Guide de Fabrication de Plaques d’Usure de Red Dog

Plages des plaques de Red Dog

Ce guide fournit des informations pratiques sur la façon de couper, de former et de fabriquer des plaques de revêtement résistantes de Red Dog. Sauf indication contraire, les procédures décrites s'appliquent aux grades de composition standard de revêtement avec des substrats en acier de carbone structurels. Des instructions spéciales pour la plaque de revêtement avec, par exemple, des substrats de haute résistance ou en alliage inoxydable sont fournies le cas échéant.

Plages de plaques Red Dog

La plage de plaques de revêtement Red Dog a été développée pour lutter contre l'abrasion, l'érosion et l'impact à des températures ambiantes ou élevées. La plage comprend différents alliages de surfaçage dur de chrome ou de carbure de tungstène déposés sur un substrat d'acier ou d'alliage de carbone.

La méthode recommandée de coupe de la plaque de revêtement est par jet de plasma. La teneur en chrome et carbone élevée du revêtement à surface dur empêcher l'utilisation de chalumeau à oxygène et la plupart des moyens mécaniques. Les propriétés spéciales de l'alliage de revêtement très dur et d'un substrat ductile permettent à ces matériaux d'être façonnés et fabriqués en forme complexe, y compris les courbes concaves ou convexes.

Des doublures résistantes à l'usure peuvent être installées dans des structures à l'aide d'une variété de méthodes, y compris le soudage en bouchon, le soudage par goujons et le boulonnage. Les fabrications peuvent être produites par soudage conventionnel du substrat en acier de carbone.

DÉCOUPAGE

Les revêtements à surface dure d’alliage de chrome et de carbure de tungstène de chrome de Red Dog agissent comme de l'acier inoxydable pendant la coupe. Cela empêche l'utilisation de processus conventionnels de tonte ou de coupe par chalumeau à oxygène.

Les méthodes de coupe suivantes peuvent être utilisées :

  • Jet de plasma

  • Arc de carbone

  • Scie abrasive

DLP

Découpage par jet de plasma

Les plaques de revêtement, y compris celles avec des substrats spéciaux, peuvent être facilement coupées avec une torche manuelle ou mécanique en utilisant des processus de jet de plasma à l'air ou à gaz inerte. Les systèmes typiques comprennent une alimentation minimum de 150 ampères et plus celle-ci est élevée, plus rapidement la vitesse de coupe peut être atteinte.

Les plaques de revêtement peuvent être coupées de chaque côté, mais pour s'adapter au chanfrein naturel créé par ce processus, il est recommandé que la coupe soit faite du côté de l'alliage. La vitesse de coupe doit être ajustée afin de minimiser l'accumulation de scories sur le dessous de la plaque.

Coupe à l’arc de carbone

Un approvisionnement en air comprimé et une alimentation de soudage à courant continu conventionnel, avec une tension à circuit ouvert (OCV) minimum de 60V (80V recommandé) est nécessaires pour la coupe à l’arc de carbone et gouger. Une tension de 35 à 56 volts est souhaitable.
gouge
Les paramètres typiques des tiges à gouger enduites de cuivre sont les suivantes :

Diamètre   Ampérage (CC à polarité renversée) Flux d'air minimum   Flux d'air recommandé
Jusqu'à 6,3 mm 1/4” 250-400A 3pcm à 40psi 100 l/min - 3 Bars 9 pcm à 80psi 300 l/min à 6 Bars
9.5mm et au-dessus de 3/8" 350-600A 6pcm à 90psi 200 l/min à 6 Bars 15pcm à 80psi 500 l/min 6 Bars

La coupe doit être effectuée du côté de l'acier de carbone de la plaque en marquant d'abord les lignes de découpage, puis poinçonner pour assurer la visibilité continue pendant le processus. Après avoir coupé les plaques du côté du substrat, toutes les scories doivent être enlevées à l'aide d'un disque de broyage abrasif.

