CELA VAUT LA PEINE D'INVESTIR DANS UNE BONNE TORCHE DE SOUDAGE

Une torche de soudage est à la fois le prolongement de la machine à souder et l'outil à main du soudeur. Il faut donc qu'elle soit sûre, résistante à la chaleur et ergonomique. Mais une torche de soudage de bonne qualité signifie bien plus que cela: elle garantit une productivité, une rentabilité et un confort de soudage élevés. La torche de soudage a fait l'objet de nombreuses évolutions, non seulement en termes de construction, de matériaux et de dimensions, mais aussi en termes de fonctionnalité, de sécurité et d'ergonomie/confort de soudage. Bien qu'une torche de soudage soit un consommable, l'époque où le prix d'achat était prépondérant est révolue. En effet, aujourd'hui plus que jamais, c'est payant d'investir dans la qualité.

Pièces

La torche de soudage se compose d'une longue tige métallique coudée, le col de cygne, avec la tête de soudage à son extrémité. La tige contient deux tubes qui transportent un gaz protecteur ou un liquide de refroidissement (eau). Les autres pièces importantes sont la poignée et le faisceau de câbles ou de tuyaux (contenant un tuyau de gaz, un câble eau-courant, un câble d'alimentation de commande et éventuellement un tuyau pour le refroidissement liquide - voir ci-dessous).

La longueur du faisceau de tuyaux et le col de cygne sont principalement déterminés par l'application prévue; l'épaisseur dépend de la plage de débit. Les cols de cygne rotatifs permettent de souder rapidement dans différentes positions sans changer de torche. Les cols flexibles augmentent la productivité des soudeurs dans les zones difficiles à atteindre.

Grâce au connecteur euro, il n'est plus nécessaire que la torche et le dispositif de soudage proviennent du même fabricant

Grâce à ce que l'on appelle le connecteur euro, un raccord standard utilisé dans le monde entier, il est désormais possible de fixer le câble d'alimentation, le câble à fil et le câble à gaz à la source de courant avec un seul raccord. Pour cette raison, il n'est donc plus nécessaire que la torche et le poste de soudage soient du même fabricant.

Actuel

Une torche de soudage est utilisée pour le soudage MIG/MAG, le soudage pulsé et le soudage TIG. Sa fonction est triple:

• le transport du gaz de protection;
• l'alimentation du fil à souder dans le bain de soudure (pour le soudage MIG/MAG) ;
• le passage du courant nécessaire à la production d'un bain de soudure.

Le courant est fourni par le poste de soudage. Grâce à l'électronique de puissance, un courant pulsé est généré directement à partir du courant alternatif à haute fréquence pour le transformateur de soudage: la fréquence réseau de 50 Hz est transformée en une fréquence allant jusqu'à 100 kHz. Le courant nécessaire est déterminé par le matériau à souder et son épaisseur. L'aluminium, par exemple, conduit beaucoup mieux la chaleur que l'acier et l'acier inoxydable, de sorte qu'il faut des ampérages (beaucoup) plus élevés pour obtenir le bain de soudure. La règle de base est la suivante: chaque millimètre d'acier nécessite une puissance de 40 ampères.

Refroidissement

Le refroidissement est nécessaire. Il évite que la torche ne surchauffe et que les pièces d'usure soient endommagées. Deux types de refroidissement sont utilisés avec les torches de soudage.

Refroidissement par air

Les torches refroidies par air sont refroidies par l'air ambiant. Elles peuvent être utilisées pour des courants compris entre 120 et 400 ampères. Comme il n'y a pas de tuyau d'eau et de liquide, une torche de soudage refroidie au gaz est plus légère et donc parfaite pour les travaux de soudage légers. Comme ces torches sont refroidies par un gaz de protection, elles sont moins adaptées aux ampérages élevés et aux longs cycles de soudage, car la charge serait alors trop importante. Dans ce cas, il est recommandé d'utiliser des torches de soudage refroidies par eau.

Refroidissement par eau

Avec les torches de soudage refroidies par eau, le câble d'alimentation de la torche passe par un tuyau d'eau jusqu'à la partie avant du col de cygne, qui ne chauffe donc pas. Plus le câble d'alimentation est fin, plus le soudeur est flexible. La tête de soudage est refroidie par de minces canaux internes, à travers lesquels un liquide est pompé. Ce 'double' refroidissement rend la torche de soudage refroidie à l'eau parfaitement adaptée au soudage à des ampérages élevés - entre 300 et 600 ampères - pour une durée de fonctionnement élevée.

VARIANTES

L'état de la technique permet de commander numériquement le poste de soudage via la torche. Celle-ci est alors munie d'un écran et de boutons qui permettent de modifier facilement les paramètres de soudage depuis la position où se trouve le soudeur. Comme ce dernier ne doit pas quitter la construction qu'il est en train de souder, cela augmente le confort de soudage et permet également de gagner du temps.

Avec le soudage robotisé, la torche de soudage est commandée par un robot de soudage, par exemple via un système de suivi des soudures. Un capteur balaie le cordon de soudure après quoi le logiciel compare la position de la torche de soudage avec la trajectoire programmée; un ajustement a lieu si nécessaire. Naturellement, il faut que les tâches de soudage soient suffisamment spécifiées et que la torche de soudage appropriée soit installée.

