Technique de soudage au chalumeau du fer forgé

[Diego]

Bonjour à tous,

Je viens vous demander quelques lumières sur une question qui concerne la soudure au chalumeau. Je m'explique, j'ai une petite restauration à faire sur une lampe en fer forgé et je me suis essayé à la brasure forte avec métal d'apport acier cuivré (température de fusion 1200°C), et sur tous mes essais, ma soudure est cassante tout le temps ! Je n'ai juste qu'à prendre une pince et donner deux ou trois coups de poignet sur ma pièce soudée avant qu'elle ne casse comme du verre au niveau des soudures.

Je me suis dis que c'était peut être le refroidissement qui était trop rapide et qui donnait par la suite cette fragilité, j'ai donc essayé de ralentir le refroidissement en restant et en éloignant la buse du chalumeau sur la soudure tout doucement mais malheureusement, rien n'y fait !

En vous remerciant par avance.

[thierry loeve]

Bonjour Diego
La soudure cuivrée est une soudure qui n'a pas de résistance mécanique très élevée surtout avec une pince et en torsion. Pourquoi cette manipulation ?
L'épaisseur du métal joue aussi un écrouissage apparaissant au bord des soudures. Est-ce de l'acier ou un autre métal ?

[Diego]

Bonjour Thierry,

Merci de votre réponse. Les pièces à souder sont toutes en acier. Je me pose cette question puisqu'à la soudure a l'arc, l'acier tient très bien la torsion.
Quel serait le meilleur métal d'apport à utiliser pour une bonne résistance a la soudure au chalumeau ?
Merci à vous.

[thierry loeve]

Les soudures les plus résistantes sont autogènes, c'est à dire que le métal d'apport est le même que les pièces à souder. L'épaisseur des soudures joue sur la résistance.
Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi avez vous besoin d'un haute résistance à la torsion sur un luminaire ?
Quelles sont les épaisseurs de métal à souder ?

[kurillos]

Bonjour à vous,

Je rejoins Thierry dans ses propos, la soudure autogène donne les meilleurs résultats.

Seulement, je crois lire une méprise de taille pour toi, Diego :
On ne fait pas une brasure forte avec un acier cuivré.

Quand on utilise de l'acier cuivré, c'est une âme en acier massif ET un revêtement de cuivre électrolytique pour empêcher l'acier de rouiller, il y a très peu de cuivre pour éviter des problèmes métallurgiques comme une rupture intergranulaire, et de faire varier défavorablement les propriétés générales des aciers par l'addition de cuivre. Mais ce métal d'apport est destiné à faire une soudure.

Que ce soit un acier "de base", un acier faiblement allié ou ceux à Très Haute Limite Élastique employés dans le spatial ou la défense, tant que ces aciers là ne sont pas des aciers inoxydables, TOUS sont cuivrés.
Contrairement aux baguettes de métal d'apport inox et d'aluminium, tu n'as pas de méplats estampés sur les extrémités de baguettes, ces méplats te permettent d'identifier la nuance selon la désignation numérique Weisst Nummer (du genre 1.4404, 1.2842...). Si deux boîtes de baguettes d'aciers différents de même diamètres se mélangent, il n'y a aucun moyen de savoir avec quoi l'on soude !

Mais dans tout les cas, de tels baguettes employées pour soudure (et pas celles pour "brasure forte", ce serait dans ce cas du laiton, du bronze, une base à l'argent, un cupro-phosphore...), ces baguettes là sont faites pour souder au chalumeau oxyacétylénique ou au TiG, et fondent vers 1530°C.

A lire le peu de tenue de tenue que tu obtiens, je pense à un collage : tu as soudé trop froid.
Mais une baguette en acier cuivré demande pour être soudée correctement un chalumeau oxyacétylénique, et rien d'autre. Attention, l'acier liquide n'est pas "fluide" : pour souder à cœur ta pièce, tu dois faire un/des chanfreins si ta pièce fait plus de 3 mm d'épais.

> Quel est le chalumeau employé dans ton cas ?
A mon sens, si tu as employé un chalumeau du genre aéro-butane, aéro-propane, aéro-tétrène, oxybutane, oxypropane, "bigaz" oxykyrène; bref les appareils BricoCastoTruc, c'est tout à fait normal d'avoir ce résultat de soudure foireuse, si tu as employé un métal d'apport acier.

