Sélection des câbles de soudage de taille appropriée

J'ai besoin de commander du câble de soudage pour notre boutique, mais je ne suis pas sûr de la bonne taille à obtenir. J'ai vu des tableaux de référence, mais je voudrais une explication sur la façon de les utiliser.

 

Le câble de soudage est le conducteur électrique du courant de soudage. Il se compose d'une série de brins de cuivre fins enveloppés dans une gaine non conductrice et durable (généralement un type de caoutchouc synthétique ou naturel de différentes couleurs). Les brins de cuivre fins donnent au câble de soudage plus de flexibilité que les autres types de conducteurs électriques et la gaine isolante est conçue pour résister à des mouvements répétés sur des surfaces rugueuses. Au fur et à mesure que le niveau de courant augmente (mesuré en ampérage ou ampères), le diamètre du câble de soudage et la section transversale résultante du toronnage en cuivre doivent augmenter. Le concept est similaire à l'écoulement de l'eau à travers un tuyau. Un tuyau de plus grand diamètre est nécessaire pour transporter un plus grand volume d'eau. Vous utilisez un tuyau plus petit pour arroser votre jardin, tandis que le service d'incendie utilise un tuyau beaucoup plus gros pour lutter contre les incendies.

L '«intensité» du câble de soudage, également appelée capacité de courant ou intensité nominale, fait référence à la quantité maximale de courant électrique qu'un câble peut conduire en toute sécurité. Outre la section transversale, d'autres facteurs qui ont un impact sur l'ampacité du câble de soudage sont sa longueur, sa valeur ohmique (c'est-à-dire sa résistance), les cotes de température du matériau isolant et la température ambiante. Des câbles plus courts peuvent transporter plus de courant que des câbles plus longs du même diamètre. Le câble de soudage est souvent évalué avec une température de conducteur de 75 ° C (167 ° F), 90 ° C (194 ° F) ou 105 ° C (221 ° F). Alors que le fil de cuivre lui-même peut supporter les températures élevées générées par des ampérages plus élevés avant de subir des dommages, l'isolation qui les protège fondrait. Les câbles de soudage sont également souvent conçus pour une température ambiante de 30 ° C (86 ° F). Des températures ambiantes plus élevées peuvent réduire leur capacité à dissiper la chaleur dans l'environnement environnant, et ainsi réduire leur ampacité. De plus, plusieurs câbles serrés ensemble peuvent également avoir une réduction de leur capacité à dissiper la chaleur. Plusieurs câbles doivent être légèrement écartés.

Notez que si le cuivre est un excellent conducteur d'électricité, il a toujours un certain degré de résistance au flux d'électrons à travers lui. Par conséquent, une certaine quantité de chauffage par résistance se produira dans le câble. Il est normal qu'un câble de soudage correctement dimensionné soit chaud au toucher après un soudage prolongé. Cependant, si le diamètre du câble est trop petit pour le niveau de courant qui le traverse, le câble surchauffera. Cela peut entraîner un risque d'incendie potentiel, ainsi que des dommages au câble lui-même (et finalement à la rupture et à la défaillance du câble). Une panne de la gaine isolante peut également constituer un risque d'électrocution. Inversement, un câble surdimensionné pour un niveau d'ampérage donné ne conduit pas le courant plus efficacement qu'un câble correctement dimensionné. Cependant, un câble de plus grand diamètre coûte généralement plus cher par pied ou par mètre qu'un câble de plus petit diamètre, en raison de la quantité accrue de brins de cuivre. Par conséquent, les câbles surdimensionnés peuvent ne pas être rentables.

Le câble électrique est généralement classé par une taille AWG (American Wire Gauge), où le câble de plus petit diamètre a un plus grand nombre. La figure 1 répertorie les tailles AWG. Les tailles de jauge (ou jauge) supérieures à un sont zéro, également exprimées en 1/0 (prononcé «un aught»), deux zéros, exprimées en 2/0 (prononcé «deux aught»), 3/0 et 4/0. Les tailles de câble entre # 4 et # 4/0 sont généralement utilisées pour le câble de soudage.

J'ai besoin de commander du câble de soudage pour notre boutique, mais je ne suis pas sûr de la bonne taille à obtenir. J'ai vu des tableaux de référence, mais je voudrais une explication sur la façon de les utiliser.

