Afin d'obtenir une liaison solide et résistante lors du soudage, il est important de s'assurer que les tubes et tuyaux à souder sont sous atmosphère inerte. Avant de commencer une soudure, il est donc nécessaire de vérifier que l'oxygène ambiant présent autour de la zone de soudage a été éliminé et remplacé par un gaz de protection. Cela permet d'éviter toute décoloration ou tout déséquilibre dans la composition du métal après le soudage, tout en garantissant la qualité de la soudure et notamment celle de la racine.
Mais comment se protéger correctement ? Quels sont les moyens efficaces pour se purifier ?
L'utilisation des gaz de protection varie à bien des égards en fonction de l'application. Avec une tête ouverte (comme celle utilisée pour le soudage automatique ou manuel), le gaz de protection est diffusé de manière homogène à travers labuse et un diffuseur. Le diffuseur est situé dans la torche, sous la buse en céramique, et est percé d'une multitude de petits trous. Si vous envisagez d'acquérir une torche TIG manuelle, AXXAIR vous conseille vivement de ne pas lésiner sur le choix du diffuseur, car c'est lui qui assure la répartition homogène du gaz de protection.
Un autre outil très intéressant pour le soudage manuel ou automatisé à tête ouverte est la torche traînante, qui peut également être utilisée pour le gaz de protection. Cette méthode de travail est très simple et le gaz de protection est dirigé directement sur la pièce à souder. Si cette option est choisie pour le soudage manuel, la manœuvre doit être effectuée avec le plus grand soin et le débit de gaz doit être suffisamment important pour obtenir un résultat satisfaisant.
…Et qu’en est-il des têtes fermées ?
Prenons l'exemple d'une soudure réalisée à l'aide d'une tête fermée pour le soudage orbital : dans ce cas, la chambre fermée de la tête de soudage est remplie de gaz de protection, ce qui permet d'expulser l'air ambiant, y compris l'oxygène. La soudure peut alors être effectuée sans aucun problème, à condition que le temps de pré-gazage soit respecté. Le temps de pré-gazage pour la chambre fermée est calculé automatiquement par l'alimentation électrique orbitale. La durée de purge du tube peut varier en fonction de la taille du tube à souder et de la longueur de la zone d'inertage.
Pour les tubes pouvant atteindre plusieurs kilomètres de long, il est judicieux d’essayer de délimiter la zone d’inertage afin de créer une chambre de protection et d’utiliser des brides en silicone ou des accessoires en forme de ballon, placés à 10 cm de chaque côté de la soudure, qui assureront l’étanchéité de cette chambre. Une fois le soudage terminé, il est très facile de retirer ces ballons en les faisant glisser à l’aide d’un câble spécial, spécialement conçu à cet effet.
Quels sont les écueils à éviter ?
Avant toute chose : l'essence
En soudage TIG, il est essentiel d’ouvrir la bouteille de gaz pendant le processus de soudage ; c’est une étape à ne manquer sous aucun prétexte – chaque soudeur garde cela à l’esprit à tout moment. Si la bouteille n’est pas ouverte, le tube sera brûlé lors de l’amorçage en raison du manque de gaz de protection. Parallèlement, l’électrode de tungstène, elle-même très sensible à l’atmosphère inerte, sera également brûlée.
Courants d'air et circulation de l'air
Il faut également éviter les courants d'air. Lorsque les opérations de soudage sont effectuées à l'extérieur, des infiltrations d'oxygène peuvent se produire de manière aléatoire. Il est donc recommandé de mettre en place un environnement protégé afin de mieux contrôler le soudage.
Débit et pression du gaz à l'intérieur du tube
Tout au long du processus de soudage, il est indispensable de maintenir un débit de gaz constant à l'intérieur des pièces à souder et de contrôler la pièce afin d'éviter toute accumulation de pression. Si, en raison d'un excès de gaz et d'une évacuation insuffisante, une différence de pression s'établit entre l'intérieur et l'extérieur de la pièce, cela aura un impact immédiat sur l'aspect de la soudure.
Le principe est simple :
- Si la pression à l'intérieur de la pièce est trop élevée, le cordon de soudure sera repoussé vers l'extérieur et le résultat aura un aspect creux.