Si ton métal d'apport est de l'acier cuivré (est t'il magnétique ?) alors il n'y a pas 30 possibilités >>> chalumeau oxyacétylénique impératif.
La raison est ici : http://metal-connexion.fr/forum/distinguer-une-flamme-reductrice-d-une-flamme-oxydante-dans-une-forge-a-gaz-t2306-10.html


¤ L'autre piste, c'est que tu as employé non pas une baguette d'acier cuivré, mais une baguette de cupro-phosphore (du genre Castolin RB5246), la confusion est fréquente avec les baguettes d'acier cuivré, mais ces baguettes ont souvent un code inscrit avec une marque à l'encre, et surtout elles ont clairement un aspect rosé. Le métal fondu est fluide comme de l'eau, à l'aspect argenté, il y a des fumées âcres et piquantes de phosphore, après nettoyage et limage/polissage on voit la couleur du cuivre prendre le dessus.

Si tu as employé du CuP ou du CuPAg, la règle est d'avoir des bords à souder très propres (l'état de surface meulé finement ou poli est très recommandé), de privilégier l'assemblage par emboîtement comme en plomberie, et un jeu entre les rives très précis et réduit, tout au plus quelques dixièmes. La brasure doit pénétrer toute seule à l'interface par capillarité, pour t'y aider tu peux enduire les parties en acier d'un flux désoxydant en pâte (poudre mêlée à un peu d'eau) du genre "Décapant 800" de Castolin-Eutectic, pour le seul cas de la brasure RB5246, et ici à titre d'illustration.

Attention, si tu emploie un métal d'apport de marque xXXXx, il te faut employer le flux correspondant à cette brasure, ce flux doit être fabriqué le même fabricant. On parle de "couples fil-flux", la brasure c'est un peu de l'alchimie et les divorces sont systématiques en cas "d'écarts". Les chimies sont particulièrement complexes dans ce domaine, autant les respecter que de tenter d'atteindre d'hypothétiques résultats et propriétés.

Ne pas employer de flux pâteux sur de l'acier, c'est risquer des inclusions d'oxydes >>> tenue foireuse.

Pour ce qui est de la chauffe en brasure faible ou forte, un chalumeau quelconque suffit pour amener les pièces à température. Le tout après, c'est une question de débit, l'oxygène pur élève la température de combustion et accélère la durée de préchauffe des pièces. Plus une pièce est massive, plus il faut un débit important, la nature des gaz comburants et carburants est un autre problème (financier, encombrement, stockage...).

Pour le réglage des jeux avant le dépôt de brasure (ou de soudure), je te recommande une pince-étau spécifique, comme les redoutables pinces Facom du type (voir page 406 et 407 du catalogue F08) :

- 502A (maintien de pièces en tôles pour soudage à l'arc),
- 503 (pour soudure des tubes et ronds de diam. 10 à 90 mm)),
- 504A (pour maintien des grandes sections pleines, creuses ou encombrantes de 80 à 125 mm de hauteur de pièce),
- 512 (pour le maintien des pièces en L et U).

Elles sont très efficaces pour les procédés flamme et arc.

Bien à toi.

[Diego]

Bonjour à vous,

Merci pour vos réponses tout d'abord !
Pour répondre à Thierry, les torsions et la solidité sont faibles sur mon luminaire, le problème majeur vient de la fragilité de mes soudures. C'est uniquement pour ce point que je vous sollicite pour vos lumières ! Les épaisseurs d'acier sont des ronds serrurier de 4, 6, 8 mm de diamètre.

Merci pour l'exposé sur la soudure et la manière de souder par Kurillos également ! J'ai pas mal de pistes maintenant devant moi pour me permettre d'avancer dans ma problématique.

Je soude au chalumeau acétylène/oxygène, et j'ai bien des baguettes d'apport en acier cuivré et non en cupro pour vous répondre sur ce détail important.
Lors de ma soudure, je mouille l'acier des deux barres à assembler et je viens rapporter la baguette d'apport. J'essaye d'avoir une méthode de soudure au chalumeau efficace mais la solidité me fait défaut. Je vais prendre des photos aujourd'hui ou demain en montrant le résultat du cordon et la "cristallisation" de la soudure lors de sa rupture.

Une question sur la différence des soudures : la soudure à l'arc est elle plus solide en torsion que la soudure au chalumeau ?
En vous remerciant pour vos lumières !

[thierry loeve]

La résistance à la torsion de la soudure autogène en elle-même, réalisée dans les règles de l'art, va dépendre de son épaisseur, de sa largeur, de sa longueur et surtout de la force exercée pour la tordre. De même qu'il est plus facile de tordre à froid une tôle de 8/10ème qu'un plat de 40 x 20.
Si vous avez utilisé un flux décapant, il est possible qu'un dépôt vitrifié se dépose en surface de chaque passe, comme un film, ce qui créé une mauvaise adhérence du métal si vous en faites un nouvel apport.
Personnellement, j'utilise la soudure à l'arc pour tout ce qui demande une grande résistance mécanique.

