Qu'est-ce qu'une torche TIG ?

En soudage TIG, la torche maintient une électrode en tungstène non fusible et achemine un gaz inerte (souvent de l'argon) pour protéger le bain de fusion de l'oxydation. Connectée au générateur, elle existe en version manuelle ou automatique. Le choix du refroidissement, à l'air ou par liquide, s'adapte à l'intensité exigée par l'application.

Soudage; Torche de soudage

Points clés

• Composants : un porte-électrode fixe le tungstène, tandis qu'une buse canalise le gaz.
• Facteurs de marche (%) : torches refroidies par
- air pour de faibles intensités - 60%,
- eau pour les courants élevés - 100 %.
• Ergonomie : une gâchette (bouton ou lamelle) commande l'amorçage de l'arc et la protection gazeuse.

 

Le choix de la torche est essentiel au soudage TIG (Tungsten Inert Gas) ou GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). La torche génère un arc électrique stable entre une électrode de tungstène non fusible et la pièce à souder, le tout sous une atmosphère protectrice inerte.

La torche TIG est connectée au générateur par un faisceau comprenant l'alimentation électrique et le gaz de protection. Le principe du soudage TIG est simple : un courant électrique traverse l'électrode de tungstène, créant ainsi un arc électrique. Ce dernier fond la pièce et le métal d'apport, formant ainsi une soudure. Le gaz inerte, généralement de l'argon, protège la zone de soudage de toute contamination atmosphérique, garantissant ainsi la qualité du cordon de soudure.

Plusieurs types de torches TIG sont utilisées :

  • les torches manuelles refroidies par air ou par eau,
  • les torches automatiques refroidies par eau.

Avantages du soudage TIG

  • Précision : Le soudage TIG permet d'obtenir des soudures de bel aspect.
  • Qualité : Les soudures TIG sont réputées pour leur résistance et leur esthétique.
  • Polyvalence : Le TIG peut être utilisé sur une grande variété de métaux, notamment l'acier inoxydable, l'aluminium (alu) et les aciers au carbone.
  • Contrôle : Le soudeur a un contrôle précis sur l'arc électrique et le bain de fusion, ce qui permet de réaliser des soudures complexes.

 

Composants et fonctionnalités d'une torche TIG

La torche TIG est constituée des composants suivants :

  • Corps de la torche : C'est l'élément de liaison entre les différents composants et la partie active de la torche. Les matériaux utilisés, comme le cuivre, permettent une bonne dissipation thermique.
  • Câble d'alimentation : Il achemine le courant électrique de la source de soudage vers l'électrode de tungstène.
  • Porte-électrode : Il maintient l'électrode tungstène en place et assure un contact électrique optimal.
  • Tuyau de gaz : Il achemine le gaz nécessaire à la protection gazeuse jusqu'à la buse.
  • Buse de gaz : Elle canalise le flux de gaz de protection vers la zone de soudage, protégeant ainsi le bain de fusion de l'oxydation.
  • Gâchette : Elle commande l’amorçage de l’arc et de la protection gazeuse.

Les fonctionnalités spécifiques d'une torche TIG sont nombreuses :

  • Refroidissement : Les torches peuvent être refroidies par air ou par eau. Les torches TIG refroidies à l’eau sont alimentées par un système de refroidissement liquide, intégré ou non au poste de soudage. Les torches refroidies à l’eau sont en général utilisées pour les hauts facteurs de marche, particulièrement en automatique ou en robotique.
  • Ergonomie : Les poignées sont conçues pour offrir un confort optimal et réduire la fatigue du soudeur.
  • Modularité  : De nombreux accessoires sont disponibles pour équiper et personnaliser la torche en fonction des besoins spécifiques de chaque application.

La différenciation entre les torches est essentiellement ergonomique, au niveau de la souplesse du faisceau, ou de l'équilibre de la torche une fois en main. Les professionnels du soudage pourront choisir une torche avec une gâchette à bouton ou à lamelle. Certaines torches TIG utilisées sur des générateurs sans HF (cas d'environnement électronique sensible à la Haute Fréquence) seront équipées d'un robinet pour le gaz.

 

Comment raccorder une torche TIG ?

Le raccordement de la torche s'effectue sur la façade du générateur de soudage. Plusieurs éléments sont à raccorder:

  • Le connecteur de puissance au pôle (+) ou (-)
  • Le circuit gaz
  • La commande gâchette
  • Circuit de refroidissement eau
Eléments à raccorder à une torche TIG

La polarité (type de courant) : dans la grande majorité des applications TIG (notamment pour l'acier au carbone et l'acier inoxydable), la torche TIG doit toujours être branchée sur la borne négative (-) du poste à souder. C'est ce que l'on appelle le courant continu polarité directe (DCEN - Direct Current Electrode Négative). Les électrons se déplacent alors de l'électrode vers la pièce à souder. La masse se branche quant à elle sur la borne positive (+).

Le raccordement gaz et commande gâchette : le connecteur de commande gâchette se branche sur le| panneau frontal du générateur via une prise 5 broches ou 2 fiches bananes. Le tuyau d’alimentation gaz de la torche se raccorde aussi en façade du poste à souder ou directement au débitmètre de la bouteille de gaz si vous utilisez une torche à valve ou à robinet.

Le circuit de refroidissement (Torches eau uniquement) : si vous utilisez une torche série 18 ou 20 refroidie eau, le faisceau comporte deux tuyaux supplémentaires à brancher sur le groupe de refroidissement (refroidisseur). La règle universelle est de brancher le tuyau bleu sur la sortie d'eau froide (alimentation vers la torche) et le tuyau rouge sur l'entrée d'eau chaude (retour du liquide réchauffé vers le refroidisseur).