- Si la pression à l'intérieur est identique à celle à l'extérieur, ce paramètre n'aura aucune incidence sur le résultat.
Dans certains domaines, les variations de pression sont intentionnelles et calibrées afin de modifier l'aspect du cordon de soudure. Veillez toutefois à bien maîtriser ces variations afin de garantir un résultat reproductible.
Le rôle important de la densité du gaz
La densité du gaz est un facteur important à prendre en compte. L'argon est plus lourd que l'air. Lors du remplissage d'un réservoir, l'orifice d'entrée du gaz doit être placé au fond du réservoir et l'orifice de sortie en haut. Lors du remplissage d'un tuyau avec de l'azote – ce qui est assez courant –, l'orifice d'entrée doit être placé en haut et l'orifice de sortie en bas, car l'azote est plus léger que l'air. De cette manière, tout l'oxygène sera expulsé vers le fond.
Sécurité dans les espaces confinés
Par ailleurs, toutes les règles de sécurité doivent être respectées à la lettre. Un soudeur travaillant à l’intérieur d’une cuve s’expose à des accidents graves, voire mortels. Les gaz de protection sont inodores et le soudeur n’a souvent pas conscience de l’influence qu’ils peuvent avoir sur l’organisme. Dès que l’on commence à se sentir fatigué et que l’on ressent l’envie de bâiller, par exemple, des vertiges et, par conséquent, une sensation de malaise peuvent survenir quelques instants plus tard. Peu après les premiers signes de malaise, on se retrouve en insuffisance respiratoire et s’expose à de graves conséquences. Si le cerveau est privé d’oxygène, cela peut entraîner la mort dans le pire des cas. Tout cela se produit en l’espace de quelques minutes et explique pourquoi toutes les règles de sécurité doivent être respectées à la lettre lors de travaux à l’intérieur d’un réservoir. C’est également en raison de ce danger que le soudeur doit travailler en binôme avec une personne située à l’extérieur du réservoir. Cela s’applique à tous les espaces confinés. L’analyse des risques liés à ces espaces doit être effectuée au préalable avec le plus grand soin et la plus grande précision possible.
Choisir le gaz approprié et les pièces à souder
Un autre aspect important est la qualité du blindage. Il convient de choisir le gaz le plus pur possible en fonction du résultat de soudage souhaité. Si, par exemple, on recherche une coloration respectant une tolérance stricte, il faut opter pour le gaz le plus pur possible. Mais cela peut également constituer un écueil si l’on prend en compte l’ensemble du parcours que le gaz va effectuer. Si le gaz traverse des tuyaux poreux, anciens ou encrassés, le résultat de soudage sera de moins bonne qualité. C'est pourquoi il convient de privilégier les tuyaux rigides plutôt que les tuyaux flexibles. De nombreux soudeurs préfèrent utiliser des tuyaux flexibles car ils sont plus maniables, mais ces tuyaux flexibles, soumis à une pression ou à un vide, présentent un effet « éponge » en piégeant du gaz. Lors de la mise sous pression suivante, ce gaz sera à nouveau libéré. Lorsque cela se produit, on risque de devoir lutter en permanence contre les impuretés présentes dans le gaz.
Bien sûr, ce genre de problème se pose principalement dans les applications nécessitant des soudures de haute qualité. Dans d'autres cas, un tuyau flexible peut parfaitement convenir. Il en va de même pour tous les raccords : vous ne trouverez jamais de joints en caoutchouc sur des tuyaux destinés à transporter des gaz purs.
Protection : ballons ou brides ?
Un autre aspect à ne pas négliger lors du blindage des tubes : les ballons sont plus fragiles que les brides en silicone. Si le ballon est perforé ou s’il est placé trop près de la soudure et surchauffe, il devra être remplacé. En revanche, s’il est possible, pour certaines applications, de blinder les tubes à l’aide d’une bride en forme de « U », celle-ci est bien plus robuste et peut être réutilisée à l’infini. Il convient toutefois de noter que sa mise en œuvre est plus difficile et que son installation est assez fastidieuse. Une autre solution consiste à utiliser du ruban adhésif soluble dans l’eau : une membrane en plastique sert à obturer la tuyauterie et à délimiter la zone de protection. Une fois le soudage terminé, il suffit de remplir le tuyau d’eau pour que le bouchon se dissolve.