[Diego]

Bonjour Thierry,

Pour vous répondre sur votre dernière réponse, je n'utilise pas de flux décapant.

J'ai oublié mon appareil photo hier, mais j'ai refait un essai de soudure et de résistance : le même résultat toujours et encore !
Il y a une cristallisation visible dans la soudure comme si l'acier avait été trempé, c'est exactement le même rendu visuel qu'un acier trempé cassé. Serait-ce le refroidissement trop brutal de ma soudure ?
J'ai fait des tests avec un métal d'apport tel que les deux pièces à assembler, et le résultat est identique.

Si je fais la même soudure a l'arc, ma résistance à la torsion est beaucoup plus importante qu'au chalumeau.

Je penses que mon problème est cette cristallisation de mes soudures.
En vous remerciant pour votre aide précieuse.

[kurillos]

Bonjour Diego,

Si tu utilises un chalumeau oxyacétylénique, et que tu as un résultat de cet ordre, je ne vois que trois pistes :
- Ton métal d'apport n'est pas bon, il faut du silicium pour apurer le bain de fusion, tu ne peux pas prendre un "fil de fer" pour t'en servir de métal d'apport, ou alors ton métal d'apport fait partie des chinoiseries infâmes... est-ce du métal d'apport de qualité identifiée ?
- Tes paramètres de soudage ne sont pas bons : flamme mal dosée en débit, et/ou mal réglée en balance acétylène pour l'oxygène.
- Ta gestuelle pour la soudure OA est à revoir.

Si tu testes un barreau d'acier en torsion et que celui-ci se déforme (il se vrille); c'est que tu as réussi à le déformer plastiquement.
Si tu arrives à faire cela avec une soudure à l'électrode enrobée; tu devrais y arriver d'autant plus facilement car la concentration de chaleur est plus faible à l'oxyacétylène qu'à l'arc électrique émanant d'une électrode.

Une flamme OA dilue beaucoup la chaleur, en soudant tu génères un important effet de recuit, normalement ton barreau devrait se torsader de manière plus importante que si tu l'avais soudé à l'électrode enrobée.

J'en conclus donc que ton acier est bon, puisqu'il réagit bien à la soudure électrique, c'est ta technique d'assemblage au chalumeau qui est mauvaise.

Si tu vois des "grains" sur ta cassure, est-ce que ces grains sont la copie conforme du profil d'assemblage AVANT soudure ?

Si oui, c'est que tu a fait soit un magnifique collage, soit tu as tellement chauffé que tes grains d'aciers ont grossi au point de ne plus supporter du tout la déformation : tu as généré des grains dits "de surchauffe" aux dimensions importantes : de l'ordre du mm par grain...

Une piste : vu le faible diamètre de tes fils, tu peux te permettre de souder sans chanfreins ni métal d'apport, juste en liquéfiant les bords à souder, avec la pointe du dard de ta flamme. Demandes à quelqu'un te faire tourner ton fil doucement pendant que tu le soudes à l'OA. Normalement, tu devrais pouvoir souder sans métal d'apport avec de bons résultats, avec de bons paramètres de flamme.
Si tu y arrives, réessayes alors avec ton métal d'apport. Si ça ne marche pas, essaye un autre métal d'apport du genre NERTALIC 60S de SAF, ou équivalents sérieux : Lincoln Electric, ESAB, Commecy, Selectarc...

Voilà en l'état.

[Diego]

Bonjour à vous,

Me revoici donc et cette fois avec des photos pour plus de clarté dans mes propos..

Je n'utilise pas de flux decapant pour repondre à Thierry, je soude directement avec les baguettes d'apports en acier cuivré, je penses qu'elles sont de qualité quelconque, j'ai acheté ces baguettes a Leroymerlin..

Voici après ma mise en place avec du rond etiré de diametre 4 mm

Voici la soudure réalisée.

L'assemblage est serré dans l'étau, et apres deux ou trois mouvements de gauche a droite sur la barre soudée elle cède. Le resultat de la fameuse cristallisation dont je parlais dans mes messages d'avant.

J'ai essayé aujourd'hui de mieux comprendre l'élément clé qu'il me manque dans ma soudure au chalumeau, je commence a me persuader que cette soudure a la flamme donne beaucoup moins de résistance que la soudure électrique, j'ai eu beau procédé avec différence dans ma manière, le résultat était toujours le même sur le plan de la solidité.

Que pensez vous de mes résultats? est ce normal d'avoir cette cristallisation?

En vous remerciant encore pour votre aide.

Cordialement.