Comment Bien Choisir Son Gaz de Protection de Soudage Selon Le Procédé ENBAG

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  Comment bien choisir son gaz de protection de soudage selon le procédé ? par Dominique     Publié le 13/04/2012 09h59 Nombre d'affichages: 1343 0 Commentaires Cet article technique aborde le problème du bon choix du gaz de protection de soudage à la torche des procédés de soudage MAG, MIG, TIG et PLASMA. 1  - Introduction  Lors de l'utilisation d'un arc électrique entre une électrode infusible ou un fil-électrode et la pièce à souder (PLASMA, MIG/MAG et TIG), le choix correct du gaz de protection pour le soudage est souvent considéré comme difficile par les spécialistes et passionnés du soudage. Ce choix est pourtant de la plus grande importance pour le résultat final de la soudure que ce soit du point de vue métallurgique ou esthétique. Le gaz de protection détermine non seulement la qualité mais aussi il a une influence considérable sur la productivité comme la vitesse de soudage, le parachèvement des soudures...) des opérations de soudage. 2  - Le rôle du gaz de soudage pour les procédés de soudage TIG, MIG/MAG et   PLASMA  La fonction principale du gaz de soudage est d'assurer la protection du bain de fusion et de permettre d'obtenir la qualité la plus grande possible pour les opérations de soudage. Il est sous entendu par qualité les caractéristiques mécaniques et chimiques de la soudure et du matériau à souder, l'aspect extérieur de la soudure, la présence de projections, la pénétration du cordon dans la pièce, la protection contre l'air ambiant, l'absence de défauts de soudage. Le gaz de protection lors du soudage influence non seulement la qualité, mais aussi la productivité des opérations de soudage ainsi que les conditions de travail des soudeurs et opérateurs. 3  - Le rôle de protection à l'endroit et à l'envers du bain de fusion par le gaz de   soudage     Le rôle principal du gaz de soudage est de protéger le bain de fusion contre les influences nuisibles de l'air ambiant. Le bain de fusion est la combinaison du métal d'apport et du métal de base à l'état liquide à haute température qui s'allie facilement à l'oxygène et à l'azote de l'air. Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ?    Sans protection gazeuse, la soudure serait poreuse par la formation d'une multitude de soufflures ou oxydée et elle aurait de caractéristiques mécaniques ou de tenue à la corrosion très médiocres. Les gaz de soudage sont aussi appelés dans le jargon professionnel gaz de protection de soudage. 4  - Le rôle de transfert de chaleur par le gaz de soudage     Un des rôles du gaz de protection est de véhiculer la chaleur intense produite dans l'arc électrique vers la pièce à souder, avec un rendement aussi haut que possible. Chaque gaz présente un coefficient de conductibilité thermique différent pour conduire la chaleur. Plus le coefficient est haut, meilleure sera la conductibilité comme par exemple l'hélium. .  Avec un gaz a bas coefficient de conductibilité thermique, beaucoup de chaleur est perdue et dissipée dans l'air ambiant.  5  - Le rôle de création par ionisation d'une colonne d'arc plasma par le gaz de   soudage     Un des rôles du gaz de protectiont est de créer un milieu aussi idéal que possible pour permettre l'élaboration de l'arc électrique souhaité. Une ionisation doit avoir lieu facilement pour pouvoir transférer l'énergie électrique de l'arc de l'électrode vers la pièce à souder. Sans ionisation, il ne peut notamment pas naître de conduction électrique. Le potentiel d'ionisation (la tension de l'arc) d'un gaz de soudage est très important. Plus ce potentiel est élevé, plus difficile à ioniser sera le gaz et plus l'arc électrique sera instable. 