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Conseils d'experts : Sélection des paramètres pour le soudage TIG

Dernière mise à jour :
3 mai 2024
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Table des matières

Les principaux paramètres du soudage TIG sont le courant de soudage, la tension de l'arc, la vitesse de soudage, le diamètre de l'électrode de tungstène et la forme de la pointe, le diamètre de la buse et le débit de gaz, la distance entre la buse et la surface de la pièce et l'angle de la torche de soudage.

(1) Sélection des paramètres de soudage TIG manuel

1) Type de courant et polarité.

Il existe deux types de courants de soudage : le courant continu et le courant alternatif. Le courant continu a deux méthodes de connexion différentes : droite et inversée. Le choix du type de courant et de la polarité dépend principalement du type de matériau à souder et des exigences de la soudure.

Pour réduire ou éliminer les fluctuations de courant causées par les changements de longueur de l'arc, le soudage TIG nécessite l'utilisation d'une source de courant ayant des caractéristiques externes de chute abrupte ou de courant constant. Les caractéristiques et le champ d'application des différents types de courants et de connexions de polarité pour le soudage TIG sont indiqués dans le tableau 5-80.

Tableau 5-80 Caractéristiques et champ d'application des différents types de courants et de connexions de polarité en soudage TIG

Types de courantCourant continu, électrode positiveCourant continu, électrode négativeCourant alternatif
Méthode de connexion
Ratio approximatif de distribution de la chaleurPièce 70%, Électrode 30%Pièce 30%, Electrode 70%Pièce 50%, Électrode 50%
Caractéristiques de la pénétrationProfonde et étroitePeu profond et largeMoyen
Action nettoyante athodiqueAucunPrésentPrésent (lorsque la pièce est négative)
ф3.2W Courant maximum autorisé pour l'électrode400A420A250A
Matériaux applicablesLaiton, alliages de cuivre, fonte, acier inoxydable, métaux dissemblables, titane, argentGénéralement non utiliséAluminium, magnésium, bronze d'aluminium, bronze de béryllium, fonte d'aluminium

2) Courant de soudage.

Le courant de soudage est généralement choisi en fonction du matériau, de l'épaisseur et de la position de la pièce à souder. Le diamètre de l'électrode de tungstène doit être choisi en fonction du courant de soudage. La plage de courant de soudage admissible pour différents diamètres d'électrodes de tungstène est indiquée dans le tableau 5-81.

Tableau 5-81 Plage de courant de soudage admissible pour différents diamètres d'électrodes en tungstène (unité : A)

Diamètre de l'électrode/mmCourant alternatifCourant continu, polarité droiteCourant continu, polarité inversée
Tungstène purTungstène thorié, Tungstène cériéTungstèneTungstène thorié, Tungstène cériéTungstèneTungstène thorié, Tungstène cérié
0.52~152~152~202~20--
115~5515~7010~7510~75--
1.645~9060~12540 ~13060~15010~2010 ~20
265~12585~16075~180100~20015~2515~25
2.580~140120~210130~230170~25017~3017~30
3.2140 ~190150~250160 ~310225~33020~3520~35
4180~260240~350275~450350~48035~5035~50
5240~350330~460400~625500 ~ 67550~7050 ~70
6.3300~450430~575550~675650~95060~10065~100

3) Tension d'arc.

La tension de l'arc est le principal paramètre déterminant la largeur du cordon de soudure. Des tensions d'arc plus faibles sont utilisées en soudage TIG pour obtenir une bonne protection du bain de fusion. Lors du soudage sous protection d'hélium, en raison de l'ionisation plus élevée de l'hélium, la même longueur d'arc présente une tension d'arc plus élevée que celle d'un arc à l'argon.

La tension d'arc est liée à l'angle de la pointe de l'électrode de tungstène. Plus la pointe de l'électrode de tungstène est pointue, plus la tension de l'arc est élevée, avec une plage courante de 10~20V.

4) Diamètre de l'électrode en tungstène et forme de la pointe.

