Comment choisir les paramètres de soudage Tig ?

1. Types et taille du courant de soudage

Le choix du type et de la taille du courant de soudage est essentiel pour obtenir une qualité et des performances de soudage optimales. Le type de courant est principalement déterminé par les propriétés du matériau de la pièce à usiner, tandis que la taille du courant influence de manière significative la profondeur de pénétration de la soudure et l'intégrité globale du joint.

Type actuel :
Le choix entre le courant alternatif (CA) et le courant continu (CC) dépend des propriétés thermiques et électriques du matériau de la pièce. Par exemple, le courant continu est généralement utilisé pour l'acier et l'acier inoxydable, tandis que le courant alternatif est préféré pour les alliages d'aluminium et de magnésium en raison de son action de nettoyage cathodique, qui décompose les oxydes de surface.

Taille actuelle :
L'intensité du courant de soudage est un paramètre crucial qui affecte directement la profondeur de pénétration de la soudure, la géométrie du cordon et les caractéristiques de la zone affectée thermiquement (ZAT). Son choix est influencé par plusieurs facteurs :

1. Composition et épaisseur du matériau
2. Configuration du joint (par exemple, joint de bout, joint de recouvrement, joint en T)
3. Position de soudage (à plat, horizontale, verticale ou au-dessus de la tête)
4. Type et diamètre des électrodes
5. Composition du gaz de protection
6. Vitesse de déplacement
7. Propriétés souhaitées de la soudure (résistance, ductilité, résistance à la corrosion)

Dans les procédés de soudage manuel comme le soudage au gaz inerte de tungstène (TIG), le niveau de compétence du soudeur peut également jouer un rôle dans la détermination du réglage optimal du courant. Les soudeurs expérimentés peuvent être en mesure de travailler avec des courants plus élevés, ce qui permet d'obtenir une pénétration plus profonde et des vitesses de déplacement plus rapides.

Il est important de noter que les générateurs de soudage modernes offrent souvent des fonctions avancées telles que le contrôle du courant pulsé et de la forme d'onde, ce qui permet d'affiner les paramètres de soudage afin d'obtenir des résultats optimaux pour des applications spécifiques.

2. Diamètre et forme de l'extrémité de l'électrode de tungstène

La forme de l'extrémité de l'électrode de tungstène est un paramètre important du processus. Différentes formes d'extrémité sont choisies en fonction de la le type de soudage courant utilisé.

La taille de l'angle de pointe α affecte le courant admissible de l'électrode de tungstène, l'amorçage de l'arc et la stabilité de l'arc.

Le tableau 1 indique la plage de courant recommandée pour différentes tailles de pointes d'électrodes en tungstène.

Lors du soudage à faible courant, l'utilisation d'une électrode en tungstène de petit diamètre et d'un angle de cône réduit peut faciliter l'amorçage et la stabilité de l'arc.

Lors du soudage avec un courant élevé, l'augmentation de l'angle du cône peut empêcher la pointe de surchauffer et de fondre, réduire les pertes et empêcher l'arc de s'étendre vers le haut et d'affecter la stabilité du point cathodique.

L'angle de la pointe de l'électrode de tungstène a également une certaine influence sur la profondeur et la largeur de la soudure. La réduction de l'angle du cône réduit la profondeur de la soudure et augmente sa largeur, et vice versa.

3. Débit de gaz et diamètre de la buse

L'optimisation du débit de gaz et du diamètre de la buse est cruciale pour obtenir une qualité et une efficacité de soudage supérieures dans les procédés de soudage à l'arc sous gaz et métal (GMAW). Ces paramètres influencent directement la couverture du gaz de protection, la stabilité de l'arc et l'intégrité globale de la soudure.

Le débit de gaz et le diamètre de la buse présentent une relation symbiotique, avec une plage optimale qui maximise la zone de protection efficace tout en minimisant les turbulences et la contamination. Un débit de gaz insuffisant compromet l'effet de protection, laissant le bain de soudure vulnérable à la contamination atmosphérique. Inversement, un débit excessif peut induire des turbulences, susceptibles d'entraîner des gaz atmosphériques et de compromettre la qualité de la soudure.