La torche de soudage numérique est relativement nouvelle. Un logiciel spécial permet de dessiner une grande partie des pièces à souder dans un logiciel de CAO en 3D, qui sert ensuite de base à la programmation du robot de soudage. En déplaçant une torche de soudage numérique le long de la pièce, on suit immédiatement la bonne orientation de soudage et on constate pour chaque soudure le processus de soudage, la vitesse correcte ainsi que le meilleur angle et la meilleure direction.

 

Sélection et dimensionnement des matériaux

Avec un outil complexe comme la torche de soudage, le fabricant est obligé de faire des compromis sur les propriétés des matériaux. Un dilemme, par exemple, est que plus la dureté du matériau et (donc) sa résistance à l'abrasion sont élevées, moins le transfert de courant est bon. Un autre casse-tête est le type de cuivre à utiliser: cuivre rouge, cuivre jaune ou laiton (cuivre avec 30-45% de zinc, un additif qui favorise la résistance à l'usure) ou cuivre durci (CuCrZr) avec du chrome et du zirconium. Pour une torche MIG/MAG, par exemple, le col de cygne est en cuivre jaune, le tube contact en cuivre rouge et le support du tube contact en cuivre jaune ou rouge.

Avec un outil complexe comme la torche de soudage, le fabricant doit faire des compromis par rapport aux propriétés des matériaux

La longueur du faisceau de tuyaux et du col de cygne dépendent principalement de l'application prévue, l'épaisseur dépend de la gamme de courant requise. Les cols de cygne rotatifs permettent à l'utilisateur de souder rapidement dans différentes positions sans changer de torche. Les cols flexibles offrent une très large palette d'applications et augmentent la productivité du soudeur dans les endroits difficiles d'accès. Cependant, la capacité de charge est limitée, malgré le blindage en plastique ou en métal qui protège la torche des chocs et des dommages.

pièces d'usure

Les pièces d'usure d'une torche de soudage sont les suivantes:

• le col du brûleur;
• les tubes contact (soudage MIG/MAG);
• les coupes de gaz ou les buses à gaz en céramique (soudage TIG);
• les distributeurs de gaz;
• les guides-fils (soudage MIG/MAG);
• les électrodes en tungstène (soudage TIG);
• la coiffe pour torche (soudage TIG);
• les interrupteurs.

Parmi les pièces d'usure susmentionnées, le degré de résistance à l'usure des tubes contact est particulièrement important. Le tube contact assure le transfert du courant au fil de soudure, la surface de contact devant être la plus grande possible. Le matériau doit fondre, mais pas le tube. Le choix du bon type de cuivre est donc crucial, voir le tableau. Le trou du tube contact ne doit pas être trop grand, car il n'y aurait alors aucun contact, mais il ne doit pas non plus être trop petit, car le fil serait alors pincé et/ou le frottement serait trop important. De plus, la section du matériau conducteur en cuivre ne doit pas être trop petite et la gaine isolante doit présenter des dimensions optimales, sinon le transfert de courant sera insuffisant.

 

évacuation sur torche

Avec l'évacuation sur torche - une forme particulière d'extraction à la source -, les fumées de soudage sont extraites via la torche de soudage. A l'extérieur de la buse de gaz de protection se trouve une buse d'extraction qui est reliée à une unité d'extraction. Les fumées de soudage sont extraites par cette buse et évacuées via le faisceau de tuyaux. La sous-pression requise est comprise entre treize et vingt kPa avec un débit d'extraction compris entre 55 et 100 m³/heure La plupart des modèles d'évacuation sur torche peuvent extraire jusqu'à 80% des fumées de soudage; lors des torches de soudage les plus modernes avec évacuation sur torche atteignent 90 à 95%. Aux Pays-Bas, la loi prescrit une valeur MAC de 1 mg/m³; en Belgique, elle est de 5 mg/m³.

L'évacuation sur torche est particulièrement adaptée au soudage à plat; le soudage au-dessus de la tête et le soudage en position verticale montante extraient moins bien les fumées. En outre, la charge physique que représente la tenue de la torche et du faisceau est trop importante.

Ergonomie

Le soudage provoque souvent des tensions sur les articulations car les soudeurs sont obligés de travailler dans des positions inconfortables. Cela entraîne fréquemment des problèmes de dos et/ou des problèmes au niveau des articulations du poignet ou de l'épaule. A long terme, une telle charge statique peut entraîner des blessures (chroniques). C'est pourquoi les fabricants s'efforcent constamment d'améliorer la facilité d'utilisation et le confort de soudage. La solution évidente consiste à réduire le poids, mais cela ne doit pas se faire au détriment de la fonctionnalité.

Pour l'instant, la solution la plus efficace est d'ajuster le (poids du) faisceau de tuyaux. En termes de design, l'accent est mis sur l'adaptation des poignées et des cols de cygne. Ces derniers sont désormais disponibles en différentes longueurs et courbures, adaptées aux diverses applications et/ou aux préférences personnelles du soudeur.

Merci à: Abicor Binzel, Nederman, Valk Welding, Welda