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1 metallerie.pmg.be P nr , september EUR (excl. btw) Verschijnt maandelijks, niet in juli en augustus VAKBLAD VOOR DE METAALVERWERKENDE INDUSTRIE Neem het commando over MOTIO Contr Wilko van den Abbeelen van Waasdijk Ontwikkeling en productie van a tot z afwerken p. 20 Ontdek het volledige gamma van YG-1 p Get connected! Met TruConnect krijgt uw Smart Factory stap voor stap vorm. Met onze modulaire oplossingen bevordert u een continue flow binnen uw productie. Digitaal verbinden geeft u meer controle: u ziet meer, weet meer en haalt het beste uit uw productie. V.A.C. MACHINES nv Kleine Pathoekeweg Brugge Phone: Retouradres: Professional Media Group, Torhoutsesteenweg 226, bus Zedelgem Afgiftekantoor 9099 Gent X

2 TRAITEMENT DE SURFACE PROJECTION A L ARC ELECTRIQUE ANTICORROSION: EFFICACE ET RENTABLE GRANDE CAPACITE DE PROJECTION ET FAIBLE COUT D ENERGIE L a projection au fil électrique ou projection à l arc électrique est une technique souvent utilisée pour appliquer une couche de métallisation. Les couches de couverture peuvent être appliquées de façon efficace et avec un faible coût d énergie sur le substrat. La grande capacité de projection et la garantie d une adhérence qualitative font que la projection à l arc électrique est une forme de projection thermique très utilisée. Par ailleurs, l aluminium, un matériau fréquemment utilisé pour appliquer des couches de couverture résistant à la corrosion, peut être travaillé. Jonas Verhoest Transport fil PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Dans la projection à l arc électrique, deux fils conducteurs électriques sont avancés dans un appareil de pulvérisation, via un transport de fil à vitesse réglable. Les fils conducteurs peuvent être massifs ou remplis de poudre. Les fils métalliques d un diamètre de 1,6 à 3,48 mm peuvent être fabriqués dans le même métal ou le même alliage. Cependant, différents fils métalliques peuvent aussi être utilisés, ce qui crée un pseudo-alliage. Les tubes de contact en cuivre où circulent les fils sont branchés sur une source de courant, qui délivre la tension électrique requise. D habitude, il faut une tension continue de 15 à 50 V et une intensité de courant de 25 à A. Pour cette méthode de projection, on peut uniquement utiliser des métaux et alliages conducteurs électriques en forme de fil. Après la mise en route du transport du fil, les deux fils traversent le guidage de fil jusqu à ce qu ils se rencontrent. Suite à un courant de court-circuit, il se produit un fort échauffement, ce qui fait fondre le matériau et crée un arc électrique. Dans l arc électrique, la température est de ± C. Les extrémités des fils sont fondus par la température élevée. Tension Air comprimé Guidage fil Le principe de fonctionnement de la projection à l arc électrique Air Un faisceau d air comprimé orienté vers le milieu de l arc électrique emporte le matériau fondu, lui donne une vitesse d environ 100 à 150 m/s et l atomise en fines gouttes. Les gouttes de métal sont ensuite précipitées sur le substrat. PRETRAITEMENT Pour obtenir un parfait résultat final, il est important que le prétraitement de la pièce à usiner soit effectué de façon correcte. C est pourquoi on doit tenir compte de la norme NBN EN 13507:2001. Avant de sabler la pièce, tout doit être débarrassé de l huile et de la graisse. La construction doit être sablée pour éliminer les impuretés et obtenir un certain degré de rugosité. Ceci est indispensable pour l adhérence de la couche à projeter. Le degré de pureté doit être au minimum de SA 2,5, le degré de rugosité peut être déterminé à l aide des valeurs Ra et Rz. Les valeurs indicatives les plus fréquentes sont: Valeurs Ra: valeurs Ra 7-8 µm pour épaisseurs de couche de