 

Le câble de soudage est le conducteur électrique du courant de soudage. Il se compose d'une série de brins de cuivre fins enveloppés dans une gaine non conductrice et durable (généralement un type de caoutchouc synthétique ou naturel de différentes couleurs). Les brins de cuivre fins donnent au câble de soudage plus de flexibilité que les autres types de conducteurs électriques et la gaine isolante est conçue pour résister à des mouvements répétés sur des surfaces rugueuses. Au fur et à mesure que le niveau de courant augmente (mesuré en ampérage ou ampères), le diamètre du câble de soudage et la section transversale résultante du toronnage en cuivre doivent augmenter. Le concept est similaire à l'écoulement de l'eau à travers un tuyau. Un tuyau de plus grand diamètre est nécessaire pour transporter un plus grand volume d'eau. Vous utilisez un tuyau plus petit pour arroser votre jardin, tandis que le service d'incendie utilise un tuyau beaucoup plus gros pour lutter contre les incendies.

L '«intensité» du câble de soudage, également appelée capacité de courant ou intensité nominale, fait référence à la quantité maximale de courant électrique qu'un câble peut conduire en toute sécurité. Outre la section transversale, d'autres facteurs qui ont un impact sur l'ampacité du câble de soudage sont sa longueur, sa valeur ohmique (c'est-à-dire sa résistance), les cotes de température du matériau isolant et la température ambiante. Des câbles plus courts peuvent transporter plus de courant que des câbles plus longs du même diamètre. Le câble de soudage est souvent évalué avec une température de conducteur de 75 ° C (167 ° F), 90 ° C (194 ° F) ou 105 ° C (221 ° F). Alors que le fil de cuivre lui-même peut supporter les températures élevées générées par des ampérages plus élevés avant de subir des dommages, l'isolation qui les protège fondrait. Les câbles de soudage sont également souvent conçus pour une température ambiante de 30 ° C (86 ° F). Des températures ambiantes plus élevées peuvent réduire leur capacité à dissiper la chaleur dans l'environnement environnant, et ainsi réduire leur ampacité. De plus, plusieurs câbles serrés ensemble peuvent également avoir une réduction de leur capacité à dissiper la chaleur. Plusieurs câbles doivent être légèrement écartés.

Notez que si le cuivre est un excellent conducteur d'électricité, il a toujours un certain degré de résistance au flux d'électrons à travers lui. Par conséquent, une certaine quantité de chauffage par résistance se produira dans le câble. Il est normal qu'un câble de soudage correctement dimensionné soit chaud au toucher après un soudage prolongé. Cependant, si le diamètre du câble est trop petit pour le niveau de courant qui le traverse, le câble surchauffera. Cela peut entraîner un risque d'incendie potentiel, ainsi que des dommages au câble lui-même (et finalement à la rupture et à la défaillance du câble). Une panne de la gaine isolante peut également constituer un risque d'électrocution. Inversement, un câble surdimensionné pour un niveau d'ampérage donné ne conduit pas le courant plus efficacement qu'un câble correctement dimensionné. Cependant, un câble de plus grand diamètre coûte généralement plus cher par pied ou par mètre qu'un câble de plus petit diamètre, en raison de la quantité accrue de brins de cuivre. Par conséquent, les câbles surdimensionnés peuvent ne pas être rentables.

Le câble électrique est généralement classé par une taille AWG (American Wire Gauge), où le câble de plus petit diamètre a un plus grand nombre. La figure 1 répertorie les tailles AWG. Les tailles de jauge (ou jauge) supérieures à un sont zéro, également exprimées en 1/0 (prononcé «un aught»), deux zéros, exprimées en 2/0 (prononcé «deux aught»), 3/0 et 4/0. Les tailles de câble entre # 4 et # 4/0 sont généralement utilisées pour le câble de soudage.

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Figure 1: Exemple de tailles de calibre de fil

Dans le système métrique, la taille du câble de soudage est généralement exprimée en millimètres carrés (mm2), ce qui représente la section transversale du câble. La figure 2 montre une comparaison entre les câbles de soudage dans les tailles AWG et les tailles métriques.

Figure 2: Comparaison de la taille des câbles AWG / métrique

Dans le système métrique, la taille du câble de soudage est généralement exprimée en millimètres carrés (mm2), ce qui représente la section transversale du câble. La figure 2 montre une comparaison entre les câbles de soudage dans les tailles AWG et les tailles métriques.

