Le soudage TIG expliqué | Fractory

Soudage TIG Aluminium

Le soudage TIG est un procédé de soudage à l’arc stable qui utilise une électrode de tungstène non consommable et un gaz inerte dans l’arc de soudage pour créer des soudures de haute qualité. Il est devenu un succès révolutionnaire dans les années 1940 lorsqu’il a été utilisé pour la première fois pour souder des alliages d’aluminium et de magnésium dans l’industrie aérospatiale.

Alors qu’il était au départ une solution pour fabriquer des avions, le soudage TIG est finalement devenu un accélérateur dans différentes industries offrant une qualité inégalée. De nombreux progrès et innovations technologiques ont été réalisés depuis et ce processus est devenu irremplaçable dans de nombreux cas.

Alors, sans plus tarder, approfondissons et discutons de ce qu’est le soudage TIG.

Qu’est-ce que le soudage TIG ?

Le soudage au gaz inerte au tungstène, également connu sous le nom de soudage à l’arc au tungstène au gaz (GTAW), est un procédé de soudage qui assemble des pièces de métal par le biais d’un courant de soudage. Un gaz inerte est fourni à la torche de soudage qui circule le long de l’arc de soudage pour protéger les métaux de l’oxydation et de la formation de petits espaces circulaires. Une électrode de tungstène est assemblée dans la torche de soudage, qui a un point de fusion plus élevé que la plupart des métaux.

Le soudage TIG est parfois confondu avec le soudage MIG. Bien qu’ils aient leurs similitudes, il existe certaines différences essentielles qui doivent être soulignées.

Différence entre le soudage TIG et MIG

La principale différence entre les procédés de soudage MIG et TIG est que Le soudage TIG utilise une électrode non consommable et un matériau de remplissage séparé (optionnel). Tandis que MIG utilise un fil-électrode continu et consommable qui alimente automatiquement la torche de soudage.

Le soudage TIG est le plus souvent effectué lors de l’assemblage de tuyaux et de matériaux minces. Ceci grâce à son faible apport calorifique qui préserve la microstructure des métaux. Lorsqu’il s’agit de matériaux plus épais, le soudage MIG (gaz inerte métallique) est préféré. Compte tenu de son coût inférieur par rapport aux autres procédés de soudage et de sa capacité à des vitesses de soudage élevées, beaucoup ont recours au soudage MIG pour la production de masse.

TIG crée rarement des éclaboussures et ne nécessite généralement qu’un léger polissage pour éliminer toute décoloration. Il a un avantage sur les soudures MIG en ce qui concerne l’apparence et il est donc préférable lorsque la pièce n’est pas enduite ou peinte, comme c’est souvent le cas avec l’aluminium et l’acier inoxydable. Cela ne signifie pas que les soudures MIG ne peuvent pas être esthétiques, mais il est assez courant que les soudures MIG soient peintes.

Selon le projet, l’utilisation de métal d’apport est facultative pour le soudage TIG. Lors de l’alimentation des baguettes d’apport dans le bain de soudure, les soudeurs TIG doivent utiliser les deux mains et contrôler l’apport de chaleur avec la pédale en même temps. Tout cela fait du soudage TIG un processus beaucoup plus difficile que le MIG, où le fil d’apport est automatiquement alimenté par la torche. La plupart des soudeurs commencent généralement comme opérateurs MIG, puis passent plus tard au soudage TIG.

Le soudage TIG n’est pas simplement un processus plug-and-play. La principale différence qui distingue la machine à souder TIG des autres est ses nombreuses fonctionnalités réglables, telles que le débit d’ampérage, la quantité d’impulsions, la sortie AC/DC et le débit de gaz inerte. Avec toutes ces fonctions personnalisables disponibles, le processus de soudage TIG est assez polyvalent.

Procédé de soudage TIG

La première étape du processus de soudage TIG consiste à ajuster la machine aux bons réglages, tels que le courant et la tension, à l’aide des boutons rotatifs de la machine. Ensuite, la pression correcte pour le gaz inerte dans le réservoir d’alimentation doit être réglée via un régulateur de débitmètre. La torche TIG doit également être modifiée en fonction des exigences du projet en choisissant une électrode avec le bon diamètre, une pince TIG et d’autres pièces. Par-dessus tout, privilégiez un équipement de protection propre pour avoir une vision claire lors des soudures.

Une fois que tout le travail de préparation est terminé, il est temps de souder les métaux ensemble. Plusieurs éléments doivent être pris en compte pour assurer un fonctionnement fluide : la longueur de l’arc, la vitesse de déplacement, l’angle de la torche et d’autres mesures de précaution. Les soudures TIG peuvent exécuter des cordons de soudure sans matériau de remplissage, ne fondant que les métaux de base, mais vous pouvez l’utiliser avec des tiges de remplissage ou des bobines métalliques si le projet l’exige.



