Le soudage orbital a été développé dans les années 1960 afin de répondre aux normes élevées de l'industrie aérospatiale et en particulier pour assurer l'intégrité nécessaire des composants utilisés par exemple dans les systèmes hydrauliques.
Un processus de soudage TIG (GTAW) automatisé
Le soudage TIG peut être automatisé très facilement lorsqu'il s'agit de soudage par fusion simple (soudage bout à bout) mais aussi lors de l'utilisation de fil d'apport pour les tuyaux à parois épaisses.
Étant donné que la torche est mobile et que la pièce est fixe, ce processus est particulièrement bien adapté au soudage de tubes et de tuyaux. Le soudage « en position » est également grandement facilité, car la machine peut se déplacer autour du tube qui a peut-être déjà été soudé d'un côté.
Lors du soudage de tubes et tuyaux en acier inoxydable avec le processus de soudage TIG automatisé, plusieurs facteurs influencent la répétabilité des résultats. Cette répétabilité est essentielle lorsqu'il s'agit d'automatiser un processus de soudage. Les facteurs d'influence peuvent être les suivants :
- la forme de l'électrode de tungstène
- la pression du gaz de purge à l'intérieur des tuyaux
- la pureté du gaz de purge
- la préparation de surface
- etc.
En soudage manuel, la préparation des pièces à souder est déjà importante, mais en soudage orbital, elle est indispensable. L'état de la surface du tube a un impact direct sur la qualité de la soudure.Pour les tubes à paroi mince d'une épaisseur inférieure à 3 mm, il est donc conseillé de recourir à l'ébarbage orbital (surfaçage), qui permet d'obtenir une surface parfaite, sans bavures.
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Dans quelles industries le soudage automatisé est-il pertinent ?
Ce type de procédé de soudage est utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs pour les tubes transportant des gaz purs, dans l'industrie pharmaceutique pour le transport d'eau pure (par exemple, pour les injections), dans l'industrie agroalimentaire, dans l'industrie chimique et pétrochimique, dans l'industrie nucléaire ainsi que dans l'industrie aérospatiale pour le soudage de tubes en titane.
Le soudage orbital est un procédé très fiable, mais il est néanmoins avantageux de bien connaître l'équipement, en particulier en ce qui concerne la qualité des électrodes et des gaz utilisés, ainsi que la qualité de tous les éléments impliqués dans le processus de soudage, y compris les tubes, les joints soudés et le courant de soudage.
Une fois ces facteurs maîtrisés, le soudage TIG orbital présente des défauts dans moins de 1% des résultats. Voire proche de 0% lorsque les facteurs suivants ont été vérifiés :
- qualité des tubes et accessoires (pas de différence d'épaisseur de paroi, pas de tubes non ronds pouvant entraîner des défauts)
- préparation des pièces à souder (découpe, chanfreinage, équerrage, …)
- accostage
- qualité des gaz et des électrodes
- bon fonctionnement de l'équipement
De nombreux métaux peuvent être soudés
Depuis ses débuts, le soudage orbital a presque toujours été associé au procédé TIG, également appelé procédé GTAW, et à une électrode de tungstène non fusible, sauf dans certains cas où il est nécessaire de travailler avec du fil froid. De nombreux métaux peuvent être soudés : les aciers les plus durs, les plus résistants à la chaleur et à la corrosion, les aciers au carbone non alliés et faiblement alliés, les alliages de nickel ainsi que le titane, le cuivre, l'aluminium et tous leurs alliages. Le soudage TIG est réalisé dans des conditions contrôlées, sous atmosphère protectrice. Il est extrêmement propre, ne génère que très peu de particules et évite toute projection indésirable. Bien qu'il ait été principalement destiné au soudage des aciers inoxydables, il répond aux normes les plus élevées en termes de qualité mécanique et d'esthétique.
Paramètres automatisés pour guider l'opérateur
L'interface homme-machine permet une utilisation très intuitive de l'équipement de soudage orbital. Cela rend le procédé accessible au personnel qui n'a pas nécessairement été formé en tant que soudeur.
Dans la majorité des cas, et particulièrement avec les modèles de dernière génération, un système d'auto-calcul intégré définit les paramètres pour guider l'opérateur vers un résultat de soudage déjà optimisé. Une machine de soudage orbital doit contrecarrer la gravité car le tube est immobile. Pour cette raison, la source de courant contrôle automatiquement et précisément les paramètres de soudage, tels que l'apport d'énergie, afin de compenser la gravité et l'échauffement du tube pendant le soudage.
Le soudage orbital représente, de par sa mise en œuvre tant au niveau mécanique (guidage de l'électrode autour du tube) qu'au niveau électronique (sources de courant sophistiquées et communicantes), un investissement plus conséquent qu'un poste de soudage TIG manuel.
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