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SOUDURE DES PIECES EN ACIER

 
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The Nickelminers
Porter
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MessagePosté le: Lun 15 Mai 2017 - 21:05    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

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Bonsoir.

Encore, un sujet "taboo", la soudure de l'acier dand le domaine du modélisme.

99% des structures de notre réseau sont en fil acier, avec un diamètre de 0,5 à 2 mm, et tôle d'acier de 0,2 à 0,8 mm. Nous utilisons du laiton uniquement pour des roulements ou d'autres petites pièces mécaniques que nous fabriquons avec tour et fraise.
https://www.flickr.com/photos/91867668@N07/30471337791/
https://www.flickr.com/photos/91867668@N07/30522929076/

Le «fil d'acier», le «fil de piano» ou «fil harmonique» n'est pas si facile à braser. Cet acier a une teneur élevée en carbone et contient des autres métaux qui améliorent la résistance à la traction et le module d'élasticité.
La mouillabilité de ce type d'acier avec une soudure étain-plomb conventionnelle est limitée. Le problème est que le flux (désoxydant) conventionnel a des difficultés à attaquer chimiquement la couche d'oxyde à la surface de ce métal ; en fin, le fil d'acier est considéré «non soudable» par la plupart des modélistes.

Mais, il existe une solution :
1) On effectue un nettoyage des résidus du tréfilage et de l'excès d'oxyde. Habituellement, nous mettons des sections de fil d'un mètre sur une perceuse, pour polir la surface avec du papier abrasif carbure de silicium grain 600, jusqu'à obtention d'une finition brillante. Pour la tôle, il faut bien polir a la main les joints de soudure avec du papier abrasif 600. Pour la tôle a couche étain (e.g. vielles boites alimentaires), la couche étain est dejà un "primer" suffisant pour la soudure.

2) On sèche les résidus d'abrasif avec un chiffon en papier (également: la fine poussière d'abrasif repousse la soudure)

3) On effectue un décapage avec un produit chimique doux, comme l'acide oxalique en solution aqueuse. On peut aussi utiliser les «convertisseurs de rouille» commerciaux, qui sont habituellement composés de Sodium Dithyonite. Ensuite, on rince le fil à l'eau et on essuie avec un chiffon en papier.

4) À ce stade, la surface de l'acier peut être brasée en manière classique en étain-plomb, avec flux classique de chlorure de zinc et un fer à souder. Un fer à 15 watts fonctionne bien pour des fils minces (0,5 à 0,8 mm de diamètre), 50 à 75 watts sont recommandés pour les plus grands diamètres (1,5 à 3 mm).
Voici une photo de la réparation d'une soudure qui a craqué pendant le transport, et a été soudée à nouveau.
https://www.flickr.com/photos/91867668@N07/15596083050/

Après la soudure, nous finissons toujours les joints soudés avec micro fraises et l'arbre flexible, afin d'éliminer l'excès de soudure et d'obtenir un aspect présentable.
https://www.flickr.com/photos/91867668@N07/15595058229/

Plusieurs fois, quelqu'un a demandé pourquoi nous n'utilisons pas des soudures "plus dures", tels que les alliages Cuivre / Zinc / Cadmium (par exemple, les alliages Castolin) et flux Borax. Le problème est que cette méthode nécessite des températures de soudure d'env. 550 C°. Le résultat est un joint très solide, mais le fil d'acier lui-même subit un recuit, perde sa résistance et se déforme. La tôle acier mince se déforme fortement, et perde sa planéité. Le même recuit et déformation se produit avec le soudage par étincelage ou le soudage par résistance. Ces méthodes fonctionnent bien pour les grilles de fer, mais elles ne conviennent pas aux travaux de précision. Parfois, nous avons utilisé la soudure Castolin + flux Borax pour des pièces mécaniques plus grandes (non-modèles). Mais, chaque fois qu'une flamme est utilisée, les pièces métalliques font l'objet d'une déformation et doivent être ré-usinées.

Dans la comparaison en laiton et en acier, ce dernier est immensément plus résistant, et certainement plus réaliste à voir, même sans finition de surface (après soudure et montage, la rouille « nature » est comprise dans le prix).
Et, en fin : « …c’mon guys, we are strong US railroaders, give us STEEL, not brass… »

Sincères salutations de Milan

Mad Doc & Nickel Queen
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BougnatMan
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 06:09    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Ouaouh!! Quelle technique et quelle maitrise...
Bravo et merci pour ce cours.
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Il y a 2 sortes d'individus : Les Bougnats et ceux qui rêvent de l'être......

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mlec
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 07:31    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

technique intéressante, merci Okay
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Lucien
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 08:30    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Un grand merci. Ainsi que pour la photo qui montre la grandeur de la tâche à effectuer ! Du grand art. Shocked
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jean-pierre
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 09:16    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Merci, merci, merci. Très bien expliqué et très profitable.


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starbuck
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 09:41    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Belle technique
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Alexandre Zelkine
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 11:47    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Bravo, très impressionnant !
Toutefois, des réalisations d'une telle perfection technique ne sont souvent pas à la portée d'un modéliste
n'ayant qu'une maîtrise TRES élémentaire de l'art de la soudure et de la métallurgie. (A moins d'avoir suivi
une formation spécialisée)... Sad
Merci quand même pour cet excellent et très intéressant tutoriel ! Okay
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Heisler91
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MessagePosté le: Mar 16 Mai 2017 - 13:53    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Merci pour toutes ces explications ,et pour votre travail Okay
JM
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The Nickelminers
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MessagePosté le: Sam 20 Mai 2017 - 11:36    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

LE FLUX DE SOUDURE, CET INCONNU

Bonjour a tous. La plupart de ces concepts sont déjà connus a la majorité des modélistes, mais, « repetita juvant » .