Scie Abrasive

La coupe en ligne droite peut également être réalisée à l'aide d'une scie abrasive (comme pour couper le béton) avec lame de carbure de silicium.

FORMATION À FROID

Le formage convexe a pour effet d’augmenter et/ou d’élargir les fissures de stress dans le revêtement en alliage. L'expérience montre que cela ne devrait pas poser de problèmes si le rayon minimum recommandé n'est pas dépassé. Au-dessus de ce chiffre, il y a de plus en plus de chances d'écaillage et de propagation des fissures dans l'acier de carbure/substrat. Le formage concave met l'alliage en compression et le substrat en tension et a l'effet de fermer les fissures de stress sur la face de l'alliage. La résistance compressive élevée du revêtement combinée à la ductilité du substrat permet de former de plus petits diamètres.

La plupart des plaques de revêtement standards de Red Dog peuvent être formées à froid en sections courbes et coniques à l'aide de rouleaux ou de presse-plieuse. Le T214X de Red Dog n'a qu'une capacité de formage limitée et un certain nombre de grades spéciaux de chrome/tungstène et de carbure de tungstène ne peuvent être utilisés comme profils plats et fabrications.

Direction du laminage

Dans la mesure du possible, les plaques doivent être formées avec les perles de soudure alignées dans le sens du roulement. (Voir figure 1).

Diamètres minimaux

Le diamètre minimum de recommandé auquel la plaque de revêtement de Red Dog peut être laminée dépendra de son épaisseur, du type de substrat et si la courbure est concave (alliage faisant face à l'intérieur) ou convexe (alliage orienté vers l'extérieur). Voir figure 2.

Le tableau dessus montre les diamètres minimaux typiques pour laminer une plaque T200X à froid.

Grades T200X de Red Dog Épaisseurs de substrat nominal Diamètre minimum concave Diamètre minimum convexe
Revêtement à couche simple de 3,2 à 6,3 mm (1/8" à 1/2") 9,5 mm (3/8") 254 mm (10") 406 mm (16")
Revêtement à couches doubles de 7,9 à 9.5mm (5/16" à 3/8") 12.7mm (1/2") 406mm (16") 457mm (18")

Lors de l'utilisation de rouleaux pyramidaux ou pinceurs, il est recommandé que le rouleau supérieur soit protégé avec un manchon pour éviter d’endommager surfaçage dur. Celui-ci doit être fabriqué à partir d'acier de carbone de 12,7 mm (1/2") d'épaisseur et d'environ 50,8 mm (2") plus large que le diamètre du rouleau afin de faciliter l'installation et l'enlèvement et d'empêcher le coinçage.

Lorsque vous utilisez une presse-plieuse à partir de tuyaux de petit diamètre, de cônes et de transitions carrées à rondes, il est recommandé d'utiliser une presse hydraulique pour obtenir les meilleurs résultats. La formation peut être réalisée avec un moule mâle et femelle, à l'aide d'un moule supérieur à rayon minimal de 38,1 cm (1½") sur un bloc en 'V'.

LAMINAGE À CHAUD

Pour les épaisseurs supérieures à 19 mm (3/4") la formation peut être assistée par l'application de la chaleur soit localement, à l'aide d'une torche à oxygène à large flamme ou, pour de plus grandes sections, dans un four.

Pour s'assurer qu'il n’y a pas des changements importants dans les propriétés de la plaque, les températures de formation à chaud ne devraient normalement pas dépasser 650°C (1 200°F), avec des temps de trempage dans le four ne dépassant pas 1 heure. Des températures plus élevées peuvent être utilisées dans des circonstances particulières.

De plus amples informations sur le laminage de grades et d'épaisseurs de plaques individuelles et sur des techniques de laminage spécifiques peuvent être obtenues directement de Kubes Alloys.

Le laminage à chaud est recommandé lorsque des coins de 90° sont requis lors de la fabrication de transitions de carrées à rondes.

