Poste de soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode fusible

Le poste de soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode fusible, comme celui de la figure suivante, est constitué de plusieurs composantes.

Chacune d'elles a une fonction précise.

Poste :

Le courant ( point rouge) sous la tension générée par la machine de soudage passe :

• par le câble d'amenée du courant,
• et le tube contact fixé dans la torche par le fil-électrode

et fait jaillir un arc électrique au moment où l'on appuie sur l'interrupteur fixé sur la torche, le bout du fil-électrode étant contre la pièce métallique.La quantité de chaleur produite par l'arc électrique fusionne le métal.

Le courant électrique (point rouge)traverse la pièce et retourne à la machine de soudage par l'intermédiaire de la prise de masse et du câble qui est relié à cette dernière.

Le bain de fusion, les gouttes de métal d'apport et l'arc sont protégés par un gaz venant d'une bouteille sous pression. Le débit du gaz et sa pression sont contrôlés à l'aide d'un débitmètre et d'un manodétendeur.

Le fil-électrode enroulé autour d'une bobine se déroule de manière continue grâce à un dévidoir jusqu'au tube contact fixé dans la torche de soudage.

Le fil-électrode, le câble d'amenée de courant et le tuyau du gaz sont insérés dans une gaine isolante reliée à la torche.

La machine de soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode fusible est une machine qui génère un courant redressé.

Elle est conçue de manière à fournir une courbe tension-intensité du type plat ou horizontal, comme vous pouvez le voir à la figure suivante.

Courbe tension-intensité de type plat :

Ce type de machine régularise le taux de fusion du fil-électrode de manière à garder la longueur d'arc la plus régulière possible, ce qui améliore l'aspect du cordon de soudure.

Cette autorégulation de la longueur ne peut pas se produire avec une machine de soudage du type plongeant, comme celle utilisée pour souder à l'arc avec électrode enrobée.

La machine de soudage à l'arc électrodes enrobées ne remplace pas la machine du soudage à l'arc sous flux gazeux et vice-versa.

Toutefois, de nouvelles machines de soudage sont maintenant disponibles sur le marché. Elles rencontrent à la fois les caractéristiques des machines du type plongeant et du type plat.

Afin d'obtenir un volume important du gaz protecteur dans un contenant relativement petit, le gaz protecteur est comprimé à une pression élevée et livré dans des bouteilles en acier très résistant sous différents formats.

La figure suivante montre une bouteille de gaz protecteur.

Bouteille de gaz protecteur :

Au sommet de la bouteille, on trouve un robinet avec lequel on contrôle le débit du gaz. Il est protégé par un chapeau cylindrique. La bouteille de gaz est toujours identifiée à l'aide des couleurs dont l'ogive de la bouteille est peinte.

Comme cela se produit avec tous les gaz, le volume du gaz protecteur augmente s'il est exposé à la chaleur. L'augmentation du volume du gaz cause une surpression qui peut provoquer l'éclatement de la bouteille.

Robinet :

Attention: il faut entreposer et manipuler les bouteilles avec précaution.

N'amorcez jamais l'arc sur une bouteille de gaz sous pression.

En soudage à l'arc sous protection gazeuse, le débit du gaz doit être contrôlé afin que le gaz protecteur remplisse son rôle correctement.

Le contrôle de l'écoulement du gaz protecteur se fait à l'aide de l'ensemble détendeur-débitmètre qui est composé:

• d'un détendeur ;
• d'un débitmètre reliés ensemble, comme à la figure suivante. 

Le manomètre indique la pression dans la bouteille.

Détendeur-débitmètre :

Détendeur :

Le détendeur a pour rôle de réduire la pression de la bouteille du gaz à la pression de travail et de fournir un écoulement régulier.

Débitmètre :

Le débitmètre, fixé au détendeur, a pour fonction de mesurer et de régler le débit du gaz protecteur.

Le gaz venant du détendeur entre dans le débitmètre, passe dans un tube gradué et soulève une bille qui fournit une lecture, comme à la figure suivante.

Débitmètre :

Le réglage du débit se fait à l'aide d'une vis de réglage.

