Souder la fonte est un défi, mais tout à fait réalisable en suivant les étapes appropriées. L'essentiel est de comprendre le type de fonte utilisé, de bien préparer le métal et de contrôler la chaleur tout au long du processus.
La plupart des défaillances de soudage de la fonte surviennent parce que les soudeurs la traitent comme de l'acier. La fonte contient beaucoup plus de carbone, ce qui la rend cassante et sujette aux fissures lorsqu'elle est chauffée et refroidie trop rapidement.
Toutes les soudures en fonte ne se font pas de la même manière. Votre réussite dépend entièrement de l'identification du type de soudure avant d'amorcer l'arc.
La fonte grise est le type de fonte le plus courant et le plus facile à souder. Son nom vient de la couleur grise qu'elle prend lorsqu'elle est brisée.
Le carbone de la fonte grise se présente sous forme de paillettes de graphite. Ces paillettes contribuent à absorber les contraintes lors du soudage, ce qui la rend moins sujette aux fissures que les autres types de fonte.
Vous pouvez souder la fonte grise avec succès par soudage à l'électrode enrobée de nickel ou par brasure. N'oubliez pas de préchauffer la fonte à au moins 500 °C au préalable.
La fonte ductile est plus résistante et plus flexible que la fonte grise, mais elle est plus difficile à souder. Le carbone forme de minuscules sphères au lieu de paillettes, ce qui modifie sa réaction à la chaleur.
Lors du soudage de la fonte ductile, ces sphères de carbone peuvent se transformer en carbures cassants si l'on n'y prend pas garde. Un contrôle précis de la température est donc crucial.
Privilégiez les électrodes à faible teneur en hydrogène et minimisez l'apport de chaleur. Un préchauffage à 300-400 °C (600-700 °F) permet d'éviter les fissures.
La fonte blanche est quasiment impossible à souder avec succès. Le carbone se combine au fer pour former des carbures extrêmement durs sur toute la structure.
Ces carbures rendent la fonte blanche si fragile qu'elle se fissure sous la seule contrainte du refroidissement. La plupart des soudeurs n'osent même pas s'y essayer.
Si vous devez absolument réparer de la fonte blanche, le brasage est votre seule véritable option. Même dans ce cas, le succès n'est pas garanti.
La fonte malléable est d'abord une fonte blanche traitée thermiquement pour la rendre plus malléable. Ce procédé crée un matériau résistant, mais soudable avec la bonne méthode.
Le problème est que la chaleur de soudage peut inverser le traitement thermique. Votre zone de soudure redevient de la fonte blanche et cassante.
Utilisez le moins de chaleur possible et privilégiez le brasage au soudage. Si vous devez absolument souder, utilisez des électrodes à base de nickel et un préchauffage important.
La fonte austénitique contient une forte teneur en nickel, ce qui la rend amagnétique et très résistante à la chaleur et à la corrosion. Elle est couramment utilisée dans les collecteurs d'échappement et les carters de turbocompresseurs.
Ce type de fonte se soude mieux que la plupart des fontes, car il ne forme pas facilement de phases cassantes. Sa teneur en nickel lui confère une meilleure stabilité lors du chauffage et du refroidissement.
Vous pouvez le souder avec des électrodes en nickel ou en acier inoxydable. Le préchauffage n'est pas toujours nécessaire, mais il permet de réduire les contraintes.
Commencez par éliminer la rouille, la peinture, l'huile et la graisse de la zone de soudure. La fonte est poreuse et absorbe les contaminants qui endommageront votre soudure.
À l'aide d'une meuleuse, réalisez une rainure en V le long de la fissure ou du joint. La rainure doit être d'au moins 3 mm de profondeur pour assurer une bonne pénétration.
Nettoyez au moins 1 cm de chaque côté de la zone de soudure. Toute contamination à proximité sera aspirée par la chaleur.
Le préchauffage est l'étape la plus critique du soudage de la fonte. Il réduit la différence de température entre la zone de soudure et le métal environnant, empêchant ainsi fissures du stress thermique.
Chauffez la pièce lentement et uniformément à une température de 500 à 1200 °C, selon le type et l'épaisseur. Utilisez un chalumeau à propane, un four ou une forge pour la faire monter en température.
Vérifiez la température à l'aide de crayons indicateurs de chaleur ou d'un thermomètre infrarouge. Ne vous fiez pas aux estimations : une erreur de température, même de 100 °C, peut entraîner une panne.
Le choix de la méthode de soudage et de l'électrode détermine la réussite ou l'échec de la réparation. Chaque méthode présente des avantages spécifiques selon la situation.
