Afin d’obtenir une liaison forte et résistante lors de la soudure de tubes, il est important de veiller à inerter les éléments à souder. Avant de déclencher une soudure, il faut donc être certain d’avoir éliminé l’oxygène ambiant autour d’une zone de soudage et de l’avoir remplacé par un gaz inerte. C’est ainsi qu’une décoloration ou un déséquilibre de la composition du métal après soudure peuvent être évités et que la qualité de la soudure, plus particulièrement de la racine peut être garantie.
Mais comment bien inerter ? Quels sont les outils pour effectuer une purge ?
Différents cas de figures peuvent se présenter en fonction des applications, en effet l’utilisation des gaz d’inertage est différente à bien des aspects. Dans le cadre d’une buse ouverte – en soudage automatique ou manuel – le gaz d’inertage est largement diffusé par la buse et un diffuseur. Le diffuseur se situe dans la torche sous la buse céramique et il est percé d’une multitude de petits trous. Lorsque vous souhaitez acquérir une torche TIG manuelle, nous vous conseillons vivement de ne pas faire de fausses économies dans le cadre des diffuseurs. C’est lui qui permet de diffuser de manière uniforme le gaz d’inertage.
Autre outil très intéressant lors du soudage manuel ou automatisé avec une tête ouverte en soudage orbital: le trainard qui peut également être utilisé pour le gaz envers. C’est une façon de travailler très facile à mettre en œuvre et le gaz d’inertage est directement orienté sur la pièce à souder. Si cette option est choisie en soudage manuel, la manœuvre doit être effectuée avec beaucoup de soin et la quantité de gaz à utiliser doit être assez importante afin d’obtenir un résultat acceptable.
… Et les têtes de soudage orbital fermées ?
Prenons par exemple une soudure avec une tête fermée de soudage orbital : dans ce cas précis la chambre fermée de la tête de soudage est remplie par le gaz inerte, chassant ainsi l’air atmosphérique – dont l’oxygène – et la soudure peut se dérouler sans problème à condition de bien respecter le temps de pré-gaz. Le temps de pré-gaz pour la chambrée fermée est calculé directement par le générateur orbital. L’inertage du tube peut varier selon la taille du tube à souder et la longueur de la zone inertée.
Pour le soudage de tubes qui peuvent représenter plusieurs mètres, on essayera de confiner la zone pour créer une chambre et on utilisera des flasques en silicone ou des accessoires sous forme de ballon, positionnés à 10 cm de chaque côté de la soudure, qui vont obstruer la chambre à inerter. Après l’opération de soudage, il est très aisé de retirer ces accessoires en les faisant coulisser grâce à un câble prévu à cet effet.
Quels sont les pièges à éviter ?
Les courants d’air
Les courants d’air sont à proscrire. Quand les opérations de soudage sont effectuées à l’extérieur, des intrusions d’oxygène peuvent apparaître de manière aléatoire. Il est donc préconisé de créer une zone protégée pour mieux maitriser la soudure.
Le débit du gaz et la pression à l’intérieur du tube
Pendant toute l’opération de soudage, il faut veiller à garder un débit de gaz constant à l’intérieur des pièces à souder et surveiller que la pièce ne monte pas en pression. Un débit trop important de gaz et un échappement trop réduit engendreront une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la pièce et cela aura une incidence directe sur l’aspect de la soudure.
Le principe est simple :
- Si la pression à l’intérieur de la pièce est trop importante le cordon va être poussé vers l’extérieur et on va avoir un aspect creux.
- Si les pressions sont identiques, le résultat ne sera pas influencé par ce paramètre.
Dans certains domaines les différences de pressions sont volontaires et calibrées, afin de modifier l’aspect du cordon. Mais attention à bien maitriser ces variations pour avoir un résultat répétable.
La densité du gaz joue un rôle important
La densité du gaz doit impérativement être prise en considération. L’argon est un gaz plus lourd que l’air. Lors du remplissage d’une cuve il faudra placer le trou d’arrivée de gaz en bas de la cuve et le trou de sortie en haut. Si l’on remplit une tuyauterie en azote – ce qui est assez courant – on placera le trou d’arrivée en haut et le trou de sortie en bas, car l’azote est plus léger que l’air. Ainsi, on va chasser tout l’oxygène vers le bas.
La sécurité en lieu confiné
D’autre part, toutes les règles de sécurité doivent être impérativement suivies à la lettre. Un soudeur qui se trouve à l’intérieur d’une cuve risque des accidents graves voir mortels. Les gaz inertes sont des gaz inodores, et le soudeur n’a souvent pas conscience de l’influence que cela peut avoir sur la santé et notamment l’insuffisance respiratoire. Ceci est valable pour tous les endroits confinés. L’analyse des dangers doit être effectué en amont avec les plus de précision et de précaution possibles.
Le choix du gaz et des éléments à souder
La bonne qualité de l’inertage est un autre aspect important. Il faut choisir un gaz le plus pur possible en fonction du résultat de soudage requis. Si par exemple on souhaite une coloration dans une tolérance élevée, il faudra choisir le gaz le plus pur possible. Mais là aussi un piège peut être observé en considérant tout le chemin que le gaz va parcourir. Si le gaz passe dans des tuyaux poreux, vieux ou souillés, le résultat de la soudure sera de moins bonne qualité. C’est pour cette raison qu’il faudra préférer des tubes rigides aux dépens des tuyaux flexibles. Beaucoup de soudeurs préfèrent utiliser des tuyaux flexibles, plus maniables. Mais ce tube flexible qui va être mis sous pression ou dépression aura un effet « d’éponge » en emprisonnant du gaz. Lors de la prochaine mise sous pression, ce gaz va se libérer à nouveau. Quand cela se produit, on peut se retrouver en permanence avec des impuretés dans le gaz.
Bien entendu, ce genre de problème se pose surtout pour des applications nécessitant des qualités de soudures de haut niveau. Pour d’autres cas de figures, un tuyau souple peut parfaitement convenir. Il en est de même pour l’ensemble des raccords : pour des conduites de gaz pur on n’utilisera pas des joints en caoutchouc par exemple.
L’inertage – ballons ou flasques ?
Un autre aspect à ne pas négliger : si l’on inerte des tubes à l’aide de ballons : ces derniers sont très pratiques mais peuvent s’avérer plus fragiles que les flasques en silicone suivant leur utilisation. Si le ballon est percé ou s’il est placé trop près de la soudure et subit une surchauffe, il faudra le remplacer. Il existe également des systèmes modulaires avec des rondelles qui ont une bonne tenue à la température et l’ensemble des accessoires sur ces types d’accessoires permettront de gérer l’inertage dans de nombreuses configurations…
Il existe aussi des papiers hydrosolubles : il s’agit d’une membrane que l’on réalisera et avec laquelle on bouchera la tuyauterie, permettant ainsi de confiner l’endroit. Après l’opération de soudage il suffira de remplir le profilé d’eau et l’ensemble va se dissoudre…