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Mar 16, 2024

Le traitement à la nanosilice permet l'humidité

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 9892 (2023) Citer cet article 353 Accès aux détails des métriques Le contrôle de la teneur en humidité du revêtement d'électrode est crucial dans la production de

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9892 (2023) Citer cet article

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Le contrôle de la teneur en humidité du revêtement de l'électrode est crucial pour la production de soudures de haute qualité et sans défauts lors du soudage à l'arc sous protection des aciers. L'industrie du soudage est depuis longtemps confrontée au défi de la forte sensibilité des électrodes basiques (par exemple E7018) à l'absorption d'humidité. Dans cet article, nous démontrons que l’application d’un revêtement de nanosilice sur la surface du revêtement d’électrode E7018 à l’aide d’une technique de revêtement par immersion peut réduire efficacement la capacité d’absorption d’humidité du revêtement d’électrode. Les résultats de mesure d'humidité avant et après exposition à un environnement humide de 80 % d'humidité et à une température de 27 °C pendant 9 h indiquent que les valeurs d'absorption d'humidité des électrodes E7018 conventionnelles et nanotraitées pendant l'exposition sont de 0,67 % en poids et 0,03 % en poids. , respectivement. Bien que la réduction de la taille des pores sur la surface du revêtement d'électrode puisse dans une certaine mesure améliorer la résistance à l'absorption d'humidité, il a été identifié qu'il est possible de transformer le comportement mouillant de la surface du revêtement d'électrode d'hydrophile à hydrophobe grâce au revêtement de nanosilice. le mécanisme le plus efficace qui contribue à améliorer la résistance à l’absorption de l’humidité du revêtement d’électrode traité à la nanosilice. Les résultats indiquent que cette approche n’a aucun effet néfaste sur l’analyse chimique et les propriétés de traction du métal fondu. Cette simple modification du revêtement d'électrode peut être généralement appliquée à une large gamme de types de revêtement d'électrode pour produire des électrodes hydrophobes et résistantes à l'humidité.

Le soudage à l'arc métallique sous protection (SMAW) est une technologie de fabrication très polyvalente qui joue un rôle essentiel dans diverses applications industrielles, notamment la construction de bâtiments, de ponts, de pipelines, d'appareils sous pression, de navires, de structures offshore et de structures marines immergées1,2,3, 4,5,6. Bien que le SMAW puisse être utilisé pour souder des matériaux non ferreux, il est particulièrement adapté au soudage de matériaux ferreux, tels que la fonte, l'acier et l'acier inoxydable. Sa capacité à produire des soudures de haute qualité dans des conditions difficiles en a fait un choix populaire dans un large éventail d’industries. Cependant, comme cela est bien documenté dans la littérature7,8, la présence d'hydrogène dans la zone de fusion lors du soudage des aciers peut être dangereuse car elle provoque des phénomènes de fissuration à froid à la fois dans la zone affectée thermiquement et dans la zone de fusion, responsables de pertes de vie et propriété en raison d'une défaillance catastrophique d'une structure en acier soudée. La fissuration à froid induite par l'hydrogène constitue un problème de soudabilité important associé aux aciers à haute résistance9,10,11. Par conséquent, la demande croissante d’aciers à haute résistance a conduit à un besoin accru de technologies de soudage à faible teneur en hydrogène pour atténuer le risque de fissuration à froid.

Il a été identifié que la principale source d'hydrogène dans le métal fondu est constituée par les produits de décomposition du revêtement de l'électrode dans le SMAW. La décomposition du revêtement basique de l'électrode contenant du CaCO3 produit un écran gazeux pauvre en H28. Par conséquent, l’utilisation d’un revêtement d’électrode de base constitue l’approche clé pour réduire le risque de fissuration à froid lors du soudage des aciers à haute résistance. Bien que le revêtement d’électrode de base soit un consommable de soudage à faible teneur en hydrogène, il est sensible à l’humidité lorsqu’il est exposé à l’atmosphère12. Il a été identifié que la principale source d’hydrogène dans le SMAW est l’humidité du revêtement de l’électrode. En plus de son effet néfaste sur la fissuration des soudures, l’humidité peut dégrader la qualité des soudures en favorisant la formation de porosité souterraine, ce qui nécessite une inspection aux rayons X ou des tests destructifs. De plus, une humidité élevée peut conduire à une surface de soudure rugueuse13. Par conséquent, le contrôle de la teneur en humidité du revêtement de base de l’électrode est essentiel pour obtenir des soudures à l’arc de haute qualité. Cela nécessite des méthodes de manipulation et de stockage soigneuses pour éviter l’absorption d’humidité, ainsi que la cuisson des électrodes à une température comprise entre 340 et 400 °C14. En conséquence, ces électrodes ne peuvent être exposées aux conditions ambiantes que pendant une durée limitée avant que le flux n'absorbe l'humidité de l'air et doive être à nouveau cuit pour réduire la teneur en humidité. Cependant, un stockage et un traitement de cuisson appropriés sont des solutions coûteuses. Par conséquent, les électrodes enrobées présentant une résistance élevée à la réabsorption de l’humidité sont conçues pour contrôler la teneur en hydrogène du métal fondu.