Le métal, José Antonio Ares, Les techniques de mise en forme, forgeage et soudage.
Sommaire :
Introduction des âges des métaux.
Métallurgie : notion de base : Métaux et alliages
Concept de corrosion
Propriétés des métaux
Description des métaux courants
Elaboration de l’acier
Elaboration de produits finis
Outils et machines, Instruments de mesure et traçage
Gabarits
Outil de serrage
Outil de frappe, pliage et cintrage
Outils de perçage et de coupe
Matériel de soudage
Equipement de la forge
Outils de finition
L’atelier : conseil de sécurité
Techniques de base pour couper, pour assembler, pour mettre en forme, techniques de forge : notions de base, cires, vernis et peintures, patines.
Procédés de soudage :
Généralités
Soudage à l’arc à l’électrode enrobée
Soudage par résistance
Soudage à l’arc sous flux gazeux
Soudage à l’oxygaz
Brasage tendre et brasage fort
Pas à pas :
Coffre à décor ajouré
Grille en fer plat cintré
Table basse en acier inoxydable
Heurtoir en fer forgé
Plateau en tôle de laiton ajouré
Table de jardin en fer
Ecrin à bijoux en cuivre
Tête de dragon en laiton
Glossaire
Bibliographie et remerciements
Vocabulaire : tôles de différentes épaisseurs, barres ou profilés de sections diverses. Propriétés physiques et mécaniques des métaux et alliages (mélange) à connaître, ainsi que les phénomènes d’oxydation et de corrosion.
La fonderie : m’implique pas un travail physique et direct sur le métal mais plutôt sur les moules et le comportement complexe du métal dans ces moules.
I l’âge de pierre (le jais, la pyrite, le jaspe, l’obsidienne ou l’ambre), l’âge du bronze (l’or, le cuivre (minerai de cuivre à Timna, près de la mer morte) et l’argent, premier alliage pendant cette période) et l’âge de fer (la fonte du cuivre, armes, agriculture)
Techniques métallurgiques dans l’Antiquité, martelage (plaques, fils), estampage, rivetage, incrustation et sertissage.
Alliages :
Cuivre et arsenic, cuivre et étain, le bronze, entre 4000 et 2000ans av. JC
Alliages à bas point de fusion, procédés de brasage tendre (techniques d’assemblage des métaux), or et argent relève du domaine de l’orfèvrerie et de la bijouterie.
Masques funéraires égyptiens, ornement, objets de décorations.
II Transformation de l’acier : de l’obtention du métal brut à la fabrication du vaste éventail de produis finis disponible sur le marché.
Tous les métaux sont solides à température ambiante sauf le mercure qui est liquide. Les deux qualités essentielles des métaux, malléabilité et ductilité, qualités car on peut modifier la forme sans la rompre.
Techniquement, les métaux sont des matériaux qui cèdent des éléments, les électrons. Leurs couleurs sont gris à blanc, ou rouge pour le cuivre et jaune pour l’or.
Des alliages binaires à des alliages à 7 composants comme le l’acier au carbone, acier/fer, cobalt et wolfram. Ces alliages sont de bons conducteurs électriques et thermiques.
Alliages ferreux et métaux non ferreux.
Par corrosion, il faut entendre le passage spontané d’un métal de son état naturel libre à un état naturel combiné, par le biais d’un processus d’oxydation. Exposé à certaines conditions atmosphériques, le métal tend à se stabiliser chimiquement et à revenir à son état antérieur en se combinant à d’autres éléments. On parle de corrosion sèche ou oxydation lorsque le métal se combine avec l’oxygène de l’air. Dans ce processus, une fine couche d’oxyde se forme à sa surface qui, dans bien des cas, stoppe l’absorption d’oxygène par le métal et joue ainsi un rôle protecteur. L’aluminium produit une couche d’oxyde très compacte qui le protège de façon permanente contre la corrosion.
La corrosion humide se produit en présence d’eau ou de vapeur d’eau, et résulte d’un processus électrochimique. Pour qu’elle se produise spontanément, il faut l’association d’un électrolyte, liquide conducteur du courant électrique, d’un métal jouant le rôle d’anode et d’un métal jouant le rôle de cathode, l’ensemble créant un effet de pile galvanique.
L’électrolyte est en ce cas une solution aqueuse : ce peut-être, par exemple, de l’eau de mer. Dans ce milieu, l’anode repousse les ions positifs, tandis que la cathode les attire, ce qui engendre un échange d’électrons entre l’anode et la cathode. La corrosion se produit au niveau de l’anode, le métal cathodique ne subissant aucune altération.
Les métaux jouant le rôle d’anode se corrodent en présence de métaux, jouant le rôle de cathode. C’est le cas notamment de l’acier galvanisé, qui est de l’acier ordinaire recouvert d’une fine couche de zinc ; le zinc, au potentiel négatif supérieur à celui de l’acier, est soumis aux effets de la corrosion. En revanche, dans le fer-blanc, qui est de l’acier ordinaire recouvert d’une fine couche d’étain, c’est de l’acier qui se corrode car il est plus électronégatif que l’étain.