Détails importants pendant le travail

  1. Un angle vers l’avant approprié est nécessaire lors de l’utilisation de la torche pour éviter l’accumulation de poches d’air qui crée une porosité dans le cordon.

  2. Une courte longueur d’arc doit être maintenue pour un contrôle optimal. L’arc électrique s’élargit à mesure que la longueur de l’arc augmente.

  3. Une vitesse de déplacement constante est la clé pour conserver un cordon constant. L’augmentation de la vitesse entraînera un rétrécissement du cordon de soudure.

  4. Éviter de toucher le bain de fusion avec l’électrode en tungstène.

  5. La taille du métal d’apport doit être correcte et le processus d’alimentation vers la soudure doit être exécuté avec un contrôle approprié.

  6. La forme de la pointe de l’électrode en tungstène doit toujours être cohérente. Il peut être réaffûté sur une meule.

Matériaux dans le soudage à l’arc sous gaz tungstène

Les soudeurs TIG peuvent utiliser une gamme de matériaux. Certains des matériaux de base répertoriés pour le soudage à l’arc sous gaz inerte au tungstène sont :

  • Aluminium

  • Laiton

  • Bronze

  • Acier Carbone

  • Le cuivre

  • Or

  • Magnésium

  • Acier doux

  • Nickel

  • Acier inoxydable

  • Acier au titane

  • Différents alliages

Vous devez garder à l’esprit que le processus de soudage TIG pour chaque matériau est légèrement différent. Les modifications peuvent aller de la taille du diamètre de l’électrode jusqu’à l’arc électrique appliqué dans les matériaux. Il est primordial que l’électrode ait le bon diamètre et que l’ampérage appliqué soit correct. Plus le courant est faible, plus l’angle de pointe et le diamètre de l’électrode sont petits.

Électrode de tungstène non consommable

Électrodes de soudage TIG en tungstène

Le tungstène est utilisé dans ce processus car cet élément métallique rare a intrinsèquement une température de fusion élevée (3422 ° C) par rapport à d’autres métaux (par exemple, l’acier inoxydable a un point de fusion de 1400 à 1530°C). Le tungstène offre une excellente conductivité électrique sans être consommé. Cependant, une érosion peut toujours se produire sur la pointe pendant la procédure de soudage à l’arc sous protection.

Les électrodes de tungstène peuvent également être alliées pour améliorer leurs propriétés en fonction du type de soudure. Voici quelques exemples courants :

  • Électrode en tungstène pur (vert) – Ils offrent une bonne stabilité d’arc lors de l’utilisation de courant alternatif. Utilisé pour les métaux légers car ils gardent une extrémité propre et en boule. Ce sont également les moins chers et appliqués pour les travaux à usage général.

  • Électrodes thoriées (1 % de thorium jaune ; 2 % de rouge ; 3 % de violet) – Assez courant sur la scène du soudage car ils ont été les premiers à battre les électrodes de tungstène pur dans les performances de l’arc de soudage CC. Ils ont une capacité de transport de courant élevée et maintiennent plus longtemps la forme de la pointe. Cependant, le thorium émet un rayonnement alpha, qui peut endommager le système respiratoire. Un système d’extraction de poussière est nécessaire pour collecter la poussière lors du meulage des pointes.

  • Électrodes au lanthane (1 % de noir de lanthane, 1,5 % d’or, 2 % de bleu) – Électrode non radioactive alliée à l’oxyde de lanthane. Caractérisé par d’excellentes propriétés de stabilité de l’arc avec un faible taux d’érosion. Un peu moins efficace que les électrodes thoriées.

  • Électrodes cériées (2% de cérium gris) – Électrode non radioactive alliée à l’oxyde de cérium. Ces électrodes ont un excellent démarrage d’arc mais une capacité de courant inférieure à celle des électrodes au lanthane.

  • Électrodes en zircone (0,7-0,9 % de zirconium blanc, 0,15-0,5 % de brun) – Ces électrodes associent le tungstène à l’oxyde de zirconium. Cet alliage a une haute résistance à la contamination et une plus longue durée de vie des électrodes. Produit un arc extrêmement stable, il est donc utilisé lorsque la plus haute qualité est nécessaire.

  • Électrodes de cérium lanthane (rose) – Une combinaison d’électrodes au cérium et au lanthane offrant un amorçage d’arc simplifié avec une longue durée de vie.

Gaz inerte

Un gaz de protection inerte est introduit dans la torche TIG pour maintenir le bain de soudure exempt de contamination pendant que le courant est fourni à l’arc de soudage. Le flux de gaz de protection est essentiel pour protéger le bain de fusion de l’oxydation et des impuretés de l’atmosphère pendant que les métaux sont fondus et fusionnés avec la baguette d’apport.

Le gaz de protection le plus couramment utilisé pour ce procédé est l’argon. D’autres combinaisons d’hydrogène et d’argon et un mélange d’hélium et d’argon sont utilisés lorsque d’autres facteurs sont pris en compte (par exemple, les métaux à souder, la vitesse de soudage, la pénétration du matériau, etc.).