Figure 3: Exemple de circuit de soudage

Maintenant, lors de la sélection de la taille de câble appropriée pour votre équipement de soudage, il est préférable de choisir un câble capable de gérer la puissance maximale de la soudeuse. Pour ce faire, vous devez déterminer trois facteurs. Ceux-ci inclus:

• Longueur totale du circuit de soudage
• Puissance nominale de la source d'alimentation de soudage
• Cycle de service de la source de courant de soudage

Le circuit de soudage est le chemin total dans lequel circule l'électricité. Il comprend la source d'alimentation, le câble d'électrode, le porte-électrode (ou la torche TIG ou le dévidoir et le pistolet), l'arc électrique, le câble de travail et la pince de travail. La figure 3 illustre le circuit de soudage. Pour déterminer la bonne taille de câble de soudage, vous devez additionner toutes les longueurs du câble d'électrode et du câble de travail. Le câble d'électrode se fixe à un porte-électrode, à une torche TIG ou à un chargeur de fil. Le câble de travail se fixe à une pince de travail. Notez que ces deux derniers éléments sont souvent appelés à tort «câble de masse» et «pince de masse». Cependant, cette terminologie est incorrecte, car le fil de «masse» s'applique uniquement au côté primaire du circuit de soudage (c'est-à-dire au câble d'alimentation entrant).

Figure 4: Alimentations électriques monophasées ou triphasées

Notez que la polarité de soudage n'affecte pas la taille du câble nécessaire. La direction dans laquelle le courant circule dans le circuit de soudage n'a pas d'importance, qu'il s'agisse de courant continu positif (DC +), de courant continu négatif (DC-) ou de courant alternatif (AC). La polarité et la direction du courant n'affectent que les caractéristiques de soudage et la sélection des électrodes.

La sortie nominale de la source d'alimentation est simplement le niveau de courant ou d'ampérage maximum dans lequel la machine est en retrait pour être utilisée (notez que certaines sources d'alimentation peuvent produire des courants plus élevés que leur sortie nominale pendant de courtes périodes). Ce niveau de sortie nominal est généralement incorporé dans le nom de la machine. Les exemples incluent «Idealarc® 250» (sortie nominale de 250 A), Power Wave® S350 (sortie nominale de 350 A), Flextec ™ 650 (sortie nominale de 650 A), etc.

Le cycle de service est une capacité nominale d'une source de courant de soudage, exprimée en pourcentage (%). C'est le pourcentage d'une période de dix minutes pendant laquelle la source d'alimentation peut fonctionner à un niveau de courant de sortie donné avant de dépasser sa limite thermique (c'est-à-dire que les enroulements deviennent trop chauds) et de s'arrêter si elle est dotée d'une protection contre les surcharges thermiques. Généralement, à mesure que les niveaux de sortie diminuent, le cycle de service augmente (jusqu'à 100% ou sortie continue). Inversement, à mesure que les niveaux de sortie augmentent (jusqu'à la capacité de sortie maximale), le cycle de service diminue. La ou les valeurs nominales du cycle de service se trouvent sur la plaque signalétique de la source d’alimentation et / ou dans le manuel d’utilisation. Le rapport cyclique d'une source d'énergie de soudage est généralement lié aux procédés de soudage dans lesquels elle sera utilisée, à son utilisation prévue et à savoir si elle fonctionne sur une alimentation monophasée ou triphasée. La figure 4 répertorie certaines différences typiques entre les alimentations monophasées et triphasées, y compris leurs cycles de service typiques.

Figure 5: Sélection du câble de soudage de la bonne taille

La figure 5 est un exemple de tableau pour sélectionner la bonne taille de câble de soudage. D'autres tableaux sont disponibles auprès des fabricants de câbles et des livres de référence sur le soudage. À titre d’exemple, supposons que vous disposiez d’une source d’alimentation de 400 A à un cycle de service de 60% et que vous ayez besoin d’une longueur totale combinée d’électrode et de câbles de travail de 100 pieds. Dans le tableau, la taille de câble appropriée à sélectionner serait le câble n ° 2/0. Les tailles de câble sont augmentées pour des longueurs plus longues principalement dans le but de minimiser la chute de câble. Pour des niveaux de courant plus élevés, deux câbles ou plus sont souvent recommandés et doivent être connectés en parallèle ou ensemble afin de partager la charge actuelle.

Figure 6: Exemples de câbles de soudage effilochés et endommagés

Il convient également de noter qu'en plus d'une sélection appropriée de la taille des câbles, il est très important de maintenir le câble de soudage et les connexions de câbles en bon état. Les fissures, coupures, points d'usure, etc. dans le câble de soudage peuvent diminuer sa capacité de transport de courant et créer des points chauds. De plus, des connexions de câbles usées ou effilochées à la pince de travail, aux cosses ou aux connecteurs à verrouillage par torsion peuvent également diminuer la capacité de transporter le courant et créer des points chauds (voir les exemples sur la figure 6). Toutes les sections usées, effilochées et endommagées doivent être réparées immédiatement pour un fonctionnement correct et pour minimiser les risques potentiels pour la sécurité.