Liste d’outils nécessaires :
Pied à coulisse (épaisseur, diamètre et profondeur)
Mètre à ruban et réglets métalliques
Equerre droite et équerre à coulisse de différentes tailles
Compas à tracer et compas de mesure
Pointeau et pointe à tracer (marquer le centre des cercles ou percer)
Gabarit (carton, bois, métal)
Etau d’établi
Etau à main
Presse équerre
Serre-joints
Pinces étaux (j’ai)
Pinces multiprises et pinces universelles
Marteaux à boule ou à garnir
Marteau ou masse à planer
Marteau postillon
Marteau à emboutir
Marteau à vaisselle
Maillets en nylon
Tas, tranches et dégorgeoirs : Les tas, tranches et dégorgeoirs, généralement en acier, sont des supports de frappe pour façonner des pièces au marteau à froid ou à chaud. Un tas peuvent être plat, creux, bombés, etc… leur forme étant adaptée au travail à réaliser. Les tas d’enclume, pourvus d’un tenon, peuvent être insérés dans le trou carré de l’enclume, ou immobilisés dans l’étau d’établi, présentant l’avantage de ne pas se déplacer sous les coups de marteau. Les tas plats doivent être posés sur des surfaces de travail très stables, de préférence des établis en bois qui absorbent les chocs.
Tas d’enclume plats, rectangulaire et en fer à cheval (planer)
Tas bombés, rond et ovale (courbure)
Tas à boule droit et tas à boule coudé (petites pièces, formes fermées)
Tas plats, en acier ou en plomb (tendre)
Tas auxiliaires, tranches et dégorgeoirs (couper)
Tas creux à emboutir (forme concave)
Pour plier, torsader et cintrer : griffons (deux morceaux de barre ronde à un fer plat que le forgeron fabrique) pour donner de l’amplitude à la courbure de la pièce, griffes (forgées sur mesure), tas à cintrer (outil formé de deux cornières parallèles soudées à un socle en métal, sur lesquelles le profilé est posé transversalement et cintré au marteau. La distance entre les deux cornières détermine l’amplitude de la courbure obtenue. Il peut-être également fabriqué à l’aide de tubes ronds.
Cintreuse de tubes (outil hydraulique)
Cintreuse à cylindre
Plieuse de tole
Cintreuse de profilés avec accessoires
Outils de perçage : forets, les scies-cloches, perceuse électrique portative, perceuse à colonne
Découpe : burins et bédanes, cisailles de ferblantier, cisaille à levier, cisaille électrique, scie à main, scie sauteuse, scie à ruban, tronçonneuse à disque, meuleuses
Découpe thermiques, bouteilles, lance d’oxycoupage, matériel de découpe au plasma, compresseur.
Matériel de soudage :
Lampe à souder ou fer à souder, matériel pour soudage oxyacétylénique : bouteilles à gaz, manodétendeurs, chalumeau, table à souder, lunettes et masque de protection, matériel de soudage par résistance, machine à souder par points, matériel de soudage à l’arc avec électrode enrobée, poste de soudage à fiches et poste de soudage inverter, pince porte électrode et pince de masse, marteau à piquer et brosse métallique, masques de soudage, matériel de soudage semi-automatique MIG/MAG, poste de soudage MIG/MAG, dispositif d’entrainement du fil électrode, torche, matériel de soudage de type TIG, poste à souder Inverter, torche, bouteille à gaz.
Equipement de la forge :
Le fourneau
L’enclume
Outils, marteau et masse, étau de forgeron, tenailles
Outils de finition, limes, ponceuses vibrantes, ponceuse orbitale, ponceuse à bande.
ORDRE ET PROPRETE
Pour assembler, avec des rivets, emploi de vis ou boulons
Filetage manuel :
1) On fixe fermement la pièce à fileter dans l’étau. Puis on en chanfreine l’extrémité, pour y emboiter aisément la filière avant d’amorcer le filetage. On dépose quelques gouttes d’huile de coupe sur la partie que l’on souhaite fileter, pour faciliter la pénétration de l’arête tranchante de la filière dans la pièce.
2) On place la filière dans le porte-filière, puis on positionne la filière à l’extrémité de la pièce à fileter, en la centrant parfaitement par rapport à l’axe de la pièce. On exerce alors une légère pression sur la filière en la faisant pivoter jusqu’à ce qu’elle morde le métal de la tige. Il faut s’assurer que la filière soit toujours bien perpendiculaire à l’axe de la pièce, pour ne pas endommager son filetage.
3) Dès que le filetage est amorcé, on dépose à nouveau quelques gouttes d’huile de coupe sur la filière. On le poursuit en alternant un tour complet, et deux demi-tours en sens opposés, jusqu’à l’obtention de la longueur de filetage souhaitée.
Façonnage : repoussage écrouissage
Principales techniques de la forge :
Effilage, étirage, laminage, refoulement, torsadage, enroulement
Traitement thermique : la trempe, le revenu, le recuit, forgeage et trempe d’une lame d’outil
Tableau synoptique des procédés de soudage | |||||
Hétérogène | Homogène | ||||
Brasage fort | Brasage tendre | Par fusion | Par pression | ||
Laitons Bronzes | Etain Plomb et métaux A bas point de fusion | A l’arc Electrique | A la flamme d’un chalumeau | Par résistance | A la forge |
Electrode Enrobée, MIG MAG et TIG | Oxygaz | ||||
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire