En quoi consiste… le soudage de l’aluminium à courant alternatif (AC) ?

Comme chacun sait, AC/DC n’est pas seulement le nom d’un groupe de hard rock, mais aussi l’abréviation anglaise de « courant alternatif » (AC) et « courant continu » (DC). Mais en quoi consiste le soudage à courant alternatif ? Quel est le rapport avec l’aluminium ? Qu’est-ce qu’une demi-onde dans ce contexte ? Et une « calotte » ?

Soudage à courant alternatif

Dès qu’il s’agit de souder de l’aluminium avec le process à l’arc en atmosphère inerte avec électrode tungstène, on utilise du courant alternatif. Mais pourquoi ?

Le soudage de l’aluminium est particulièrement complexe car ce matériau est enveloppé d’une couche d’oxyde, qui ne fond qu’à partir de 2 015 degrés Celsius environ. L’aluminium lui-même commence à fondre vers 650 degrés, selon l’alliage. Il se mettrait donc à couler si l’on faisait fondre la couche d’oxyde selon des procédés traditionnels et le soudage serait impossible. Il est donc nécessaire de détruire ou de retirer la couche d’oxyde.

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Lors du soudage de l’aluminium à courant alternatif (AC), la polarité de l’électrode est constamment inversée de plus à moins. Lorsque l’électrode a une polarité positive, les électrons à polarisation négative migrent de la pièce à l’électrode, déchirant la couche d’oxyde au passage. L’électrode passe ensuite à une polarisation négative et les électrons qui passent dans la pièce génèrent de la chaleur, créant ainsi la pénétration nécessaire pour la soudure.

Le MagicWave de Fronius est compatible avec le courant alternatif et convient donc parfaitement aux applications sur aluminium.

Allures de courbes

Pour générer du courant alternatif, les sources de courant de soudage compatibles AC sont équipées d’un onduleur. De nombreuses installations de soudage proposent différentes possibilités pour régler précisément le comportement du courant qui passe d’une polarité négative à positive. L’utilisateur fait son choix parmi différentes allures de courbes en demi-ondes.

Par exemple, le courant peut circuler d’abord dans la plage positive puis dans la plage négative, avec une intensité constante, ce qui donne une allure rectangulaire. Ce réglage garantit un arc électrique extrêmement stable, mais le fort bruit de fonctionnement est désagréable pour le soudeur, qui doit parfois même travailler avec une protection auditive. Il est également possible de réaliser des ondes adoucies, en forme de sinus. L’arc électrique est moins stable, mais le bruit de soudage est agréablement discret. Pour la plupart des applications sur aluminium, il est préférable d’opter pour une combinaison des deux : un rectangle aux coins arrondis pour la demi-onde négative et une courbe sinusoïdale pour la demi-onde positive.

L’installation de soudage MagicWave de Fronius propose également une allure triangulaire pour un arc électrique stable avec une forte intensité, ainsi que les combinaisons les plus variées de toutes les allures de courbes. Le soudeur peut ainsi choisir le réglage qu’il lui faut pour son application.

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Calotte

À l’achat, l’extrémité de l’électrode de tungstène est plate ; l’électrode est taillée en pointe avant d’être utilisée avec du courant continu. Cependant, lors du soudage à courant alternatif, l’extrémité de l’électrode doit être arrondie afin d’obtenir un arc électrique stable et facile à contrôler. Cette extrémité arrondie est appelée « calotte ».

Autrefois, les soudeurs devaient travailler pendant plusieurs minutes sur une pièce en cuivre pour former cette calotte. Les températures élevées faisaient fondre l’électrode de tungstène, formant une goutte à son extrémité : la calotte arrondie. Les installations de soudage modernes possèdent une fonction permettant de former automatiquement la calotte : en fonction du diamètre de l’électrode, une certaine intensité de courant est envoyée à travers l’électrode pendant un certain temps, permettant de former la calotte arrondie à son extrémité.

Fronius a perfectionné la formation de calottes automatisée : la MagicWave 230i utilise du courant pulsé, qui fait vibrer le métal liquide pour former la calotte encore plus facilement et en préservant encore plus l’électrode.

Vous trouverez plus d’informations sur le soudage à l’arc en atmosphère inerte avec électrode tungstène dans la première partie de cette série : En quoi consiste… le soudage TIG ?