Chalumeau

Pistolet de soudage TIG

Une torche de soudage est un outil mécanique spécialisé dans la fusion et la fusion des métaux. Il en existe plusieurs types selon son utilisation :

  • Les torches TIG refroidies par air n’ont qu’une seule entrée de gaz et sont plus sujettes à la surchauffe, contrairement aux torches TIG refroidies par eau. L’utilisation principale de ces torches est pour les métaux à paroi mince et les projets mineurs.

  • Les torches TIG refroidies à l’eau ont une entrée de gaz tout en ayant une entrée et une sortie pour les conduites d’eau. C’est un avantage pour les grands projets qui nécessitent un refroidissement rapide. Cela vient cependant avec son prix, car un système de refroidisseur d’eau doit être installé.

Source d’énergie

La source du courant dans le soudage à l’arc sous gaz tungstène doit être tombante et constante. Cela permet un apport de chaleur stable et constant. Vous pouvez également basculer entre la source d’alimentation en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC) en fonction du type de matériau et de la puissance de soudage que vous souhaitez.

Alimentation CA vs CC

Trois options sont disponibles pour le courant de soudage ainsi que ses propres utilisations respectives :

  • Le soudage AC utilise un courant alternatif entre les polarités positive et négative, maintenant la chaleur sans surchauffer le matériau de base. Les matériaux couramment utilisés sont l’aluminium et le magnésium.

  • L’électrode de puissance CC utilise la polarité négative de la torche pour localiser le flux d’énergie vers le matériau, un peu comme un tuyau pulvérisant de l’eau sur une zone ciblée. Cela le rend plus attrayant pour tous les métaux, à l’exception de l’aluminium et du magnésium.

  • L’électrode positive à courant continu n’est guère utilisée dans le soudage TIG car le courant circule vers l’électrode, ce qui la fait bouler à partir de l’apport rapide de chaleur. Le seul avantage du DCEP est la présence d’une «action de nettoyage» dans laquelle les oxydes à la surface du bain de soudure donnent un aspect brillant.

Un autre facteur à garder à l’esprit est la fréquence appliquée Hz. Les fréquences plus basses créent un cordon plus large avec une pénétration décente, tandis que les fréquences plus élevées permettent plus de contrôle et de pénétration dans la zone de soudure.

Avantages du soudage TIG

  1. Le soudage TIG peut être effectué sur un large éventail de métaux et d’alliages différents.

  2. Un soudeur TIG possède de nombreuses fonctions personnalisables, parfaites pour des opérations spécifiques.

  3. Applicable à différents types d’épaisseurs de métal et à des soudures métalliques complexes. Bien que pour les métaux très épais, le MIG est souvent préféré.

  4. Une électrode non consommable et un arc stable permettent un meilleur contrôle et créent des soudures TIG de haute qualité.

  5. Des gaz sûrs sont utilisés dans ce procédé de soudage à l’arc sous gaz, ce qui réduit les défauts de soudure.

  6. Le soudage TIG peut être effectué à des angles difficiles. Un exemple serait son application dans les surplombs de soudage, où la torche de soudage doit être dans une position unique.

  7. Il est facile de voir la pièce puisque le gaz de protection est incolore avec un minimum de formation de fumée.

Inconvénients du soudage TIG

  1. Le soudage TIG demande beaucoup d’habileté de la part de l’opérateur.

  2. Le temps de soudage est sensiblement plus long par rapport aux autres techniques de soudage.

  3. L’utilisation d’une mauvaise polarité peut facilement contaminer le cordon de soudure.

  4. La résistance globale de la soudure diminue lorsqu’elle présente un manque de contrôle sur l’apport de chaleur. Cela affecte également négativement la microstructure des métaux.

  5. Sans un environnement contrôlé, principalement un environnement sans vent, il peut être difficile de maintenir un flux de gaz constant sur la zone de soudage.

  6. Par rapport aux autres techniques de soudage, l’équipement et les gaz inertes sont plus chers.

Points importants à retenir

Le soudage TIG offre des cordons de soudure précis et beaux avec une bonne pénétration. C’est la méthode préférée pour souder les alliages d’aluminium et de magnésium, ainsi que de nombreux autres métaux, y compris l’acier inoxydable. C’est une méthode un peu plus chère et plus lente que certains autres types de soudage, mais elle est irremplaçable lors de la création de soudures de meilleure qualité.

Sa cohérence et sa polyvalence lui permettent d’être très attrayant dans presque toutes les industries, des professionnels aux amateurs. Bien que le processus TIG puisse être automatisé à l’aide de robots de soudage, le processus de soudage manuel a encore une courbe d’apprentissage assez abrupte et pour obtenir les meilleurs résultats, il est le plus souvent effectué par des soudeurs expérimentés.

Les prestations de soudure de Fractory sont réalisées par nos partenaires fabricants dont les procédés ont été audités par nos soins pour garantir des soudures de qualité.