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Mais que fait donc … un technicien en arc électrique?

C’est un peu comme jouer avec le feu : un arc électrique plasma dont la température peut atteindre 20 000 degrés, des changements spectaculaires en une microseconde et une action considérable sur les matériaux ; les éclairs et les arcs électriques utilisés pour le soudage fonctionnent selon les mêmes principes physiques. Mais en quoi consiste la tâche des techniciens en arc électrique ? Il s’agit de transformer quelque chose d’instable, de volatile et d’insaisissable par nature en quelque chose de stable et de fiable. En bref, développer un arc électrique stable qui permette de souder rapidement, confortablement et de manière fiable.

Pour comprendre ce que fait exactement un technicien en arc électrique, il faut connaître les principes de base du fonctionnement des arcs électriques. Pour faire court : pour qu’un arc électrique puisse se former, il faut une différence de potentiel électrique entre deux points, c’est-à-dire un déséquilibre de charge électrique. Un des points présente alors un surplus d’électrons (particules chargées négativement) tandis que l’autre présente un déficit.

Des électrons dans le canal de plasma

Dans certaines conditions, pour compenser ce déséquilibre, un arc électrique se produit. L’air (ou le gaz de protection) entre les deux points est ionisé en étant soumis à une forte chaleur ou à une forte tension électrique. Il en résulte un plasma conducteur créant un canal entre les deux points et à travers lequel le courant circule. L’arc électrique persiste tant qu’il y a du courant.

Si le déséquilibre entre les deux points, c’est-à-dire la différence de potentiel, disparaît, le flux de courant s’éteint et, avec lui, l’arc électrique. Alors que l’égalisation des potentiels se fait en quelques dixièmes de seconde lors d’un éclair, les électrons doivent circuler en permanence dans le canal de plasma lors du soudage.

Image 1: Foudre

Les processus liés à l’arc électrique sont décrits de manière plus détaillée dans l’article de blog « Qu’est-ce qu’un arc électrique et comment fonctionne le soudage à l’arc ? »

Conception d’arc électrique : à quoi ressemble un arc électrique optimal ?

La question fondamentale qui se pose aux techniciens en arc électrique dans pratiquement toutes les situations est la suivante : à quoi ressemble un arc électrique optimal ? Par conséquent, leur tâche principale est de concevoir des arcs électriques le plus stable possible, même dans les circonstances les plus défavorables, et même en cas de manipulation peu professionnelle.

Le principe de base « plus il est court, mieux c’est » est fréquemment utilisé dans la technique de l’arc électrique. En général, plus un arc électrique est petit, plus le soudage peut être effectué de façon rapide et confortable. Les arcs électriques courts se distinguent par une pression élevée et une forte densité d’énergie. Les arcs électriques longs en revanche, engendrent un risque accru de fissures, d’émissions et de défauts d’assemblage.

Vidéo 1: Types d’arcs Welducator

Développement produit : définir les exigences pour les systèmes de soudage

L’arc électrique est au centre de la plupart des types de soudage, que ce soit le soudage TIG, le MIG/MAG ou le soudage manuel à l’électrode enrobée. Les techniciens en arc électrique sont donc constamment impliqués dans le développement de systèmes de soudage adaptés. Ce sont eux qui définissent les exigences électriques pour un process de soudage précis et quelles sont les conditions requises du point de vue du matériel et des logiciels. Au final, c’est la performance de l’arc électrique qui détermine en grande partie le succès d’un système de soudage à l’arc sur le marché.

L’électricité : un outil de travail

Depuis que Georg Christoph Lichtenberg a réussi, en 1782, à assembler un ressort de montre et une lame de couteau à l’aide d’une « électricité artificielle », celle-ci est devenue la base du soudage à l’arc dont les paramètres centraux sont l’intensité, la résistance et la tension. Un facteur décisif vient s’ajouter au soudage MIG/MAG : l’apport d’un fil de soudage (fusible).

Ces principaux paramètres sont cependant loin d’être suffisants pour les systèmes de soudage à l’arc modernes : les techniciens en arc électrique ont depuis pu identifier divers autres paramètres qui peuvent tous avoir une influence sur l’arc électrique.

Développer des algorithmes pour un soudage à l’arc « intelligent »

C’est la même chose dans presque tous les métiers techniques exigeants : une grande partie du travail des techniciens en arc électrique s’effectue aujourd’hui sur un ordinateur. Ils y développent les algorithmes pour mettre en corrélation les paramètres et les facteurs essentiels qui ont une influence sur l’arc électrique et les optimisent en continu.

Les algorithmes servent à commander et réguler les process de soudage. En d’autres termes : ce sont les algorithmes qui rendent les process et systèmes de soudage « intelligents ». Ils sont intégrés dans le logiciel principal des systèmes de soudage, qui est lui-même perfectionné en étroite collaboration avec des techniciens en arc électrique.

