Comment démagnétiser le métal ? Ce qu'il faut savoir

Nous avons tous déjà rencontré des vis coincées dans nos tournevis. Dès que nous voulions serrer une vis, elle se coinçait et ne se détachait pas facilement. Ce phénomène nous exaspère toujours. Cela peut paraître anodin, mais une force invisible demeure à l'intérieur du métal et cause divers problèmes à grande échelle. Ce phénomène est appelé magnétisation et il existe de nombreuses façons de s'en débarrasser. Dans cet article, nous verrons comment éliminer la magnétisation, ou plutôt démagnétiser le métal.

Qu'est-ce que la démagnétisation ?

La démagnétisation consiste essentiellement à supprimer l'attrait d'un métal et à le rendre insensible aux autres métaux. Si un métal est magnétique, il crée des lignes de champ autour de lui. En termes simples, prenons l'exemple d'une classe où tous les élèves sont orientés vers le tableau blanc : des lignes de champ uniformes signifient un champ magnétique. À l'inverse, si les élèves sont assis dans des directions différentes, le magnétisme est nul. C'est le premier cas que nous recherchons.

Fig 1 : Magnétisation vs Démagnétisation

Comment les pièces deviennent magnétisées lors de l'usinage

Les pièces ne deviennent pas magnétisées par magie. Il y aura toujours un phénomène ou une raison derrière cela. Voyons quelques raisons courantes :

Tableau 1 - Magnétisation due à différents mécanismes

Problèmes causés par le magnétisme résiduel

Le magnétisme résiduel dans les pièces usinées peut engendrer plusieurs problèmes, notamment :

• Les copeaux commencent à coller aux pièces usinées et détruisent les belles finitions des pièces métalliques.
• Les jauges donneront une lecture erronée car les lignes magnétiques interfèrent avec l'outil.
• Un soufflage d'arc est observé pendant le soudage comme si l'arc était déformé en raison du magnétisme résiduel.

Fig 2 - Différents clous et copeaux fixés à la pièce en raison du meulage

Limites d'acceptation typiques pour le champ résiduel

Chaque secteur d'activité a ses propres limites d'acceptation pour les champs magnétiques résiduels. Le tableau ci-dessous présente quelques limites d'acceptation générales.

Tableau 2 - Applications et champ résiduel d'acceptation maximal

Comment fonctionne la démagnétisation ?

La démagnétisation se produit lorsque l'on perturbe les domaines magnétiques alignés dans la pièce métallique. Cela signifie que l'on modifie la direction uniforme des lignes de champ, ce qui provoque la démagnétisation.

Principe de démagnétisation

Comme indiqué précédemment, certains domaines, une fois alignés, agissent comme de petits aimants. Par une méthode externe, nous désalignons ces domaines, ce qui supprime le pouvoir magnétique du métal. C'est le principe de magnétisation.

Décroissance du champ alternatif

La méthode la plus courante, utilisée par de nombreuses personnes, est la décroissance du champ alternatif (CA). Comme chacun sait, le CA comporte de nombreux cycles ou directions par seconde. On peut citer l'onde sinusoïdale, qui alterne entre positif et négatif. Ce changement de direction modifie également les domaines magnétiques à l'intérieur du métal et, en réduisant progressivement le courant, désaligne tous les domaines, provoquant ainsi une démagnétisation.

Principes de base de la démagnétisation thermique

Une autre méthode pour supprimer la magnétisation consiste à chauffer la pièce métallique. La température de Curie est différente pour chaque métal. Lorsque la température atteint ce point, le métal perd toute sa magnétisation. Cela affecte également d'autres facteurs, comme sa résistance.

Pour une meilleure compréhension :

Fig 3 - Champ magnétique d'un aimant

1- Méthode de démagnétisation CA (courant alternatif)

Il s'agit du même phénomène que la décroissance du champ alternatif mentionnée précédemment. En résumé, le courant alternatif modifie l'uniformité des domaines magnétiques en les faisant tourner d'avant en arrière et en réduisant progressivement le courant côte à côte. De ce fait, les domaines restent dans des directions aléatoires lorsque le courant s'arrête.

Sélectionnez le bon démagnétiseur

Chaque pièce métallique possède une taille, une forme et des propriétés différentes. Il est donc crucial de trouver le démagnétiseur adapté. Examinons quelques démagnétiseurs courants.

Tableau 3 - Types de démagnétiseurs

Orientez la pièce pour une couverture complète

Lors de la démagnétisation, assurez-vous de faire tourner la pièce lentement et de passer également plusieurs fois dans la bobine du tunnel pour assurer une magnétisation complète et fluide.

