Que sont les gaz de blindage de soudage, et pourquoi sont-ils importants ?

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Les soudeurs utilisaient des gaz de protection pour protéger leur travail depuis les années 1920, mais lorsque la Seconde Guerre mondiale a commencé, ces gaz sont passés d’une pratique de niche à une norme commerciale.

Si vous êtes soudeur, ou si vous voulez le devenir, vous devez connaître ces gaz et comment ils sont appliqués au soudage. Ils sont utilisés sur tous les chantiers et dans tous les projets.

Pourquoi les gaz de protection sont-ils importants pour le soudage ?

Les gaz de protection sont principalement utilisés pour protéger le métal en fusion de la contamination et de l’oxydation causées par ces gaz nocifs présents dans l’atmosphère :

  • Oxygène
  • Dioxyde de carbone
  • Nitrogène
  • Vapeur d’eau

Ils ont également un impact sur des parties importantes du processus de soudage 1 :

  • Caractéristiques de l’arc et du transfert du métal
  • Largeur de la zone de fusion
  • Vitesse de soudage
  • Pénétration de la soudure
  • Modèles de forme de la surface
  • Tendance à la sous-coupe

Pourquoi tout cela est-il important ? Les propriétés des différents gaz utilisés dans la formation en soudage sont appliquées dans des projets de soudage du monde réel. Et choisir le mauvais gaz peut entraîner des défauts et des discontinuités dans la soudure. 2

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Que sont les gaz de protection ?

Les gaz de protection sont des gaz inertes ou semi-inertes qui protègent la soudure de ces gaz nocifs présents dans l’atmosphère :

  • Oxygène
  • Dioxyde de carbone
  • Nitrogène
  • Vapeur d’eau

Ces gaz peuvent endommager la soudure. 3 Les gaz de protection peuvent également avoir un impact sur la quantité de chaleur produite par l’arc et sur l’apparence du cordon de soudure qui en résulte. 4

Pour comprendre pourquoi ces gaz sont importants, nous devons décomposer la manière exacte dont ils influencent le soudage.

Comment les gaz inertes sont-ils utilisés dans le soudage ?

Aussi appelés gaz nobles, les gaz inertes sont incolores, inodores et non réactifs chimiquement. 5 En soudage, l’argon et l’hélium sont les deux gaz inertes utilisés. Découvrons leurs propriétés. 6

Argon

L’argon représente 1 % de l’air et est un sous-produit des procédés de réduction de l’air utilisés pour produire de l’oxygène. Ce gaz est bon pour le blindage des soudures en position plate et dans les rainures profondes.

L’argon convient aux démarrages plus faciles et aux applications en courant alternatif, ainsi qu’aux arcs plus longs à des tensions plus faibles. 7 Sous forme pure, l’argon est souvent utilisé avec l’aluminium et les métaux non ferreux.

L’ajout d’hélium améliore les propriétés de transfert de chaleur de l’argon, et la combinaison de l’argon avec le dioxyde de carbone ou l’oxygène peut aider à stabiliser l’arc. 8

Hélium

L’hélium est efficace pour les applications mécanisées mais moins indulgent pour le soudage manuel. Comme l’hélium pur crée un arc erratique, il peut entraîner des éclaboussures lorsqu’on travaille avec de l’acier.

Malgré cela, l’hélium pur est idéal pour le magnésium, le cuivre et l’aluminium. Mélangé à de l’argon, l’hélium peut assurer le nettoyage de la cathode. D’autres mélanges peuvent être utilisés sur l’aluminium et l’acier inoxydable. 9 10

Comment les gaz semi-inertes sont-ils utilisés en soudage ?

