L’importance de la préparation des électrodes dans le soudage orbital

Le soudage TIG, acronyme de Tungsten Inert Gas, également appelé Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) outre-Atlantique, utilise une électrode en tungstène non consommable pour générer un processus de soudage à l'arc entre une électrode et une pièce métallique. Concrètement, cet arc crée un bain de fusion qui va joindre deux pièces métalliques entre elles (par exemple pour des sections de faibles épaisseurs : tube-tube, tube sur accessoire, tube - plaque...). En fonction de l'épaisseur de la pièce, un fil d'apport froid ou chaud est ajouté au bain de fusion par tamponnage ou oscillation (exemples pour des fortes épaisseurs de soudage tube à tube, tube à raccord, tube à plaque tubulaire, assemblage de tubes à rainures étroites...). Le succès du soudage TIG dépend d'un certain nombre de facteurs, dont le type, la taille ou la forme de d’affutage de l'électrode.

Types d’électrodes

Le tungstène est un élément métallique réfractaire dont le point de fusion se situe à 3 410° C. Sa résistance à la chaleur de l’arc est excellente et il conserve sa dureté même à très haute température. Par le passé, les électrodes de tungstène thorié ont été très fréquemment utilisées en soudage TIG, mais le thorium présentant un risque lié à la présence d’isotopes radioactifs, une machine de meulage spéciale était nécessaire afin d’assurer une bonne évacuation des poussières. Aujourd’hui, on préfère utiliser des électrodes de tungstène au cérium ou au lanthane qui ne présentent aucun risque radioactif. De plus, elles sont tout aussi performantes que les électrodes de tungstène thorié. Cela donne lieu à une codification couleur (affichée aux extrémités), identifiée selon la norme ISO 26848 (présentée dans le tableau ci-dessous)

table tungsten electrode
electrodes colored ends iso standard 26848 polysoude tig orbital welding electrode sharpener sharphening preparation

Préparation de l’électrode

Pour maintenir un arc de soudage stable et concentré, les électrodes en tungstène utilisées en soudage automatique ou mécanisé doivent avoir une extrémité conique. Le diamètre de l’électrode, l’angle d’affûtage ainsi que le diamètre du méplat dépendent de l’intensité du courant de soudage. L’angle « A » fait entre 18 et 30° et le méplat « M » entre 0,1 et 0,5mm. Plus les valeurs du courant sont élevées, plus l’angle et le méplat seront importants.

La longueur d’électrode doit être calculée et coupée en fonction du type de tête utilisée, du diamètre extérieur des tubes à souder et de la longueur d’arc spécifiée. Sur site, il est souvent difficile de préparer les électrodes avec la précision nécessaire, même avec une affûteuse à électrode. L’achat d’électrodes prêtes à l’emploi sur le marché s’avère être une solution efficace et économique.

: electrode geometry automatic and mecanised TIG orbital welding Polysoude sharpening
: electrode geometry automatic and mecanised TIG orbital welding Polysoude sharpening

Influence du cône sur la forme de l’arc, donc le bain de fusion, donc la pénétration (à distance électrode-pièce fixe, sans AVC).La géométrie de l’électrode influence directement la hauteur de l’arc et donc la géométrie du bain de soudage.Pour une même application, les électrodes doivent avoir une géométrie constante (avec AVC).

Remarque:

Le remplacement des électrodes devra toujours être fait de façon préventive afin de réduire les défauts de soudage (instabilité, manque de fusion). Pour certaines applications extrêmes, il pourra être nécessaire de remplacer l’électrode à chaque soudure.

Affûteuse d’électrodes de tungstène

Pour obtenir un affûtage d’électrode de qualité et suffisamment répétitif pour garantir la stabilité de l’arc ainsi qu’une pénétration de soudure régulière, il est nécessaire d’utiliser une affûteuse d’électrode. Il faut affûter le bout de l’électrode de sorte que les stries d’affûtage soient parallèles à l’axe de l’électrode. Cela garantit un meilleur amorçage et une plus grande stabilité de l’arc en soudage.

tungsten electrode scheme tig orbital welding polysoude
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1- Plus les valeurs du courant sont élevées, plus le diamètre et le méplat seront importants.

2- Stries d'affûtage parallèles à l'axe de l'électrode = meilleur amorçage et meilleure tenue de l'électrode dans le temps (évite les dépôts sur l'électrode = dendrite)

Notre réponse : L'outil de préparation des électrodes en tungstène de Polysoude

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