Dans de nombreux secteurs industriels, l’usure des équipements est une problématique majeure. Broyeurs, convoyeurs, turbines, pompes ou pièces mécaniques sont soumis à des sollicitations mécaniques, thermiques ou chimiques qui dégradent progressivement leurs surfaces fonctionnelles.
Plutôt que de remplacer systématiquement les pièces endommagées, le rechargement par soudage est une très bonne alternative utilisée par de nombreux industriels. Cette technique consiste à déposer un métal d’apport par soudage sur un substrat afin de restaurer ou d’améliorer ses propriétés.
Le rechargement permet ainsi d’augmenter la durée de vie des équipements, de limiter les arrêts de production et de réduire les coûts de maintenance.
Les pièces industrielles sont soumises à plusieurs phénomènes d’usure, souvent combinés entre eux.
Les principaux phénomènes d’usure dans l’industrie
Les pièces industrielles sont soumises à plusieurs phénomènes d’usure, souvent combinés.
Abrasion
L’abrasion correspond à une perte progressive de matière due au frottement de particules solides sur une surface métallique. Elle est fréquente dans les secteurs du recyclage, des mines, de la cimenterie ou de l’agriculture.
Érosion
L’érosion se produit lorsque des particules abrasives sont transportées par un fluide (liquide ou gaz) et impactent la surface d’un matériau. Ce phénomène est courant dans les installations hydrauliques, les turbines ou les circuits de fluides.
Corrosion
La corrosion est une dégradation chimique ou électrochimique du métal provoquée par un environnement agressif.
Cavitation
La cavitation correspond à l’implosion de bulles de vapeur dans un liquide lors de régimes turbulents. Ces micro-impacts répétés peuvent générer des fissures et entraîner un arrachement de matière.
Fatigue de surface
Les contraintes mécaniques répétées peuvent provoquer des microfissures qui finissent par fragiliser la surface d’une pièce.
Ces phénomènes d’usure sont responsables d’une grande partie des défaillances industrielles, notamment dans les environnements fortement sollicités.
| Type d’usure | Description | Industries concernées | Solutions de rechargement |
| Abrasion | Usure due au frottement de particules solides | Mines, recyclage, cimenterie, agriculture | Fils fourrés anti-abrasion, électrodes de rechargement dur |
| Érosion | Impact de particules transportées par un fluide | Hydraulique, turbines, pompes | Fils fourrés alliés, fils MIG/MAG spécifiques |
| Chocs mécaniques | Contraintes répétées ou impacts | Carrières, manutention, industrie lourde | Alliages résistants aux chocs (électrodes ou fils fourrés) |
| Corrosion | Attaque chimique du métal | Chimie, offshore, énergie | Métaux d’apport alliés résistants à la corrosion |
| Cavitation | Implosion de bulles dans un fluide turbulent | Hydraulique, turbines | Alliages spécifiques déposés par TIG ou MIG |
Le rechargement par soudage : principe et bénéfices pour la maintenance industrielle
Le rechargement par soudage consiste à déposer une couche d’alliage sur un support en vue de lui conférer des propriétés adaptées à un ou plusieurs types d’usure.
Cette opération peut être réalisée :
- En préventif, pour protéger une pièce neuve contre l’usure
- En curatif, pour réparer ou reconstruire une surface endommagée
- Peut être fait en homogène ou en hétérogène (souvent en hétérogène) ;
Selon l’application, le dépôt peut viser plusieurs objectifs :
- Résister à un phénomène d’usure unique (abrasion, érosion, chocs, corrosion, cavitation…)
- Résister à des phénomènes d’usure combinés (abrasion + chocs, érosion + chocs…)
- Restaurer des dimensions fonctionnelles
Le rechargement représente ainsi une solution efficace pour prolonger la durée de vie des équipements et optimiser les coûts d’exploitation.
Rechargement par soudage : un levier de performance industrielle
Le rechargement par soudage constitue ainsi une solution efficace pour les industriels souhaitant :
- Prolonger la durée de vie des équipements
- Réduire les arrêts de production
- Améliorer la fiabilité des installations
- Optimiser les coûts de maintenance
En associant le procédé de soudage approprié et le métal d’apport adapté, il devient possible d’obtenir des dépôts métallurgiques performants et durables.
Plusieurs procédés de soudage peuvent être utilisés pour réaliser ces opérations de rechargement.
Pourquoi utiliser le rechargement par soudage ?