la métallisation < 120 µm; valeurs Ra µm pour épaisseurs de couche de la métallisation >120 µm; d autres valeurs sont fonction des applications. Faisceau projeté Couche de Pièce Valeurs Rz: de 50 à 85. Pour contrôler que l objet sablé est prêt à la projection, il convient de vérifier la qualité de la surface. On examine si toute la rouille et toutes les impuretés sont éliminées, conformément à la norme NBN EN ISO :2001. Par ailleurs, la rugosité de surface peut être mesurée par un micro-rugosimètre, des échantillons visuels ou un tape replica. Grenaille Pour satisfaire aux conditions, on sable notamment avec une grenaille d acier, une grenaille de fonte ou le corindon. Avant tout, la grenaille doit être coupante par nature et exempte d impuretés. PROCESSUS L important est que l air comprimé est entièrement sec, et transporté avec un débit suffisant par le pistolet à l arc électrique. C est la seule façon d obtenir une bonne adhérence. La couche de métallisation est appliquée dans un mouvement croisé, jusqu à atteindre l épaisseur de couche à obtenir. La distance de projection entre le pistolet et l objet atteint de préférence 15 à 25 cm. CONTROLE DE QUALITE L épaisseur de couche est mesurée par un épaissimètre selon l EN ISO 2178, comme indiqué dans la norme NBN EN ISO 2063:2005. La couche appliquée doit avoir un aspect uniforme. L adhérence de la couche appliquée est contrôlée selon le grid test ou le dolly test. Après le contrôle de qualité, les pièces doivent recevoir une couche de revêtement au plus vite après la métallisation. Sur un chantier dans les quatre heures, dans un atelier climatisé dans les 24 heures. Le comportement de l air dans l atelier en matière d humidité de l air et de point de rosée est ici crucial.

3 TRAITEMENT DE SURFACE Couches TSA Les couches TSA sont surtout appliquées pour la protection contre la corrosion. Les couches TSA peuvent aussi être appliquées sur des substrats au moyen de systèmes de projection au fil électrique. Ceci est aussi un avantage de la projection au fil électrique. Qu est- ce qu une couche TSA? Une couche TSA est une couche anticorrosion en aluminium. La couche est constituée de particules d aluminium solidifiées sous forme de lamelles. Les matériaux les plus utilisés pour appliquer une couche TSA sont Al (99,5%) et AlMg5. Propriétés anticorrosion La durée de la protection d une couche TSA est identique à la longévité du substrat sur lequel elle est projetée. Sur le plan de la protection contre la corrosion, une couche TSA est l une des meilleures solutions, si pas la meilleure. L application d une couche de peinture sur une couche TSA intervient surtout quand on doit satisfaire à des exigences esthétiques. Une couche TSA est toujours grise. Si une autre couleur est quand même exigée, une couche de peinture est donc nécessaire. Par ailleurs, on peut aussi opter pour une couche de peinture pour combattre la salissure, lorsque par exemple des particules de cuivre se déposent sur l aluminium. Comme la corrosion n apparaît pas en raison de l action du TSA, la couche de peinture tient aussi plus longtemps. PROTECTION CONTRE LA CORROSION Une application connue de la projection à arc électrique est le dépôt d un alliage aluminiummagnésium. La projection de zinc est aussi très utilisée pour appliquer une couche de couverture anticorrosion. Pour la protection cotre la corrosion de l acier de construction, des épaisseurs de couche de 35 à 50 µm sont usuelles. Le plus souvent, une couche de zinc anticorrosion est peinte. Ceci referme les pores et accroît la résistance aux influences corrosives. En fonction des conditions climatiques, différentes couches de couverture anticorrosion doivent être appliquées. ROBOTISATION La projection au fil électrique se prête parfaitement