Les procédés de soudage avancés de Kemppi : soudage TIG et soudage à l'électrode enrobée (MMA)

TIG pulsé

En soudage TIG pulsé, le courant de soudage est pulsé de manière similaire au MIG/MAG pulsé. Toutefois, contrairement à ce dernier, l’objectif n’est pas de créer un transfert de métal sous forme de gouttelettes, puisque l'électrode n'est pas destinée à fondre. 'est pourquoi les possibilités de réglage du mode pulsé sont beaucoup plus étendues qu'en MIG/MAG. Les différents fabricants ont d'ailleurs mis en œuvre ces réglages de manière légèrement différente. Par exemple, la gamme Kemppi Master T propose les modes Pulse manuel et Auto Pulse.

En mode manuel, l'utilisateur peut régler librement le courant pulsé, le courant de base, le rapport d'impulsion et la fréquence des impulsions selon les besoins. À titre d'exemple, la fréquence peut être réglée entre 0,2 et 300 Hz en courant continu DC (-), et entre 0,2 et 20 Hz en courant alternatif AC. Le mode Pulse manuel peut donc être utilisé avec les deux types de courant en impulsions longues (« long pulse ») et, en courant continu, également en impulsions rapides (« short pulse »).

Avec le mode Auto Pulse, l'utilisateur n'a qu'à régler le courant de soudage ; tous les autres paramètres des impulsions sont automatiquement optimisés afin de permettre un soudage TIG DC à impulsions rapides (fréquence d'environ 100 à 400 Hz) de manière simple et efficace.

Les avantages des impulsions rapides reposent sur le fait qu'une fréquence élevée resserre l'arc. Un arc plus étroit est plus facile à concentrer et présente une densité de puissance plus élevée, ce qui permet d'utiliser un courant de soudage plus faible ou une vitesse de déplacement plus importante, réduisant ainsi l'apport thermique.

Les impulsions longues contribuent également à mieux maîtriser l'apport thermique, car le courant pulsé permet de faire fondre le métal avec un courant moyen plus faible. Par ailleurs, l'alternance entre courant pulsé et courant de base facilite le contrôle de l'avance et de l'apport de métal d'apport. Il devient ainsi plus facile d'obtenir des soudures régulières et, si nécessaire, un aspect en écailles sans technique de soudage particulière.

Le procédé Pulse TIG est disponible sur les équipements Kemppi suivants :

• Master T (Auto Pulse et Pulse manuel)

• Minarc T ACDC (Pulse avec réglage de la fréquence uniquement)

• Minarc T DC MLP (Pulse avec réglage de la fréquence uniquement)

TIG double pulsé

En soudage TIG double pulsé, le courant est pulsé simultanément à deux fréquences : une fréquence lente (0,2 à 30 Hz) et une fréquence rapide (100 à 400 Hz) en courant continu négatif. Le principe de fonctionnement est illustré à la Figure 9.

Les paramètres des impulsions rapides sont prédéfinis dans le programme de soudage, de sorte que l'utilisateur n'a pas besoin de les régler. Les paramètres des impulsions longues restent réglables, tout en bénéficiant de valeurs par défaut adaptées à la plupart des applications.

Figure 1. The principle of welding current behavior with dual pulse TIG.

Comme ce procédé combine les impulsions rapides et longues, il cumule également leurs avantages.

Grâce aux impulsions rapides, l'arc est étroit, stable et facile à diriger avec précision. Les pics d'intensité des impulsions longues améliorent la fluidité du bain de fusion, ce qui permet d'augmenter la vitesse de soudage sur certains types d'assemblages, notamment les soudures bout à bout et les recouvrements.

À l'inverse, les phases de faible puissance des impulsions longues favorisent la solidification du bain de fusion, améliorant ainsi les performances en soudage en position.

Le TIG double pulsé est particulièrement adapté aux applications suivantes :

• tôles fines ;

• soudures d'angle et soudures en coin ;

• soudures nécessitant une qualité visuelle élevée (Figure 2) ;

• aciers inoxydables ;

• matériaux nécessitant un faible apport thermique, tels que les aciers à haute résistance, les aciers duplex et les aciers super austénitiques ;

• métaux non ferreux difficiles à souder en courant continu, comme le titane.

Le procédé TIG double pulsé est disponible sur :

• Master T (uniquement les modèles équipés d'un écran TFT)

  

  Figure 4. MIX TIG welding current behavior and basic principle.