 

Quelle torche TIG choisir ?

Le choix du modèle de torche TIG s'appuie sur des paramètres techniques précis pour garantir la qualité, l'efficacité et la sécurité de vos opérations de soudage. Il dépendra de plusieurs facteurs, tels que l'intensité de soudage, la durée des opérations de soudage et les positions de soudage :

  • L'intensité de soudage : pour des travaux inférieurs à 200 ampères, une torche refroidie air (facteur de marche de 60 %) est adaptée. Pour des courants élevés ou des opérations de longue durée, optez pour un modèle refroidi eau (facteur de marche de 100 %) afin d’éviter la surchauffe du matériel.
  • La durée des opérations de soudage : Pour des travaux de longue durée, une torche refroidie eau est recommandée afin d'éviter la destruction de la torche.
  • Les positions de soudage : Certains travaux de soudage nécessitent d’être équipés de torches spécifiques, comme les torches avec un corps flexible pour les soudures d'accès difficiles et restreints.

 

Les principaux domaines d'application

  • Aéronautique et spatial : Les torches refroidies eau et refroidies air sont utilisées selon le type d’application.
  • Chaudronnerie inox et tuyauterie industrielle : Les torches refroidies eau sont adaptées aux productions sur fortes épaisseurs.

 

Quels gaz pour le soudage TIG ? L'importance du choix du gaz de protection

Le choix du gaz de protection est un élément clé pour la réussite d'un soudage TIG. L’utilisation de gaz, généralement inerte, crée une atmosphère protectrice autour de l'arc électrique et du bain de fusion, empêchant ainsi l'oxydation et la contamination du métal.
L'argon est le gaz le plus couramment utilisé en soudage TIG : ARCAL™ Prime.  Il offre une excellente protection contre l'oxydation et permet d'obtenir des soudures de haute qualité sur la plupart des métaux.
Cependant, pour certaines applications spécifiques, des mélanges d'argon et d'hélium (ARCAL He20) ou d’argon et d'hydrogène (ARCAL R1-2 par exemple) peuvent être utilisés. Ces mélanges offrent une meilleure pénétration de l'arc et permettent d'augmenter la vitesse de soudage.
Air Liquide, expert en gaz industriels, propose une large gamme de gaz de protection pour le soudage TIG. Nos gaz répondent aux normes les plus exigeantes. Pour des soudures de qualité optimale, la gamme ARCAL™ d'Air Liquide vous offre les gaz adaptés à tous vos besoins.

 

Autres types de torches

  • Torches de soudage plasma
    Le procédé plasma est très souvent utilisé pour le soudage en automatique de tôle en acier inoxydable de 1 à 8 mm bord à bord sans préparation.
    Dans les procédés automatiques, comme le soudage plasma, la torche de soudage joue un rôle important.
    Elle assure un transfert rapide d’énergie sur la pièce à souder. La torche plasma est constituée de trois parties essentielles. L’électrode qui génère l’arc électrique, la tuyère dans lequel l’arc électrique passe sous l’effet du gaz axial qui permettra d'augmenter la densité énergétique pour atteindre l’état plasmagène et enfin la buse qui assurera la protection gazeuse du bain de fusion.
    L’arc plasma atteint des températures extrêmement élevées. Le procédé plasma est un procédé techniquement exigeant. Utilisé en automatique, il permet le soudage de grandes longueurs avec des facteurs de marche élevés. Les torches sont systématiquement refroidies. Cela permet de maintenir une température stable, même sous des conditions de soudage intensives, sans risquer d’endommager le matériel.
  • Torches de soudage MIG/MAG
    Les torches MIG MAG ont pour mission principale d'amener le fil de soudage jusqu'à l'extrémité du tube contact pour créer l'arc électrique qui permettra de souder l'assemblage.
    On rencontre différents types de torches MIG MAG en fonction du procédé : manuel ou automatique / robotique.
    Le tube contact permet de mettre le fil au potentiel et ainsi créer l’arc électrique à l’extrémité du fil. Il sert également de guide-fil.
    Que l’on soit en MIG MAG ou en TIG, une gâchette permet de démarrer le procédé de soudage.
    En fonction des générateurs, l’appui gâchette peut être paramétré appui simple ou maintien : démarrage, arrêt, cyclage des différents programmes pour des changements de position de soudage par exemple.
  • Les torches aspirantes
    Les torches aspirantes sont généralement des torches de soudage MIG MAG. Elles ont été développées pour l’aspiration des fumées à la source mais n’excluent pas d’autres équipements complémentaires comme les hottes aspirantes (utilisées uniquement en automatique ou en robotique). L'émission des fumées de soudage peut être plus ou moins importante en fonction des métaux d’apport, des modes de transfert utilisés, du taux d’oxydation du gaz de protection, de l’état de propreté des tôles etc,

Si vous hésitez entre différentes torches, Air Liquide et ses experts professionnels en soudage industriel seront en capacité de vous conseiller.
Pour des soudures de qualité optimale, la gamme ARCALTM d'Air Liquide vous offre les gaz adaptés à tous vos besoins.
Besoin de support technique? Air Liquide vous propose aussi Value4Welding un programme d’accompagnement innovant et unique qui permet d’identifier les coûts cachés de vos opérations et optimiser vos performances de soudage. N’hésitez pas à nous contacter pour plus de renseignements sur le programme Value4Welding.

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