Procédé de soudage TIG (GTAW) et comment il fonctionne

Le soudage TIG (GTAW ou tungstène gazeux) est un procédé de soudage à l’arc qui fonctionne à haute température (plus de 6 000 degrés Fahrenheit) pour fondre et chauffer les métaux.

Bien qu’il soit plus coûteux que le soudage par bâton, il est plus propre et plus polyvalent (fonctionne sur l’acier, l’aluminium, le laiton et de nombreux autres métaux).

Il permet également d’obtenir des soudures de haute qualité.

En revanche, l’équipement est plus coûteux et le processus est plus lent que les autres procédés de soudage.

Contrairement au soudage GMAW ou MIG, on utilise une électrode en tungstène non consommable (qui ne fond pas).

L’électrode crée un arc électrique qui produit la chaleur nécessaire.

La torche TIG est refroidie par l’air ou l’eau et le procédé utilise un métal d’apport sous forme de baguette.

Le GTAW nécessite également un gaz de protection tel que l’argon ou l’hélium pour protéger la soudure de l’atmosphère.

Le procédé de soudage à l’arc en tungstène gazeux n’est généralement pas commercialement compétitif par rapport aux autres procédés pour le soudage de métaux de plus gros calibre s’ils peuvent être facilement soudés par les procédés de soudage à l’arc métallique blindé, à l’arc submergé ou à l’arc métallique gazeux avec une qualité adéquate.

Aperçu

Le soudage à l’arc en tungstène gazeux (GTAW) est un procédé dans lequel l’assemblage des métaux est produit en chauffant avec celui-ci un arc entre une électrode en tungstène (non consommable) et la pièce avec une machine à souder TIG.

Un gaz de protection est utilisé, normalement de l’argon.

Normalement fait avec une tige de tungstène pur ou d’alliage de tungstène, mais des électrodes multiples sont parfois utilisées.

La zone de soudure chauffée, le métal fondu et l’électrode de tungstène sont protégés de l’atmosphère par une couverture de gaz inerte alimentée par le porte-électrode.

Un métal d’apport peut être ajouté ou non. Une soudure est réalisée en appliquant l’arc de façon à ce que la pièce et le métal d’apport qui se touchent soient fondus et joints au fur et à mesure que le métal de soudure se solidifie.

Ce procédé est similaire aux autres procédés de soudage à l’arc en ce sens que la chaleur est générée par un arc entre une électrode non consommable et la pièce, mais l’équipement et le type d’électrode le distinguent des autres procédés de soudage à l’arc.

Avantages et inconvénients

Avantages

• Fonctionne sur presque tous les types de métaux à point de fusion plus élevé. Le soudage à l’arc sous gaz tungstène est la méthode la plus populaire pour souder l’aluminium, les aciers inoxydables et les alliages à base de nickel. Il n’est généralement pas utilisé pour les métaux à très bas point de fusion tels que les soudures ou les alliages de plomb, d’étain ou de zinc. Il est particulièrement utile pour assembler l’aluminium et le magnésium qui forment des oxydes réfractaires, et aussi pour les métaux réactifs comme le titane et le zirconium, qui dissolvent l’oxygène et l’azote et se fragilisent s’ils sont exposés à l’air pendant la fusion.
• Précision et contrôle du point de contact. Ce procédé permet un contrôle plus précis de la soudure que tout autre procédé de soudage à l’arc, car la chaleur de l’arc et le métal d’apport sont contrôlés indépendamment.
• Cornets de soudure de bonne apparence
• Pour les métaux d’épaisseur variable, y compris les métaux très minces (plage d’ampérage de 5 à 800, qui est la quantité d’électricité créée par la machine à souder). Le procédé de soudage à l’arc sous gaz tungstène est très bon pour assembler des métaux de base minces en raison de l’excellent contrôle de l’apport de chaleur.
• Crée des joints solides. Il produit des soudures de qualité supérieure dans presque tous les métaux et alliages utilisés par l’industrie.
• Un procédé propre avec une quantité minimale de fumées, d’étincelles, d’éclaboussures et de fumée
• Un niveau élevé de visibilité lors du travail en raison des faibles niveaux de fumée. La visibilité est excellente car aucune fumée ou émanation n’est produite pendant le soudage, et il n’y a pas de scories ou d’éclaboussures qui doivent être nettoyées entre les passes ou sur une soudure terminée.
• Finition minimale requise. Dans les applications de service très critiques ou pour les métaux ou les pièces très coûteuses, les matériaux doivent être soigneusement nettoyés de la saleté de surface, de la graisse et des oxydes avant le soudage.
• Fonctionne dans n’importe quelle position de soudage.
• Le soudage TIG présente également une distorsion réduite dans le joint de soudure en raison de la source de chaleur concentrée.
• Comme pour le soudage oxyacétylénique, la source de chaleur et l’ajout de métal d’apport peuvent être contrôlés séparément.
• Parce que l’électrode n’est pas consommable, le procédé peut être utilisé pour souder par fusion seule sans ajout de métal d’apport.

