Soudage MIG-MAG

Le générateur est un dispositif ayant pour fonction d'alimenter la zone de soudage en matériel d'apport au moyen d'une torche spécifique, ainsi que de maintenir allumé l'arc électrique se formant entre la pièce à souder et le fil-électrode fusible. À la différence des générateurs de soudage M.M.A. et T.I.G., lesquels comportent un seul paramètre de régulation (courant de soudage), les générateurs M.I.G.-M.A.G. comportent deux dispositifs de régulation, le premier régulant l'intensité de l'arc électrique (tension de soudage), et le second régulant la vitesse d'apport du fil de soudage (courant de soudage).

Les typologies de générateurs se divisent en deux catégories:

2. TORCHE

La torche permet de transférer le métal d'apport à la zone de soudage et est isolée extérieurement; elle permet en outre le passage du fil-électrode, du gaz et du courant.

La poignée de la torche comporte une gachette de commande pour la mise en fonction du courant, la sortie du gaz et l'avancement du fil-électrode. Le faisceau de câbles se compose d'un conducteur de courant, de l'eau de refroidissement, ainsi que de la gaine guide-fil. Différents types de torches ou de pistolets de soudage sont disponibles dans le commerce.

Les torches refroidies à l'eau sont utilisées si les intensités de courant employées sont susceptibles d'engendrer une quantité sensible d'énergie thermique, et elles doivent être utilisées pour des courants de fonctionnement supérieurs à 300 A ou en cas de courant pulsé. Les torches à refroidissement intégré sont refroidies par le gaz de protection et utilisées en cas de courant de fonctionnement inférieur à 300 A; leur usage est assez fréquent.
Les torches à col de cygne sont refroidies par le gaz de protection et utilisées pour les applications à basse intensité de courant (transfert par immersion - short-arc).

3. PINCE DE MASSE

La pince avec câble de masse permet la connexion électrique entre le générateur de courant et le matériel de base à souder. Le câble doit avoir une section et une longueur adaptées à l'ampérage maximal de la source de soudage.

4. DÉVIDOIR DE FIL

Le dévidoir de fil est un appareil actionné par un moteur ayant pour fonction de pousser le fil-électrode, tout d'abord enroulé en bobine, vers la torche puis vers la zone de soudage. Le choix de la valeur de la vitesse d'avancement du fil est effectué au moyen du bouton de réglage du moteur; une vitesse d'avancement du fil donnée suppose une vitesse de fusion déterminée et donc une valeur définie du courant de soudage. L'élément distinctif du dévidoir de fil consiste dans le nombre de galets prévus pour l'avancement du fil; les appareils à 4 galets permettent une plus grande régularité d'avancement du fil par rapport aux appareils à 2 galets.

5. GROUPE DE REFROIDISSEMENT À L'EAU

Le groupe de refroidissement à l'eau est un dispositif utilisé pour le refroidissement des torches de ce type pour éviter toute surchauffe en cas de courants de soudage élevés. Cet appareil permet, au moyen d'une pompe, une circulation constante de l'eau dans la torche et, au moyen d'un système de refroidissement, le contrôle des surchauffes.

6. BOUTEILLE DE GAZ AVEC SYSTÈME DE RÉGLAGE

La bouteille contient le(s) gaz de protection, comme argon, hélium, anhydride carbonique, ou des mélanges de ces derniers, et est équipée d'un manomètre avec réducteur de pression utilisé pour signaler la quantité de gaz à l'intérieur de la bouteille, et d'une électrovanne commandée par un poussoir installé sur la torche pour l'ouverture et la fermeture du débit de gaz en fonction des besoins de soudage.

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On peut distinguer les fils en fonction de leur composition chimique et de la morphologie de leur section, laquelle peut être composée de métal uniquement (fils pleins) ou bien comporter une âme contenant des granulés (fils fourrés).

Il est nécessaire de prêter une attention particulière à la présence, sur la surface du fil-électrode, de graisse ou d'humidité, ce type de condition risquant de provoquer porosité, criques ou soufflures. En outre, le bobinage non homogène du fil-électrodepeut entraîner un avancement irrégulier de ce dernier et compromettre la stabilité de l'arc.

Les fils pleins ont généralement la même composition que le matériel de base, avec l'ajout d'éléments pouvant aider dans le nettoyage du matériau de base. Les diamètres les plus couramment utilisés sont 0,6 - 0,8 - 0,9 - 1 - 1,2 - 1,6 mm.

Les fils fourrés avec protection gazeuse ne sont pas composés de métal massif, mais se présentent à l'intérieur remplis de poudre granulée (flux) ayant la même fonction que le revêtement des électrodes enrobées.
La poudre granulaire ou flux peut être de type rutile, basique, ou d'un type spécifique.
Par rapport aux fils pleins, les fils fourrés offrent une plus grande stabilité de l'arc et une pénétration supérieure, ainsi qu'un meilleur aspect esthétique du raccord, ce qui permet d'éliminer dans la plupart des cas les interventions de finition (ex. meulage des éclaboussures) et réduit le danger de la formation de défauts comme la porosité; bien entendu, l'utilisation de fils fourrés exige l'élimination de la scorie (laitier), comme pour le soudage avec électrode M.M.A.
Les diamètres les plus courants sont 0,6 - 0,8 - 0,9 - 1,2 - 1,6 mm.

