Comment crée-t-on une torche de soudage ?

sur sept : en matière de soudage MIG/MAG, un professionnel n’a guère d’autre choix que de connaître la torche de soudage sur le bout de ses doigts. Mais par quoi se distingue concrètement une torche de soudage de qualité ? Ces torches que tiennent dans leurs mains les soudeurs professionnels au quotidien sont-elles vraiment la meilleure des solutions ? Ce sont justement ces questions ainsi que d’autres, similaires, qui intéressent leurs concepteurs. Nous avons observé ces derniers dans leur travail afin de pouvoir expliquer les processus aboutissant à de nouvelles torches de soudage, ainsi que le rôle déterminant de l’intervention humaine ce faisant.

À l’avant de la torche de soudage se rencontrent l’installation de soudage, l’arc électrique et la pièce à souder. Mais la poignée de la torche de soudage fait également office de liaison entre l’humain et la machine et fonctionne ainsi comme une extension du bras de l’utilisateur.

Cependant, qu’attendent les soudeurs d’une nouvelle torche ? Pour commencer, les torches à souder manuelles ne se limitent pas au bon fonctionnement de leur technique, à des puissances de soudage exceptionnelles et à la durée de vie élevée des pièces d’usure.

Leur simplicité d’utilisation, leur ergonomie et leur effet sur les soudeurs sont au moins tout aussi importants. La torche de soudage tient-elle bien en main ? Est-elle facile à régler ? Dernier point, mais non des moindres : les soudeurs considèrent-ils dans l’ensemble que la nouvelle torche est agréable ?

Les différences internationales en matière de torches à souder

Parcourir le monde permet de constater certaines différences : les petites torches de soudage faciles d’utilisation sont privilégiées en Asie, tandis qu’aux États-Unis, bon nombre de soudeurs optent pour des torches massives et imposantes. L’Europe adopte quant à elle une position intermédiaire concernant la taille des torches à souder , et l’importance des standards européens croît de plus en plus au niveau mondial.

La conception de nouvelles torches de soudage : qui donne le coup d’envoi ?

Les torches de soudage ont beau exister depuis plus d’un siècle, de nouveaux modèles font chaque année leur apparition sur le marché. Quatre raisons principales justifient la création d’une nouvelle torche :

1) Le client le désire

Le point de départ essentiel des innovations dans le domaine des torches de soudage réside dans l’évolution des exigences des clients : confrontées à de nouveaux défis, les entreprises se tournent vers les fabricants de torches afin d’obtenir les solutions adéquates. Par exemple, une torche qui permet de souder dans des zones difficiles d’accès à l’aide d’un procédé inédit.

2) Une nouvelle installation de soudage couplée à une torche de soudage sur mesure donne lieu à un système de soudage optimal

Les entreprises spécialisées dans les techniques de soudage insufflent également un élan important : en général, l’introduction d’une nouvelle installation de soudage sur le marché entraîne l’apparition de nouveaux types de torches parfaitement adaptés à la technologie de cette installation. Seule une harmonie optimale entre les composants du système, de la torche de soudage à l’installation, permet aux soudeurs de bénéficier au mieux des innovations techniques.

3) Les départements de recherche et de développement ont de nouvelles idées

Les bonnes idées ne nécessitent pas forcément que quelque chose de concret se produise pour germer : les innovations techniques en ce qui concerne les torches à souder continuent de naître de la créativité des ingénieurs en développement, ce qui les mène à des découvertes.

4) La législation contraint les torches de soudage à satisfaire à certaines normes

L’évolution des « exigences normatives », c’est-à-dire la modification des dispositions légales, insuffle une impulsion à ne pas négliger aux innovations touchant les torches de soudage. L’exemple suivant est particulièrement parlant : suite à l’amélioration des dispositions européennes relatives à la sécurité et à la santé au travail des soudeurs professionnels, des torches à souder avec dispositif d’aspiration adéquat ont été conçues, tandis que celles qui en étaient dénuées ne se vendaient presque plus dans certaines régions.

Les soudeurs professionnels : à l’origine de la réussite commerciale d’une torche de soudage, ou de son échec

Rares sont les autres composants d’une installation de soudage qui dépendent autant de l’intervention humaine que la torche. Ce sont les utilisateurs qui ont le dernier mot et qui déterminent si une torche de soudage récemment développée se vendra avec brio ou restera dans les entrepôts : reconnaîtront-ils en effet les avantages du nouveau produit et l’emploieront-ils dans leur quotidien professionnel, ou bien préféreront-ils garder leur ancien modèle de torche de soudage, auquel ils sont habitués et qui leur a fidèlement servi des années durant ?