✔ prolonger la durée de vie des équipements
✔ réduire les arrêts de production
✔ limiter les coûts de remplacement des pièces
✔ améliorer la résistance à l’usure
Les procédés de soudage utilisés pour le rechargement
Plusieurs procédés de soudage peuvent être utilisés pour réaliser des opérations de rechargement :
- Électrode enrobée (MMA)
- TIG
- MIG / MAG
- Fil fourré
Le choix dépend de l’application, de la géométrie de la pièce et du niveau de productivité recherché, des moyens disponibles (humains, matériels), de l’environnement dans lequel doit être mis en œuvre l’opération de rechargement.
Rechargement avec une électrode enrobée (MMA)
Le procédé à l’électrode enrobée reste très utilisé en maintenance industrielle.
Principaux avantages :
- Installation simple et mobile
- Utilisation possible en toutes positions
- Procédé robuste sur chantier
- Grande variété d’alliages de rechargement
Il est particulièrement adapté aux interventions de réparation ou de maintenance sur site.
Rechargement avec du fil TIG
Le procédé TIG utilise une électrode non fusible en tungstène et un métal d’apport sous forme de baguette ? ou de fil.
Ses atouts sont :
- Excellente qualité métallurgique du dépôt
- Très faible dilution du métal déposé
- Grande précision du soudage
- Procédé pouvant être automatisé
Ce procédé est souvent utilisé pour des applications nécessitant une grande qualité de dépôt, une forte valeur ajoutée ou des pièces de faible épaisseur.
Rechargement avec un fil MIG / MAG
Le procédé MIG/MAG consiste en l’amorçage d’un arc électrique entre la pièce et un fil plein alimenté automatiquement dans une atmosphère gazeuse
Ses principaux avantages :
- Taux de dépôt élevé
- Procédé facilement automatisable
- Bonne productivité en production industrielle
Il est particulièrement adapté aux applications de rechargement sur des surfaces importantes.
Rechargement avec un fil fourré
Les fils fourrés de rechargement, tubulaires ou pincés, sont aujourd’hui largement utilisés dans l’industrie. Ils contiennent un flux ou des poudres métalliques permettant d’ajuster précisément la composition du métal déposé et de conférer des propriétés mécaniques supérieures.
Leurs principaux avantages :
- Taux de dépôt élevé
- Excellente stabilité d’arc
- Propriétés métallurgiques optimisées
- Grande variété d’alliages disponible
- Compatibilité avec l’automatisation et la robotisation
Ils permettent de lutter efficacement contre les phénomènes d’abrasion, d’érosion ou de chocs mécaniques.
Il existe deux grandes catégories de fils fourrés : fils pincés et fils tubulaires
- Caractéristiques principales du fil fourré pincé :
- Technologie éprouvée et flexible, largement déployée en environnement industriel
- Bonne soudabilité et stabilité d’arc en soudage manuel et semiautomatique
- Taux de dépôt élevé pour des productions standards
- Mise en œuvre simple et robuste, en atelier comme sur chantier
- Sensibilité plus marquée à la reprise d’humidité
- Caractéristiques principales du fil fourré tubulaire :
- Technologie avancée avec confinement optimisé du flux
- Excellente conductibilité électrique et stabilité d’arc élevée
- Très faible taux d’hydrogène diffusible
- Taux de dépôt optimisé, particulièrement adapté à l’automatisation
- Moins sensible à la reprise d’humidité
- Aucune contrainte de dévidage
On privilégie très souvent les fils fourrés pour les opérations de rechargement par rapport aux fils pleins du fait de leur grande variété ainsi que la facilité de mise en oeuvre (notamment pour les fils tubulaires)
L’offre Selectarc en rechargement
Spécialiste des métaux d’apport de soudage et de brasage, Selectarc offre l’ensemble des solutions de soudage dédiée à la maintenance et la réparation : fils TIG, fils MIG/MAG et fils fourrés.
Ces produits sont conçus pour répondre aux différents types d’usure rencontrés dans l’industrie : abrasion sévère, chocs mécaniques, érosion, cavitation ou corrosion…
L’expertise métallurgique de Selectarc permet de développer des alliages adaptés aux conditions de service les plus exigeantes, avec des niveaux de dureté élevées selon les nuances utilisées.
Selectarc accompagne les industriels dans l’optimisation durable de leurs opérations de maintenance, de réparation et de rechargement
Une expertise technique au service des applications industrielles
Le choix d’un métal d’apport de rechargement ne se limite pas à la sélection d’un produit.
Il nécessite une analyse globale comprenant :
- L’identification du type d’usure
- La connaissance du matériau de base
- Les conditions de service
- Le procédé de soudage utilisé
Selectarc accompagne les industriels dans cette démarche grâce à :
- Son expertise métallurgique
- Son laboratoire R&D dédié aux essais et caractérisations
- Un accompagnement technique dans le choix des métaux d’apport
Cette approche permet d’identifier la solution la plus adaptée pour améliorer la durabilité des équipements et sécuriser les opérations de maintenance.
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