Lors de l'étalonnage du débit de gaz, il convient de tenir compte des facteurs suivants :

1. Faibles débits : Insuffisant pour déplacer l'air ambiant, ce qui entraîne une mauvaise protection et des défauts de soudure potentiels tels que la porosité ou l'oxydation.
2. Débits élevés : Peut créer des turbulences, entraînant des pertes de gaz et une contamination potentielle de la soudure en raison de l'entraînement d'air.

Le choix du diamètre de la buse est tout aussi important :

1. Buses sous-dimensionnées : génèrent des flux de gaz à haute vitesse sujets à des turbulences, limitant la zone protégée et pouvant causer des défauts de soudure.
2. Buses surdimensionnées : Obstruent la visibilité, réduisent la vitesse d'écoulement du gaz et diminuent l'efficacité globale de la protection.

Pour optimiser ces paramètres :

• Utiliser des simulations de dynamique des fluides numériques (CFD) pour visualiser les schémas d'écoulement des gaz et optimiser la conception des buses.
• Utiliser des systèmes d'alimentation en gaz pulsés pour maintenir la couverture tout en réduisant la consommation globale de gaz.
• Tenir compte de la position de soudage, de la configuration du joint et des propriétés du matériau lors de la sélection des débits et des tailles de buses.
• Mettre en place des systèmes de surveillance en temps réel pour ajuster le débit de gaz en fonction des conditions de soudage.

Voir le tableau 2 pour la sélection des appareils portatifs à gaz de tungstène. soudage à l'arc l'ouverture de la buse et le débit du gaz de protection.

4. Vitesse de soudage

Le choix de la vitesse de soudage est principalement régi par l'épaisseur de la pièce et doit être soigneusement coordonné avec d'autres paramètres critiques tels que le courant de soudage, la température de préchauffage et le type d'électrode. Cette synergie permet d'obtenir la profondeur et la largeur de fusion requises, ce qui détermine en fin de compte la qualité et la résistance de la soudure.

Dans les procédés de soudage automatique à grande vitesse, tels que les procédés robotisés TIG ou soudage au laserL'impact de la vitesse de soudage sur l'efficacité du gaz de protection devient alors une considération cruciale. Des vitesses de soudage excessives peuvent entraîner un retard significatif dans le flux de gaz protecteur, exposant potentiellement la pointe de l'électrode de tungstène, la colonne d'arc et le bain de soudure à la contamination atmosphérique. Cette exposition peut entraîner une oxydation, une porosité et d'autres défauts de soudure qui compromettent l'intégrité du joint.

Pour atténuer ces risques et maintenir une protection optimale, les soudeurs doivent mettre en œuvre des contre-mesures appropriées. Celles-ci peuvent inclure

1. Augmentation du débit du gaz de protection proportionnellement à la vitesse de soudage
2. Inclinaison de la torche de soudage vers l'avant à un angle calculé (généralement de 10 à 15 degrés) pour diriger le flux de gaz vers le bain de soudure qui progresse.
3. Utilisation de buses de gaz de conception avancée qui assurent un flux laminaire et une couverture de gaz étendue
4. Utilisation de boucliers de protection ou de diffuseurs de gaz supplémentaires pour une protection accrue dans les applications critiques

5. Distance entre la buse et l'ouvrage

Plus la distance est grande, plus l'effet de protection contre le gaz est mauvais. Toutefois, si la distance est trop faible, elle peut affecter la ligne de visée du soudeur et faire en sorte que l'électrode de tungstène entre facilement en contact avec le bain de soudure, ce qui entraîne des inclusions de tungstène.

En général, la distance entre l'extrémité de la buse et la pièce à usiner est comprise entre 8 et 14 mm.

Le tableau 3 énumère les paramètres de référence pour le soudage au gaz inerte de tungstène de plusieurs matériaux.