FR2975029A1 - Soudage mig/mag des aciers inoxydables avec arc rotatif et melange gazeux ar/he/co2 - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un mélange gazeux ternaire formé d'argon, d'hélium et de CO , et son utilisation dans un procédé de soudage à l'arc électrique avec protection gazeuse des aciers inoxydables, en particulier un procédé de soudage MIG/MAG mettant en œuvre un fil d'apport fusible et un arc rotatif à basse énergie.

Description

L'invention porte sur un mélange gazeux ternaire formé d'argon, d'hélium et de dioxyde de carbone (CO2), et son utilisation en tant que gaz de protection en soudage à l'arc des aciers inoxydables, en particulier en soudage MIG/MAG avec apport de fil fusible, notamment d'assemblages à bords soyés.

Les assemblages de pièces métalliques en configuration de type bords soyés, communément appelés assemblages à bords soyés, se retrouvent notamment dans les éléments constitutifs d'appareils sous pression de type ballon d'eau chaude, extincteur, compresseur, appareil réfrigérant, bouteille de gaz de type GPL... Comme illustré en Figure 3, un tel assemblage comprend en général deux pièces à creuses extrémités cylindriques dont l'une est emboîtée dans l'autre de manière à ce que la surface interne de l'une des pièces vienne chevaucher, sur plusieurs millimètres, la surface externe de l'autre pièce au niveau de leurs extrémités circulaires. La norme EN 13445-4:2002 définit précisément les tolérances de fabrication concernant l'alignement des fibres neutres, l'alignement des surfaces, les écarts de circularité, les écarts de rectitude, les irrégularités de profil et les amincissements locaux de tels assemblages. Schématiquement, la soudure obtenue sur ce type d'assemblage à bords soyés, c'est-à-dire avec bords qui se recouvrent ou chevauchent partiellement comme illustré en Figure 3, doit présenter un profil assez large pour bien recouvrir l'extérieur du joint et avoir une pénétration suffisante pour fondre l'arrête inférieure du bord supérieur. De plus, il est rappelé qu'en fonction du procédé de soudage, après chaque passe, le laitier qui s'est formé pendant la passe précédente doit être éliminé, la surface nettoyée et les défauts de surface enlevés pour obtenir la qualité de soudure souhaitée. Le document EP-A-2078580 a proposé de souder des assemblages à bords soyés par procédé de soudage MIG/MAG avec arc rotatif et en utilisant un mélange gazeux constitué de 8 à 12 % d'hélium, de 2,5 à 3,5 % d'oxygène et d'argon pour le reste (% en volume). Toutefois, ce procédé présente les inconvénients de conduire à une constriction d'arc insuffisante et il s'ensuit des soudures dont le profil de pénétration n'est pas toujours celui recherché.

De plus, le mélange proposé par EP-A-2078580 impose d'employer une tension un peu plus élevée pour s'affranchir à 100% des courts-circuits extrêmement brefs mais intenses. Or, souder des aciers inoxydables pose un certain nombre de problèmes spécifiques. Ainsi, avec un gaz contenant de 10 à 20 %He, de 2 à 3 % 02 et de l'argon pour le reste, la zone de transition entre le transfert « spray » et le transfert veine liquide tournante est plus étendue. En effet, il a été montré qu'à même niveau d'énergie, la partie fondue du fil est plus longue en acier inox qu'en acier carbone. Par conséquent, il est nécessaire de monter plus haut en tension pour éviter les courts-circuits brefs et intenses qui se traduisent pour le produit final par d'importantes projections. Par ailleurs, avec un gaz contenant de 10 ou 20 %He, 3 % O2 et de l'argon pour le reste, l'aspect de surface des cordons obtenus sur acier inoxydable présente une trop forte 5 oxydation pour être compatible avec un usage industriel. Enfin, les hauts niveaux de tension requis pour se placer en régime de veine liquide tournante exempte de courts-circuits provoquent des détachements de segments de fil fondus hors du bain de soudage. La pièce ainsi soudée présente alors des projections adhérentes qui sont, là encore, incompatibles avec la qualité recherchée. 10 Partant de là, le problème qui se pose est de proposer un procédé de soudage à l'arc efficace de l'acier inoxydable permettant d'obtenir une bonne pénétration et une bonne qualité de soudage, notamment une bonne morphologie de cordon de soudure et pas ou un nombre aussi réduit que possible de projections lors du soudage, en particulier des assemblages en acier inoxydable de type à bords soyés mais d'autres assemblages, tels que 15 le soudage bord à bord, le soudage à clin ou en angle, et ce, à niveau d'énergie bas. La solution de l'invention porte sur un mélange gazeux ternaire particulier, ainsi que sur son utilisation dans un procédé de soudage d'assemblages à bords soyés de pièces en acier inoxydable. Plus précisément, l'invention porte sur un mélange gazeux ternaire formé d'argon, 20 d'hélium et de CO2, caractérisé en ce qu'il est constitué de 19 à 21 % d'hélium, de 0,8 à 1,2 % de CO2 et d'argon pour le reste (% en volume). Selon le cas, le mélange gazeux de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes (% en volume) : - il contient au moins 19,5% d'hélium, de préférence au moins 19,8% d'hélium, de 25 préférence encore au moins 19,9% d'hélium. - il contient au plus 20,5% d'hélium, de préférence au plus 20,3% d'hélium, avantageusement au plus 20,1% d'hélium. - il contient au moins 0,9% de CO2, de préférence au moins 0,95% de CO2. - il contient au plus 1,10% de CO2, de préférence au plus 1,05% de CO2. 30 - il contient de 19,95 à 20,05 % d'hélium, de 0,98 à 1,02% de CO2 et de l'argon pour le reste. - il est constitué de 20% d'hélium, de 1% de CO2 et de 79% d'argon. - il est pré-conditionné en réservoir de gaz, notamment en bouteilles de gaz. - il est réalisé in-situ au moyen d'un mélangeur de gaz servant à mélanger l'argon, 35 l'hélium et l'oxygène dans les proportions volumiques désirées.