Les gaz à faible réactivité sont dits semi-inertes. Ces gaz semi-inertes sont utilisés dans le processus de soudage :

  • Hydrogène
  • Oxygène
  • Dioxyde de carbone
  • Azote

Ils peuvent être utilisés purs ou en mélange. Lorsque les bonnes quantités sont appliquées, les gaz semi-inertes peuvent améliorer la qualité d’une soudure. 11

Hydrogène

L’hydrogène est souvent utilisé en combinaison avec d’autres gaz. Lorsqu’il est ajouté à l’argon, il peut approfondir la pénétration et augmenter les vitesses de soudage. Sur les qualités d’acier inoxydable qui sont sensibles à l’oxygène, il peut donner lieu à des surfaces de soudure plus propres et à de meilleurs profils de cordon.

Le mélange d’argon, de dioxyde de carbone et d’hydrogène peut augmenter la température de l’arc, rétrécir l’arc et améliorer la pénétration de la soudure.

L’hydrogène n’est cependant pas parfait. S’il est mal utilisé, il peut provoquer une porosité de la soudure, un phénomène provoqué par une trop grande quantité de gaz piégé, entraînant la formation de trous ronds. Des fissures peuvent également se produire sous le cordon dans les aciers au carbone et faiblement alliés. 12 13

Azote

L’azote augmente la pénétration de la soudure et la stabilité de l’arc. Les mélanges gazeux contenant de l’azote peuvent augmenter les propriétés mécaniques des alliages contenant de l’azote et prévenir la corrosion par piqûre et la perte d’azote du métal. 14

Oxygène

Similaire à l’hydrogène, l’oxygène est généralement utilisé avec d’autres gaz pour protéger la soudure.

Par exemple, l’oxygène est généralement utilisé en combinaison avec l’argon pendant le processus de soudage pour ces avantages 15:

  • Stabilisation de l’arc
  • Minimisation des projections
  • Amélioration du transfert du métal

Ce gaz peut cependant provoquer une oxydation, il ne peut donc pas être utilisé avec le cuivre, l’aluminium ou le magnésium.

Et soyez prudent dans son utilisation : Une abondance d’oxygène peut entraîner une fragilisation. 16

Dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone convient mieux à l’acier et est particulièrement utile dans le soudage au gaz inerte métallique (MIG) car il augmente la vitesse de soudage, la pénétration et les propriétés mécaniques.

Bien que peu coûteux, le dioxyde de carbone n’est pas sans défaut lorsqu’il est utilisé en soudage. Il provoque un arc plus tremblant et des pertes d’éclaboussures, et travailler avec lui peut produire beaucoup d’émanations de fumée sur un chantier. Le mélange de dioxyde de carbone avec de l’argon, cependant, peut minimiser les éclaboussures. 17 18

Le dioxyde de carbone ne doit pas non plus être utilisé pour les métaux minces comme l’aluminium. Il est généralement trop chaud pour que le métal mince le supporte.

Toute personne qui étudie pour devenir soudeur ou qui est intéressée à le devenir doit connaître les rôles importants que ces gaz jouent dans le soudage. La meilleure façon d’apprendre comment appliquer ces gaz aux projets de soudage est d’avoir des outils en main et un instructeur à vos côtés, mais cette antisèche vous aidera à vous préparer à l’avance.

Les petits détails sont de grandes affaires dans le soudage. Passez en revue les propriétés mécaniques des métaux pour élargir votre compréhension des aspects scientifiques et techniques du travail d’un soudeur.

Sources supplémentaires

1 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Septième édition ; Manuel page 274
2 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
3 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
4 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Septième édition ; Manuel page 387
5 – http://www.dictionary.com/browse/inert-gas
6 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
7 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Seventh Edition ; Manuel page 387
8 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
9 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Seventh Edition ; Textbook page 387
10 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
11 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
12 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Septième édition ; Manuel page 388
13 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
14 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
15 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Septième édition ; Manuel page 274
16 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
17 – Titre : Principes et applications du soudage ; Auteur : Larry Jeffus ; Delmar Cengage Learning ; Septième édition ; Manuel scolaire page 274
18 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/

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