à une utilisation robotisée. Les couches anticorrosion sont de plus en plus appliquées de façon robotisée. Fort logiquement, seul le travail en série est associé à la projection au fil électrique robotisée. Les appareils robotisés peuvent traiter jusqu à 200 kilogrammes de zinc par heure, ce qui est irréalisable par la projection manuelle. FILTRATION DE LA POUSSIERE Une très bonne aspiration de la poussière est indispensable. Ceci profite au revêtement mais c est aussi important pour la protection de l opérateur et de l environnement. La récupération de la poussière de filtre dépend fortement des fils métalliques utilisés. Lorsqu on travaille par exemple avec un seul type de fil, la récupération de la poussière de filtre est relativement simple et rentable. Si l on travaille avec différents fils métalliques, différents métaux pénètrent dans la poussière de filtre, un matériau aussi bien onéreux que bon marché. Il est difficile de séparer les différents métaux. Le traitement est alors coûteux et fastidieux. Et certaines nuances de métal polluent les filtres. Les constructions telles que les ponts et tunnels sont protégées contre la corrosion par la projection au fil électrique Une plate-forme de forage est protégée de la corrosion par la projection au fil électrique avec TSA dans un environnement d eau salée AVANTAGES ET INCONVENIENTS Le principal avantage de la projection à l arc électrique réside dans le coût par mètre carré. Celui-ci est nettement inférieur aux autres techniques. Par ailleurs, un pistolet au fil électrique a une grande capacité, et la possibilité de projeter une combinaison de couches de couverture. Il garantit aussi une excellente adhérence. Le coût énergétique est nettement plus faible dans la projection à l arc électrique que dans la projection à la flamme ou d autres systèmes de projection. Selon la surface, on peut choisir un certain type d appareil. Pour des constructions de pont, on peut choisir l appareil le plus lourd; pour un portail à barreaux, on choisit par exemple un appareil avec le plus faible output. Le rendement effectif de la projection électrique est un peu plus faible que celui de la projection autogène. Mais ceci ne pèse pas face à la grande vitesse de la projection électrique. L inconvénient de la projection thermique électrique réside d autre part dans le rayon d action limité d un pistolet à l arc électrique. Les sets de flexibles sont disponibles dans une longueur maximale de 15 m. L appareil est aussi nettement plus lourd que les méthodes de projection alternatives. Il n est dès lors pas évident d achever des objets en déplacement. En raison de la mobilité limitée, le principe de l arc électrique s utilise parfaitement dans les ateliers, pour traiter de grandes pièces ou effectuer un travail en série. Cependant, on travaille de plus en plus avec des pistolets à l arc électrique flexibles sans moteur dans le pistolet. Ce faisant, le pistolet est très mobile et léger à manipuler. Remerciements à VOM ASBL, Oerlikon Metco, Zinacor et De Beleyr-Engineering (Copyright photos: Oerlikon Metco)

4 OPPERVLAKTEBEHANDELING CORROSIEBESCHERMEND VLAMBOOGSPUITEN: EFFICIENT EN KOSTENBESPAREND HOGE SPUITCAPACITEIT EN LAGE ENERGIEKOST E lektrisch draadspuiten of vlamboogspuiten is een vaak gebruikte techniek voor het aanbrengen van een metallisatielaag. Deklagen kunnen efficiënt en tegen een lage energiekost op het substraat worden aangebracht. De grote spuitcapaciteit en de garantie op een degelijke hechting maken van vlamboogspuiten een veelvuldig toegepaste vorm van thermisch spuiten. Daarnaast kan aluminium worden verwerkt, een frequent gehanteerd materiaal om corrosiewerende deklagen aan te brengen. Jonas Verhoest WERKINGSPRINCIPE Bij het elektrisch vlamboogspuiten worden twee