Dans le procédé de soudage M.I.G.-M.A.G., le mode de transfert du métal d'apport du fil-électrode (plein ou fourré) au bain de fusion dépend, outre les paramètres électriques de soudage, du diamètre du fil, du type de générateur utilisé et du gaz employé. En fonction de ces paramètres, le transfert des gouttes peut s'effectuer comme suit:

1. Transfert par immersion (short-arc, dip-transfer ou à court-circuit)
2. Transfert par pulvérisation axiale (spray-arc)
3. Transfert à impulsion ou à arc pulsé (pulsed-arc)

1. transfert par immersion (short-arc, dip-transfer ou à court-circuit)
Le métal d'apport se transfère dans le bain de fusion sous forme de gouttes s'immergeant dans le bain et créant des courts-circuits continuels.
Ce transfert short-arc se caractérise par la présence d'intensités de courant arrivant jusqu'à 200 A, par l'utilisation de fils pleins minces de 0,6 mm à 1,2 mm, rendant ainsi possible le soudage d'épaisseurs réduites et en toutes positions avec un générateur en courant continu.

2. transfert par pulvérisation axiale (spray-arc)
Ce procédé prévoit le transfert des gouttes de matériau d'apport par effet du courant élevé, et non par contact avec le bain de fusion; les gouttes sont directement pulvérisées dans le bain, créant ainsi un flux continu de matériel.
Ce type de transfert s'effectue avec des générateurs en courant continu si les courants intéressés sont élevés (supérieurs à 200 A), et les fils de diamètre supérieur à 1 mm. Le bain de fusion créé est très fluide et de pénétration remarquable, adéquat pour un soudage à plat sur moyennes et grandes épaisseurs principalement.

3. transfert par impulsions ou à arc pulsé (pulsed-arc)
Ce procédé ne peut être obtenu qu'avec des générateurs en courant pulsé. En effet, les pulsations entraînent le détachement de gouttes de petites dimensions et permettent donc d'obtenir la caractéristique de l'arc par pulvérisation (spray arc), y compris avec des courants réduits. L'apport thermique, les dimensions du bain et la pénétration sont similaires au mode spray-arc. Ce procédé trouve ses principales applications avec des matériaux comme l'aluminium ou l'acier inoxydable, où le procédé short arc offre une qualité de soudage insuffisante.

1. Aciers doux au carbone

Les aciers au carbone se soudent en courant continu en polarité inverse (fil-électrode connecté au pôle positif) en appliquant exclusivement le procédé de soudage M.A.G. Les applications vont de l'utilisation exclusive du CO2 aux mélanges Ar-CO2 en différentes proportions (la plus courante est 80% argon, 20% CO2 ).
Plus le taux d'argon du mélange est élevé, et meilleures sont les caractéristiques et la stabilité de l'arc.
Les caractéristiques du soudage sont très satisfaisantes, en particulier en short-arc où l'on obtient des bains de soudage consistants permettant des applications en toutes positions.
L'utilisation de fils avec teneur en silicium et manganèse permet d'éliminer les impuretés du matériel de base et d'obtenir des soudures de bonne qualité.
Il est nécessaire de préparer les raccords avec un chanfrein d'une épaisseur supérieure à 3 mm

2. Aciers inoxydables
Les aciers inoxydables se soudent en courant continu ou en courant pulsé avec polarité inverse (fil-électrode connecté au pôle positif) en appliquant exclusivement le procédé de soudage M.A.G. Le gaz de protection utilisé doit être composé de mélanges Ar + CO2 ou Ar + O. Le pourcentage d'argon doit dans tous les cas ne pas être inférieur à 98% du mélange, pour éviter une forte oxydation du chrome présent dans le matériau de base. Les raccords supérieurs à 2,5 mm doivent être chanfreinés. Le matériau d'apport doit être particulièrement adapté à la qualité de l'acier inoxydable à souder.
Il est conseillé de procéder au meulage des points pour obtenir une soudure satisfaisante.

3. Aluminium et alliages d'aluminium
L'aluminium et les alliages d'aluminium se soudent en courant continu ou en courant pulsé en polarité inverse (fil-électrode connecté au pôle positif) en appliquant le procédé de soudage M.I.G.
Le gaz de protection utilisé est généralement l'argon pur. Il est également possible d'utiliser de l'hélium ou bien un mélange Ar + He.
Pour un soudage à plat, indépendamment de l'épaisseur, est utilisée la technique spray-arc ou/et pulsed-arc; la technique short-arc est par contre utilisée pour le soudage d'épaisseurs réduites en position verticale et à angle. Étant donné les caractéristique de l'aluminium, il est conseillé de procéder au fraisage, plutôt qu'au meulage, des points ou des cordons de soudure.

4. Autres matériaux
Le procédé de soudage M.I.G.-M.A.G. est également utilisé pour des matériaux comme le nickel et ses alliages, et le cuivre et ses alliages, en courant continu en polarité inverse.
Pour le soudage du cuivre sur des épaisseurs supérieures à 5 mm, il est conseillé d'utiliser le procédé M.I.G., en tenant toujours compte du fait que les intensités de courant doivent être régulées en fonction de la position de soudage et de l'épaisseur des raccords.