En tournant cette dernière, la bille à l'intérieur du tube gradué se déplace. Plus la bille remonte dans le tube, plus le débit du gaz est important et vice-versa.

Étant donné que les gaz protecteurs employés dans ce procédé ne possèdent pas les mêmes propriétés, il faut utiliser un débitmètre propre à chaque gaz protecteur.

Toutefois, il est possible d'utiliser un débitmètre même s'il n'est pas conçu pour un gaz spécifique ; il suffit de procéder à la correction de la lecture en multipliant ou en divisant selon le cas la lecture par un facteur.

Il existe aussi des débitmètres qui possèdent une multigraduation, ce qui permet leur utilisation avec plus d'un gaz protecteur.

Dévidoir :

Le dévidoir est un mécanisme qui débobine le fil-électrode enroulé sur une bobine.

Ce mécanisme :

• pousse d'une façon continue le fil-électrode vers la torche de soudage,
• permet l'arrêt et le départ instantanés du fil-électrode.

Plusieurs types de dévidoirs sont disponibles sur le marché. Tous doivent avoir les caractéristiques suivantes :

- déroulement du fil-électrode sans l'aplatissement et l'éraflement de sa surface ;

- alimentation sans glissement du fil-électrode ;

- alimentation du fil à une vitesse précise et réglable.

Ce procédé est qualifié de semi-automatique parce que l'alimentation du fil-électrode se fait de manière automatique sans l'intervention du soudeur.

Gaine isolante :

La gaine isolante est une sorte de tuyau en caoutchouc souple, résistant à la chaleur, à l'étirement, au déchirement et imperméable à l'eau et à l'huile.

Cette gaine reçoit :

- le câble d'amenée du courant électrique,

- le conduit du gaz protecteur,

- le câble de commande du dévidoir,

- le conduit du fluide de refroidissement de la torche (si nécessaire),

- la gaine d'amenée du fil-électrode.

Fil-électrode :

Le fil-électrode est :

• un fil métallique nu de grande longueur,
• enroulé sur une bobine,
• dont la section est pleine,
• il est toujours branché au pôle positif de la machine de soudage et sert à créer et maintenir l'arc électrique,
• il fournit le métal d'apport nécessaire à l'élaboration du bain de fusion.

Torche de soudage :

La torche de soudage est conçue de manière à recevoir la gaine isolante et ses composantes, à savoir :

- le fil-électrode,

- le câble d'amenée du courant électrique,

- le conduit du gaz protecteur,

- le câble de commande du dévidoir,

- le câble d'amenée du courant de soudage,

- le conduit du fluide de refroidissement de la torche (si nécessaire).

La torche de soudage est munie d'un tube contact qui guide le fil-électrode jusqu'à la sortie de la buse et qui sert à transmettre le courant de soudage au fil-électrode, comme à la figure suivante.

Torche de soudage :

La torche de soudage est généralement refroidie par l'air ambiant et l'écoulement du gaz protecteur quand le courant de soudage utilisé ne dépasse pas 300 A.

Au-delà de 300 A et lors d'un soudage sans arrêt, il faut utiliser une torche refroidie à l'eau par un système de refroidissement en circuit fermé ou ouvert.

Ne plongez jamais la torche de soudage dans l'eau pour la refroidir.

Plusieurs types de torches de soudage sont disponibles sur le marché.

La torche idéale doit être ergonomique, résistante au choc et à la chaleur, isolante et légère.

Câble et prise de masse :

Le câble de masse et la prise de masse utilisés en soudage sous flux gazeux sont les mêmes que ceux utilisés en soudage avec électrodes enrobées.

La prise de masse et son câble assurent le retour du courant à la machine de soudage et ils sont toujours connectés au pôle négatif de cette dernière.

La prise de masse doit être placée le plus près possible de la partie à souder.

Si la pièce à souder est couverte de peinture, on doit gratter la peinture à l'endroit où la prise doit être installée afin d'assurer un bon contact.

Finalement, notez que les composantes du poste MAG sont identiques à celles du poste MIG, sauf pour ce qui est du gaz protecteur et de la nature du fil-électrode.

