Machines de soudage TIG et leurs fonctions spéciales – Partie 1

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Le large éventail s’étend de la source de courant multiprocédés universelle avec des propriétés TIG de base au système TIG spécifique de haute technologie avec des possibilités de réglage fin. L’étendue des fonctions possibles d’un système de soudage TIG dépend aussi de l’utilisation de différents matériaux de base.

Machines de soudage TIG avec fonction courant alternatif

Dans le domaine des systèmes TIG professionnels, une chose devient rapidement claire : chaque source de courant dispose ici par défaut d’un amorçage haute fréquence. En outre, le soudage s’effectue essentiellement en courant continu (DC). Les électrons migrent donc toujours de l’électrode à polarité négative (moins) à la pièce à souder à polarité positive (plus). Le soudage TIG DC (courant continu) permet ainsi d’assembler la plupart des matériaux courants, de l’acier au nickel-chrome.

Soudage TIG sur acier inoxydable avec courant continu

Mais qu’en est-il du soudage de l’aluminium ? Ce matériau ultraléger nécessite un traitement très spécifique et la solution se trouve dans le principe du courant alternatif (AC). Afin de briser les couches d’oxyde à la surface de l’aluminium, des températures supérieures à 2 000 °C sont nécessaires. Il existe également une astuce électrotechnique : lors du soudage TIG AC (courant alternatif), la polarité de la pièce à souder et de l’électrode est constamment inversée.

Soudage TIG sur acier inoxydable avec courant continu

Si l’électrode a une polarisation négative, les électrons (porteurs de charge) se déplacent vers la pièce à souder (phase de pénétration). Si elle a une polarisation positive, les porteurs de charge migrent de la pièce à souder à l’électrode (phase de nettoyage). Le changement permanent entre le pôle positif et le pôle négatif – c’est-à-dire l’inversion continue du flux d’électrons (graphiquement une onde sinusoïdale) – permet également de briser les couches d’oxyde.

Machines de soudage TIG et amorçage RPI

Mais, la fonction AC des systèmes de soudage TIG avec onduleur permet-elle d’obtenir des caractéristiques de soudage encore plus favorables ? Avec certitude. Comme le pôle positif est généralement le pôle le plus chaud, on peut également en tirer un avantage manifeste pour le soudage DC : l’amorçage RPI (Reversed Polarity Ignition, amorçage avec polarité inversée). Ici, l’électrode est polarisée positivement en quelques millisecondes pour l’amorçage de l’arc.

Le dégagement de chaleur plus important qui en résulte au niveau de l’électrode en tungstène garantit un amorçage de l’arc extrêmement stable et absolument fiable. Après l’amorçage, la polarité est immédiatement inversée ; le soudage se poursuit alors de manière systématique avec l’électrode à polarité négative en mode DC. La surchauffe du précieux tungstène est donc exclue et l’électrode n’est pas endommagée.

Amorçage RPI lors du soudage TIG automatisé.

En particulier dans les applications TIG mécanisées et robotisées (dans lesquelles le métal fondu ne fait pas l’objet d’un contrôle visuel permanent), le RPI peut éviter les erreurs de soudage dues à des caractéristiques d’amorçage insuffisantes.

Soudage pulsé TIG

Alors que la polarité (plus/moins) varie comme une courbe sinusoïdale lors du soudage à courant alternatif, l’intensité de courant change continuellement lors du soudage pulsé TIG. Le faible courant de base alterne donc en permanence avec un courant d’impulsion plus élevé. Dans la phase à faible intensité, l’apport d’énergie peut ainsi être réduit.

Toutefois, en réduisant l’apport d’énergie, le soudage pulsé TIG ouvre de nouvelles perspectives : cette variante de process est particulièrement adaptée au soudage mécanisé de tubes car le bain de fusion refroidi permet de souder dans toutes les positions.

