Le blindage est un procédé qui consiste à remplacer une atmosphère réactive (oxydante, inflammable, explosive) ou simplement l'air ambiant par un gaz inerte, également appelé gaz de protection.
Le gaz inerte le plus couramment utilisé en soudage est l'argon, mais d'autres gaz, tels que l'azote oule CO₂, sont également employés. Les gaz de protection ont pour but d'évacuer l'oxygène ambiant présent autour de la zone de soudage, principalement afin d'éviter toute corrosion de la surface chauffée à haute température.
D'où vient le terme «gaz de protection» ?
Un gaz de protection ne contient aucune substance active susceptible d'influencer le résultat final d'une soudure. Il convient toutefois d'être très vigilant quant à la définition exacte du terme «gaz de protection», car certains soudeurs y ajoutent de très faibles quantités de gaz actifs. Ces gaz actifs ont un effet direct sur la soudure.
Il existe deux types de gaz actifs : les gaz oxydants et les gaz réducteurs.
- Les gaz oxydants sont utilisés dans le soudage MAG (soudage sous gaz inerte avec électrode métallique) manuel et automatique, ainsi que dans le soudage robotisé.
- Le soudage TIG(soudage au tungstène sous gaz inerte) utilise des gaz réducteurs tels que l'hydrogène, qui présente une forte affinité pour l'oxygène et permet ainsi d'améliorer l'aspect du cordon de soudure tout en limitant au minimum la décoloration de la surface. L'hydrogène est également utilisé pour renforcer la soudure, ce qui permet d'obtenir une pénétration plus profonde.
Dès qu'un mélange gazeux contient plus de 1 % de gaz actif, il n'est plus considéré comme un gaz inerte, mais comme un gaz actif.
Dans toutes les applications, le gaz inerte sort d'une buse de soudage qui diffuse le gaz afin d'expulser l'air ambiant, généralement composé de 21 % d'oxygène, 78 % d'azote et 1 % d'autres gaz (vapeur d'eau, méthane, ozone, dioxyde de carbone, etc.). Ces différents gaz ont un impact négatif sur la zone chauffée pendant le soudage, en particulier l'oxygène, qui nuit à la qualité du soudage.
Quelles sont les applications les plus courantes ?
Pour le soudage orbital de tubes, on optera pour unetête de soudage fermée, une machine de préfabrication ou unetête ouverte.
Une tête fermée – plus précisément sa chambre fermée dans laquelle le tube est soudé – sera remplie de gaz de protection.
Lorsqu'on utilise une machine de préfabrication ou une tête ouverte, le gaz est pulvérisé à un débit très élevé, à l'instar d'un jet d'eau, afin de garantir la présence d'une atmosphère inerte à la sortie de la buse.
Parmi les autres applications, on trouve les soudures linéaires – qui sont très courantes – ainsi que des soudures plus inhabituelles nécessitant l'utilisation d'un gaz de protection.
Pourquoi la protection est-elle indispensable pour le soudage ?
Les métaux réagissent généralement dès qu’ils sont en présence d’oxygène, en particulier lors du soudage de l’acier chauffé à des températures élevées. C’est notamment le cas des aciers inoxydables. Ces derniers sont recouverts d’une fine couche de chrome qui les protège de la corrosion. Mais dès que le soudage commence, cette couche est altérée et l’oxydation se produit presque instantanément. Lorsque les pièces soudées se corrodent, on parle de « porosité de racine ». De petits trous se forment à l'intérieur de la soudure et la partie brûlée ne peut plus être qualifiée d'acier inoxydable, car la couche de chrome a été détruite. Ce phénomène s'applique également à d'autres métaux nobles tels que le titane et d'autres alliages résistants à la corrosion.
Blindage et acier : une application peu courante
Certains soudeurs utilisent des gaz de protection même pour les aciers « classiques ». Lors du soudage, ces aciers s’oxydent facilement en surface et forment une couche appelée « calamine », qui – contrairement à la porosité de racine – ressemble à une décoloration. Si l’application exige une résistance mécanique pour des pièces mobiles susceptibles d’être soumises à des effets de fatigue, cela peut poser des problèmes en raison de défauts de forme, de géométrie ou de pureté. Ces impacts sont souvent de taille microscopique et invisibles à l’œil nu, malgré les dimensions importantes des composants de l’équipement. Grâce à l’inertage, la soudure présentera le même aspect lisse et brillant, avec le même degré de pureté qu’une soudure en acier inoxydable, et le risque de fissuration au fil du temps est repoussé.