Pour le poste MAG, on utilise un gaz actif et un fil-électrode en métal ferreux, tandis que pour le poste MIG, on utilise un gaz inerte et un fil-électrode en métal non ferreux.

Toutes les mesures d'hygiène et de sécurité observées en soudage à l'arc électrode enrobée et qui concernent :

• l'électrocution,
• les fumées,
• la protection individuelle,

doivent aussi être appliquées en soudage semi-automatique.

De plus, des précautions supplémentaires doivent être prises en soudage semi-automatique ; celles-ci sont exposées dans les lignes qui suivent.

Gaz protecteur :

Les principaux gaz protecteurs utilisés pour souder l'acier doux et les autres aciers au carbone sont :

• le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO₂) ;
• le mélange argon-gaz carbonique.

Ces gaz, lorsqu'ils sont respirés par les soudeurs, provoquent certains malaises. Voici une brève description de ces gaz et de leurs effets sur les soudeurs.

Gaz carbonique

Le gaz carbonique est un gaz :

• incolore,
• ininflammable,
• inodore,
• sans saveur;
• plus lourd que l'air.

Le gaz carbonique constitue 0,03 à 0,06 % de l'air que l'on respire, donc il n'est pas toxique quand il est respiré en faible quantité.

Cependant, une concentration de gaz carbonique dépassant 0,5 % dans l'air entraîne les symptômes suivants :

• maux de tête,
• étourdissements,
• faiblesse musculaire,
• douleurs cardiaques,
• la mort.

Système d'évacuation de la fumée incorporé à la torche :

Argon :

• L'argon (Ar) est un gaz :
• incolore,
• inodore,
• ininflammable,
• sans saveur,
• plus lourd que l'air.

L'argon constitue 1 % de l'air qui nous entoure, donc il n'est pas toxique. Cependant, quand il est respiré en grande quantité, il entraîne l'asphyxie.

Compte tenu de ce qui précède, vous comprendrez qu'il est indispensable de porter un masque respiratoire et de prévoir une ventilation adéquate lors du soudage dans un espace restreint, tel que l'intérieur des réservoirs.

Rayonnements :

En soudage à l'arc avec électrode enrobée, la fusion de l'électrode enrobée dégage une fumée intense qui diminue l'intensité des rayonnements émis par l'arc.

En soudage semi-automatique, la fusion du fil-électrode nu ne provoque pas autant de fumée qu'en soudage à l'arc avec électrodes enrobées.

Il en résulte que les rayonnements de l'arc en semi-automatique sont plus intenses et peuvent être extrêmement dangereux.

Pour se protéger les yeux, on doit choisir un verre teinté au moins un numéro plus grand que pour souder à l'aide du procédé électrode enrobée.

En résumé sur un poste de soudage :

Cette étude vous a présenté les composantes d'un poste de soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode fusible ainsi que les règles d'hygiène et de sécurité à respecter.

Voici les points que vous devriez plus particulièrement retenir.

- La machine de soudage à l'arc sous flux gazeux fournit une courbe tension-intensité de type plat.

• Ce type de machine régularise le taux de fusion du fil-électrode de manière à garder la longueur d'arc la plus régulière possible, ce qui améliore l'aspect du cordon de soudure.

- Le détendeur a pour rôle de réduire la pression de la bouteille du gaz à la pression de travail et fournir un écoulement régulier.

- Le débitmètre a pour fonction de mesurer et de régler le débit du gaz protecteur.

- Le manomètre a pour fonction de mesurer la pression interne de la bouteille.

- Le dévidoir est un appareil qui débobine le fil-électrode enroulé sur une bobine.

- Les deux principaux gaz utilisés en soudage MAG sont le gaz carbonique pur et le mélange argon-gaz carbonique.

- Les rayonnements émis par l'arc en MIG ou MAG sont plus intenses qu'en électrodes enrobées parce que l'arc est plus visible.

• Pour se protéger les yeux, on doit choisir un verre teinté au moins un numéro plus élevé que pour souder avec le procédé électrodes enrobées.