Fiche de révision : Soudage TIG et défauts

📋 Plan du Cours

1. Principes et courants du TIG
2. Intensité et diamètre de buse
3. Gaz de protection
4. Porosité, contre-dépouille et fissures
5. Cratères et éclaboussures
6. Scories et manque de pénétration
7. Inclusion de tungstène
8. Déformations et manque de fusion

📖 1. Principes et courants du TIG

🔑 Notions clés & Définitions

• Soudage TIG : Procédé de soudage n° 141 utilisant une électrode réfractaire en tungstène et une protection par gaz inerte.

📝 Points essentiels

📌 En soudage TIG, le courant continu en polarité directe est utilisé pour souder les aciers et les inox et produit une forte pénétration, tandis que le courant alternatif est spécialement utilisé pour l’aluminium.

• En courant alternatif pour l’aluminium, une alternance brise la couche d’alumine en polarité inverse et l’autre alternance permet la pénétration.

💡 Astuce mémo

Continu : pénétration ; alternatif : décapage de l’alumine

📖 2. Intensité et diamètre de buse

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour l’acier et l’inox, l’intensité vérifie $I = 25\\text{ à }30\\ \\mathrm{A} \\times e$, où e est l’épaisseur à souder.

📐 Formule — Pour l’aluminium, l’intensité vérifie $I = 50\\text{ à }60\\ \\mathrm{A} \\times e$, où e est l’épaisseur à souder.

• Le diamètre de la buse dépend de l’intensité:
  • 6–8 mm sous 70 A
  • 8–10 mm entre 70 et 150 A
  • 10–12 mm entre 150 et 250 A
  • 12–15 mm entre 250 et 300 A
  • 15–18–20 mm entre 300 et 500 A

💡 Astuce mémo

Intensité croissante → diamètre de buse croissant

📖 3. Gaz de protection

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz de soudage : Protègent principalement la soudure contre l’air, ce qui justifie l’utilisation de gaz inertes comme l’argon et l’hélium.

📝 Points essentiels

📌 La position de soudage influence le débit de gaz de protection à régler.

💡 Astuce mémo

Gaz inerte → protection du bain contre l’air

📖 4. Porosité, contre-dépouille et fissures

🔑 Notions clés & Définitions

• Porosité : Défaut causé par l’introduction d’oxygène ou d’autres gaz dans le bain de soudure, généralement à cause de l’humidité ou de contaminants.
• Contre-dépouille : Défaut favorisé par une vitesse de soudage excessive, une intensité trop élevée et une préparation insuffisante des bords.
• Fissures en soudure : Défauts majeurs qui compromettent l’intégrité mécanique des assemblages métalliques et la sécurité des structures.

★ À maîtriser

📌 Pour prévenir la porosité, il faut assurer un débit optimal de gaz de protection, utiliser un gaz de qualité, nettoyer les surfaces avec des solvants appropriés et stocker correctement les matériaux.

Compléments

• Les fissures sont favorisées par: le refroidissement du joint et les contraintes thermiques internes élevées, des matériaux incompatibles, une mauvaise préparation des bords, des paramètres inadéquats, une mauvaise gestion de la dilution, des impuretés ou de l’humidité

💡 Astuce mémo

Contamination, mauvais réglages ou contraintes → défauts du joint

📖 5. Cratères et éclaboussures

🔑 Notions clés & Définitions

• Cratère : Cavité créée par un remplissage non homogène, généralement après une solidification trop rapide, une mauvaise gestion de la chaleur ou une interruption brusque du cordon.
• Éclaboussures : Gouttelettes de métal en fusion projetées hors de la zone de soudage.

📝 Points essentiels

📌 La prévention du cratère repose sur un remplissage progressif, un contrôle précis de la chaleur et un retour sur la soudure pour obtenir une finition uniforme et solide.

📌 Les éclaboussures sont favorisées par une intensité excessive, une mauvaise polarité, un angle de torche inapproprié, un débit de gaz inadéquat, des impuretés ou une mauvaise préparation des surfaces.

💡 Astuce mémo

Chaleur mal maîtrisée ou projection de métal → cordon irrégulier

📖 6. Scories et manque de pénétration

🔑 Notions clés & Définitions

• Inclusion de scories : Défaut favorisé par des contaminants, des oxydes, des résidus de soudure antérieure, un nettoyage insuffisant entre les passes, un flux inapproprié ou dégradé et des paramètres mal contrôlés.
• Manque de pénétration : Défaut dans lequel le métal d’apport ne fusionne pas sur toute l’épaisseur du joint, laissant la racine partiellement non soudée.

📝 Points essentiels

📌 Pour prévenir l’inclusion de scories, il faut nettoyer les surfaces et chaque passe, utiliser un flux adapté et en bon état, et contrôler la vitesse, la température et l’intensité.

📌 Pour prévenir le manque de pénétration, il faut augmenter l’intensité, réduire la vitesse d’avance, préparer un chanfrein avec un talon et un écartement adaptés, choisir un diamètre de fil ou d’électrode cohérent et contrôler la racine.

💡 Astuce mémo

Scorie piégée dans le cordon, pénétration absente à la racine

📖 7. Inclusion de tungstène

🔑 Notions clés & Définitions

• Inclusion de tungstène : Défaut dans lequel des particules de l’électrode réfractaire se détachent et restent piégées dans le cordon.

📝 Points essentiels

📌 L’inclusion de tungstène est favorisée par le contact de l’électrode avec le bain ou le métal d’apport, une intensité dépassant sa capacité, un affûtage incorrect ou une protection gazeuse insuffisante.

• 🔄 La prévention et la réparation suivent plusieurs actions:
  1. Maintenir une distance constante entre l’électrode et le bain.
  2. Adapter le diamètre et la nuance de l’électrode à l’intensité.
  3. Soigner l’affûtage.
  4. Utiliser l’amorçage haute fréquence et un débit d’argon suffisant.
  5. Meuler puis ressouder toute inclusion détectée.

💡 Astuce mémo

La pointe de tungstène touche le bain et laisse des particules dans le cordon

📖 8. Déformations et manque de fusion

🔑 Notions clés & Définitions

• Déformations de soudage : Résultent de la dilatation puis du retrait du métal pendant le cycle thermique, qui génèrent des contraintes et peuvent produire un retrait transversal, un retrait longitudinal ou une déformation angulaire.
• Manque de fusion : Cordon déposé sur le métal de base sans véritable liaison métallurgique.

★ À maîtriser

📌 Pour limiter les déformations, il faut réduire l’énergie de soudage, utiliser des gabarits et un bridage adaptés, souder par points puis par passes alternées ou en pas de pèlerin, prévoir une pré-déformation inverse et redresser à chaud de manière contrôlée si nécessaire.

• 🔄 La prévention du manque de fusion consiste à:
  1. Augmenter l’énergie de soudage.
  2. Nettoyer et meuler les surfaces et les passes précédentes.
  3. Orienter la torche vers les flancs du joint.
  4. Ralentir la progression pour laisser le bain fondre les bords.

Compléments

📌 Un apport de chaleur excessif, un bridage insuffisant et un ordre de soudage mal étudié amplifient les déformations, surtout sur les tôles fines.

📌 Le manque de fusion résulte d’un apport de chaleur insuffisant, de surfaces souillées par de l’oxyde, de la graisse ou de la peinture, d’un angle de torche mal orienté ou d’un dépôt trop rapide entre deux passes.

💡 Astuce mémo

Déformation : la pièce se déplace ; manque de fusion : le cordon n’adhère pas

📊 Tableaux de synthèse

Courants et applications du TIG