Pour le modéliste ferroviaire qui soude en étain-plomb, le seuls flux pratiquement utilises sont :

1) La colophane
2) Les désoxydants à base de Chlorure de Zinc
Avant tout, à considérer : la fonction du désoxydant est, simplement, permettre le mouillage du métal avec l’alliage soudant. Chimiquement, la réaction du flux avec l’oxyde est appelée « oxydoréduction », c'est-à-dire: le flux s’oxyde, et l’oxyde du métal se réduit a l’état élémentaire (métal). L’oxyde su déplace du joint à souder.

1) La colophane est presque universellement utilisée pour les soudures électroniques. Pratiquement tous les fils étain-plomb pour soudure contient un « core » de colophane. Chimiquement, la colophane est une résine hydrocarbure d’origine naturelle, légèrement acide. Son acidité permet, aux températures de soudure, une attaque chimique de la couche oxyde.
La colophane a une basse activité, et fonctionne seulement pour les joints de soudure bien propres.
Les résidus de colophane peuvent être laissés sur les joint soudes, des que ils ne sont pas corrosifs. Ca c’est la situation normale des tous les joints soudés en domaine electrique et electronique.
Mais, il y a aussi des flux colophane « activés » avec des substances acides. Ces flux sont plus efficaces, mais, les résidus sont corrosifs.
Des que la colophane est une substance vitreuse et fragile, elle peut être déplacée avec brossage ou abrasion.

2) Le Chlorure de Zinc réagit, aux températures de soudure, avec l’oxyde des métaux, en créant des oxychlorures (plus ou moins hydratées) de Zinc, en déplaçant l’oxyde de la surface du métal.
La solution décapant classique est du Chlorure de Zinc en solution aqueuse, avec une petite addition d’acide hydrochlorique. Cette addition est nécessaire, autrement le Chlorure de Zinc réagit avec l’eau de la solution, et s’hydrolyse à Oxychlorure hydratée.
Le niveau d’activité de la solution décapante est proportionnel au teneur en acide hydrochlorique (qui est en excellent décapant par soi-même). Mais, tous les résidus d’acide ont des conséquences néfastes pour la corrosion des pièces soudées. Dans tous cas, tous les résidus (même non acides) de flux qui contient des Chlorures sont toujours très hydrophiles et très corrosifs. Il faut bien nettoyer les pièces.

Les flux « en pâte » contient du Chlorure de Zinc dispersé dans des masses de vaseline, glycérine, et substances similaires. Le chimisme du flux est le même, mais l’excipient a l’effet de promouvoir le déplacement des traces de graisse, vernis, contaminants de la surface du métal.

« Règles d’or » de la soudure modéliste structurelle:

• N’essayer jamais de souder des pièces contaminées par des couches épaisses de graisse, huile, vernis, silicone, colle, etc. Même avec une tonne de flux, le résultat sera une mauvaise (et fragile) soudure.
• Ne pas prétendre de souder des pièces trop écartés, en appliquant une tonne de soudure.
• Bien polir les pièces en avant de souder (papier abrasif fin, etc.).
• Tenir les pièces en position avec des gabarits, poids, étau, un ami avec des pinces.
• Séquence d’application : en avant le flux, après chauffer les pièces, et après mettre le fil d’alliage soudant sur les pièces chaudes. Mettre le fil d’alliage sur le joint à souder, pas sur le bec du fer à souder (OK, quelques fois, dans les endroits difficiles on est obligé à faire le contraire, mais normalement, c’est une procédure à proscrire).
• Attendre que les pièces se refroidissent, en avant de laisser aller. On a vu trop fréquemment une parfaite soudure détruite car les operateurs ont tout lâché trop prés et l’alliage soudant est encore fondu (typique, quand les pièces deviennent plutôt chauds, et votre ami fait un saut a l’arrière, en envoyant vous et votre soudure au diable....) A noter : l’alliage soudant fondu est un liquide brillant, l’alliage solidifié est un solide légèrement satin. Il faut observer le joint soudé et attendre un peu.

Une fois encore, il faut bien laver les pièces soudées, surtout quand on utilise les pâtes désoxydantes. On peut utiliser :

• Un pinceau avec au bouillante et détergent a vaisselle
• Un pinceau avec solvant (essence, ou térébenthine)
• Un aérographe (grande, type “carrosserie”) chargé avec solvant
Et après, déplacer les résidus sèches avec cure-pipes, coton-tige, petit pinceau rigide, et une bonne dose d’huile de coude.

Bonne soudure a tous, et attention aux doigts...

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Lucien
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MessagePosté le: Sam 20 Mai 2017 - 20:25    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Merci pour tous ces renseignements et façons de procéder ! Okay
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MessagePosté le: Sam 20 Mai 2017 - 20:31    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Pour mes soudures, j'applique le flux, je pose un peu de soudure sur le fer et je plaque le fer sur les pièces
Le flux " aspire " la soudure fondue sur le fer et le diffuse aux endroits à souder

Ceci est valable pour la soudure de rails en maillechort et les éclisses en laiton ou maillechort, l'arcap et le laiton
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Lucien
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MessagePosté le: Dim 21 Mai 2017 - 18:55    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER Répondre en citant

Et comme pour le métal blanc.
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MessagePosté le: Aujourd’hui à 08:38    Sujet du message: SOUDURE DES PIECES EN ACIER

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