6  - Le rôle du gaz de soudage sur le transfert d'arc électrique pour les   procédés MIG/MAG     Le transfert d'arc ou le passage de gouttes de métal dans l'arc peut être influencé en changeant le gaz ou le mélange de gaz. Le passage de gouttes détermine également le type de transfert d'arc: transfert d'arc par court circuit, transfert d'arc globulaire et transfert d'arc par pulvérisation. Transfert d'arc par court-circuit  Dans ce type de transfert d'arc, une multitude de courts-circuits sont créés chaque seconde entre le fil-électrode et la pièce à souder. La tension de soudage chute à zéro et le courant augmente terriblement et on obtient donc un court-circuit. Le transfert par court-circuit  est obtenu avec une faible intensité à une intensité moyenne avec une faible tension d'arc. Les gaz de protection les plus utilisés dans ce régime d'arc sont les CO 2  pur et les Ar + CO 2  Cet arc électrique est instable, mais ce transfert d'arc est recommandé pour les matériaux de faible épaisseur et/ou pour pointer et souder en position. Transfert d'arc globulaire  Un transfert d'arc globulaire est une combinaison entre un arc en court-circuit et un arc de pulvérisation. Ce transfert d'arc est à éviter à cause de ses mauvaises propriétés de soudage. Transfert d'arc par pulvérisation  L'arc de pulvérisation est plus régulier parce que dans ce cas on a beaucoup plus de petites gouttes qui, en plus, retombent quasi toutes à la verticale. Aucun court-circuit ne se produit. C?est surtout pour des matériaux plus épais qu'il faut toujours essayer d'obtenir un tel arc. Le transfert par pulvérisation  est obtenu avec une intensité et une tension d'arc élevées. Les gaz de protection les plus utilisés dans ce régime d'arc sont les Ar à plus de 85% + CO 2   7  - Les gaz de soudage pour les procédés TIG et PLASMA     Le soudage TIG (Tungsten Inert Gas) est une technique de soudage de haute qualité, mais avec une faible productivité. L'arc électrique s'établit entre une électrode infusible de tungstène et la pièce, l'électrode ne fond pas et agit donc exclusivement comme conducteur de courant et support de l'arc. Pour le travail sur tôles très fines, le soudage TIG est utilisé sans matériau d'apport. Pour des matériaux plus épais ainsi que pour l'assemblage de matériaux différents, le matériau d'apport est nécessaire sous la forme d'une baguette de fil dressé tenue à la main ou depuis un dérouleur. Le bain de fusion, l'électrode de tungstène brûlante et le bout du matériau d'apport en train de fondre sont protégés contre l'influence néfaste de l'air ambiant par un flux continu de gaz de protection inerte. Il s'agit la plupart du temps d'argon, mais des mélanges d'argon + d'hélium ou d'argon + d'hydrogène (gaz réducteur) ou d'argon + d'azote peuvent être utilisés.  Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en TIG / 141 / GTAW ?    Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ?    Ajout d'hélium  L'ajout d'hélium augmente la température de l'arc, mais donne surtout une meilleure conductibilité thermique et une diffusion de la chaleur vers les flancs du cordon de soudure. Ceci permet une pénétration plus profonde ainsi que des cordons de soudure plus plats et plus propres. En outre, l'hélium est un gaz inerte, par conséquent utilisable pour tous les matériaux. Cependant, les inconvénients de l'hélium ou de mélanges hélium/argon sont des coûts plus élevés et un amorçage plus difficile de l'arc qui en outre est plus instable. Ajout d'hydrogène L'ajout d'hydrogène rend le gaz légèrement réducteur (réduction des restes d'oxygène encore présents), ce qui contribue à un plus bel aspect extérieur avec une oxydation minimale et décoloration de la surface. Comme l'arc est mieux concentré et stabilisé, des vitesses de soudage plus élevées sont possibles (meilleure fluidité du matériau). L'hydrogène permet aussi une pénétration plus profonde au milieu. Avec les aciers inoxydables au carbone ou ferritiques, il y a danger de fissures dues à l'oxygène et de porosité avec les alliages d'aluminium (donc interdit avec l'aluminium), ceci du fait que l'hydrogène n'est pas un gaz inerte. 8 - Les gaz de soudage pour le procédé MIG     Le procédé MIG est employé uniquement pour le soudage de métaux dit non ferreux tels l'aluminium, ses alliages et le cuivre et ses alliages.  Avec ces métaux, il ne faut travailler qu'avec des gaz inertes comme l'argon ou l'hélium (pour éviter des problèmes de structure cristalline) qui excluent des mélanges avec oxygène, hydrogène et azote. Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en MAG/135/ GMAW ?     