Méthodes de protection gazeuse et surveillance des niveaux d'oxygène

Le choix de la méthode de protection dépendra de l'application. Pour le soudage de tubes, la méthode la plus simple est le confinement par ballon ou par flaque. Le confinement par rainure est utilisé pour les soudures linéaires. Si la configuration est plus complexe, l'utilisation d'une torche traînante – un outil polyvalent et facile à installer – est recommandée, à condition que le soudeur puisse intervenir directement.

Quelles techniques et quels outils peuvent être utilisés pour mesurer
le niveau d'oxygène résiduel dans un tube ?

Un oxymètre est un outil qui mesure la quantité d'oxygène dans l'air ambiant. Cette valeur, la quantité d'oxygène restante, est exprimée en pourcentage. Il peut être utile lors de la descente dans un égout par exemple, étant donné qu'ils émettent des gaz. Le carbone étant plus lourd que l'oxygène, il est vital de vérifier le niveau d'oxygène lors de la descente pour éviter les zones dangereuses.

Pour le soudage, il est crucial de pouvoir mesurer en permanence le niveau d'oxygène résiduel dans l'air, qui ne doit pas dépasser 0,0001 %. Si un appareil mesurant entre 0 et 20 % est utilisé, le soudeur ne pourra pas savoir si la valeur seuil pour le soudage a été atteinte. Il est évident que ce type d'appareil n'est absolument pas adapté à l'exécution de soudures et qu'il est plus judicieux d'utiliser un lecteur PPM (parties par million). Cet outil offre une précision bien plus élevée en mesurant jusqu'à la quatrième décimale.

À quel niveau d'oxygène la soudure doit-elle être commencée ?

La porosité à la racine apparaît à un niveau d'oxygène de 500 à 800 ppm. La partie décolorée est plus que dangereuse – à ce stade, nous considérerons que la soudure a été à peine inertée. 800 ppm correspondent à 0,08 % d'oxygène, un chiffre indétectable par un oxymètre standard.

La valeur seuil, c'est-à-dire le pourcentage accepté auquel la soudure sera déclenchée, peut être configurée précisément pour répondre aux exigences du cahier des charges. Pour les industries sensibles comme l'industrie pharmaceutique, le soudage sera effectué avec des niveaux d'oxygène inférieurs à 100 ppm, ce qui donne une soudure très propre. Pour les environnements les plus stricts, les valeurs acceptées seront parfois de seulement 20 ppm. Les générateurs AXXAIR fournissent à l'utilisateur un tableau indiquant les différentes couleurs en fonction du niveau d'oxygène en ppm.

Combien coûte un lecteur PPM ?

Il va sans dire qu'il ne faut pas lésiner sur les moyens lorsqu'il s'agit d'investir dans un tel outil. Les oxymètres de base sont disponibles à partir de 100 euros, tandis qu'un lecteur PPM coûtera entre 700 et 3000 euros. Il est cependant plus qu'évident que ces deux produits ne peuvent être comparés.

Cet outil très précis est indispensable pour les soudures exigeant des normes très élevées. Pour des applications plus basiques où l'inertage ne joue pas un rôle aussi crucial, il est bien sûr possible de s'en passer. C'est pourquoi AXXAIR propose cet équipement en option pour l'ensemble de sa gamme de générateurs de soudage orbital.

Comment choisir le gaz de protection adéquat

Les gaz sont classés selon leur pureté, décrite par une étiquette à deux chiffres : 4.6, 5.2, 6.0, etc. Le premier chiffre correspond au nombre de « 9 » et le second chiffre exprime le premier nombre après les « 9 ». Ainsi, la pureté d'un gaz décrit avec 4.8 correspond à un gaz dont le quatrième chiffre sera un 8. Si l'utilisateur achète de l'argon à 100 %, le gaz sera à 99,998 % d'argon.

En conséquence, les 0,002 % restants représentent les 20 ppm d'air ambiant, composés d'environ 20 % d'oxygène et des autres gaz de l'atmosphère. Le choix du gaz et de sa pureté doit être conforme aux exigences du client.