MicroTack

La fonction MicroTack a été développée pour faciliter le pointage, réduire le temps consacré à cette opération et améliorer la qualité des points de soudure.

Elle est destinée au pointage de pièces fines en différents types d'aciers ainsi qu'en titane. Son domaine d'application s'étend de la mécanique de précision jusqu'à des épaisseurs de matériau de 4 mm.

MicroTack repose sur une impulsion de courant spécialement développée, particulièrement rapide et efficace. Son très faible apport thermique est rendu possible grâce à une durée d'impulsion extrêmement courte, généralement de quelques millisecondes à quelques dizaines de millisecondes.

Les points réalisés présentent ainsi un aspect et des caractéristiques proches de ceux obtenus par soudage laser (Figure 3). Cette figure met également en évidence l'effet bénéfique du faible apport thermique sur la réduction des déformations.

Grâce à cet apport thermique limité et parfaitement maîtrisé, le risque de perçage est également inférieur à celui d'un pointage TIG traditionnel.

La fonction MicroTack est disponible sur :

• Master T

  

  Figure 3. MicroTack is an excellent feature for tack welding thin and thick materials together.

Avec les générateurs Master T, MicroTack peut également être utilisé avec une séquence d'impulsions préprogrammée.

La fonction MicroTack Sequence introduit des pauses régulières entre les impulsions afin de réaliser des séries de points les plus homogènes possible. Elle permet également un pointage continu, comparable à un soudage pulsé, avec un apport thermique global très faible. Cette nouvelle fonction trouve de nombreuses applications dans les procédés de mécanisation.

TIG MIX

Le procédé TIG MIX combine des cycles en courant alternatif (AC) et en courant continu (DC) (Figure 4). Le cycle AC assure le nettoyage de la couche d'oxyde, tandis que le cycle DC (-) garantit la pénétration. Le rapport entre nettoyage et pénétration peut être ajusté en fonction de chaque application de soudage. Le procédé TIG MIX est destiné au soudage de l'aluminium et de ses alliages. Son arc étroit est particulièrement adapté aux préparations en V profondes ainsi qu'aux angles serrés. Son excellente stabilité facilite également les amorçages rapides.

Parmi ses autres avantages figurent :

• un meilleur contrôle du bain de fusion lors du soudage de pièces d'épaisseurs différentes ;

• une excellente régularité des soudures grâce au rythme du procédé.

Comparé au soudage AC traditionnel, le procédé TIG MIX est toutefois plus sensible aux impuretés.

Le procédé TIG MIX est disponible sur :

• Master T ACDC

  

  Figure 4. MIX TIG welding current behavior and basic principle.

Soudage à l'électrode enrobée (MMA)

En soudage MMA, les possibilités de faire évoluer le procédé sont limitées, puisque l'électrode est alimentée manuellement dans le bain de fusion. De plus, une électrode fonctionne correctement uniquement dans une plage de courant relativement restreinte.

C'est pourquoi de nombreux fabricants se sont principalement concentrés sur l'optimisation du procédé de base. Quelques variantes ont néanmoins été développées, dont la plus répandue est probablement le MMA pulsé.

MMA pulsé

Le soudage MMA pulsé n'est aujourd'hui disponible que sur un nombre limité d'équipements. Kemppi a développé une fonction Pulse simple d'utilisation pour le Master S 305, adaptée à un large éventail d'applications de soudage MMA. En mode pulsé, le courant de soudage alterne entre deux niveaux à une fréquence définie par l'utilisateur. Ces deux niveaux de courant sont sélectionnés de manière à rester dans la plage optimale de fonctionnement de l'électrode lorsque le courant moyen est réglé au voisinage du milieu de cette plage.

Hormis cette variation de courant, le principe de fonctionnement reste identique à celui du soudage MMA conventionnel. Le fonctionnement du procédé est illustré à la Figure 13. La fonction Pulse du Master S 305 est optimisée pour les électrodes basiques, mais elle convient également à la plupart des autres types d'électrodes. Les essais réalisés dans le laboratoire de soudage Kemppi ont montré que le MMA pulsé est particulièrement performant pour :

• le soudage en position ;

• les assemblages de petite dimension ;

• les soudures de passe de racine.

Le procédé MMA pulsé est disponible sur :

• Master S 305

Tableau des programmes de soudage avancés compatibles avec les équipements Kemppi