Cet article technique est rédigé pour aider les lecteurs à trouver réponse à leur interrogation concernant le réglage de leur débitmètre et les débits de mélange de gaz argon + hélium lors du soudage des aluminiums et alliages d'aluminium en TIG et MIG.
1 - Introduction
Vous êtes invités à apporter vos commentaires, observations et expériences dans le cadre placé tout en bas de cet article intitulé vos commentaires.
2 - Les coefficients de correction des débitmètres pour les mélanges argon + hélium
Le dispositif de mesure du débit de gaz de protection appelé débitmètre doit être étalonné suivant le gaz utilisé (utiliser un débitmètre argon pour le gaz argon).
Vous pouvez parcourir l'article technique suivant pour votre information :
Comment choisir le détendeur-débitmètre de gaz de soudage ?Si vous êtes amené à utiliser un débitmètre argon avec un mélange de gaz de protection binaire argon + hélium pour le soudage de l'aluminium par exemple, sachez qu'il est nécessaire de réaliser une correction du débit affiché suite à la différence de densité et masse volumique des gaz (23° Celsius et 1,013 bar).
Comment réaliser le soudage TIG et MIG de l'aluminium et de ses alliages ?Selon la composition du mélange du gaz de soudage, un coefficient multiplicateur doit être appliqué au débit lu pour corriger la valeur réelle.
La formule mathématique (formule donnée par Manu - membre du site) pour déterminer le coefficient de correction est :
Racine carrée du rapport densité du gaz d'étalonnage sur densité du gaz mesuré
| Réglage des débitmètres Argon avec des mélanges binaires de gaz industriels Ar + He |
|||||
| Gaz Argon (Vol %) | 100 | 70 | 50 | 30 | 0 |
| Gaz Hélium (Vol %) | 0 | 30 | 50 | 70 | 100 |
| Masse volumique (Kg/m3 à 1 bar et 15° C) | 1,67 | 1,22 | 0,92 | 0,62 | 0,17 |
| Densité relative (Air = 1) | 1,38 | 1,01 | 0,76 | 0,51 | 0,14 |
| Facteur de correction | 1 | 1,17 | 1,35 | 1,64 | 3,16 |
| Affichage sur le débitmètre Argon (litres/min) | 20 | 20 | 20 | 20 | 15 |
| Quantité réelle de gaz à la torche (litres/min) | 20 | 23 | 27 | 32 | 45 |
L'ajout d'hélium dans le gaz de protection a pour effet :
[*]une pénétration plus élevée
[*]une réduction ou l'élimination du préchauffage
[*]une plus grande vitesse de soudage
[*]Dans une moindre mesure, la diminution des porosités
Avec des mélanges de gaz à base d’hélium le débit doit être modifié par rapport aux valeurs indicatives sur les débitlitres argon
3 - Les derniers développements en matière de gaz de soudage
Les derniers développements sur les compositions des gaz de protection en soudage aluminium sont l'ajout d'azote ou d'oxygène à des pourcentages infimes de l'ordre du ppm.
Pour convertir des ppm en pourcentage, il faut diviser la valeur en ppm par 10 000 soit 0,015% pour 150 ppm
L'ajout infime d'azote (150 ppm ou 0,015% N2) dans le gaz binaire de protection Argon + Hélium a pour effet :
[*]une pénétration plus profonde
[*]un arc plus stable (surtout avec un pourcentage d'hélium important)
[*]une réduction réelle du nombre de porosités
Il semble que les recherches actuelles en matière de gaz de protection s'oriente vers l'ajout d'azote (150 ppm ou 0,015% N2) dans l'argon pur.
4 - L'ennemi du soudeur en soudage aluminium
Le plus grand ennemi du soudeur sur l'aluminium est le gaz hydrogène H2.
Il y a solubilité de l'hydrogène dans le bain de fusion aluminium selon la température.
L'hydrogène génère des soufflures (porosités) dans le métal fondu.
Ce gaz est introduit dans le bain de fusion par l'humidité environnante (condensation des pièces et du matériel de soudage comme la torche refroidie) et de l'air ambiant (arc trop long, mauvaise protection à la torche, mauvaise inclinaison de torche lors du soudage, étanchéité défectueuse)
Il faut interdire les boyaux en caoutchouc (ou les remplacer très fréquemment tous les 2 ans) et de préférence privilégier les tuyaux flexibles renforcés en PVC.
5 - Quelques liens Internet utiles
Comment réaliser le soudage TIG et MIG de l'aluminium et de ses alliages ? Les gaz industriels de soudage et la norme européenne EN ISO 14175 : 06/2008 Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en TIG / 141 / GTAW ? Comment choisir le détendeur-débitmètre de gaz de soudage ? Quels sont les différents types de raccords des bouteilles de gaz industriels ? Comment réaliser la protection gazeuse à l'envers du joint des soudures ? Quelles sont les couleurs des ogives des bouteilles de gaz selon NF EN 1089-3 ? Quel type de gaz de protection dois je utiliser pour souder en MAG/135/ GMAW ? Comment choisir le gaz de protection selon le procédé de soudage et la matière6 - Vos commentaires et réactions sur cet article
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