Le choix du diamètre de l'électrode de tungstène dépend du type, de la polarité et de l'intensité du courant de soudage à utiliser. En même temps, l'acuité de la pointe de l'électrode de tungstène affecte la profondeur et la largeur de la soudure. Voir le tableau 5-82 pour les formes de pointes d'électrodes de tungstène et les gammes de courant.

Tableau 5-82 Formes de pointes d'électrodes en tungstène et plages de courant

Diamètre de l'électrode en tungstène /mmDiamètre de la pointe /mmAngle de pointe / (°)Courant continu Électrode positive
Courant continu constant /ACourant d'impulsion /A
10.125122~152~25
10.25205~305~60
1.60.5258~508~100
1.60.83010~7010~140
2.40.83512~9012~180
2.41.14515 ~15015~250
3.21.16020~20020~300
3.21.59025~25025~350

5) Vitesse de soudage.

La vitesse de soudage TIG dépend de l'épaisseur de la pièce et du courant de soudage. L'électrode de tungstène pouvant supporter des courants plus faibles, la vitesse de soudage est généralement inférieure à 20 m/h. La vitesse de soudage maximale du soudage TIG mécanisé peut dépasser 35 m/h, mais à ce moment-là, l'effet de la vitesse de soudage sur la forme laminaire du gaz de protection doit être pris en compte.

6) Diamètre de la buse et débit de gaz.

Le débit de gaz minimum requis pour protéger efficacement la zone de soudage est lié à la forme et à la taille de la buse de la torche de soudage. Le diamètre de la buse dépend de l'épaisseur de la pièce à souder et du type de joint, et plus le diamètre de la buse augmente, plus le débit de gaz doit être important.

Le diamètre de la buse peut être choisi selon la formule suivante :

D=(2,5 ~3,5)d w

Dans la formule :

  • Diamètre de la buse ou diamètre intérieur, en mm ;
  • dwdiamètre de l'électrode de tungstène, mm.

Une fois le diamètre de la buse déterminé, le débit d'argon peut être calculé comme suit :

Q=(0,8 ~1,2)D

Où ?

  • Q - débit d'argon, L/min ;
  • Diamètre de la buse D.

Lorsque D est petit, on prend la limite inférieure de Q ; lorsque D est grand, on prend la limite supérieure de Q.

En général, lorsque l'ouverture de la buse est de 8~12 mm, le débit de gaz protecteur est de 5~15L/min ; lorsque le diamètre de la buse passe à 14~22 mm, le débit de gaz est de 10~20L/min. Lors du soudage de plaques épaisses d'aluminium et d'alliages d'aluminium, le débit de gaz doit atteindre 25~35L/min.

En outre, le débit de gaz dépend également de l'environnement de soudage. Lorsque l'on soude dans une zone où l'air circule, le débit de gaz doit être augmenté en fonction de la vitesse de l'air, et le débit peut également être sélectionné par le biais d'essais de soudage. Lorsque le débit est approprié, la couleur de la surface soudée peut être utilisée pour l'identifier.

La relation entre la couleur et l'effet protecteur des soudures en acier inoxydable est présentée dans le tableau 5-83.

Tableau 5-83 Relation entre la couleur et l'effet protecteur des soudures en acier inoxydable

Couleurs des cordons de soudureBlanc argenté, jaune doréBleuRouge-grisGrisNoir
Efficacité de la protectionExcellentBonJustePauvrePire

La relation entre la couleur et l'effet protecteur des soudures de titane et d'alliage de titane est indiquée dans le tableau 5-84.

Tableau 5-84 Relation entre la couleur des soudures de titane et d'alliages de titane et l'effet de protection

Couleurs des cordons de soudureArgent-BlancL'orPourpre-bleuBleu-grisJaune-blanc
Efficacité de la protectionExcellentBonJustePauvrePire

Voir le tableau 5-85 pour le débit d'argon, l'ouverture de la buse et la distance par rapport à la pièce.

Tableau 5-85 Débit d'argon, ouverture de la buse et distance par rapport à la pièce à usiner

Méthodes de soudageDébit d'argon approprié (L/min)Diamètre de la buse (mm)Distance entre la buse et la pièce (mm)
Soudage au gaz inerte de tungstène (TIG)3~255 ~205 ~12
Soudage au gaz inerte métallique (MIG)10~50≤308~15

Voir le tableau 5-86 pour la relation entre le courant de soudage, le diamètre de la buse et le débit de gaz.