Substrats spéciaux : Ici, des substrats d'acier en alliage à haute résistance sont utilisés, que ce soit en laminage à froid ou à chaud, il faudra plus de puissance pour former la plaque aux mêmes diamètres que les substrats d'acier de carbone conventionnels.

FABRICATION

Les profilés plats et les sections laminées peuvent être fabriqués en de plus grands articles ou des structures finies en utilisant des procédures de soudage conventionnelles. Les revêtements peuvent être fixés à des structures existantes par boulonnage ou par diverses techniques de soudage.

Toutes les soudures structurelles doivent être appliquées sur le substrat.

Assurez-vous que le filet ne chevauche pas la surface dure en l'arrêtant à plus de 3,2 mm (1/8") en dessous de l'interface.

Méthodes d'attachement - Soudage d’angle

La méthode la plus facile pour attacher la plaque de revêtement Red Dog à une structure existante est par une soudure d’angle. Il faut veiller à ce que la soudure soit appliquée uniquement sur le substrat et qu'elle ne surplombe pas la surface dure ou sa pénétration, car cela peut entraîner une contamination par le carbone et le frittage de la soudure. Ceci est mieux réalisé en arrêtant la soudure à environ 3,2 mm (1/8") sous l’alliage/l’interface de la plaque de base qui doit être visible sur un rebord meulé.

Tout processus de soudage courant peut être utilisé, y compris :

  • Soudage à l'arc avec électrode enrobée (US - SMAW)/Soudage manuel à l’arc avec électrode enrobée (Royaume-Uni et MMA)

  • Soudage à l'arc sous gaz avec fil plein (GMAW) à l'aide de fils solides.

  • Soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) à l'aide de fils à arc protégés par gaz ou à découvert.

Sélection de tiges/fils de soudage

Lorsque la plaque de revêtement a un substrat en acier de carbone standard et que la structure sur laquelle elle doit être travaillée comprend également de l'acier de carbone ou un acier qui ne nécessite pas de préchauffage, les types suivants de tiges/fils peuvent être utilisés :

  • Tiges enduites : AWS A5.1 - E7016 EN499 E424 B12HS ou E7018 EN499 E463 B32HS

  • Fil solide pour le soudage au CO2 : AWS A5.18 - ER70S-3 EN440 G/W 2Si ou ER70S-6 EN440 G3 Si1

  • Fils fourrés : AWS A5.20 - E70T-1 EN758 T460 RC3H10 ou E71T-1 EN758 T463 PM1HS

Si la partie structurelle doit être préchauffée, soit en raison de sa composition chimique, la force de rendement ou l'épaisseur, une catégorie de tige ou de fil de soudage doit être sélectionnée compatible avec la pratique normale pour le matériau de base:

Par exemple : AWS A5.5 - E8018B2 (EN 1599 ECr.Mo1 B32HS)

Si le revêtement de Red Dog a un substrat en acier inoxydable ou en alliage et la structure à laquelle il doit être soudé est un acier à alliage élevé en manganèse, en acier durci ou un alliage inoxydable de type AISI-410 ou 304, alors un alliage métallique différent approprié tel qu’une tige de type inoxydable (électrode) ou fil AWS A5.4 - E 309 (EN1600 E23.12 LR21) doit être utilisé.

Méthodes de fixation – Soudage en bouchon

La plaque de revêtement Red Dog peut être attachée à une autre plaque ou structure par le soudage en bouchon par une série de trous. Chaque trou doit avoir un espacement minimum de 25 mm (1", généralement fixé entre 305 et 610 mm (12" et 24").

Les trous de fixation doivent être coupés soit par creusage à l’arc de carbone ou au jet de plasma, du côté de substrat si possible pour empêcher le chrome et le carbone de contaminer l'acier de carbone. Lorsque vous creusez des plaques plus épaisses que 9,5 mm (3/8"), il est recommandé qu'un trou soit d'abord percé dans le substrat juste à court de l'interface en alliage avant de commencer le creusage.

