression contrôle la douceur de la surface résultante.
7. La technique de poussée
Toujours utiliser une technique de poussée avec le gougeage à l’arc au carbone à l’air. Avancez continuellement avec l’air soufflant derrière l’arc. Ne reculez jamais. Cela permet d’éviter les dépôts de carbone dans le matériau de base qui ne peuvent pas être soudés sans un nouveau gougeage ou un meulage préalable pour nettoyer complètement le matériau de base.
8. Concentrez-vous sur la ligne
Lorsque vous regougez un joint de soudure, concentrez-vous sur la ligne de joint, qui est visible juste devant l’électrode de carbone. Cela vous permet de suivre le cordon de soudure. Pour mieux contrôler les résultats du gougeage, tenez votre tête derrière l’arc.
Avec ces conseils en tête, et avec un peu de pratique, le gougeage à l’arc au carbone à l’air peut être un moyen simple, peu coûteux et très efficace d’enlever presque tous les métaux dans une variété d’applications de fabrication et de réparation de métaux.
ESAB Welding & Produits de coupe
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