Ramenez le champ à zéro

Assurez-vous que lorsque vous faites passer la pièce métallique à travers le démagnétiseur, commencez à réduire le courant côte à côte afin que lorsque le courant devient très faible, les domaines magnétiques soient dans des directions différentes.

Vérifier le magnétisme résiduel

Après démagnétisation, la pièce ne doit jamais être considérée comme totalement démagnétisée. Par mesure de sécurité, utilisez toujours un gaussmètre et vérifiez la lecture sous plusieurs angles. Si le gaussmètre indique une valeur correcte, répétez le processus de démagnétisation.

Fig 4 - Schéma d'une méthode simple de démagnétisation CA

2- Démagnétisation par impulsions (décharge capacitive)

Certaines pièces résistantes à la démagnétisation CA ne fonctionnent pas. On utilise donc la magnétisation par impulsions. Il s'agit généralement d'une puissante décharge d'énergie qui déstabilise les domaines magnétiques de la pièce métallique.

Choisissez la bonne bobine

Le choix de la bobine appropriée est essentiel : elle doit être adaptée à la pièce, ou la pièce doit pouvoir passer facilement. C'est crucial pour une bonne pénétration.

Définir l'énergie d'impulsion et la décroissance

Il est conseillé de commencer avec une faible énergie d'impulsion et de l'augmenter si nécessaire. Une décroissance lente et contrôlée est plus efficace qu'une énergie d'impulsion élevée, car elle démagnétise davantage.

Contrôle du chauffage et de la sécurité

Une impulsion élevée peut chauffer la pièce très rapidement et est donc dangereuse. Elle peut également modifier les propriétés de la pièce. Il est donc important de garder à l'esprit les conséquences et les facteurs de sécurité avant de procéder.

Vérifier le magnétisme résiduel

Même procédure que ci-dessus, après avoir retiré le magnétisme de la pièce métallique. Utilisez un gaussmètre pour vous assurer que tout le magnétisme est éliminé avant de continuer.

Fig 5 - Graphique de démagnétisation d'impulsions

3- Démagnétisation sans équipement spécialisé

Même sans équipement spécialisé, il est possible de démagnétiser des pièces. Voici quelques méthodes :

Créer une boucle CA simple

Vous pouvez créer une simple boucle de courant alternatif pour démagnétiser un métal. Enroulez un fil autour de la pièce. Prenons l'exemple d'un arbre. Enroulez un fil autour, connectez-le au courant alternatif et tirez lentement l'arbre à travers la boucle, créant ainsi un champ alternatif décroissant. La sécurité est primordiale, car le courant circule à travers la boucle de fil et l'arbre.

Utilisez la chaleur avec précaution

Utilisez un chalumeau pour chauffer lentement le métal jusqu'à ce qu'il soit complètement chaud. C'est généralement le cas pour l'acier. Cela peut démagnétiser la pièce, mais détruira ses propriétés de traitement thermique.

Appuyez ou faites vibrer la pièce

Une méthode simple consiste à frapper lentement la pièce métallique avec un marteau ou un autre objet externe. Cela créera des vibrations qui déstabiliseront les domaines magnétiques de la pièce.

Essayez une configuration à batterie et bobine

La méthode la plus simple est celle-ci. Identique à la boucle de fil CA. Utilisez une pile de 9 V au lieu du courant alternatif et réalisez une configuration de bobine. Déplacez lentement la pièce à travers celle-ci, ce qui affaiblit la magnétisation de la pièce métallique.

Fig 6- Techniques simples de démagnétisation sans outils spécialisés

Démagnétisation avant soudage et CND

L'une des étapes les plus cruciales du soudage est la démagnétisation des pièces à souder. Il en va de même pour les méthodes de CND. Voyons pourquoi c'est important.

Pourquoi faut-il démagnétiser avant de souder ?

Comme nous le savons, la magnétisation d'un métal peut modifier la direction du courant. Ainsi, lors de la production d'un arc lors du soudage, le métal magnétisé modifie la direction de l'arc, provoquant une fusion incomplète et une porosité du métal.

Contrôler le soufflage de l'arc au niveau de la soudure

Le contrôle du soufflage de l'arc est essentiel en soudage. C'est pourquoi les techniques mentionnées ci-dessus sont utilisées pour démagnétiser la pièce métallique au préalable. Une fois le métal à souder complètement magnétisé, il passe au soudage.

Respecter les limites du champ résiduel CND

Les techniques CND comme le contrôle par particules magnétiques nécessitent un métal propre ou démagnétisé. La magnétisation doit être inférieure à 3 gauss, car elle peut masquer de vrais défauts ou en créer de faux.