Toutes les scories doivent être retirées des trous de fixation par meulage ou écailler/marteler.

La plaque est ensuite fixée à la structure en soudant le diamètre extérieur du trou à 360 degrés, puis en plaçant l'espace restant en utilisant le motif indiqué à la figure 4.

L'épaisseur de la soudure doit être déterminée en utilisant les mêmes critères que pour la soudure d’angle et doit s'arrêter à 3 mm (1/8") de la couche de revêtement. Une fois la soudure remplie à la hauteur désirée, elle peut être protégée contre l'abrasion par recouvrement d’un alliage approprié résistant à l'usure à l'aide de tiges tubulaires (électrode) de surfaçage dur Armolloy de Red Dog.

Méthodes de fixation - Soudage à goujon

Un goujon standard en acier de carbone peut être facilement soudé à l'arrière de la plaque de revêtement Red Dog en utilisant la plupart des types d'équipement de soudage à goujon. La taille minimale recommandée du goujon est de 19 mm (3/4") et le nombre et l'espacement des goujons dépendront de la taille et de la forme de la plaque étant soudée.

Les goujons d'un diamètre supérieur à 12,5 mm (1/2") peuvent être soudés à la main avec le SMAW (soudage à l’électrode enrobée) à l'aide d'une tige E7018. Étant donné que seule une soudure d’angle est utilisée plutôt qu'une soudure à pénétration complète, un plus grand nombre de goujons seront nécessaires pour sécuriser la plaque. Voir figure 5.

Méthodes de fixation - Boulons contre-percés

Des trous appropriés pour les boulons contre-percés peuvent être produits par la coupe directe de jet de plasma utilisant un poteau d'outil orbital, en perçant un trou droit et en soudant une insertion préusinée en place, ou par une combinaison de forage direct ou de creusage.

La taille minimale recommandée du boulon est de 9,5 mm (3/8") de diamètre et le nombre et l'espacement requis dépendront de la taille et de la forme de la plaque.

Le trou contre-percé fini devrait permettre au boulon à tête plate de reposer à environ 4 mm (5/32") sous la surface de la plaque. Il peut être protégé contre l'abrasion par recouvrement à l'aide d’une électrode tubulaire de surfaçage dur Armolloy de Red Dog.

Perçage par jet de plasma

Le perçage par jet de plasma produit un trou contre-percé acceptable. Travaillant du côté dur, le trou de dégagement devrait être coupé d'abord et puis le jet de plasma incliné pour couper le contre-percé à un angle pour correspondre au boulon de fixation.

Insertions préusinées

Des insertions préusinées précises peuvent être utilisées pour fixer les plaques de revêtement en coupant un trou droit dans la plaque et en soudant l'insertion en place du côté de l'acier de carbone.

La coupe au jet de plasma, à partir du côté dur de la plaque, est recommandée parce qu’elle crée un trou naturellement effilé qui fournit un support additionnel pour l'insertion.

Section transversale du trou de fixation avec l'insertion usiné

L'insertion doit être usinée avec une conicité d'environ 3 degrés pour correspondre au trou et une préparation de soudure chanfreinée coupée dans la base. Il est ensuite soudé du côté de l'acier de carbone à l'aide d'une électrode à faible hydrogène (type AWS 5.1 - E7018 ou 7016).

Gougeage

Ce procédé est généralement utilisé sur place lorsque la coupe par jet de plasma n'est pas disponible. Si plusieurs trous sont nécessaires, des insertions soudées sont recommandées et le gougeage doit être utilisé uniquement pour couper le trou de dégagement.

Une autre méthode pour un ou deux trous consiste à creuser un trou droit du côté de l'acier de carbone (voir aussi la coupe). La section fraisée est ensuite créée en creusant un cône du côté renforcé. Les trous peuvent être nettoyés avec des pierres de broyage en forme de cône/bouchon abrasif.