Des programmes de soudage pour une convivialité optimale

Les algorithmes de soudage forment la base du développement des courbes caractéristiques de soudage, c’est-à-dire, des synergies de soudage. Ce sont ces synergies de soudage développées par les techniciens en arc électrique qui constituent la clé de la convivialité des systèmes de soudage modernes au quotidien : grâce à elles, les matériaux et matériaux d’apport les plus divers peuvent être soudés entre eux. Ce faisant, le soudeur n’a pas besoin de connaître en détail les liens spécifiques entre les différents paramètres et variables de soudage. Quelques étapes de sélection et le réglage de la bonne synergie de soudage sur son appareil suffisent pour commencer à souder.

Image 2: iWave

Les limites de l’informatique

Des fabricants renommés proposent désormais des centaines de synergies de soudage de ce genre dans leurs appareils. Les matériaux standard courants sont ainsi pris en charge dans une large mesure. Une partie importante du travail quotidien des techniciens en arc électrique consiste donc aujourd’hui à développer des courbes caractéristiques ou des synergies de soudage pour des combinaisons de matériaux et de gaz de protection plus inhabituelles.

Mais le travail informatique du technicien en arc électrique a des limites : les nouvelles synergies de soudage sont développées et testées dans des conditions pratiques dans un laboratoire destiné au travail sur les arcs électriques. La plupart des techniciens en arc électrique pratiquent donc également quotidiennement le soudage manuel ou utilisent des robots de soudage.

Réalisation de tests jusqu’au résultat optimal

En règle générale, les clients indiquent les matériaux et gaz de protection spécifiques, pour lesquels une nouvelle synergie de soudage doit être développée. Les techniciens en arc électrique utilisent ensuite leur expérience des courbes caractéristiques de soudage dans leur travail quotidien. Plusieurs essais de soudage en conditions réelles sont parfois nécessaires avant de trouver un une nouvelle synergie de soudage. L’algorithme, la synergie de soudage qui en découle et l’arc électrique peuvent être parfaits, mais seul le résultat sur le matériau à souder compte.

Lieu de travail : un laboratoire propre au travail sur l’arc électrique

Les techniciens en arc électrique travaillent en grande partie de manière autonome. Dans la pratique, la plupart d’entre eux disposent de leur propre laboratoire, par exemple pour pouvoir effectuer des essais avec de nouvelles synergies de soudage sans être dérangés ou pour ne pas déranger ou mettre en danger d’autres personnes lors du soudage. Outre les systèmes de soudage manuel et les robots de soudage, l’équipement de base d’un tel laboratoire comprend avant tout des instruments de mesure : l’instrument incontournable pour tout technicien en arc électrique est l’oscilloscope, qui permet de mesurer des tensions et courants différents ainsi que des vitesses d’avance de fil.

Image 3: Oscilloscope

Lieu de travail : un laboratoire propre au travail sur l’arc électrique

En matière de développement de la technique de l’arc électrique, la question « que se passe-t-il dans un arc électrique ? » est primordiale. Des caméras haute vitesse permettent, grâce à des prises de vues au ralenti, d’avoir un aperçu complet des processus qui se déroulent à l’intérieur d’un arc électrique pendant le soudage et qui ne durent souvent que quelques millisecondes.

L’introduction de caméras haute vitesse et les connaissances qu’elles ont permis d’acquérir ont été les conditions préalables à des développements décisifs dans la technologie du soudage au cours des dernières années : la rétractation du fil pour le process de soudage « CMT », les nouveautés dans le transfert de goutte de l’arc pulsé, mais également les processus laser ou les innovations en matière d’arc électrique plasma ou TIG.

Aujourd’hui, les techniciens en arc électrique utilisent des caméras haute vitesse dans le cadre d’une grande variété de tâches liées au développement de produits et à la conception d’arcs électriques.

Image 4: Système de caméra ArcView pour la surveillance visuelle du processus de soudage

Profil du technicien en arc électrique : soif de découverte et volonté d’optimiser

Reste à savoir ce qui fait un bon technicien en arc électrique. Pour faire court : dans tous les cas, il est nécessaire d’avoir des connaissances de base en électrotechnique, des connaissances en physique, une bonne compréhension technico-mathématique et, bien sûr, un certain goût pour le soudage.

« Outre une fascination pour la technique, les techniciens en arc électrique doivent avoir une certaine soif de découverte, pour perfectionner des process de soudage et pour rendre leur utilisation aussi simple que possible », souligne Josef Artelsmair, responsable de longue date du département de la technique de l’arc électrique chez Fronius et qui a joué un rôle déterminant dans des développements tels que la technologie CMT.

La plupart des collaborateurs de l’équipe dédiée aux arcs électriques de Fronius sont des électrotechniciens et des mécatroniciens qualifiés, auxquels s’ajoutent des techniciens en soudage qui apportent à l’équipe des connaissances pratiques. Beaucoup ont commencé leur carrière par un apprentissage chez Fronius.

« Dans la plupart des secteurs, le soudage est une affaire de sensations, et le facteur humain joue encore un rôle capital, c’est justement ce qui rend mon travail de technicien en arc électrique si intéressant et passionnant », conclut Dominik Söllinger, responsable actuel de l’équipe dédiée aux arcs électriques chez Fronius.

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