Soudage au dioxyde de carbone : bases et histoire

Au milieu du XXe siècle, grâce aux travaux des scientifiques soviétiques K. V. Lyubavsky et N. M. Novozhilov, la technologie du soudage au dioxyde de carbone a été développée. Depuis, ce procédé s'est répandu dans le monde entier grâce à son efficacité et sa fiabilité.

Le soudage au dioxyde de carbone : qu’est-ce que c’est ?

Le principe du soudage au CO₂ est d'utiliser le CO₂ comme atmosphère protectrice, protégeant la zone de soudage des effets nocifs de l'air ambiant. Lors du soudage, lorsque la température de l'arc atteint des niveaux élevés, le dioxyde de carbone se décompose en monoxyde de carbone et en oxygène, créant ainsi une atmosphère protectrice composée de trois composants : CO₂, CO et O₂.

Dans la zone de l'arc, où les températures sont les plus élevées, le dioxyde de carbone est presque entièrement décomposé, tandis qu'à la périphérie, plus près du bain de fusion, il prédomine. Ce mélange gazeux protège efficacement le métal de l'oxydation, aussi bien à l'entrée des gouttes de fil-électrode dans le bain de fusion qu'à sa surface.

Le processus d'oxydation des éléments métalliques dans la zone de soudure dépend de leur réactivité chimique à l'oxygène. Le silicium s'oxyde en premier, suivi du manganèse, en raison de sa forte affinité pour l'oxygène par rapport au fer et au carbone. L'ajout d'un excès de silicium et de manganèse au fil de soudure permet de neutraliser l'effet oxydant du dioxyde de carbone tout en préservant ses propriétés protectrices.

Que rechercher lors du choix du fil de soudage

La qualité du soudage de l'acier au dioxyde de carbone dépend de la teneur en silicium et en manganèse du fil de soudage. Les propriétés optimales du métal fondu sont obtenues lorsque le rapport Mn/Si est compris entre 1,5 et 2. Les oxydes formés lors du soudage ne se dissolvent pas dans le métal, mais forment un composé à bas point de fusion qui flotte à la surface du bain de fusion sous forme de laitier.

Ce qu'il faut rechercher lors du choix d'un fil de soudage : la composition du fil et son application dans le travail.

Technique de soudage

Le soudage au CO₂ permet de souder dans différentes positions, notamment verticales et en hauteur. Les paramètres de soudage optimaux, tels que le type et la polarité du courant, le diamètre du fil, l'intensité du courant, la tension de l'arc et le débit de gaz, sont sélectionnés en fonction des caractéristiques du matériau à souder et de la position de soudage.

Technique de soudage au dioxyde de carbone - Organigramme

Structure générale de l'équipement de soudage et principe de fonctionnement

L'utilisation du dioxyde de carbone comme agent de protection nécessite des matériaux et équipements spécifiques. Stocké dans des bouteilles sous pression, le dioxyde de carbone passe directement de l'état liquide à l'état gazeux lorsqu'il est chauffé, sans passer par la phase liquide. Les systèmes d'alimentation en gaz sont équipés de sécheurs et de réchauffeurs pour garantir une qualité de gaz constante, et les fils de soudage sont sélectionnés en fonction de la nuance d'acier à souder afin d'obtenir les meilleurs résultats.

Le schéma général de l'équipement ressemble à ceci :

Schéma de l'équipement de soudage au dioxyde de carbone: 1 - support, 2 - mécanisme d'alimentation, 3 - bouton d'alimentation, 4 - écran de protection, 5 - manomètre 0,6 MPa, 6 - raccord adaptateur pour l'installation d'un manomètre, 7 - réducteur d'oxygène avec manomètre haute pression, 8 - sécheur de gaz, 9 - réchauffeur de gaz, 10 - bouteille de dioxyde de carbone, 11 - redresseur de soudage (ou générateur), 12 - panneau de commande