à‰tude d'un bà¢timent en charpente métallique à usage d'habitation(r+1?°).

EXPLOITATION

PEDAGOGIQUE

LECON N°1 : LE SOUDAGE A L'ARC
ELECTRIQUE AVEC ELECTRODE ENROBEE

(111)

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Ø Justification de la leçon par rapport au mémoire: Dans notre mémoire, les assemblages sont faits par soudage et par boulonnage. Pour le soudage nous avons choisi le procédé à l'arc avec électrode enrobée parce qu'il permet une grande liberté d'exécution, une grande autonomie, et l'équipement requis est le moins coûteux. Ainsi, selon la technique utilisée, il devient possible de réaliser des soudures dans n'importe quelle position de soudage et les dépôts obtenus possèdent des qualités non négligeables, puisqu'ils sont souvent plus purs que le métal de base et que leurs propriétés mécaniques se révèlent meilleures.

Ø Justification de la leçon par rapport au programme: Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est l'un des procèdes les plus utilisés en construction métallique grâce à sa polyvalence. Mais sa pratique demande une connaissance avérée en la matière. Donc il est primordial pour le technicien supérieur de le maitriser afin de pouvoir corriger les erreurs éventuelles de manipulation de l'ouvrier pratiquant pouvant aboutir à de mauvais résultats.

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FICHE PEDAGOGIQUE

Fiche N° : 01	LES PROCEDES DE SOUDAGE	CEDT LE G15
Date: Le -06- 01- 16		Classe: 2^e BTS/SM
Durée : 7h		Effectif: 10 élèves

THEME : Le soudage à l'arc électrique avec électrode enrobée OBJECTIF SPECIFIQUE : A la fin de la séance, l'élève sera capable de réaliser des cordons de soudure (200 mm) à plat sur une pièce en respectant les paramètres suivants : Longueur d'arc, vitesse d'avance, largeur du cordon, angle d'électrode. Les cordons doivent être réguliers et homogènes.

OBJECTIF D'APPRENTISSAGE: A la fin de la séance, l'élève sera capable de réaliser des cordons de soudure à plat sur des pièces en respectant les paramètres suivants : Longueur d'arc, vitesse d'avance, largeur du cordon, angle d'électrode. Les cordons doivent être réguliers et homogènes.

MO1 : Choisir le poste adéquat selon le type de travail. Le poste choisi doit être compatible avec le type d'électrode, l'intensité de soudage et la caractéristique requise par le soudage à l'arc avec électrode enrobée.

MO2 : Choisir la bonne électrode selon le métal de base, la dimension de l'assemblage, de la source du courant disponible. Le choix doit être justifié selon la classification établie par les normes.

MO3 : Calculer l'intensité pour un diamètre d'électrode donnée. L'intensité réglée doit être juste et permet le soudage des pièces sans problème.

MO4 : Régler l'intensité sur un poste de soudage. L'intensité réglée doit être cohérente avec la valeur calculée.

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MO5 : Souder des pièces à plat tout en respectant la longueur d'arc, la

largeur du cordon, la vitesse d'avance, l'angle d'électrode. Les

cordons de soudure doivent être réguliers et homogènes.

DOMAINE TAXONOMIQUE : Psychomoteur

NIVEAU DE TAXONOMIE : Reproduction

PRE REQUIS:

Notions sur le courant continu

Notions sur le courant alternatif

SUPPORTS MOBILISES : Tableau- marqueur- effaceur-documents

supports- électrodes -portes électrodes -câbles de soudage-marteaux

piqueurs- prises de masses- brosses métalliques - pièces-équipements

de sécurité.

SOURCES DOCUMENTAIRES:

C.Paquet, L.Lévesque, et M.Bramat, Procédés de soudage à l'arc, 1er

édition, Canada: Reynald Goulet, 2008.

Liens

http://www.airliquide.com/saf/

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ETAPES	OBJECTIFS D'ETAPE	CONTENUS CLES	ACTIVITES		UTILISATION DES SUPPORTS DIDACTIQUES	METHODE D'EVALUATI ON	REPARTITIO N DU CREDIT HORAIRE
			PROFESSEUR	ELEVES
Préalables		Préparation du poste de travail	Efface le tableau Aménage le bureau Répartit le tableau Installe les postes de soudage
		Salutation des élèves	Le prof salue les élèves En taquinant les élèves, le prof se prive de saluer les retardataires dans le souci de ne pas être contaminé par leurs virus de retard.	Les élèves répondent à la salutation Certains se mettent à rire			20 min
		Identifications des absents	Le prof fait un appel et note les noms des absents	Les élèves répondent à l'appel	Liste officielle de la classe Feuille de présence