SOUDAGE STRUCTUREL

La plaque de revêtement Red Dog peut être fabriquée en soudant le substrat d'acier doux à l'aide d'électrode d’acier doux standard ou faible en hydrogène. Les détails suivants sont un guide général pour souder une plaque de revêtement Red Dog.

Il faut veiller à ce que toutes les soudures structurelles s'arrêtent à court de la couche d'alliage à revêtement. La seule soudure effectuée sur le côté dur de la plaque impliquera le recouvrement des joints, par recouvrement à l'aide d’une électrode tubulaire de surfaçage dur Armolloy de Red Dog.

Soudures d’angle

Meuler le bord de la plaque pour enlever les scories et les écailles laissées après la coupe. Il faut veiller à ce que la soudure soit appliquée uniquement sur le substrat et qu'elle ne chevauche pas la surface dure, car elle peut entraîner une contamination par le carbone et la friabilité de la soudure et de la zone adjacente. Ceci est possible en arrêtant l’angle à environ3 mm (1/8") au-dessous du revêtement/l'interface de la plaque de base qui devrait être clairement visible sur le bord meulé. (Voir figure 3).

Soudures bout à bout

Les soudures bout à bout pénétrantes partielles impliquent la coupe d'un chanfrein dans la base d'acier de carbone par creusage ou coupage au gaz (voir figure 6).

 

Une espace de 2 à 3 mm (1/16" à 1/8") doit être laissée pour empêcher un perçage par brûlure jusqu'à la surface dure lors du soudage (voir figure 7). Ajustez et collez les sections, puis faites de la soudure de pointage en utilisant la même technique que l’assemblage classique.

Les soudures bout à bout à pénétration complète exigent que la surface dure (y compris la zone de pénétration de l'alliage, voir la figure 8) soit complètement éliminée de la zone par meulage/creusage jusqu’à au moins 6 mm (1/4") au-delà de la zone de joint de soudure. Ajustez et faites une soudure de pointe des sections biseautées, puis utilisez la même technique que l'assemblage conventionnel.

Technique de soudage et sélection d’accessoires

Le col principal ne doit pas fondre jusqu’à la surface dure, car cela conduira à la contamination par le carbone et à la fragilisation de la soudure.

Les accessoires de soudage couramment utilisés pour le soudage structurel fait d’aciers C-Mn devraient être utilisés ainsi que des procédures/techniques de soudage conventionnelles.

Par exemple:

AWS 5.1 E7018 (SMAW)
AWS A5.18 E703-6 (GMAW) avec 75% d'Argon et 25% de CO²
AWS A5.20 E70T-1 (FCAW)

Remarque : Lorsque les pièces s'avèrent difficiles à aligner avec suffisamment de précision pour s'assurer qu'aucune contamination par la surface dure n'est probable pendant le soudage, il est recommandé d'utiliser une tige de soudage en acier inoxydable de type 309.

GUIDE D’INGÉNIERIE DE TRITEN™

SOMMAIRE DE PROCÉDURES

  • Au haut, utilisez toujours un outil à rayon lorsque vous formez avec une presse-plieuse.

  • Assurez-vous qu'aucune surface dure ne peut contaminer les soudures. En cas de doute, utilisez une électrode en acier inoxydable AWS A5.4 et E309 pendant la soudure.

  • Utilisez des accessoires de soudure conventionnels et des procédures de fabrication pour correspondre aux exigences du substrat.

  • Joints de revêtement sur le côté de façade face avec une électrode à surface dure assortie de la gamme Armolloy de Red Dog.

Exemples d'Application Pratique

Soudure d’Angle :

Une barre ou une bande peut être utilisée pour prévenir la contamination par la surface dure pendant la soudure d’angle.

La surface dure arrêtée à court du bord de la plaque, ou enlevé en creusant, produisant une zone en acier doux

Les soudures d’angle peuvent être renforcées en soudant un angle d'acier de carbone au-dessus du joint ou éliminées en utilisant uniquement le support d'angle.

Pour plus d'information, veuillez contacter Kubes Alloys directement.