Tableau 5-86 Relation entre le courant de soudage, le diamètre de la buse et le débit de gaz

Courant de soudage /ASoudage en courant continuAC Welding
Diamètre de la buse /mmDébit de gaz / (L/min)Diamètre de la buse /mmDébit de gaz / (L/min)
10 ~1004~9.54 ~58~9.56~8
101 ~1504 ~9.54~79.5~117 ~10
151~2006~136~811 ~137 ~10
201~3008~138~913 ~ 168 ~15
301~50013 ~169~1216 ~198~15

Remarque : le courant de soudage maximal autorisé pour les buses métalliques est de 500 A, et de 300 A pour les buses en céramique.

(2) Sélection des paramètres de soudage TIG automatique

Les paramètres de soudage TIG automatique comprennent les paramètres de soudage manuel à l'arc à l'électrode de tungstène et à l'argon et la vitesse d'alimentation du fil. La vitesse d'alimentation du fil doit correspondre à la vitesse de soudage et au courant de soudage. L'impact des paramètres de soudage TIG sur la formation et la qualité de la soudure est rarement indépendant dans la production réelle, comme dans les processus de soudage TIG manuel, où seuls le courant de soudage et le débit d'argon sont spécifiés.

Lors du soudage TIG automatique, les paramètres de soudage qui doivent être contrôlés sont le courant de soudage, la tension de l'arc, la vitesse de soudage, le débit d'argon, le diamètre du fil et la vitesse d'alimentation du fil. En outre, lors du soudage de métaux particulièrement réactifs tels que le titane, il est nécessaire de renforcer la protection de la zone à haute température et de prendre des mesures de protection strictes.

(3) Paramètres de soudage TIG typiques

1) Voir le tableau 5-87 pour les paramètres de soudage manuel TIG pour l'aluminium et les alliages d'aluminium, l'acier inoxydable.

Tableau 5-87 Paramètres de soudage TIG manuel pour l'aluminium et les alliages d'aluminium, l'acier inoxydable

MatériauÉpaisseur de la plaque/mmType de rainureNombre de couches de soudure (avant/arrière)Diamètre de l'électrode en tungstène/mmDiamètre du fil de soudure/mmTempérature de préchauffage/°CCourant de soudage/ADébit d'argon/(L/min)Ouverture de la buse/mm
Aluminium et alliages d'aluminium1Bord biseautéFront 121.6-45 ~ 607~98
1.5Biseautée ou en IFront 121.6~2.0-50~807~98
2Rainure en IFront 12 ~32~2.5-90 ~1208 ~128~12
3Rainure en YFront 132~3-150 ~1808~128~12
41~2/143-180 ~20010~158~12
51~2/143~4-180~24010~1510 ~12
61~2/154-240~28016~2014 ~16
82 /154~5100260~32016~2014 ~16
103~4/1~254~5100 ~150280~34016~2014 ~16
123~4/1~25 ~64~5150~200300~36018~2216~20
143 ~4/1~25 ~65~6180~200340~38020~2416 ~20
164~5/1~265~6200 ~220340~38020~2416~20
184~5/1~265~6200~240360~40025~3016~20
204~5/1~265~6200~260360~40025~3020~22
16 ~20Rainure en X2~3/2~365~6200~260300~38025~3016~20
22~253 ~4/3 ~46 ~75~6200~260360~40030~3520~22
Acier inoxydable1Joint en bout121.6-7~283~412~47
1.2Joint en bout121.6-153~425
1.5Joint en bout121.6-5 ~193~48~32

① Vitesse de soudage, en cm/min.

2) Voir le tableau 5-88 pour les paramètres de soudage manuel TIG pour l'acier au carbone et l'acier faiblement allié.