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		Vérification	Le prof demande	Les élèves	Feuille blanche	Évaluation
		des prés	(qu'est-ce que le	notent les	Marqueur	diagnostique (A
		requis	courant continu)	questions	Tableau	partir des
			Le prof demande	essaient de	Effaceur	questions
			(qu'est-ce que le	les traiter		posées
			courant alternatif)	sur les 5		consistant à
			Le prof donne la	min.		définir le
			consigne	Apres ils		courant continu
			suivante : Prenez chacun une feuille blanche et essayez de répondre à ses deux questions vous avez 5 minutes. Le prof se déplace entre les rangées pour voir si les élèves font le travail ou pas Apres les 5 minutes, le prof demande aux élèves d'échanger leur copies ensuite il amène un élève au tableau et ensemble ils corrigent les questions	échangent leurs copies et suivent la correction du prof au tableau. Ceux qui ont trouvé lèvent leurs bras de même que ceux qui ont faussé Ils suivent attentivem ent le rappel du prof et posent des questions s'il y'en a		et alternatif)

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			Demande ceux qui ont trouvé et ceux qui n'ont pas trouvé Le prof fait un bref rappel
		Annonce de	Le prof tout en	Les élèves
		l'objectif du	faisant le tour de	essaient de
		cours	la classe pour voir	donner des
			si les élèves sont	réponses
			pas en train de	Apres les
			faire autre chose, demande vous êtes en bureau	explicatio ns du prof, ils se
			d'étude dans une	rendent
			entreprise et on	compte de
			vous demande de	l'importan
			faire le cahier de	ce du
			charge (le type de	cours à
			courant, la	leur
			machine à utiliser	niveau et
			les électrodes	vont
			etc.) pour un	probablem
			chantier de	ent lui
			charpente. Que	prêter une
			faites-vous?	attention
			Face aux réponses	particulièr
			tâtonnantes des élèves, le prof en profite pour leur dire : Etant	e

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			technicien et vous ne parvenez pas à faire ce choix, votre directeur va tout simplement vous remercier et chercher un autre donc ce cours est important pour vous
Apprentiss age du Jour	MO1 : Choisir le poste adéquat selon le type de travail. Le poste choisi doit être compatible avec le type d'électrode, l'intensité de soudage et la caractéristique requise par le soudage à l'arc avec électrode enrobée.	Choix d'un poste de soudage	Le prof distribue les documents élèves. Demande aux élèves les différents postes qu'ils connaissent en SMAW Synthétise les réponses. Explique au tableau les critères de choix d'un poste de soudage qui consistent à étudier les avantages et les inconvénients de chaque poste selon un travail donné	Les élèves prennent leurs copies. RA : Les postes à c.c et les postes à c.a essaient de répondre à la question du prof. Suivent les explicatio ns du prof. Prennent note. Posent des questions s'il y'en a	Tableau (pour dessiner les schémas guidant les explications) Marqueurs Effaceur Documents élèves (pour prendre note) Feuille blanche	Evaluation formative (Sur la base d'un exercice consistant à faire le choix d'un poste de soudage)	30 min

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			Demande aux élèves de prendre note tout en se déplaçant entre les rangées pour s'assurer que les élèves prennent ce qu'ils doivent prendre	Traitent l'exercice
			Donne un travail aux élèves sous forme d'exercice et leur demande de choisir le poste adéquat pour faire ce travail.
	MO 2: Choisir la	Choix d'une	Le prof demande	RA :	Documents élèves	Evaluation
	bonne électrode	électrode pour	qu'est-ce qu'une	L'électrod	Electrodes (pour	formative (A
	selon le métal de	un travail	électrode	e est une	faire la	partir d'un
	base, la	donné.	Synthétise les	tige	codification)	exercice on
	dimension de		réponses pour en	^métallique	Tableau	demande aux
	l'assemblage, de		sortir une et la	ronde	Marqueurs	élèves de
	la source du		dicte aux élèves	(âme)	Effaceur	codifier une
	courant		tout en se	recouverte		électrode)
	disponible. Le choix doit être justifié selon la classification établie par les normes.		déplaçant dans la classe pour voir si les élèves prennent exactement ce qu'il dicte Explique le codage utilisé par	d'un produit chimique (enrobage) Les élèves essaient de donner des réponses			20 min

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			les normes pour distinguer les électrodes. Donne une électrode à chaque élève et lui demande de la codifier	Suivent les explicatio ns du prof Prennent note Essaient de faire l'exercice donné
	MO3 : Calculer	Calcul de	En SMAW on	Les élèves	Tableau	Evaluation
	l'intensité pour un	l'intensité de	utilise du courant	prennent	Marqueurs	formative (A
	diamètre	soudage	pour souder et la	note	Effaceur	partir d'un	20 min
	d'électrode		formule pour	Ecrivent la	Documents élèves	exercice, le prof
	donnée.		calculer ce	formule		demande aux
	L'intensité réglée		courant est la	Essaient		élèves de
	doit être juste et		suivante.	de faire		calculer
	permet le soudage		Donne la formule	l'exercice		l'intensité de
	des pièces sans problème.		au tableau Donne un diamètre quelconque et demande aux élèves de calculer l'intensité	d'applicati on		soudage)
			Regarde la copie de chaque élève pour voir s'il a trouvé ou pas dans le but d'interroger après