Le soudage à l'électrode en nickel est la méthode la plus fiable pour la réparation de la fonte. Les baguettes en nickel (ENi-CI ou ENiFe-CI) restent souples et ductiles en refroidissant, absorbant ainsi les contraintes qui fissureraient d'autres soudures.
Gardez un arc aussi court que possible et utilisez un faible ampérage. Soudez par cordons courts de 1 cm, puis laissez le métal refroidir légèrement avant de continuer.
Le martelage de chaque perle pendant qu'elle est encore chaude permet de réduire la tension. Il suffit de la tapoter légèrement avec un marteau à panne ronde pendant qu'elle refroidit du rouge au noir.
Le soudage TIG offre un contrôle optimal de l'apport de chaleur, ce qui le rend idéal pour les sections minces en fonte. Vous pouvez contrôler précisément le bain de fusion et minimiser la zone affectée thermiquement.
Utilisez des baguettes d'apport en bronze de silicium ou en nickel avec un gaz de protection argon pur. Maintenez l'affûtage de votre tungstène et maintenez une longueur d'arc serrée.
L'inconvénient est que le soudage TIG requiert plus de compétences et prend plus de temps que le soudage à l'électrode enrobée. Il est donc préférable pour les travaux de précision plutôt que pour les réparations lourdes.
Soudage MIG fonte C'est possible, mais déconseillé pour les réparations critiques. L'apport de chaleur élevé et la vitesse de déplacement rapide rendent la prévention des fissures difficile.
Si vous devez utiliser le soudage MIG, choisissez un fil à base de nickel et utilisez la tension la plus basse pour une bonne fusion. Travaillez par courtes impulsions pour minimiser l'échauffement.
Les fils fourrés conçus pour la fonte sont plus performants que les fils pleins. Ils offrent une certaine protection contre les scories et de meilleures caractéristiques d'arc.
Le brasage est souvent le meilleur choix pour la fonte, car il utilise des températures bien plus basses que le soudage. Le métal d'apport en laiton fond à environ 1 600 °F, bien en dessous du point de fusion de la fonte.
Nettoyer et appliquer du flux sur le joint avant le brasage. Chauffer le métal de base jusqu'à ce que la tige de laiton fonde au contact, puis la faire couler dans le joint.
Le joint brasé ne sera pas aussi résistant qu'une soudure, mais il est beaucoup moins susceptible de se fissurer. Il est idéal pour les réparations non structurelles et les sections minces.
Le martelage de chaque cordon de soudure pendant son refroidissement permet d'éviter les fissures en soulageant les contraintes internes. Frappez la soudure avec un marteau à panne ronde pendant qu'elle refroidit du rouge au noir.
Ne frappez pas trop fort : vous étirez légèrement le métal, sans chercher à l'aplatir. Des coups légers et rapides sont plus efficaces que des coups violents.
Continuez à marteler par intermittence pendant que le métal refroidit. Cela permet de relâcher les contraintes à mesure que le métal se contracte.
Un refroidissement trop rapide de la fonte est le moyen le plus rapide de provoquer des fissures. La pièce entière doit refroidir lentement et uniformément pendant plusieurs heures.
Enfouissez la pièce soudée dans un isolant en sable, chaux ou vermiculite immédiatement après le soudage. Ces matériaux ralentissent considérablement le refroidissement.
Pour un résultat optimal, laissez la pièce refroidir au moins 24 heures avant de la manipuler. Plus elle refroidit lentement, moins elle risque de se fissurer.
Un refroidissement trop rapide du métal est la cause de la plupart des défaillances de soudage de la fonte. Le changement rapide de température crée des contraintes qui fissurent le matériau fragile. Pour éviter cela, privilégiez toujours le préchauffage et le refroidissement lent.
Il est parfois possible de se passer du préchauffage pour de très petites réparations utilisant des électrodes en nickel, mais c'est risqué. Le préchauffage améliore considérablement vos chances de réussite en réduisant le stress thermique et devrait être une pratique courante.
Cassez un petit morceau et observez la surface de fracture. La fonte grise a un aspect gris et granuleux, la fonte blanche a un aspect blanc et cristallin, et la fonte ductile a un aspect plus métallique, proche de l'acier.
Non, les joints brasés sont généralement 50 à 75 % plus résistants que les joints soudés. Cependant, ils sont beaucoup moins susceptibles de se fissurer et conviennent parfaitement à de nombreuses réparations, notamment sur les sections minces ou les pièces non structurelles.