A côté de l'argon pur comme gaz de protection, des mélanges argon-hélium sont aussi employés ici. Grâce à sa haute capacité de conduction thermique et sa grande résistance aux tensions, l'hélium évacue relativement bien la chaleur sur la pièce. L'hélium permet aussi une meilleure diffusion thermique et donne un arc plus large, permettant d'atteindre une pénétration plus large et plus profonde. Dans des cas exceptionnels, on ajoute aussi un pourcentage minime (0,015%) d'azote N, juste assez pour contrôler l'arc électrique, ce qui permet d'adjoindre moins d'hélium tout en obtenant le même effet. Des compléments de mélange minimes d'azote et de monoxyde d'azote procurent une mise au point et par conséquent une augmentation de la densité d'énergie. 9  - Les gaz de soudage pour le procédé MAG     Pour le soudage MAG, on utilise un mélange d'argon (l'argon pur a une trop faible pénétration) avec comme gaz actif du gaz carbonique(CO2) et/ou de l'oxygène. La teneur en gaz carbonique et/ou oxygène dépend de la base à souder (non allié ou acier inoxydable), du matériau d'apport (massif ou fourré) et des conditions de soudage. Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en MAG/135/ GMAW ?    Une teneur plus faible en dioxyde de carbone CO2 donne moins de projections métalliques et de fumée, alors qu'un pourcentage de CO2 plus élevé diminue le risque de porosité. Une teneur plus haute en oxygène O2 rend le bain de fusion plus fluide. Il s'ensuit un aspect plus lisse de la soudure, mais augmente aussi le risque de défauts de jonction. L'adjonction d'hydrogène H2 au gaz de protection donne un meilleur arc et un rétrécissement,  permettant d'atteindre une vitesse de soudage plus haute et une meilleure pénétration. Par l'adduction d'hélium, on augmente à nouveau la vitesse de soudage et la certitude d'une bonne pénétration. Les gaz de protection pour le soudage de matériaux non alliés ou aciers faiblement alliés ont souvent dans leur mélange une proportion de gaz actifs plus haute que les gaz de protection pour les alliages hautement alliés tel l'acier inoxydable. Dans le cas de l'acier inoxydable, la teneur en CO2 et en oxygène doit être limitée pour éviter la combustion par brûlure des éléments d'alliage qui assurent la propriété anticorrosion, ainsi qu'une possible décarbonisation et apparition de corrosion intercristalline. L'expérience montre que la teneur en CO2 devait rester limitée à 3% dans le mélange gazeux. Lorsque pour éviter la combustion, d'autres composants doivent être ajoutés, on opte principalement pour l'hélium et/ou l'hydrogène. L'hydrogène se combine par ailleurs avec l'oxygène de l'environnement, devient vapeur et s'évapore. Ainsi, il y a moins d'oxydation, ce qui est très important avec l'acier inoxydable.  Avec l'acier inoxydable ferritique et martensitique, l'adjonction d'hydrogène peut provoquer des fissures, c'est la raison pour laquelle cela est uniquement appliqué pour le soudage des aciers inoxydables austénitiques. 10 - Quelques liens Internet utiles     Comment choisir le détendeur-débitmètre de gaz de soudage ? Quels sont les différents types de raccords des bouteilles de gaz industriels ?    Quelles sont les couleurs des ogives des bouteilles de gaz selon NF EN 1089-3 ?    Comment sélectionner un gaz de protection selon le transfert d'arc en MIG 131 / MAG 135 ?    Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en MAG/135/ GMAW ?    Comment choisir le gaz de protection selon le procédé de soudage et la matière    Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en TIG / 141 / GTAW ?    Comment assurer l'inertage envers de la dernière soudure de raccordement d'un circuit de   tuyauteries ?    Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ?    11  - Vos commentaires et réactions sur cet article  Vous avez la possibilité de commenter cette page , de réagir ou de compléter les informations en rédigeant un message dans le cadre ci-dessous intitulé Vos commentaires  Nous vous remercions par avance de votre sollicitude et de votre aide pour l'amélioration des données techniques du site. 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