Tableau 5-88 Paramètres de soudage TIG manuel pour l'acier au carbone et l'acier faiblement allié

Épaisseur de la soudure/mmCourant de soudage/ADiamètre du fil/mmVitesse de soudage/(mm/min)Débit de gaz/(L/min)
0.9100ф1.6300~3704~5
1.2100~125ф1.6300~4504~5
1.5100 ~140ф1.6300~4504~5
2.5140~180ф2 300 ~4505~6
3.2150 ~200ф3250~3005~6

3) Voir le tableau 5-89 pour les paramètres de soudage manuel TIG pour le cuivre et les alliages de cuivre.

Tableau 5-89 Paramètres de soudage TIG manuel pour le cuivre et les alliages de cuivre

MatériauÉpaisseur de la soudure/mmType de rainureElectrode en tungstèneDiamètre de l'électrode/mmDiamètre du fil d'apport/mmCourant de soudage/ADiamètre de la buse/mmDébit de gaz/(L/min)Température de préchauffage/°C
Cuivre<1.5MonovolumeThoriée2.42140-18086-8-
2-3MonovolumeThoriée3.23160-2808-106-10-
4-5Rainure en VThoriée43-4250-35010-128-12100-150
6-10Rainure en VThoriée54-5300-40010-1210-14300-500
Laiton1.2Joint d'étanchéitéThoriée3.2-160-18087-
Étain Laiton2MonovolumeThoriée3.23180-20087-
Étain Phosphore<1.6MonovolumeThoriée3.21.690-15010-128-12-
Bronze1.6-3.2MonovolumeThoriée3.22-3100-22010-128-12-
Aluminium Bronze<1.6MonovolumeCérié1.61.625-8010-129-10-
3.2MonovolumeCérié3.22-3160-21010-1210-12-
9.5Rainure en VCérié44210-33010-1212-13-
Bronze au silicium1.6MonovolumeCérié1.61.6100-12087-
3.2MonovolumeThoriée2.42130-15087-
6.4Rainure en VThoriée3.23200-250109-
9.5Rainure en VThoriée3.23230-280109-
Nickel Bronze<3.2MonovolumeThoriée3.22-3250-30012-1412-14-
3.2-9.5Rainure en VThoriée43280-32012-1412-14-

4) Soudage manuel TIG du titane et des alliages de titane (connexion positive DC, joint bout à bout) paramètres de soudage voir tableau 5-90.

Tableau 5-90 Soudage TIG manuel du titane et des alliages de titane (connexion positive DC, assemblage bout à bout) paramètres de soudage

Épaisseur de la plaque/mmType de biseauNombre de couches de soudureDiamètre de l'électrode en tungstène/mmDiamètre du fil/mmCourant de soudage/ADébit d'argon/(L/min)Diamètre de la buse/mmNotes
Buse principaleBouclier anti-dérapantFace arrière
0.5Biseau en V simple11.51.030 ~508~1014~166~810Espace entre les joints de 0,5 mm, le titane ne peut pas non plus être ajouté.

Espace entre les fils 1.0mm
112.01.0~2.040~608~1014~166~810
1.512.01.0~2.060~8010~1214~168~1010 ~12
212.0~3.01.0~2.080~11012~1416~2010~1212 ~14
2.512.0~3.02.0110~12012~1416~2010~1212 ~14
3Biseau simple-Y1 ~23.02.0~3.0120~14012~1416~2010~1214 ~18Espace en biseau 2~3mm, bord émoussé 0,5mm

L'arrière de la soudure est revêtu d'une plaque d'appui en acier.

Angle de biseau 60°~65°
3.51~23.0~4.02.0~3.0120~14012~1416~2010~1214 ~18
423.0~4.02.0~3.0130~15014~1620~2512~1418 ~20
423.0~4.02.0~3.020014~1620~2512~1418 ~20
52~34.03.0130~15014~1620~2512~1418~20
62~34.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1418~20
72~34.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1420~22
83 ~44.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1420~22
10Biseau double Y4~64.03.0~4.0160~20014~1625~2812~1420~22Angle de biseau 60°, bord émoussé 1mm

Angle de biseau 55°, bord émoussé 1,5-2,0 mm

Angle de biseau 55°, bord émoussé 1,5~2,0mm, écart 1,5mm
136~84.03.0~4.0220~24014~1625~2812~1420~22
20124.04.0200~24012~142010~1218
2264.04.0~5.0230~25015~1818~2018~2020
2515~164.03.0~4.0200~22016~1826~3020~2622
3017~184.03.0~4.0200~22016~1826~3020~2622

5) Voir le tableau 5-91 pour les paramètres de soudage TIG automatisé pour l'aluminium et les alliages d'aluminium.