elektrisch geleidende draden voortbewogen in een spuitapparaat, via een in snelheid regelbaar draadtransport. De geleidende draden kunnen massief of poedergevuld zijn. De metaaldraden met een diameter van 1,6 tot 3,48 mm kunnen uit hetzelfde metaal of dezelfde legering vervaardigd zijn. Echter kunnen er ook verschillende metaaldraden worden gebruikt, waardoor een pseudolegering ontstaat. De koperen contactbuizen waar de draden doorheen lopen, zijn aangesloten op een stroombron, die zorgt voor de nodige elektrische spanning. Gebruikelijk is er een gelijkspanning van 15 à 50 V en een stroomsterkte van 25 à A nodig. Voor deze spuitmethode kan men enkel gebruikmaken van elektrisch geleidende metalen en legeringen in draadvorm. Na het inschakelen van het draadtransport lopen beide draden door de draadgeleiding tot ze elkaar treffen. Als gevolg van een kortsluitstroom treedt er een sterke verhitting op, waardoor het materiaal smelt en er een vlamboog ontstaat. In de vlamboog is de temperatuur ± C. De uiteinden van de draden worden door de hoge temperatuur gesmolten. Draadtransport Spanning Perslucht Lucht Draadgeleiding Het werkingsprincipe van het elektrisch vlamboogspuiten Een persluchtstraal die op het midden van de vlamboog is gericht, neemt het gesmolten materiaal mee, geeft het een snelheid van ongeveer 100 à 150 m/s en verstuift het in fijne druppels. De metaaldruppels worden vervolgens op het substraat neergeslagen. VOORBEHANDELING Om tot een perfect eindresultaat te komen, is het belangrijk dat de voorbehandeling van het te bewerken stuk correct gebeurt. Daarom moet er rekening worden gehouden met de norm NBN EN 13507:2001. Voor het stuk wordt gestraald, moet alles olieen vetvrij worden gemaakt. De constructie moet worden gestraald om onzuiverheden te verwijderen en een bepaalde ruwheidsgraad te bekomen. Dat is noodzakelijk voor de hechting van de te spuiten laag. De zuiverheidsgraad moet minimaal SA 2,5 zijn, de ruwheidsgraad kan worden bepaald aan de hand van de Ra- en Rz-waarden. De meest voorkomende richtwaarden zijn: Ra-waarden: Ra-waarden 7-8 µm voor laagdiktes van de metallisatie < 120 µm; Ra-waarden µm voor laagdiktes van de metallisatie > 120 µm; andere waarden zijn afhankelijk van de toepassingen. Spuitstraal Spuitlaag Werkstuk Rz-waarden: van 50 tot 85. Om te controleren of het gestraalde object klaar is om te spuiten, wordt de kwaliteit van het oppervlak het best nagekeken. Men kijkt of alle roest en onzuiverheden zijn verwijderd, conform de norm NBN EN ISO :2001. Daarnaast kan de oppervlakteruwheid worden gemeten met een microruwheidsmeter, visuele proefstukken of replicatape. Straalmiddel Om aan de voorwaarden te voldoen, wordt er onder meer gestraald met staalgrit, gietijzergrit of korund. Het straalmiddel moet in de eerste plaats scherp van aard en vrij van onzuiverheden zijn. PROCES Belangrijk is dat de perslucht volledig droog is, en met voldoende debiet door de vlamboogspuit wordt getransporteerd. Alleen zo kan een goede hechtsterkte worden bekomen. De metallisatielaag wordt in een kruisende beweging aangebracht, tot de te bekomen laagdikte is bereikt. De spuitafstand tussen pistool en object bedraagt het best 15 tot 25 cm. KWALITEITSCONTROLE Laagdikte wordt gemeten met een laagdiktemeter volgens EN ISO 2178, zoals aangegeven in de norm NBN EN ISO 2063:2005. De aangebrachte laag moet een uniform uitzicht hebben. De hechting van de aangebrachte laag wordt gecontroleerd volgens de gridtest of de dollytest. Na de kwaliteitscontrole moeten de stukken na de metallisatie zo snel mogelijk een coatinglaag krijgen. Op een werf binnen de vier uur, in een geconditioneerde werkplaats binnen de 24 uur. Luchthuishouding in de werkplaats omtrent luchtvochtigheid en dauwpunt is hier van cruciaal belang.

