La soudure TIG (Tungsten Inert Gas) est l’une des méthodes les plus précises et polyvalentes pour assembler les métaux. Dans ce processus, une électrode en tungstène est utilisée pour générer l’arc électrique nécessaire à la fusion des matériaux de base, tandis qu’un gaz inerte est employé pour protéger la zone de soudure des contaminations atmosphériques. Le choix du gaz est crucial pour garantir la qualité de la soudure et l’efficacité du processus. Dans cet article, nous explorerons les gaz les plus couramment utilisés en soudure TIG et leurs applications dans divers secteurs industriels.
Qu’est-ce que la soudure TIG ?
La soudure TIG, également connue sous le nom de “Gas Tungsten Arc Welding” (GTAW), est un procédé de soudure dans lequel la chaleur générée par un arc électrique entre l’électrode en tungstène et le matériau de base est utilisée pour fondre le métal et créer une liaison solide. Contrairement à d’autres méthodes de soudure, dans le procédé TIG, l’électrode ne se consomme pas pendant le processus; seul le matériau d’apport fond si nécessaire. Un gaz inerte est utilisé pour protéger la zone de soudure de l’oxygène et des autres gaz présents dans l’air.
Types de gaz pour la soudure TIG
Les gaz utilisés pour la soudure TIG doivent être inertes ou très peu réactifs afin d’éviter toute contamination de la soudure. Les deux gaz les plus couramment utilisés sont l’argon et l’hélium, bien que des mélanges de ces gaz puissent également être employés en fonction de l’application et du type de métal à souder.
1. Argon (Ar)
L’argon est le gaz le plus couramment utilisé en soudure TIG en raison de sa grande stabilité, de sa disponibilité et de son coût relativement bas. C’est un gaz inerte, ce qui signifie qu’il ne réagit ni avec l’arc électrique ni avec les matériaux de base pendant le processus de soudure. Sa fonction principale est de protéger la soudure des contaminations de l’air, qui pourraient affecter la qualité du joint.
L’argon convient à une large gamme de métaux, notamment l’acier inoxydable, l’aluminium, le cuivre, le titane et d’autres métaux non ferreux. La plupart des applications de soudure TIG utilisent de l’argon pur en raison de sa capacité à fournir une atmosphère de soudage propre et contrôlée. En outre, l’argon est efficace pour créer des arcs stables et bien définis, ce qui facilite une soudure précise.
Applications de l’argon:
- Soudure de l’acier inoxydable : L’argon aide à prévenir l’oxydation de l’acier inoxydable pendant le processus de soudure.
- Aluminium et ses alliages : L’argon est particulièrement utile pour la soudure de l’aluminium, car il maintient un arc propre et réduit la possibilité de porosité.
- Cuivre et titane : Lors de la soudure de ces métaux, l’argon minimise les réactions chimiques indésirables susceptibles de compromettre l’intégrité de la soudure.
2. Hélium (He)
L’hélium est un autre gaz couramment utilisé en soudure TIG, bien qu’il soit généralement utilisé en combinaison avec l’argon. Il est moins dense que l’argon, ce qui lui confère une meilleure capacité de transfert de chaleur, avantageuse dans certains cas. L’hélium génère une température d’arc plus élevée et permet une pénétration plus profonde dans les matériaux épais.
L’un des principaux avantages de l’hélium est sa capacité à souder plus efficacement les métaux à haute conductivité thermique, comme l’aluminium et le cuivre. Bien que l’hélium soit plus coûteux que l’argon, son utilisation en combinaison avec l’argon peut améliorer la qualité et la vitesse de la soudure, notamment dans les applications nécessitant un transfert de chaleur élevé.
Applications de l’hélium:
- Soudure des métaux épais : La haute capacité de transfert de chaleur de l’hélium est utile pour la soudure des métaux plus épais.
- Aluminium et cuivre : L’hélium permet une meilleure fusion de ces métaux, qui nécessitent plus de chaleur en raison de leur conductivité thermique élevée.
3. Mélanges d’argon et d’hélium
Dans certains cas, des mélanges d’argon et d’hélium sont utilisés pour tirer parti des propriétés des deux gaz. Ces mélanges offrent un équilibre entre la stabilité de l’arc de l’argon et la capacité de transfert de chaleur plus élevée de l’hélium. Les proportions varient en fonction du type de matériau à souder et des exigences spécifiques du travail.
Les mélanges de gaz sont particulièrement utiles dans les applications nécessitant un arc plus chaud ou une pénétration plus profonde, sans perdre la stabilité et le contrôle offerts par l’argon. Les proportions courantes incluent 75 % d’argon et 25 % d’hélium, bien que d’autres combinaisons soient possibles en fonction des besoins du projet.
Applications des mélanges de gaz:
- Soudure des métaux non ferreux : Les mélanges d’argon et d’hélium sont utilisés pour la soudure des métaux tels que le cuivre et ses alliages.
- Métaux épais ou difficiles à souder : Lorsqu’un arc plus chaud est nécessaire pour obtenir une pénétration profonde, les mélanges de gaz sont la solution idéale.
4. Hydrogène (H2)
Dans certaines applications avancées, une petite quantité d’hydrogène (généralement mélangée avec de l’argon) peut être utilisée pour améliorer la qualité de la soudure. L’hydrogène augmente la température de l’arc, ce qui est utile pour obtenir une pénétration plus profonde. Cependant, l’hydrogène peut rendre les métaux, notamment l’acier inoxydable, plus susceptibles à la fragilité due à l’hydrogène. Son utilisation doit donc être soigneusement contrôlée.
Applications de l’hydrogène:
- Soudure des aciers inoxydables : L’hydrogène peut être utile pour la soudure de l’acier inoxydable, à condition que sa proportion dans le mélange de gaz soit bien contrôlée.
- Métaux réactifs : Pour la soudure des métaux nécessitant une température d’arc élevée, l’hydrogène peut améliorer l’efficacité.