Tableau 5-91 Paramètres de soudage TIG automatisé pour l'aluminium et les alliages d'aluminium

MatériauÉpaisseur de la plaque/mmNombre de couches de soudureDiamètre de l'électrode en tungstène/mmDiamètre du fil/mmCourant de soudage/ADébit d'argon/(L/min)Ouverture de la buse/mmVitesse de dévidage du fil/(cm/min)
Aluminium et alliages d'aluminium111.5 ~21.6120 ~1605~68~10-
2131.6~2180 ~22012 ~148 ~10108 ~117
31~2 42220~24014 ~1810 ~14108~117
41~252~3240~28014 ~1810 ~14117 ~ 125
5252~3280 ~32016 ~ 2012 ~16117 ~ 125
6~82~3 5~63280 ~32018~2414 ~18125~133
8~122~363~4300 ~34018~2414 ~18133 ~142
Acier inoxydable1.5121.6125 ~1308~10260
2131.6138~1426~8260

6) Voir le tableau 5-92 pour les paramètres de soudage TIG automatisé pour le titane et les alliages de titane (courant continu positif, assemblage bout à bout).

Tableau 5-92 Paramètres de soudage TIG automatisé pour le titane et les alliages de titane (DC positif, assemblage bout à bout)

Épaisseur de la plaque / mmType de biseauNombre de couches de soudageDimensions de la bande d'appui dans la rainure de formageDiamètre de l'électrode en tungstène / mmDiamètre du fil / mmCourant de soudage / ATension d'arc / VVitesse de soudage / (cm/min)Débit d'argon / (L/min)
Largeur / mmProfondeur / mmBuse principaleBouclier de protectionFace arrière
1I-grove150.51.61.270~10012~1530~378~1012~146~8
1.2I-grove150.721.2100~12012~1530~378~1012~146~8
1.5I-grove150.721.2~1.6120~14014~1637~4010~1214~168~10
2I-grove1612.51.6~2.0140~16014~1633~3712~1414~1610~12
3I-grove171.132.0~3.0200~24014~1632~3512~1416~1810~12
4Biseau simple avec espacement de 2 mm281.323200~26014~1632~3314~1618~2012~14
6Rainure en Y 603--43240~28014~1830~3714~1620~2414~16
10Rainure en Y 603--43200~26014~1815~2014~1618~2012~14
13Double rainure en Y 604--43220~26014~1833~4214~1618~2012~14

7) Voir le tableau 5-93 pour les paramètres de soudage TIG pour les tuyaux en acier inoxydable austénitique (soudage en suspension).

Tableau 5-93 Paramètres de soudage TIG pour les tuyaux en acier inoxydable austénitique (soudage en suspension)

Épaisseur/mmForme du biseauCourant de soudage/AVitesse de soudage/(mm/min)Notes
1.5100 ~110460 ~480Utilisé pour le soudage en hauteur de tubes ronds et carrés, avec protection par gaz argon à l'intérieur du tube pour protéger l'arrière de la soudure.
2120 ~130400 ~410
3190~200300 ~310
Note : Connecter au courant continu positif.

8) Voir le tableau 5-94 pour les paramètres de soudage de la passe racine du soudage multicouche des tuyaux en acier inoxydable à paroi épaisse en utilisant le soudage IG.

Tableau 5-94 Paramètres de soudage pour la passe racine du soudage TIG multicouche de tubes à paroi épaisse en acier inoxydable

Diamètre du fil / mmDiamètre de l'électrode en tungstène / mmPolarité du courantCourant de soudage / ATension d'arc / VVitesse de soudage / (cm/min)Méthode de tissageGaz de protection
Les typesDébit / (L/min)
2.0(1.6)1.6Courant continu50~1309~164~14Oscillation transversalePureté de l'argon (fraction volumique) supérieure à 99,9%8~15
2.42.4Tangente
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