Les fabricants maîtrisent de mieux en mieux
le soudage MIG/MAG
Le soudage de plaques minces demande une bonne dose de créativité
Le soudage MIG/MAG est une forme de soudage à l'arc électrique universellement applicable qui garantit une bonne qualité de soudure; la principale différence entre les deux formes est la nature des gaz utilisés. La technique comporte quatre variantes de base - le soudage à l'arc court et à l'arc ouvert, le soudage par impulsions et le soudage avec fil fourré - et, en raison de l'utilisation croissante de matériaux en tôle fine, diverses variantes de processus ont été progressivement ajoutées. Le fait que les fabricants aient progressivement amélioré leur maîtrise de ce procédé a conduit à des développements et des techniques intéressants.
Principe de fonctionnement
Le soudage MIG/MAG est une forme de soudage à l'arc électrique dans laquelle l'arc se trouve entre la pièce et un métal d'apport en fusion qui est alimenté en continu. Le fil-électrode est acheminé de la machine à travers le faisceau de câbles et la poignée du pistolet de soudage jusqu'à la pointe de contact dans le col de cygne. Une fois à cet endroit, le fil d'apport fond progressivement, ce qui permet d'assembler les matériaux.
La distance à la pièce doit être telle que l'extrémité libre du fil (la longueur de projection) - la distance entre l'extrémité de la pointe de contact dans le col de cygne et le point de départ de l'arc - est environ dix à douze fois le diamètre du fil. Grâce à la construction du pistolet de soudage, le fil fourni présente une résistance minimale. Cela évite les frottements, l'usure et l'échauffement.
Consommation de gaz
Le soudage MIG et MAG diffèrent par le type de gaz de protection utilisé. En soudage MIG, il s'agit d'un gaz inerte (argon, hélium ou leurs mélanges), en soudage MAG, il s'agit d'un gaz actif, par exemple des mélanges de CO₂ et d'argon ou du CO₂ pur. Sa fonction est multiple:
- protection de l'arc et du bain de soudure;
- formation d'un plasma d'arc par ionisation;
- stabilisation de la surface de contact de l'arc sur la pièce;
- transfert en douceur des gouttelettes fondues du fil au bain de soudure.
Les gaz de protection réagissent avec le bain de soudure et influencent les propriétés de la soudure. Le gaz de protection détermine également la quantité et la composition des fumées de soudage.
Accessoires
L'équipement de soudage fournit le courant pour la tension requise, environ 45v - 70veff en courant continu (DC). Dans le soudage MIG, aucun courant alternatif n'est utilisé, sauf pour le soudage de l'aluminium, et uniquement dans certains types de machines. Par l'intermédiaire d'un onduleur/convertisseur, l'électronique de puissance haute fréquence génère un courant pulsé directement à partir du courant alternatif pour le transformateur de soudage, la fréquence du réseau de 50 Hz étant transformée en une fréquence pouvant atteindre 100 kHz.
Le soudage MIG et le soudage MAG diffèrent par le type de gaz de protection utilisé
Une torche de soudage fournit de l'énergie (courant), du gaz (pour protéger le bain de soudure) et transporte le fil de soudure vers le bain de soudure. À l'extrémité de la torche de soudage, il y a un col de cygne avec un tube pour l'alimentation d'un gaz protecteur et éventuellement deux autres tubes pour l'alimentation et l'évacuation d'un liquide de refroidissement (eau). Une bague d'isolation empêche la mise sous tension de la buse à gaz en métal.
AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS DU SOUDAGE MIG/MAG
Avantages
- application universelle pour le soudage manuel et automatique;
- bonne qualité de soudage;
- peut être utilisé dans de nombreuses positions, y compris au-dessus de la tête.
Inconvénients
- beaucoup d'éclaboussures qui peuvent adhérer ailleurs sur la pièce. Grâce aux techniques modernes, les projections sont aujourd'hui réduites au minimum;
- pas ou peu utilisable par temps venteux, à l'exception du soudage avec fil fourré.
Variantes de base
Le soudage MIG/MAG comporte quatre variantes de base:
Soudage à l'arc en court-circuit
L'électrode tape constamment sur la pièce. Le court-circuit qui en résulte fait passer un courant très élevé dans l'électrode de soudage, faisant fondre le fil. Dès que le court-circuit prend fin, le processus recommence.
Soudage pulsé
L'arc de soudage est maintenu par un courant de base constant et un courant pulsé ou à impulsions qui fait fondre le fil d'apport et provoque l'arrivée de gouttelettes dans le bain de soudure. L'apport de chaleur et les projections sont faibles, tandis que la pénétration est optimale.
Soudage avec fil fourré
Le fil de soudure contient une poudre. Le laitage qui en résulte sur le bain de soudure constitue une bonne protection. Cette forme de soudage convient donc à un environnement où il y a du vent et/ou un courant d'air.
Soudage à l'arc en circuit ouvert
Les particules du fil de l'électrode sont pulvérisées sur la pièce, sans aucun contact entre l'électrode et la pièce. Le soudage à l'arc est un procédé de soudage à chaud; la vitesse du fil est plus élevée que celle du soudage en court-circuit.