Les 5 étapes de la naissance d’une torche de soudage

L’art et la manière dont sont conçues les torches à souder dépendent évidemment de l’entreprise. Le processus de développement peut être grossièrement résumé comme suit :

1^ère étape : la phase de conceptualisation

Pour commencer, toutes les exigences auxquelles la nouvelle torche à souder devra répondre sont résumées dans un cahier des charges. Ensuite, c’est parti ! Les techniciens des départements de développent s’installent à leurs ordinateurs et entament la conception.

Dans les entreprises bien équipées, spécialisées dans les techniques de soudage, des modèles 3D intégralement numériques de la nouvelle torche sont d’abord mis au point. Ces « torches de soudage virtuelles » sont ensuite soumises à des tests exhaustifs au sein de simulateurs, c’est-à-dire des ordinateurs haute performance conçus à cet effet. Ces tests virtuels permettent de représenter de manière réaliste la plupart des processus auxquels seront confrontées les « véritables torches de soudage ». Il existe ainsi des simulations thermiques, hydrauliques mais aussi de circulation de l’air.

2^e étape : les prototypes, le premier pas vers la réalité

Lorsqu’il n’est plus possible de procéder à des améliorations à l’aide du simulateur, la conception se concrétise enfin et les premiers prototypes voient le jour. De l’extérieur, la plupart paraissent encore être le fruit d’un « bricolage » mais en principe, ils répondent d’ores et déjà à toutes les exigences techniques qui incombent à la nouvelle torche de soudage.

Des tests exhaustifs détermineront leur efficacité avérée, ou non : un technicien d’arc électrique vérifie la qualité de l’arc électrique et des process de soudage. La répartition de la température est enregistrée et optimisée à l’aide de caméras thermiques et de capteurs de température, tandis que les débits de gaz au niveau de la torche peuvent être représentés grâce à la strioscopie. Cela contribue entre autres à améliorer la qualité du soudage et à prolonger le plus possible la durée de vie des tubes contact et des buses de gaz.

3^e étape : le cahier des charges et les préséries

Une fois les tests sur prototypes réalisés, l’équipe de projet met généralement au point le cahier des charges. Il mentionne toutes les caractéristiques de la nouvelle torche de à souder : le développement détaillé peut donc débuter. Les outils nécessaires à la production en série sont construits en parallèle, et les processus de fabrication déterminés.

Des préséries de torches de soudage sont notamment réalisées afin de les tester sous toutes les coutures, aussi bien au sein qu’à l’extérieur de l’entreprise : tandis que les fabricants procèdent à des tests de fonctionnalité et de charge exhaustifs, des torches construites en présérie sont fréquemment envoyées à des clients sélectionnés. Ces derniers les mettent en pratique dans leur entreprise.

4^e étape : les retours décisifs des clients à propos des torches de soudage

Les retours des clients sont capitaux pour les fabricants de torches de soudage, notamment en ce qui concerne la simplicité d’utilisation et l’ergonomie de leurs produits. Les avis des soudeurs sur le nouveau modèle sont également recueillis entre-temps par l’intermédiaire de sondages.

5^e étape : le gel de la conception, les techniciens de production prennent le relais

Plusieurs boucles de retours sont parfois nécessaires de la part des différents départements de l’entreprise et des clients importants jusqu’à atteindre un produit parfait. Lorsque la torche de soudage ne peut plus être améliorée aux yeux des concepteurs, c’est l’heure de ce que l’on appelle le gel de la conception. Le processus de développement du produit est ainsi conclu : les techniciens de production prennent le relais et instaurent la production en série.

Les points cités ne sont bien sûr qu’une partie de ce qui est à l’œuvre lors de la conception d’une nouvelle torche de soudage. Si vous souhaitez en apprendre plus sur les processus de développement des installations de soudage, vous trouverez également des informations dans l’article « D’un système de soudage TIG à un système multiprocédés : le développement de la nouvelle installation iWave en 10 étapes ».

Bilan : les soudeurs professionnels jouent un rôle central dans la conception d’une torche de soudage  

« À chaque fois qu’une torche de soudage est conçue par Fronius, les soudeurs sont au cœur du processus. Leurs attentes et leurs souhaits jouent un rôle majeur sur l’ensemble du développement », explique Manfred Hubinger, Technical Product Manager Welding Torches chez Fronius.

« D’excellents concepteurs de torches de soudage veillent sans cesse à la satisfaction des soudeurs professionnels. Outre une technologie de pointe et la fiabilité du produit, ce sont principalement des caractéristiques telles que la simplicité d’utilisation et l’ergonomie adéquate qui font d’une torche de soudage manuelle un produit exceptionnel. Elle doit pouvoir être utilisée facilement et permettre une bonne tenue en main », conclut Christian Aitzetmüller, Product Manager Welding Torches chez Fronius.

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