Fréquence : L’augmentation successive de la fréquence modifie les vagues de soudure ainsi que la vitesse d’ajout de fil.

Le soudage pulsé TIG garantit également un aspect parfait de la soudure car l’ajout du fil d’apport a toujours lieu dans la phase de pic de courant, dans laquelle la pénétration est générée. Le rythme prédéterminé de la fréquence d’impulsion réglée permet de définir quasiment le moment opportun pour obtenir des vagues de soudure parfaites. Toutefois, le soudeur commencera à transpirer au plus tard à une fréquence d’impulsion préréglée de 3 Hz, car l’ajout régulier de fil n’est pratiquement plus possible en raison de la vitesse.

Pointage avec la fonction Tacking – basé sur le soudage pulsé TIG

Comment garantir un pointage fiable des tôles ? Avec le soudage TIG, c’est un défi, surtout pour les soudures bout à bout et les soudures d’angle, mais aussi pour les cordons de recouvrement et les applications avec écartement des bords. En particulier dans le secteur des tôles fines, un pointage solide demande également une grande délicatesse. Si le moment opportun, l’orientation de la torche de soudage et les paramètres réglés sur le système de soudage TIG ne correspondent pas précisément, le risque de fusion n’est généralement pas exclu. Ceci est dû au fait que le métal liquéfié s’écoule en s’éloignant de chacun des bords de la tôle.

Tacking : Les temps de pointage sont raccourcis et l’apport d’énergie est réduit. Chaque début de soudage est influencé positivement.

La fonction DC-Tacking apporte ici une solution : elle comprend des paramètres d’impulsion réglés en usine, qui sont précisément adaptés à l’intensité de courant réglée. Au début du soudage, le bain de fusion est ainsi mis en oscillation. La tension superficielle du métal est rompue et les bords de la tôle s’emboîtent parfaitement.

Tacking : Même en cas de soudage avec des écartements minimes, la fonction Tacking permet aux bords de la tôle de s’emboîter parfaitement.

Attention : la fonction Tacking peut ne pas être utilisée exclusivement pour le pointage. En principe, la fonction peut être activée avant chaque début de soudage. Il suffit de définir la durée du pointage avant que l’arc pulsé ne passe automatiquement à l’arc électrique DC classique.

Fonction de soudage par points et de soudage par intervalle combinée à la fonction Tacking

Une fonction de soudage par points sur les systèmes de soudage TIG peut être extrêmement utile. Ce mode convient parfaitement, en particulier pour les pièces à souder plus grandes, sur lesquelles de nombreux points de soudage doivent être réalisés : la durée du soudage par points est généralement définie (par exemple, trois secondes). Il suffit donc d’appuyer une fois sur la gâchette de torche pour que l’arc électrique s’amorce automatiquement, brûle et s’éteigne automatiquement après le temps prédéterminé.

Fonction de soudage par points

Il en va de même pour la fonction de soudage par intervalle : l’arc électrique s’amorce, brûle pendant la période spécifiée, qu’il s’agisse d’un processus de pointage ou d’un point de soudage unique, et s’éteint. Cependant, contrairement au mode de soudage par points, il y a ensuite un temps de pause prédéfini, par exemple deux secondes, pendant lequel la torche de soudage peut être déplacée vers la position de pointage suivante. En l’absence de nouvel actionnement de la gâchette de torche, l’arc électrique s’amorce à nouveau et la procédure reprend depuis le début. Pour mettre fin au soudage par intervalle, la gâchette de torche est actionnée une deuxième fois.

Fonction de soudage par intervalle

Il est fortement recommandé d’activer en amont la fonction Tacking aussi bien en mode de soudage par points qu’en mode de soudage par intervalle. En particulier lorsque les temps de soudage par points ou par intervalle restent très courts, la fonction Tacking garantit une fixation sûre. Elle peut aussi être utilisée pour raccourcir le pointage et le soudage par points. L’apport d’énergie ciblé réduit également la déformation.

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