Variantes à froid
L'utilisation de l'acier rapide (HSS) étant de plus en plus répandue et le gain de poids de plus en plus important, les matériaux en plaques minces sont de plus en plus fréquemment utilisés. Cette évolution a donné lieu à un certain nombre de variétés froides de soudage MAG:
Soudage à l'arc froid
Ici, la séparation contrôlée des gouttelettes a lieu en mesurant et en régulant à la fois le courant et la tension pendant le court-circuit. Le fil de soudage n'étant pas contrôlé, les torches de soudage standard suffisent. Cette technique permet de souder des tôles fines et des tubes dans toutes les positions de soudage.
En raison de l'utilisation croissante de l'acier rapide, le soudage de plaques minces devient de plus en plus courant
Soudage par transfert de métal à froid (CMT)
Ici, l'alimentation du fil de soudure est intégrée dans le système de contrôle électronique. L'équipement est en outre équipé de deux unités d'alimentation couplées électroniquement: une unité à deux rouleaux dans la torche de soudage et une unité normale à rotor à quatre rouleaux pour l'alimentation constante du fil de soudage vers la source de puissance.
soudage à polarité inversée
La pièce est chauffée pendant la phase de racine (positive), pendant laquelle le transfert du matériau d'apport a lieu à chaque phase d'impulsion. Pendant la phase négative, la conduction thermique se fait vers le fil et le bain de soudure se refroidit rapidement. En raison de la faible alimentation en énergie du cordon de soudure et de la pièce, la vitesse de soudage est trois fois supérieure à la normale.
Surface Tension Transfer (STT) ou Low Spatter Control (LSC)
Le courant de soudage est régulé pendant la période de court-circuit indépendamment de la vitesse d'alimentation du fil. Outre une réduction considérable des projections lors du soudage sous CO₂, le procédé offre également la possibilité d'utiliser des fils de soudure plus épais pour le soudage à l'arc en court-circuit. En raison de la forte limitation du courant de court-circuit, moins de chaleur est introduite par rapport au soudage par court-circuit MAG.
Innovations
Les fabricants sont de plus en plus proches de la maîtrise totale du soudage MIG/MAG. Cela a conduit à des développements et des techniques intéressants ces dernières années. Une sélection de ceux-ci.
Soudage haute performance
Cela implique de souder à un courant élevé dans la plage de l'arc ouvert, à des vitesses de fil supérieures à 15 m/min. Les gaz de protection se composent de quatre éléments: de l'argon avec de l'hélium, 8-25% de CO₂ et un petit pourcentage d'O₂ (0,5-3%). On distingue:
- Le soudage avec un fil de soudure dont la longueur de projection est augmentée jusqu'à 30 mm (normale: 15 mm). La résistance électrique du fil de soudure augmente d'un facteur deux, alors que pour un même diamètre, on obtient un taux de dépôt plus élevé. La composition du gaz de protection a également une influence: l'ajout d'hélium, par exemple, produit une tension d'arc plus élevée et donc plus d'énergie d'arc.
- Le soudage avec plusieurs fils de soudure:
- le soudage à l'arc double avec une seule source de courant: les fils de soudage sont placés l'un derrière l'autre par rapport à la direction de soudage et sont guidés par un seul et même tube de contact, ce qui fait que les arcs sont identiques;
- le soudage à l'arc en tandem avec deux sources d'énergie: les fils de soudage ont chacun leur propre tube de contact, peuvent être commandés séparément et sont placés l'un à côté de l'autre par rapport à la direction de soudage.
- Le soudage avec une longueur d'arc courte créée par la réduction de la tension de l'arc. La régulation en temps réel du courant pendant les courts-circuits empêche à la fois les courts-circuits indésirables et les projections excessives, et permet d'obtenir un brûlage profond et une zone affectée par la chaleur étroite. Les vitesses élevées du fil entraînent une augmentation de 20 à 30 % du taux de dépôt par rapport aux techniques conventionnelles.
- Le soudage hybride, une combinaison de soudage MIG/MAG et laser. Ici, les inconvénients des deux sont éliminés: le fait que le mouillage du bain de fusion est insuffisant à des vitesses de soudage élevées (soudage MIG/MAG) et les exigences élevées concernant la précision des pièces à assembler (soudage laser). Les aspects logistiques et de sécurité requièrent une attention particulière, notamment en raison des vitesses de production élevées.
Soudage MIG/MAG en courant alternatif
Dans cette technique, qui n'en est encore qu'à ses débuts, des impulsions positives et négatives sont appliquées au fil de soudage, ce qui permet de souder des plaques plus fines qu'avec le soudage MIG/MAG classique à courant continu. En outre, il est possible de combler des positions ouvertes plus importantes sans qu'il y ait de rupture. Comme le courant passe par zéro à chaque changement de polarité, l'arc doit être réamorcé à chaque fois. Cela se fait par une courte impulsion haute tension.
T.I.M.E.
Dans le cas de la technique Transferred Ionized Molten Energy, le transport de la matière se fait sous la forme d'une spirale de métal liquide (transfert rotatif). La longueur de projection est nettement supérieure à la normale (15 à 25 mm contre 10 à 12 mm). Des mélanges spéciaux de gaz de protection sont nécessaires pour assurer un arc stable et une bonne qualité de soudure: gaz à deux composants à base de Ar/CO₂ ou gaz à trois ou quatre composants à base de Ar/CO₂/O₂/He.
Merci à Esab, Metalas, Welda et Welding Services
