Quels gaz de protection pour le soudage TIG et pour le soudage MIG/MAG ?
Gaz de protection TIG
Comme il est déjà possible de le déduire à partir du nom du procédé, on utilise généralement les gaz inertes pour le soudage TIG. Les gaz de protection sont normalisés (norme NF EN 439). Ceux-ci portent selon la norme les désignations l1, l2, et l3.
Le gaz de protection le plus souvent utilisé pour le soudage TIG est l'argon (l1). Le degré de pureté doit être d'au moins 99,95 %. Pour les métaux ayant une très bonne conduction de chaleur, comme l'aluminium ou le cuivre, on utilise également l'hélium (l2). Si l'on utilise de l'hélium comme gaz de protection, l'arc est plus chaud. Mais la répartition de la chaleur entre le noyau et bord de l'arc est avant tout régulière. L'utilisation d'hélium pur pour le soudage TIG est rare et limité à des cas particuliers, en revanche, les mélanges argon/hélium (l3) avec 25, 50 ou 75 % d'hélium sont de plus en plus utilisés depuis quelques années. Ainsi, cela permet de limiter la température de préchauffage nécessaire pour atteindre une pénétration suffisante par exemple pour les structures en aluminium plus épaisses. Souvent, une augmentation de la vitesse de soudage est également possible. Pour le soudage TIG d'aciers inoxydables au chrome-nickel, on utilise également à cet effet de l'argon/des mélanges d'hydrogène (R1), toutefois la teneur en hydrogène ne devrait pas sensiblement dépasser 5 % afin d'éviter la formation de pores.
La quantité du débit de gaz de protection dépend du diamètre des buses de gaz et du flux d'air environnant. Comme valeur indicative, en ce qui concerne l'argon, il est possible de partir d'un débit volumétrique de 5 à 10 l/min. Dans les espaces exposés aux courants d'air (Image 4), des débits plus grands sont nécessaires. Pour les mélanges d'argon/hélium, il faut régler des débits plus élevés en raison de l'épaisseur moindre de l'hélium.
Gaz de protection MIG/MAG
On trouve des gaz de protection pour le soudage MIG/MAG dans la norme DIN EN 439. Dans cette norme, tous les gaz de protection pour le soudage et le coupage à l'arc sont normalisés. Les gaz de protection sont divisés en sept groupes et en autres sous-groupes.
Aperçu des groupes de gaz de protection
Le groupe R
Le groupe R contient des mélanges d'argon / hydrogène qui ont un effet de réduction. Les gaz du groupe R1 sont utilisés, outre l'argon et l'hélium, pour le soudage TIG et pour le soudage plasma, les gaz du sous-groupe 2 avec une teneur plus élevée en hydrogène (H) sont en revanche utilisés pour le coupage plasma et pour la protection envers (gaz envers).
Le groupe I
Le groupe I regroupe les gaz inertes. Ici, on trouve l'argon (Ar) et l'hélium (He) ainsi que des mélanges argon/hélium. Ils sont utilisés pour le soudage TIG, MIG et plasma ainsi que pour la protection envers.
Le groupe M
Le grand groupe M, encore divisé en M1, M2 et M3, regroupe les mélanges gazeux pour le soudage MAG. Ici également, il y a encore dans chaque groupe 3 ou 4 sous-groupes. Les gaz sont classés de M1.1 à M3.3 selon leur comportement à l'oxydation, c'est-à-dire que M1.1 a un comportement faible à l'oxydation, M3.3 est le plus fortement oxydant. Le principal composant de ces gaz est l'argon, à ces composants actifs sont mélangés de l'oxygène (O) ou du dioxyde de carbone (Co2) ou de l'oxygène et du dioxyde de carbone (gaz à trois composants).
