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Comment réaliser le soudage du bronze ?

Publié: le 13/04/2012 à 15:37 Par: Dominique ADMIN
Cet article technique aborde le brasage et le soudage des bronzes. Le bronze ne doit pas contenir de plomb. Le procédé de soudage le mieux adapté pour souder le bronze est le TIG.
1 - Introduction

Les recommandations ci-dessous sont génériques.
Elles ne sont données qu'à titre indicatif et ne peuvent engagées d'aucune manière la responsabilité du site Soudeurs.com.

2 - Généralité sur les bronzes

Les bronzes sont essentiellement des alliages de cuivre et d'étain (Cu-Sn).
Ils contiennent de 5 à 20 % d'étain (Sn).
Les additions d'éléments les plus fréquentes sont :
- le zinc (Zn) : 1 à 7 %
- le plomb (Pb) : 3 à 7 % pour les usages généraux, jusqu'à 30 % pour les alliages de frottement.
- le phosphore (P) : 0,01 à 0,5 %, provenant de l'excès utilisé pour la désoxydation et qui, aux plus fortes teneurs, améliore les propriétés de frottement.
En raison de leur excellente aptitude au moulage, les bronzes sont surtout des alliages de fonderie.
Néanmoins, certaines nuances à moins de 10 % d'étain sont utilisées à l'état corroyé sous forme de barres, tôles, bandes, rubans, fils et tubes.

3 - Désignation normalisée des bronzes

Désignation DIN N° Werkstoff Désignation ASTM Désignation BS
CuSn 4
2.1016
B100, B103
CuSn 6
2.1020
B139
CuSn 8
2.1030
2870, 2871
CuSn 10
2.1050
2872, 2874
CuSn 12
2.1052
G-CuSn 12 Ni
2.1060
G-CuSn 10 Zn
2.1086
B21, B124
G-CuSn 7 ZnPb
2.1090
B171, B359
G-CuSn 6 ZnNi
2.1093
B432, B508
G-CuSn 5 ZnPb
2.1096


4 - Soudabilité des bronzes

Les bronzes ne présentent guère plus de difficultés au soudage que le cuivre désoxydulé.
Cependant ils ne doivent pas contenir de plomb (qui est un obstacle au soudage). La présence de plomb dans certains bronzes les rend insoudables.
Il existe des fils d'apport de composition proche de celle des métaux de base ce qui permet d'obtenir des cordons de couleur identique au métal de base.
Les bronzes ayant une conductibilité thermique inférieure à celle du cuivre il n'est en général pas nécessaire de préchauffer autant et les déformations sont moindres que sur le cuivre pur.
Dans tous les cas, il est recommandé un préchauffage vers 200° C à 300°C avec un maintien de température entre passes et l'utilisation de supports envers.
L'étain (Sn) possède un point de fusion très bas ( 230°C ) mais un point d'ébullition élevé (2270°C ). Il n'y a donc aucun risque d'évaporation.
Par contre, la présence d'étain (Sn) provoque un intervalle de fusion très large avec un risque certain de fissuration à chaud.
Le soudage sur un bronze écroui provoque un recuit avec adoucissement.

5 - Soudage des bronzes au chalumeau

Les bronzes se soudent très difficilement au chalumeau :
Avec une flamme neutre ou réductrice, le métal fondu aura tendance à absorber de l'hydrogène ou de la vapeur d'eau et donc former des porosités (soufflures).
Avec une flamme oxydante, il se forme des oxydes de cuivre et d'étain.

6 - Soudage des bronzes à l'électrode enrobée

Le soudage à l'arc avec électrodes enrobées des bronzes est délicat car ils fissurent facilement. On utilise des apports en bronze avec entre 4 et 9% d'étain (Sn). Au delà de 10% il y a trop de risque de fissuration. On recommande le courant continu en polarité inverse, de déposer des cordons étroits en évitant toute surchauffe de l'alliage et de marteler à chaud le métal déposé pour affiner le grain.

7 - Soudage des bronzes au TIG

Avec le procédé de soudage TIG, il est recommandé d'utiliser un apport en bronze avec 4 à 6% d'étain.
Il faut utiliser soit un courant continu polarité négative (CC) soit le courant alternatif (CA).
Il est conseillé d'utiliser un mélange Argon-Hélium.
Une protection gazeuse de l'envers est nécessaire afin d'éviter le rochage et les porosités.

8 - Soudage des bronzes au MIG

Le procédé de soudage MIG est utilisé pour des bronzes avec une teneur en étain de moins de 8%. Le soudage MIG devient très difficile au dessus de 8% d'étain.

9 - Soudage hétérogène du bronze sur de l'acier

Le soudage d'un bronze sur un acier oblige à réaliser un beurrage de l'acier. Le beurrage de la sous couche sera réalisé en cupro-nickel sur l'acier. Le bronze contenant nécessairement une certaine quantité de phosphore (0,01 % à 0,5 %) qui ne convient pas au nickel, le soudage se fera avec un métal d'apport de type cuivre pur ou type cupro-aluminium.



10 - Quelques liens Internet utiles

Comment réaliser le soudage TIG et MIG des alliages cupro-aluminiums ?
Comment réaliser le soudage TIG et MIG des cupro-nickels ?
Comment réaliser le soudage TIG et MIG des cuivres ?
http://www.castolin.net/
http://www.cuivre.org/


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