Mais n'oublions pas les autres paramètres jouant un rôle crucial :

  • La qualité des tuyaux raccordés aux bouteilles de gaz
  • La propreté des tubes à souder, car la saleté peut dégager des gaz à haute température
  • La qualité de l'inertage à l'aide de brides ou de ballons non hermétiques
  • Un débit suffisant, une sortie de gaz suffisante
  • La densité du gaz
  • Le positionnement de l'entrée et de la sortie du gaz

La moindre anomalie dans cette chaîne entière provoquera un défaut de soudure.

Quand faut-il mesurer les niveaux d'oxygène ?

La réponse est aussi simple et directe que possible : avant, pendant et après le soudage. Bien sûr, l'arc ne doit pas être amorcé avant d'avoir vérifié la qualité de l'inertage. Le niveau d'oxygène doit être vérifié tout au long du processus de soudage (Rappelez-vous le risque de mauvaise diffusion du gaz ou de courants d'air ?). Il est évident que si l'inertage est arrêté instantanément après l'achèvement du cordon de soudure, le résultat en pâtira car la température globale de la pièce ne diminue pas immédiatement.

Pour un tube en acier inoxydable par exemple, il est nécessaire d'attendre que la pièce soit refroidie à une température inférieure à 150 à 200 degrés Celsius afin d'éviter toute décoloration post-soudage.

Quels moyens de contrôle sont disponibles ?

Le principal moyen de contrôle restera toujours le bon sens. Utilisez des paramètres cohérents. Pour les assemblages de tuyauterie standard avec des diamètres allant de 1″ à 6″, l'inertage est effectué entre 5 et 10 litres par minute. La sortie de gaz devra être correctement dimensionnée afin que la pression à l'intérieur du tuyau n'augmente pas. Encore une fois, il existe une règle simple : un trou d'un diamètre de 5 mm est alimenté avec 5 litres par minute.

Ainsi, les moyens de contrôle sont un débit adapté, un dimensionnement correct de la sortie de gaz et surtout : une bonne dose de patience. De nombreux soudeurs amorcent l'arc trop rapidement avant de s'assurer que l'inertage est bien exécuté, dans le but d'augmenter la productivité. Et il y a une raison à cela : si le temps d'inertage idéal est calculé à 3 minutes par exemple et que le soudeur commence à souder après seulement 20 secondes, cela fait certainement une différence dans la production journalière. Mais ce temps gagné a un coût à la fin du processus de production : si le niveau d'oxygène est trop élevé, la qualité de la soudure est diminuée et le tube risque de devenir une pièce de rebut. C'est pourquoi AXXAIR recommande fortement l'utilisation d'un lecteur PPM, mais là encore, les exigences finales doivent être prises en compte.

Que faire lorsqu'un tube en acier inoxydable présente
une décoloration dorée ou bleue ?

Si, malgré toutes ces précautions, une décoloration dorée ou bleue est visible sur l'acier inoxydable, c'est une indication pour le soudeur que la couche de chrome de la surface a été détruite. Dans ce cas, il est toujours possible d'effectuer un traitement de surface par passivation, qui peut être réalisé mécaniquement avec des outils adaptés. Le métal est exposé et toute la couche de chrome est retirée sur une grande surface. Cette couche protectrice se reformera en quelques heures. La passivation peut également être réalisée par méthode chimique ou par électrolyse. En fait, de nombreuses solutions à ce problème peuvent être trouvées sur le marché.

Le suivi de l'inertage

Le descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) vous donnera toutes les indications nécessaires concernant les paramètres d'inertage. Habituellement, les quantités et les temps d'inertage sont enregistrés manuellement pendant tout le processus. Idéalement, ce n'est pas le soudeur lui-même qui s'occupe de ce suivi, mais plutôt une tierce personne.

Grâce au lecteur PPM d'AXXAIR, ce travail fastidieux appartient au passé. Le lecteur est connecté à un ordinateur qui enregistre en temps réel les variations des niveaux d'oxygène pendant le processus de soudage. De plus, le générateur AXXAIR est équipé d'un débitmètre électronique qui mesure le débit de gaz afin que la bonne quantité de gaz puisse être utilisée pour éviter une surconsommation inutile ou, au contraire, ajouter du débit pour obtenir un inertage parfait.

Abonnez-vous à notre newsletter

Abonnez-vous à la newsletter mensuelle d'Axxair.

En vous abonnant, vous acceptez notre Politique de confidentialité