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Pour l’assemblage des métaux, l’efficacité globale de la production est influencée de manière significative par le soudage. Toute amélioration possible de la productivité et de la qualité a une influence positive sur la réduction des coûts de production. Cela concerne bien entendu l’utilisation de gaz de protection. Ainsi, Messer France, producteur et distributeur de gaz industriels, a répertorié trois critères à prendre en considération afin d’optimiser ses opérations de soudage. Dans les techniques de soudage sous protection gazeuse, notamment le soudage à l’arc (TIG, MIG, MAG), le choix du gaz de protection joue un rôle important. La nature du gaz peut améliorer de façon significative la productivité du procédé en augmentant la vitesse de soudage, diminuant le temps de préparation des bords à assembler, limitant le préchauffage et réduisant le taux de projections. Tout cela permet de diminuer le temps de nettoyage et influe aussi sur la qualité du cordon de soudure obtenu, à savoir sa pénétration, son aspect, ou encore sa résistance à la rupture.

La vitesse de soudage et la qualité de la soudure

Obtenir un résultat optimal et garantir l’efficacité des opérations de soudage passe par le choix d’un mélange de gaz adapté à son procédé, au métal d’apport et aux positions de soudage. De par leurs propriétés chimiques, les gaz ont une action sur les propriétés mécaniques des soudures et donc sur leur qualité. Pour le soudage MAG manuel, robotique et automatique d’aciers non alliés, utiliser un mélange ternaire alliant un gaz inerte et des gaz actifs permet de stabiliser l’arc, d’améliorer la pénétration et le transfert du métal dans l’arc de manière stable. Si la vitesse de soudage est très légèrement influencée par la bonne conductibilité thermique de l’oxygène, un mélange composé d’argon et en plus faible proportion de dioxyde de carbone et d’oxygène offre avant tout une bonne pénétration pour un cordon de soudure de meilleure qualité. Pour le soudage TIG manuel, robotique et automatique des aciers inoxydables austénitiques, utiliser un mélange de gaz qui contient de l’hydrogène, gaz réducteur ayant une très bonne conductibilité thermique, et de l’hélium permet ainsi d’augmenter sensiblement la vitesse de soudage et d’avoir un cordon de soudure plus plat avec une pénétration identique.

L’environnement du soudeur

De par leur nature, ces procédés de soudage par fusion émettent des fumées. Si leur composition varie en fonction des métaux d’apport et de base, on y retrouve des oxydes métalliques ou encore des substances issues des solvants qui recouvrent les pièces à souder. Elles présentent des effets plus ou moins néfastes sur la santé et sont, après une forte exposition, toxiques. En complément de mesures de prévention comme la mise en place d’un procédé de soudage moins émissif, l’utilisation de produits d’apports moins émissifs ou encore l’installation d’un système de ventilation adapté, bien choisir son gaz de protection permet de limiter l’exposition aux fumées. Pour le soudage MAG des aciers, il est possible de réduire ces émissions de fumées de 20 à 30 % en utilisant un mélange de gaz plus pur, contenant une proportion de CO2 moindre, avec ajout d’oxygène, et ce sans négliger la qualité des soudures et la productivité du procédé. C’est en effet la teneur et l’équilibre du mélange qui vont influencer différentes caractéristiques de la soudure comme les projections, les remontées de silicates, la pénétration ou encore la stabilité de l’arc. Bien que le soudage TIG émette moins de fumées que le soudage MAG, opter pour un mélange contenant de l’hélium permet de réduire la teneur en ozone des émissions fumées. Utiliser le bon gaz de protection a donc un impact direct sur l’environnement des opérateurs et leurs conditions de travail.

Le temps de nettoyage après soudage

L’étape qui suit le soudage consiste à nettoyer les pièces pour enlever les résidus de soudure (projections) et les préparer pour leur utilisation finale grâce à différentes méthodes comme le traitement thermique, le traitement anticorrosion ou encore la peinture. Selon le procédé de soudage utilisé, le mélange de gaz de protection employé entraîne une diminution jusqu’à 90 % du temps de nettoyage après soudage en agissant sur le taux de projections, la formation de silicates ou l’aspect de la soudure. L’opération de nettoyage pourra donc être finalisée plus rapidement, libérant ainsi du temps aux opérateurs. Pour le soudage MAG manuel, robotique et automatique d’aciers non alliés, il est préconisé d’avoir recours à un mélange ternaire composé principalement d’argon et, en teneur plus faible, de dioxyde de carbone et d’oxygène. La présence d’oxygène et d’une teneur en dioxyde de carbone réduite permet de diminuer au maximum les projections engendrées par la soudure, de réduire la formation de silicates et d’obtenir des soudures avec un aspect lisse et légèrement bombé. En soudage TIG, ce sont l’aspect et l’oxydation de la soudure en surface qui demandent un temps de nettoyage après soudure. L’aspect et la taille du cordon de soudure sont essentiels pour le travail des pièces. Utiliser un gaz de protection contenant de l’hélium ou de l’hydrogène permet d’avoir des cordons de soudure plus lisses ayant un aspect rosé et brillant.

L’expertise Messer

À l’heure où l’amélioration continue est au cœur de la dynamique stratégique du secteur du soudage, disposer de solutions pour optimiser les procédés, et donc les coûts, en alliant qualité et performance devient primordial. Mais l’amélioration continue passe également par l’amélioration de l’environnement du poste de travail, en réduisant notamment les fumées de soudage, afin de préserver la santé et la sécurité des opérateurs. Les gaz industriels jouent un rôle essentiel dans cette démarche. Ainsi, Messer France accompagne les professionnels de l’industrie dans le choix et la mise en œuvre de ces gaz (essais, formations, matériel associé). Sa gamme complète de gaz de protection adaptés aux différents procédés et aux matériaux inclut notamment la gamme Triplé Gagnant dédiée au soudage TIG/MAG. Véritable innovation, elle propose 3 mélanges ternaires qui permettent d’améliorer la productivité et l’environnement du soudeur en jouant sur les 3 critères détaillés plus haut.

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