5 OPPERVLAKTEBEHANDELING TSA-lagen TSA-lagen worden vooral toegepast voor corrosiebescherming. De TSA-lagen kunnen ook door middel van elektrische draadspuitsystemen op substraten worden aangebracht. Ook dat is een voordeel van het elektrisch draadspuiten. Wat is een TSA-laag? Een TSA-laag is een corrosiebeschermende laag uit aluminium. De laag bestaat uit gestolde aluminiumdeeltjes in de vorm van lamellen. De meest gebruikte materialen voor het aanbrengen van een TSA-laag zijn Al (99,5%) en AlMg5. Corrosiewerende eigenschappen De beschermingsduur van een TSA-laag is gelijk aan de levensduur van het substraat waarop de laag wordt gespoten. Op het vlak van corrosiebescherming is een TSA-laag een van de beste, zo niet de beste oplossing. Het aanbrengen van een verflaag op een TSA-laag wordt vooral toegepast wanneer moet worden voldaan aan esthetische eisen. Een TSA-laag is altijd grijs. Indien er toch een andere kleur is vereist, is een verflaag dus noodzakelijk. Daarnaast kan ook worden geopteerd voor een verflaag om vervuiling tegen te gaan, wanneer er bijvoorbeeld koperdeeltjes op het aluminium terechtkomen. Omdat er door de werking van het TSA geen corrosie kan optreden, houdt de verflaag tegelijk langer stand. CORROSIEBESCHERMEND STOFFILTRATIE Een boorplatform wordt d.m.v. elektrisch draadspuiten met TSA beschermd tegen corrosie in een zoutwateromgeving VOOR- EN NADELEN Een bekende toepassing van vlamboogspuiten is het aanbrengen van een aluminium-magnesiumlegering. Ook het opspuiten van zink wordt veel gebruikt voor het aanbrengen van een corrosiewerende deklaag. Voor corrosiewering van constructiestaal zijn laagdiktes van 35 à 50 µm gebruikelijk. Meestal wordt een corrosiewerende zinklaag overschilderd. Daardoor sluiten de poriën, en vergroot de weerstand tegen corrosieve invloeden. Afhankelijk van de klimaatomstandigheden dienen verschillende corrosiebeschermende deklagen toegepast te worden. ROBOTISATIE Elektrisch draadspuiten leent zich perfect tot een gerobotiseerd gebruik. Steeds meer worden corrosiebeschermende lagen gerobotiseerd aangebracht. Logischerwijs worden enkel seriewerken gelinkt aan gerobotiseerde elektrische draadspuiten. Gerobotiseerde apparaten kunnen tot 200 kilogram zink per uur verwerken, iets wat handgespoten onhaalbaar is. Een goede stofafzuiging is noodzakelijk. Dat komt niet alleen de coating ten goede, maar het is ook belangrijk voor de bescherming van de operator en het milieu. De terugwinning van het filterstof is erg afhankelijk van de metaaldraden die Gerobotiseerde vlamboogspuit Het voornaamste voordeel van het vlamboogspuiten zit in de kostprijs per vierkante meter. Die ligt een pak lager dan andere technieken. Daarnaast heeft een elektrische draadspuit een grote capaciteit, en de mogelijkheid om de combinatie deklagen te verspuiten. Ze staan ook garant voor een uitstekende hechting. De energiekost ligt een stuk lager bij het elektrisch draadspuiten worden gebruikt. dan bij het vlamspuiten of andere Wanneer er bijvoorbeeld steeds wordt gewerkt met één draadsoort, dan is terugwinning van het filterstof relatief eenvoudig en rendabel. Als er met verschillende metaaldraden wordt gewerkt, dan komen er verschillende metalen in het filterstof, zowel duur als goedkoop materiaal. De verschillende metalen zijn op die manier moeilijk uit elkaar te houden. Dat maakt de verwerking duur en omslachtig. Ook zijn sommige metaalsoorten vervuilend voor de filters. spuitsystemen. Naargelang van het oppervlak kan een bepaald type toestel worden gekozen. Voor brugconstructies kan worden gekozen voor het zwaarste toestel, voor een dun spijlenpoort wordt bijvoorbeeld een toestel met de laagste output gekozen. Het effectieve rendement van elektrisch spuiten ligt iets lager dan dat van autogeen spuiten. Dit weegt echter niet op tegen de grote snelheid van elektrisch spuiten. Het nadeel van het elektrisch thermisch spuiten ligt anderzijds in de beperkte actieradius van een vlamboogspuit. Slangenpakketten zijn te verkrijgen in een maximale lengte van 15 m. Het apparaat is ook een stuk zwaarder dan alternatieve spuitmethodes. Daardoor is het niet evident om objecten af te werken op verplaatsing. Het vlamboogprincipe is door de beperkte bewegelijkheid perfect om te gebruiken in werkplaatsen of ateliers, en daarmee grote stukken te bewerken of seriewerk door te voeren. Er wordt echter steeds meer gewerkt met flexibele vlamboogpistolen zonder motor in het pistool. Het pistool is hierdoor zeer beweeglijk en licht te hanteren. Constructies zoals bruggen, torens en tunnels worden beschermd tegen corrosie d.m.v. elektrisch draadspuiten Met dank aan VOM vzw, Oerlikon Metco, Zinacor en De Beleyr-Engineering (Copyright foto's: Oerlikon Metco)