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🔷 TITRE

Étude préliminaire du procédé de rechargement en GMAW (cladding) sur substrat en fonte grise

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🔷 RÉSUMÉ

Le rechargement par soudage (cladding) est un procédé de dépôt destiné à améliorer les propriétés de surface d’un substrat, notamment la résistance à l’usure et à la corrosion. Cette étude examine le comportement du rechargement sur fonte grise en utilisant le procédé GMAW (MIG/MAG) comme alternative économique au rechargement laser.

La fonte grise, caractérisée par sa structure à graphite lamellaire et sa faible ductilité, présente une forte sensibilité à la fissuration lors des cycles thermiques de soudage. L’utilisation d’alliages à base de nickel permet de limiter la diffusion du carbone et la formation de carbures fragiles.

L’ajout de carbures de tungstène dans la matrice NiCrBSi améliore significativement la dureté et la résistance à l’usure du dépôt.

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🔷 MOTS-CLÉS

Rechargement – Fonte grise – GMAW – Alliages Ni – Carbures de tungstène

🔷 1. PRINCIPE DU RECHARGEMENT

Le dépôt est réalisé en couches successives jusqu’à atteindre l’épaisseur souhaitée.

Figure 1 — Organisation des cordons

Disposition des passes et interpasses sur substrat fonte grise

Figure 2 — Technique de buttering

Couches ductiles absorbant contraintes et évitant fissuration

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🔷 2. PROCÉDÉ GMAW

Procédé :

• économique
• haute productivité
• bonne maîtrise

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🔷 Paramètres critiques

• courant
• tension
• vitesse

Figure 3 — Géométrie du cordon

Largeur – pénétration – renfort

👉 Objectif :

• pénétration minimale
• dilution minimale

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🔷 3. FONTE GRISE

🔷 Caractéristiques

• 2–4 % carbone
• graphite lamellaire
• faible ductilité

Figure 4 — Microstructure fonte grise

Graphite lamellaire dans matrice ferritique/perlitique

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🔷 Problématique métallurgique

• contraintes thermiques
• transformation martensitique en ZAT

Figure 5 — Martensite en ZAT

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🔷 4. MATÉRIAUX D’APPORT

Alliages cuivre

• résistance thermique

Inox

• formation carbures → fissures

Alliages nickel (solution clé)

✔ barrière diffusion carbone
✔ précipitation graphite
✔ suppression carbures

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🔷 5. ALLIAGES NiCrBSi + WC

Les carbures de tungstène améliorent fortement :

• dureté
• résistance à l’usure

Figure 6 — Taux d’usure

Figure 7 — Profils de dureté

Figure 8 — Microstructure SEM

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🔷 6. CONCLUSION

• La fonte grise est difficile à recharger
• Le nickel est indispensable
• Les carbures WC améliorent les performances
• Le GMAW est une solution économique viable

🔷 AUTEURS

Hussein N.I.S., Kamarul S.R., Ayof M.N.
Université Technique de Malaisie Melaka (UTeM)