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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 287 citée dans cet article a été remplacée pour sa partie 6 de mars 2010 par la norme NF EN 287-6 (A88-110-6) "Épreuve de qualification des soudeurs - Soudage par fusion - Partie 6 : Fontes " Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1804 (mai 2018).
Auteur(s)
-
Roland CAZES : Ingénieur de l’École Supérieure d’Electricité - ex‐Directeur des Recherches, Société Sciaky
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
Bernandos (1887) puis Kjellberg (1914) ont été les tout premiers à utiliser le pouvoir de fusion d’un arc électrique en vue de réaliser la soudure des métaux. L’énergie est fournie par un banc d’accumulateurs et le soudage s’exécute au moyen d’une électrode qui va fondre au fur et à mesure, puis va se solidifier en un dépôt qui s’associe intimement au métal des pièces en formant une liaison continue. Le procédé se développe essentiellement grâce à la mise au point d’une électrode enrobée en cellulose qui, du fait de sa vaporisation formant écran de protection, réalise l’impérative condition, pour obtenir des soudures saines, de soustraire les métaux en fusion à l’action de l’air. Les principes fondamentaux de tous les procédés de soudage à l’arc par électrode fusible sont dès lors posés, de même que dans une certaine mesure le principe des procédés à électrode réfractaire.
On réalise ainsi que les phénomènes qui se déroulent dans un bain de soudure par fusion à l’arc relèvent de la fonderie, par opposition à ceux relevant de la forge.
L’avènement des différents procédés fondés sur l’arc se déroule ensuite pas à pas de façon logique :
-
l’enrobage devient minéral et mieux contrôlable ;
-
l’âme métallique de l’électrode en tronçons limités devient un fil continu avec un enrobage amené directement sous forme de poudre ;
-
l’enrobage est remplacé par un apport gazeux plus facile d’emploi ;
-
l’électrode peut également être réfractaire.
Ces modifications débouchent sur les quatre procédés fondamentaux qui forment aujourd’hui la panoplie de base du soudage à l’arc.
Seront exposées dans le présent article les lois électriques et thermiques de l’arc, communes à ces quatre procédés, puis développés pour chacun d’eux et quelques‐unes de leurs variantes, les principes et les caractéristiques les plus importantes. La compréhension de ces bases rendra évidentes les particularités présidant à leurs applications spécifiques et à leur mise en œuvre. L’exposé suit l’ordre historique, au demeurant logique du point de vue théorique et pratique, d’apparition des procédés ; on pourra alors comprendre sans difficulté d’autres classifications. Les différentes façons de mettre en pratique les procédés examinés relevant de principes communs ou voisins sont évoqués dans un paragraphe en l’article.
Le lecteur pourra également se reporter à l’article pour les différents procédés de soudage.
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Procédés dérivés5. Soudage à l’électrode réfractaire (TIG)
Caractères principaux :
Électrode : tige de tungstène non fusible.
Protection : gaz inerte.
Nature du courant : alternatif ou continu.
Apport de métal : pas d’apport ou apport séparé.
5.1 Description du procédé
Le soudage à l’électrode réfractaire est communément appelé soudage TIG (Tungsten Inert Gas ). Dans les pays anglo‐saxons, on le désigne également par GTAW ou Gas Tungsten Arc Welding. On le désigne souvent en France par soudage à l’argon.
Le principe du soudage à l’électrode réfractaire est représenté sur la figure 22 sous sa forme manuelle.
L’appareillage comporte une source de courant alternatif ou continu, un dispositif d’amorçage, une bouteille de gaz avec détendeur et débitmètre, une torche spécifique du procédé et divers accessoires.
Un arc TIG est visible et nécessite une protection.
L’opération s’exécute avec ou sans apport de métal :
-
sans apport de métal, l’opérateur tient la torche d’une main et de l’autre le masque de protection ;
-
avec apport de métal (fil métallique), l’opérateur tient la torche d’une main, introduit de l’autre le fil d’apport dans le bain de fusion ; dans ce cas il a un casque spécial (figure 22). En polarité directe, l’électrode est meulée en pointe côté soudage (figure 23). Elle se forme en boule pour le soudage des alliages d’aluminium en courant alternatif ou en polarité inverse.
L’opération se conduit de la façon suivante : l’opérateur place la torche en regard du point de départ en prenant soin de maintenir l’extrémité de l’électrode à quelques millimètres du métal à fondre, valeur approximative de la longueur d’arc. Il actionne ensuite l’interrupteur de torche, ce qui a pour effet d’ouvrir le circuit du gaz, de fermer le contacteur de la source, la tension à vide apparaissant alors entre pièce et électrode, puis de fermer le circuit d’amorçage.
Ce circuit a pour rôle de produire...
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