Fig 7 - Test d'inspection par particules magnétiques

Optimiser la mise à la terre et les luminaires

La mise à la terre de la pièce métallique à souder peut également faciliter le soudage. La mise à la terre rend le métal moins magnétisé et permet le soudage. Cependant, il est toujours conseillé de suivre au préalable la procédure de démagnétisation du métal.

Comment démagnétiser le métal ?

Examinons quelques situations réelles rencontrées au quotidien, comme la démagnétisation de tuyaux métalliques pour le soudage, de pièces d'acier et de vis.

Comment démagnétiser un tuyau métallique pour le soudage

• Fabriquez une bobine suffisamment grande pour que le tuyau métallique puisse y passer facilement.
• Passez le tuyau métallique d'avant en arrière plusieurs fois
• Faites également tourner le tuyau
• Réduisez également la puissance de la bobine côte à côte pour un meilleur résultat.

Comment démagnétiser un morceau d'acier

• Considérons un petit bloc d’acier
• Pour cela, un magnétiseur de type à culasse est le meilleur choix.
• Faites glisser le magnétiseur de type à fourche sur la surface de la pièce en acier plusieurs fois
• Vérifiez avec le gaussmètre à la fin pour confirmer la démagnétisation.

Comment démagnétiser un tas de vis et autres éléments de fixation ?

• Pour vis ou boulons qui sont généralement de petite taille
• Récupérez-les dans un plateau non magnétique.
• Passez le magnétiseur portatif par le haut.
• Secouez ou remuez le plateau pour une meilleure couverture.

Démagnétisation des métaux : à quoi s'attendre selon le matériau

Chaque matériau se comporte différemment en raison de ses propriétés. Lors du choix d'un matériau, il est essentiel de bien réfléchir à son application. Il est essentiel de connaître l'environnement dans lequel il fonctionnera, car les matériaux se magnétisent facilement en raison des méthodes mentionnées ci-dessus, comme le meulage ou le polissage.

Magnétisme des métaux ferromagnétiques

Les métaux ferromagnétiques sont les seuls matériaux pouvant être magnétisés de manière permanente. Parmi ceux-ci, on trouve le fer, le nickel et le cobalt, qui sont les plus difficiles à démagnétiser complètement.

Acier au carbone/allié

Ce sont des matériaux magnétiques très courants. Leur champ magnétique est très puissant, mais ils sont également faciles à démagnétiser, que ce soit par courant alternatif ou par impulsions.

Acier inoxydable : austénitique ou ferritique

C'est là que la surprise survient. L'austénite et la ferrite sont deux phases différentes de l'acier. Mais l'essentiel est que les phases austénites, comme le 304/316, sont amagnétiques. Cependant, une fois travaillées à froid, elles deviennent légèrement magnétiques. L'acier ferritique, quant à lui, est déjà magnétique et difficile à démagnétiser.

Acier à outils, alliages PM

L'acier à outils ou les alliages métalliques en poudre sont très durs. Ils sont également très magnétiques et leur démagnétisation est très difficile. La démagnétisation par impulsions peut être utilisée pour les démagnétiser.

Comment mesurer et prouver le magnétisme résiduel

Le gaussmètre est un appareil permettant de mesurer et de démontrer le magnétisme résiduel. Il est principalement utilisé dans toutes les industries et, en particulier, par les ingénieurs contrôle qualité.

Fig 8- Un gaussmètre numérique

Conclusion

En conclusion, la démagnétisation est un aspect important de l'utilisation de pièces métalliques dans l'industrie. Les matériaux magnétiques pouvant engendrer de nombreux problèmes lors du soudage ou des contrôles CND, il est crucial d'éliminer le magnétisme. Des méthodes comme la démagnétisation par courant alternatif ou par impulsions sont utilisées. Un gaussmètre permet de vérifier la magnétisation des matériaux. Cette mesure est effectuée pour garantir la sécurité et la fiabilité de diverses applications.

Pourquoi les pièces deviennent-elles magnétisées ?

Les pièces deviennent magnétisées par de nombreux procédés d'usinage, comme le meulage, le polissage, etc. Elles deviennent magnétisées lorsque, lors de l'usinage, les domaines magnétiques à l'intérieur du matériau s'alignent, révélant ainsi les propriétés du magnétisme.

Quelle température démagnétisera le métal ?

Il existe une température spécifique appelée température de Curie. Pour les aciers, elle est d'environ 770 °C. Chaque métal possède sa propre température de Curie.

Pourquoi l'acier inoxydable devient-il magnétisé après un travail à froid ?

Les aciers inoxydables austénitiques comme le 304 ou le 316 sont amagnétiques, mais lorsqu'ils sont légèrement pliés ou écrouis, leur surface devient légèrement magnétisée, ce qui aligne les domaines magnétiques.