1. Pourquoi le gaz de protection est nécessaire
Oxydation: L'oxygène réagit avec les métaux (par exemple, l'aluminium, le titane, l'acier inoxydable) pour former des oxydes fragiles (par exemple, Al₂O₃, TiO₂), réduisant la résistance de la soudure et provoquant des fissures.
Nitruration: L'azote réagit avec les métaux (par exemple le fer, le chrome) pour former des nitrures (par exemple Fe₄N, CrN), rendant la soudure cassante et poreuse.
Porosité: La vapeur d'eau ou l'emprisonnement d'air créent des bulles dans la soudure en solidification, affaiblissant son intégrité.
Augmentation des éclaboussures: L'interférence de l'air déstabilise le bain de fusion, provoquant des éclaboussures de métal et un mauvais aspect des soudures.
2. Gaz de protection courants
Gaz inertes (non-réactifs, largement utilisés)
Propriétés: Faible coût, haute densité (meilleure couverture), énergie d'ionisation modérée, protection stable pour la plupart des métaux.
Matériaux appropriés : Aluminium, titane, acier inoxydable, alliages de cuivre (idéal pour les métaux très réfléchissants ou sujets à l'oxydation).
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Note: L'argon pur peut provoquer une structure à gros grains dans les soudures épaisses ; le mélange avec de l'hélium améliore les performances.
Propriétés : Ultra-haute pureté (supérieure ou égale à 99,999 %), excellente conductivité thermique, énergie d'ionisation élevée (arc stable), mais coûteuse.
Matériaux appropriés: Applications critiques (par exemple, titane aérospatial, aluminium épais), réduit la porosité et améliore la ténacité.
Note: Zone de protection étroite ; souvent mélangé avec de l'argon (par exemple, Ar+He) pour équilibrer le coût et l'efficacité.
Gaz actifs (contiennent des composants oxydants)
Propriétés: Faible coût, renforce certains métaux (par exemple, formation de nitrures dans l'acier pour améliorer la dureté).
Matériaux appropriés: Acier au carbone, acier faible-allié (à éviter pour les alliages contenant du Cr, Ti, qui forment des nitrures cassants).
Note: Nécessite une pureté élevée (supérieure ou égale à 99,99 %) pour éviter que les impuretés (par exemple, O₂, H₂O) ne provoquent la porosité.
Propriétés: Fortement oxydant, principalement utilisé en soudage à l'arc (ex. MIG). Rarement utilisé seul en soudage laser ; mélangé avec de l'argon (par exemple, Ar+CO₂) pour l'acier au carbone afin de réduire les coûts.
Gaz mélangés (équilibre performance et coût)
Ar+Il: Améliore l'apport de chaleur pour l'aluminium ou le titane épais, réduit la porosité.
Ar+N₂: Utilisé pour l'acier inoxydable et l'acier au carbone, équilibrant la protection et le coût tout en évitant la fragilité.
Ar + H₂ : Pour les alliages à haute teneur en carbone ou en chrome, réduit l'oxydation et la porosité (contrôle strict du rapport H₂ requis pour éviter la fragilisation par l'hydrogène).
Résumé
matériaux (Al, Ti, Cu): Utiliser de l'argon ou des mélanges Ar+He.
Acier au carbone, acier faiblement-allié: Mélanges d'azote ou Ar+N₂.
Applications de haute-précision (par exemple, aérospatiale) : Hélium de haute-pureté ou Ar+He.