Inconvénients

• Rayons UV plus intenses par rapport aux autres procédés de soudage
• Procédé plus faible que les procédés de soudage à l’arc avec électrode consommable.
• Il faut de la pratique
• Procédé plus coûteux dans l’ensemble. Fournitures de soudage coûteuses (par rapport aux autres procédés) parce que la vitesse de déplacement de l’arc et les taux de dépôt du métal de soudure sont plus faibles qu’avec certaines autres méthodes. Les gaz inertes pour le blindage et les coûts des électrodes en tungstène augmentent le coût total du soudage par rapport aux autres procédés. L’argon et l’hélium utilisés pour le blindage de l’arc sont relativement chers. Les coûts de l’équipement sont plus élevés que ceux d’autres procédés, comme le soudage à l’arc sous protection métallique, qui nécessite des contrôles moins précis.
• Pas facilement transportable, mieux pour un atelier de soudage
• Le transfert du tungstène fondu de l’électrode à la soudure entraîne une contamination. L’inclusion de tungstène qui en résulte est dure et cassante.
• L’exposition de la baguette d’apport chaude à l’air en utilisant des techniques de soudage inappropriées entraîne la contamination du métal de soudure.

Conseils

Comme mentionné, puisque le soudage au tungstène fonctionne à des températures élevées, les métaux idéaux sont ceux qui ont un point de fusion bas. Cela inclut :

• Aluminium : utilisez sur la sortie CA et le réglage haute fréquence. Empêchez le tungstène de toucher la pièce à souder pour éviter toute contamination. Conduit la chaleur. Nettoyer l’aluminium avec une brosse métallique (même s’il semble propre) pour éliminer l’oxyde d’aluminium. Utiliser des réglages de chaleur élevés pour augmenter la vitesse de soudage.
• Magnésium : propriétés similaires à l’aluminium
• Alliages de cuivre (laiton, bronze, cuivre nickel, cuivre aluminium, silicium) : utiliser un courant continu avec électrode négative
• Acier inoxydable : nécessite l’utilisation d’une baguette d’apport à forte composante de chrome. Utiliser des lentilles de gaz pour une meilleure couverture de la soudure par le gaz. Maintenir le débit de gaz à 15 à 20 cfh.
• Acier doux : utiliser des baguettes avec des désoxydants. L’électrode en tungstène doit être thoriée à 2%. Nettoyez l’acier avant de souder.

Si la soudure TIG se fissure, préchauffez le métal à 400 degrés Fahrenheit. Cela aide à la contraction et à l’expansion des métaux lors du soudage.

• Opérer avec la sécurité à l’esprit
• S’assurer que l’alimentation en gaz argon ou hélium a une faible humidité
• Utiliser des baguettes d’apport qui sont propres et garder la zone de soudage sèche
• La sélection de l’électrode de tungstène et les paramètres pour les soudures sont des lignes directrices et non absolues
• Suivre les précautions de sécurité de soudage fournies par tous les fournisseurs de matériaux. Comme le tungstène a une certaine radioactivité, en cas de meulage, portez un masque respiratoire
• Les baguettes plus grosses sont plus faciles à manipuler
• L’électrode de tungstène devrait être la plus petite nécessaire pour effectuer le travail
• Gardez la baguette et le chalumeau à des angles différents
• Les courants d’air réduiront l’efficacité du blindage à l’argon ou à l’hélium. l’efficacité du gaz protecteur argon ou hélium, ce qui entraîne des trous d’épingle dans la soudure
• Des ampères plus élevés nécessitent un orifice plus grand
• Si le tungstène bouge ou se tortille pendant le processus de soudage, cela indique que le tungstène est proche de sa capacité. Utilisez le cadran de la balance dig déplacé vers le côté de la pénétration.

Gaz GTAW

• 100% Argon (le plus courant, le plus froid)
• 75% Argon/25% Hélium
• 75% Hélium/25% Argon (gaz le plus chaud, un % plus élevé d’hélium peut entraîner des problèmes d’amorçage de l’arc)
• 100% Hélium (arc difficile à amorcer, très chaud.)

Lisez aussi : Tailles des réservoirs de gaz de soudage

Pour des informations sur l’équipement et le processus

Procédé TIG

Équipement Tig

Soudage TIG de l’aluminium

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