Le soudage :

 

Le soudage électrique sous atmosphère inerte TIG :

 

 

Voici un procédé très intéressant ! Ce procédé est très facile à mettre en oeuvre et permet l' éxécution de cordons de soudures d' un très bel aspect et d' une qualité supérieure à celles du MIG et du soudage à l' électrode enrobée. Le bain de fusion est calme et facile à maîtriser. Ce procédé permet le soudage de très faibles épaisseurs et est utilisé en carrosserie automobile comme dans l' industrie pétro-chimique. Sa polyvalence en fait un procédé indispensable dans tout bon atelier. 

Reste néanmoins un bémol... son prix ! Même si le procédé c'est démocratisé, le prix d'achat du poste en rebuttera certains, sans compter le prix du gaz ( argon ou hélium, et la consigne de la bouteille ) qui reste relativement cher. Il nécessite également une certaine dextérité.

Le mode opératoire :

 

  Un arc électrique se produit entre la pièce à souder et une électrode refractaire sous atmosphère ionisée. Cet arc électrique protégé par cette atmosphère neutre, grâce à l' argon ou l' hélium, fait fondre le métal à souder. La température lors du soudage atteint les 16000°C. Dès lors que le bain de fusion est formé, on vient rajouté un métal d' apport de même nature que les pièces à assembler, par le biais de baguettes dont le diamètre dépend de l' épaisseur à souder. La buse réfractaire (en céramique ou en pyrex ) assure la diffusion du gaz qui va protéger le cordon de soudure de l'oxydation à haute température. L' électrode non fusible est composée principalement de tungstène. L' envers de la soudure devra, selon les cas, être protégé par un traînard d' argon. Cette méthode s' appelle la PGA ( Protection Gazeuse Améliorée ). Le procédé de soudage TIG ( Tungsten Inert Gas ) peut être automatisé.

  L' angle de soudage est de 75 / 80 ° entre la torche et la pièce à souder. L' angle appliqué au métal d' apport formera un angle droit avec la torche. Le sens de soudage est " poussé ", c' est à dire le sens inverse de l' écriture pour un droitier.

  Le débit du gaz sera compris entre 3 et 12 litres / mm ; privilégiez le meilleur rapport débit / utilité en fonction de l' épaisseur à souder.

De nos jours, l' amorçage du soudage est grandement facilité par l'utilisation de la haute fréquence. L' utilisation d' une plaque de cuivre n' est désormais plus nécessaire.

  

Nature des courants de soudage :

 

Pour le soudage sous atmosphère neutre, deux types de courant sont utilisés : 

 - le courant continu en polarité directe ( pièce à la masse et électrode relié au pôle positif ), utilisé pour le soudage des métaux lourds ( aciers, cuivre, etc...), qui donne un bain de fusion étroit et une forte pénétration.

- le courant alternatif ( la fréquence du courant de 50 Hertz, en France, provoque 50 alternances du sens du courant par seconde ), pour le soudage des alliages légers. Le bain de fusion est alors plus large et la pénétration moins profonde.

Le courant alternatif, est utilisé pour casser la couche d' alumine à la surface des alliages d' aluminium. Cette couche, bien que très fine, possède une température de fusion de 2054°C, soit beaucoup plus élévé que celle de l' aluminium : 660 °C. Sans cette alternance, la différence entre les deux températures de fusion rendrait impossible la soudure.

Nature des électrodes refractaires :

 

Les électrodes refractaires sont composées de tungstène pur ou de 98 % de tungstène avec  un métal d' addition, qui peut être : du thorium, du cérium, du lanthane, du zirconium, de l' yttrium. Le thorium, en raison de sa faible radioactivité est peu à peu abandonné.

Les électrodes en tungstène thorié, possèdent par convention, un marquage rouge. Elles sont utilisées pour le soudage des métaux lourds.

Les électrodes en tungstène cérié, possèdent par convention un marquage gris. Elles sont utilisables pour les métaux lourds comme pour les alliages légers.

Les électrodes en tungstène pur, possèdent par convention un marquage vert. Elles sont reservées au soudage des alliages légers.

Je ne parlerais pas des autres types d'électrodes, moins rencontrées pour un usage particulier.

L' affûtage des électrodes dépend du métal à souder. On privilègiera une belle pointe pour le soudage des métaux lourds et à l'inverse, un plat, qui se transformera en boule sous l' action du courant alternatif, pour les alliages légers.

 Choix du métal d' apport : 

 

En règle générale, le diamètre du métal d' apport correspond à l' épaisseur des pièces à souder. Il est toujours de même nature que les pièces à souder, c' est un soudage autogène.

A partir de 5 millimètres d' épaisseur, un chanfrein devra être réalisé sur les pièces à souder. Passé 12 millimètres d' épaisseur, il conviendra de changer de procédé de soudage.

Choix du diamètre de l' électrode en tungstène :

 

C' est une question que beaucoup se posent, y compris chez les professionnels ! Voici quelques indications, en rappellant qu' une intensité trop forte sur une électrode trop petite, provoquera sa destruction prématurée. L' inverse n'est pas forcément mieux, du moins pas adapté... 

Gardez ceci à l' esprit :

- de 15 à 60 Ampères : diamètre de l' électrode 1 mm

- de 60 à 100 Ampères : diamètre de l' électrode 1.6 mm

- de 80 à 150 Ampères : diamètre de l'électrode 2 mm

- de 150 à 200 Ampères : diamètre de l'électrode 2.4 mm

- au dessus de 200 Ampères : diamètre de l'électrode 3 mm

Plus simplement, on peut considérer qu' une électrode supporte 60 à 70 Ampères par millimètres d' épaisseur. 

  

 Choix des torches en fonction de l' intensité de soudage :

 

En effet, toutes les torches ne sont pas identiques ! Il existe en fait deux types de torches :

- les torches à air : pour le soudage des tôles d' épaisseur inférieure ou égale à 3 mm et / ou pour une intensité de soudage inférieure à 150 Ampères.

- les torches à eau : pour le soudage des tôles d' épaisseur supérieure à 3 mm et / ou  pour une intensité de soudage supérieure ou égale à 150 Ampères.

  Quelques cause d' instabilité de l' arc : 

 

- une intensité trop faible

- une électrode souillée par le métal à souder ou mal affûtée

- les effets magnétiques

- les courants d' air

- débit de gaz trop important

Quelques règles d' or :

 

Conservez toujours votre électrode dans un état parfait, bien affûtée pour l' acier et avec une belle boule pour l' aluminium.

Soyez à l' aise pour souder, il est difficile de bien souder en étant crispé... Contrôlez bien votre respiration, vous ne pouvez pas souder longtemps en apnée !

Ne faîtes pas toucher l' électrode dans le bain de fusion ! Cela créer des inclusions de tungstène dans la soudure, diminuant ainsi la qualité du cordon.

N' utilisez jamais de crayon à papier ou mine graphite pour le traçage ! Cela provoque, avec le tungstene à haute température, la création de carbure de tungstène qui detériorerait définitivement la torche !