Le groupe C
Dans la série des gaz relatifs au soudage MAG, le dioxyde de carbone pur et un mélange dioxyde de carbone/oxygène suit dans le groupe C. Ce dernier élément n'a toutefois pas d'importance en Allemagne. Les gaz du groupe C sont ceux qui s'oxydent le plus fortement parce que le CO2 se désintègre lorsque la température de l'arc est élevée, donnant naissance, outre le monoxyde de carbone, à de grandes quantités d'oxygène.
Le groupe F
Dans le groupe F, on trouve enfin l'azote (N) et un mélange azote / hydrogène. Les deux gaz peuvent être utilisés pour le coupage plasma et pour le façonnage.
En plus du comportement d'oxydation, les propriétés électriques et physiques dans l'espace d'arc, et donc les propriétés de soudage, changent également avec la composition du gaz. En ajoutant de l'hélium à l'argon, la conduction de chaleur et la teneur en chaleur de l'atmosphère de l'arc s'améliore. Les deux entraînent un arc plus riche en énergie et donc de meilleures caractéristiques de pénétration. Le mélange de composants actifs dans les mélanges gazeux entraîne, entre autres, une formation de gouttelettes plus fines lors de la fusion du fil à souder. En outre, cela améliore le transport de chaleur dans l'arc. Cela entraîne également de meilleures caractéristiques de pénétration.
Le débit de gaz de protection requis peut être calculé avec une règle générale, c'est-à-dire qu'il devrait être de 10 à 12 x le diamètre de fil en litres / minute.
Pour le soudage TIG d'aluminium, en raison de la grande tendance à l'oxydation du matériau, on règle des débits légèrement supérieurs à la moyenne, pour les mélanges gazeux Ar / He, en raison de la faible densité d'hélium, ils sont également beaucoup plus élevés. Le gaz provenant de la bouteille ou de la conduite en circuit fermé est d'abord réduit en pression. Le débit réglé peut être lu sur un manomètre calibré avec une buse de refoulement, ou sur un débitmètre avec flotteur.
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Désignation |
Indication en pourcent en volume (Vol %) |
Application |
Remarques |
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Groupe |
Indice |
oxydant |
inerte |
réduit |
faiblement réactif |
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CO2 |
O2 |
Ar |
He |
H2 |
N2 |
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R |
1 |
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Reste² |
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> 0 à 15 |
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TIG, soudage plasma, coupage plasma, protection envers |
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|
2 |
|
|
Reste² |
|
> 15 à 35 |
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I |
1 |
|
|
100 |
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|
MIG, TIG, soudage plasma, protection envers |
inerte |
|
2 |
|
|
|
100 |
|
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|
3 |
|
|
Reste² |
> 0 à 95 |
|
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|
M1 |
1 |
> 0 à 5 |
|
Reste² |
|
> 0 à 5 |
|
MAG |
faiblement oxydant |
|
2 |
> 0 à 5 |
|
Reste² |
|
|
|
|||
|
3 |
|
> 0 à 3 |
Reste² |
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|
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|||
|
4 |
> 0 à 25 |
> 0 à 3 |
Reste² |
|
|
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|||
|
M2 |
1 |
> 0 à 25 |
|
Reste² |
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|
|
|
|
2 |
|
> 3 à 10 |
Reste² |
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|
|
|||
|
3 |
> 0 à 5 |
> 3 à 11 |
Reste² |
|
|
|
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|
4 |
> 0 à 25 |
> 0 à 8 |
Reste² |
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M3 |
1 |
> 25 à 50 |
|
Reste² |
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|
|
|
|
2 |
|
> 10 à 15 |
Reste² |
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|
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|
3 |
>5 à 50 |
> 8 à 15 |
Reste² |
|
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|
C |
1 |
100 |
|
|
|
|
|
fortement oxydant |
|
|
2 |
Reste |
> 0 à 30 |
|
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|
F |
1 |
|
|
|
|
|
100 |
Coupage plasma, protection envers |
faiblement réactif |
|
2 |
|
|
|
|
> 0 à 50 |
Reste |
réducteur |
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Classification des gaz de protection pour le soudage et le coupage à l'arc