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			quelqu'un qui a faussé
	MO 4: Régler	Réglage de	Le prof va en	Les élèves	Poste de soudage	Evaluation
	l'intensité sur un	l'intensité de	atelier en	suivent les	(pour faire la	formative (Sur
	poste de soudage.	soudage	compagnie des	explicatio	pratique)	un poste de
	L'intensité réglée		élèves	ns et la		soudage, le prof	30 min
	doit être		Nous voici devant	pratique		demande aux
	cohérente avec la		un poste de	du prof		élèves de faire
	valeur calculée.		soudage et on veut régler une intensité donc en premier lieu nous devons mettre la machine en marche ensuite régler l'intensité voulue avec ce bouton	Chaque élève essaie de régler son poste selon son intensité		le réglage de l'intensité)
			Vous voyez j'ai réglé le poste à une intensité de
			100 A.
			Demande à chaque élève de régler son poste selon l'intensité qu'ils avaient calculé tout en lui assistant lors de la manoeuvre

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	MO 5 : Souder	Soudage d'une	Le prof va en	Les élèves	Poste de soudage	Evaluation
	des pièces à plat	pièce	atelier en	suivent la	Electrodes (pour	formative (Le
	tout en respectant		compagnie des	pratique et	souder)	prof donne des
	la longueur d'arc, la largeur du		élèves fait deux cordons et ré	les explicatio	Marteaux piqueurs (pour	pièces et demande aux
	cordon, la vitesse		explique	ns du prof	enlever les	élèves de les
	d'avance, l'angle		d'avantage aux	Chaque	laitiers)	souder)
	d'électrode. Les cordons de		élèves certains paramètres	élève essaie de	Brosses métalliques (pour		2h
	soudure doivent		Donne chaque	faire des	nettoyer les
	être réguliers et		élève des pièces	cordons	pièces)
	homogènes.		et lui demande de	avec	Equipements de
			faire des cordons à tour de rôle sur un même poste afin d'avoir un oeil sur chaque passant pour veiller à la bonne pratique	l'assist^ancsécurité e du prof Après ils enlèvent les laitiers avec le marteau piqueur et nettoient les pièces avec une brosse métallique	en vue de protéger tout le corps

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Synthèse évaluative

Vérifier que les objectifs sont atteints

Soudage d'une pièce à plat

Donc pour souder une pièce il faut d'abord choisir un poste, choisir l'électrode, ensuite calculer l'intensité de soudage puis faire le réglage sur la poste et enfin procéder à l'opération de soudage en respectant les paramètres cités dans le cours

Demande aux élèves s'ils n'ont pas de questions Donne des pièces à chaque élève et leur demande de :

Choisir le poste, Choisir le diamètre,

Calculer l'intensité,

Régler l'intensité, Souder les pièces

Les élèves suivent attentivem ent le résumé du prof

Demande nt des questions s'il y'en a

Font le travail demandé par le prof

c.-à-d. Choisir un poste, choisir le diamètre, calculer l'intensité, régler, l'intensité et faire des cordons de longueur 200 mm.

Poste de soudage Electrodes (pour souder)

Marteaux piqueurs (pour enlever les laitiers)

Brosses métalliques (pour nettoyer les pièces)

Equipements de sécurité en vue de protéger tout le corps

Evaluation formative (Sur la base d'un exercice sous forme de TP sur l'ensemble du cours du choix du poste jusqu'au soudage)

3h

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I-

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LE SOUDAGE A L'ARC ELECTRIQUE AVEC ELECTRODE ENROBEE (111)

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Principe

Le soudage à l'arc avec électrode enrobée est un procédé de soudage autogène qui consiste à unir, avec une électrode de métal d'apport enrobée, deux pièces de métal de même nature en fusionnant leurs bords.

Cette fusion est obtenue grâce à la chaleur dégagée par un arc établi entre l'électrode enrobée et la pièce de métal et dont la température est de 3500°C à l'anode, 2500 °C à la cathode et 5000 °C dans l'arc. La fusion de l'électrode enrobée et du métal de base forme le bain de fusion qui, en se solidifiant, forme le cordon de soudure. De plus, la fusion de l'enrobage dégage un gaz qui protège le bain de fusion de l'air ambiant et forme un laitier (dépôt vitreux) qui couvre le bain de fusion.

Figure 1 : Principe du procédé soudage à l'arc électrique avec
électrode enrobée.

II- Choix du post de soudage

Plusieurs facteurs influent sur le choix d'un poste de soudage à courant alternatif (c.a) ou à courant continu (c.c) ; on doit considérer les avantages et les inconvénients de chacun.

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A- Les avantages et les inconvénients d'un poste c.c 1-Les avantages

Ø La possibilité de choisir la polarité inverse (CCPI).

· CCPI produit une pénétration plus profonde que CCPD.

· CCPI s'utilise pour le soudage en position autres qu'à plat et à la verticale en descendant.

· Les électrodes pour souder le nickel l'aluminium, et le cuivre s'utilisent généralement en CCPI.

Ø La possibilité de choisir la polarité directe (CCPD).

· CCPD est recommandé pour les électrodes de série EXX2X possédant un haut taux de dépôt.

· CCPD permet également le soudage en position autre qu'à plat.

2-Les inconvénients

Le principal inconvénient d'un poste c.c à courant constant demeure son prix plus élevé comparé à un poste c.a de même qualité et d'une capacité équivalente.