Quelle est l’efficacité du soudage à l’arc sous argon pour les tuyaux rectangulaires galvanisés ?
Le soudage à l'arc sous argon (soudage TIG, soudage sous gaz inerte au tungstène) présente des avantages et des limites distincts lors du soudage de tuyaux rectangulaires galvanisés. Son adéquation au scénario d’application spécifique doit être déterminée. Les principaux avantages peuvent être analysés du point de vue de la qualité des soudures, des difficultés opérationnelles, de la sécurité et du traitement ultérieur :
I. Principaux avantages des tuyaux rectangulaires galvanisés par soudage TIG
Joints soudés de haute-qualité et finitions esthétiques
Le soudage à l'arc sous argon utilise un gaz inerte (argon) comme moyen de protection, isolant complètement le bain de fusion de la contamination par l'air (oxygène, azote, etc.). En conséquence, le joint soudé présente une oxydation minimale, ce qui donne un métal soudé de haute pureté. Ses propriétés mécaniques (résistance à la traction et ténacité) surpassent celles d'autres procédés comme le soudage à l'arc. De plus, le soudage TIG offre un arc stable et un apport de chaleur facilement contrôlé, ce qui donne une surface de soudure lisse et plate sans scories visibles. Le polissage et la peinture ultérieurs nécessitent un traitement minimal, ce qui le rend adapté aux applications exigeant une esthétique et une résistance élevées, telles que les structures décoratives et les châssis de machines de précision. Une petite zone affectée par la chaleur- réduit la déformation des tuyaux.
Les tuyaux rectangulaires galvanisés (en particulier les tuyaux à paroi mince-, tels que ceux d'une épaisseur inférieure ou égale à 3 mm) sont sensibles à l'apport de chaleur, et une chaleur excessive peut facilement provoquer une flexion et une déformation. Le faible apport thermique du soudage TIG contrôle avec précision le bain de fusion, ce qui entraîne une zone affectée thermiquement (ZAT) qui ne représente que 1/3 à 1/2 de celle du soudage à l'arc à la baguette. Cela minimise la déformation des tuyaux causée par les contraintes thermiques de soudage et est particulièrement adapté aux composants à paroi mince-ou de haute-précision (tels que les supports de meubles et les cadres de boîtiers d'équipement).
Le soudage simple-face et le formage double-face sont possibles, ce qui les rend adaptés aux structures fermées.
Pour les joints bout à bout et les joints d'angle des tuyaux rectangulaires galvanisés, dont l'arrière ne peut pas être directement soudé (comme les cadres fermés), le soudage TIG peut réaliser un "soudage simple-face et un formage double-face" en ajustant le courant, le débit de gaz argon et l'angle de la torche. Cela garantit une pénétration complète, évite les défauts tels qu'une pénétration incomplète et les inclusions de scories, et améliore l'étanchéité globale et la capacité portante -de la structure (par exemple, les conduits de ventilation et les supports de petits récipients sous pression). II. Principales limites des tuyaux rectangulaires galvanisés par soudage TIG
L'évaporation du zinc entraîne un risque élevé de porosité, nécessitant un pré-traitement de la couche de zinc.
La couche de zinc (point de fusion du zinc environ 419 degrés) est bien inférieure au point de fusion de l'acier (environ 1 538 degrés). Lors du soudage, la couche de zinc s'évapore rapidement, générant de grandes quantités de vapeur de zinc. Si la vapeur de zinc n'est pas libérée rapidement, de la porosité (petits trous sur ou dans la surface de soudure) se formera dans le bain de soudure, réduisant considérablement la résistance et l'étanchéité du joint.
Des étapes supplémentaires sont nécessaires pour résoudre ce problème : avant le soudage, la couche de zinc doit être retirée de la zone de soudure (la rainure et la zone de 15 -20 mm des deux côtés) par meulage mécanique (meuleuse d'angle, meule à fil), décapage chimique ou cuisson à la flamme, ce qui augmente le temps et le coût de construction. Sa faible efficacité de soudage le rend inadapté au soudage à grande échelle de tuyaux à paroi épaisse.
Argon arc welding is a "penetration type" weld, resulting in shallow penetration per weld (typically ≤6mm). When welding thick-walled galvanized rectangular pipes (e.g., >5 mm d'épaisseur), plusieurs passes de soudure sont nécessaires et chaque passe doit pouvoir refroidir avant le soudage. Il en résulte une efficacité globale bien inférieure à celle du soudage sous protection gazeuse CO₂ (soudage MIG/MAG) ou du soudage à l'arc submergé. Par conséquent, le soudage à l'arc sous argon est plus adapté au soudage de petits lots de tuyaux à paroi mince- plutôt qu'à la production industrielle à grande échelle- (comme les colonnes d'usines de structures en acier et les garde-corps municipaux).
Les vapeurs de zinc sont toxiques et nécessitent une protection stricte.
La vapeur de zinc, une fois refroidie, forme des vapeurs d'oxyde de zinc. L'inhalation à long terme-peut provoquer une «fièvre des fondeurs» (les symptômes comprennent de la fièvre, de la toux et des douleurs musculaires), ce qui constitue un risque pour la santé professionnelle. Bien que l'argon soit utilisé comme bouclier, la vapeur de zinc peut toujours s'échapper des bords du bain de fusion. Par conséquent, le soudage à l'arc sous argon doit être effectué dans un environnement bien-aéré et les opérateurs doivent porter des respirateurs spécialisés (air filtré ou forcé-). Ce coût de protection est supérieur à celui des procédés de soudage classiques.