Par ailleurs, l'invention concerne aussi un procédé de soudage à l'arc électrique avec protection gazeuse d'une ou plusieurs pièces en acier inoxydable, caractérisé en ce que la protection gazeuse est formée d'un mélange gazeux ternaire Ar/He/CO2 selon l'invention. Selon le cas, le procédé de soudage de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - il est de type MIG/MAG et met en oeuvre un fil d'apport fusible. - l'arc est rotatif ou la veine de métal liquide est tournante, c'est-à-dire animée d'un mouvement rotatif - le transfert se fait par une veine de métal liquide, i.e. en fusion. La veine de métal liquide est formée par fusion du fil d'apport fusible au sein de l'arc électrique. - les pièces soudées sont en acier inoxydable. - les pièces soudées sont en configuration de type à bords soyés. - les pièces soudées sont des éléments constitutifs d'un appareil sous pression de type ballon d'eau chaude, extincteur, compresseur, appareil réfrigérant ou bouteille de gaz 15 de type GPL. - la tension de soudage est comprise entre 29.5V et 35 V. - l'intensité de soudage est comprise entre 245 A et 300 A. - le fil de soudage est de type ER 308L Si. - la vitesse de dévidage du fil (Vfil) est d'au plus 30 m/min, typiquement comprise 20 entre 16 m/min et 20 m/min. - la vitesse de soudage est d'au plus 5 m/min, typiquement comprise entre 0.8 m/min et 2 m/min. La présente invention va être expliquée plus en détail dans la description suivante faite en référence aux figures annexées parmi lesquelles : 25 - La Figure 1 schématise l'influence du type de transfert sur la morphologie du cordon, - la Figure 2 schématise une veine liquide tournante, et - la Figure 3 schématise un assemblage à bords soyés. D'une manière générale, en soudage à l'arc MIG-MAG, il existe trois régimes de 30 transfert principaux ou conventionnels, à savoir : - le court-circuit. Ce régime est obtenu pour de faibles énergies d'arc, typiquement de 50 à 200 A et de 15 à 20 V. Une goutte de métal fondu se forme au bout du fil d'apport et grossit progressivement jusqu'à venir en contact avec le bain de métal en fusion, ce qui provoque un court-circuit. Le courant augmente alors rapidement faisant apparaître un 35 pincement qui facilite le détachement de la goutte, puis l'arc se réamorce. Ce phénomène se répète à des fréquences de 50 à 200 Hz environ. Ce régime est dit "froid" et présente un arc court. Il est adapté au soudage des fines épaisseurs, à savoir moins de 3 mm, et permet de maîtriser le bain de fusion lors du soudage en position. - la pulvérisation axiale. Pour les hautes énergies de soudage, c'est-à-dire d'au moins 28 V pour 280 A , et au-delà d'une certaine densité de courant, typiquement supérieure à 250 A/mm2 selon la nature du fil et le gaz de protection, l'extrémité du fil d'apport prend une forme de cône allongé. Le transfert du métal fondu depuis le fil vers le bain de soudure se produit sous forme de fines gouttelettes de métal fondu dont le diamètre est inférieur à celui du fil et qui sont projetées à grande vitesse dans l'axe du fil. L'arc est long de 4 à 6 mm. Ce transfert de métal procure un arc stable et peu de projections. Il autorise de fortes pénétrations à savoir d'au moins 5 mm, et des volumes de métal déposé importants, c'est-à-dire au moins 15 m/min de vitesse fil. Il est adapté au soudage de pièces ayant des épaisseurs de l'ordre de 5 mm et plus. Toutefois, le volume et la fluidité du bain font qu'il est principalement utilisé en soudage à plat. - le régime globulaire. Pour des énergies de soudage comprises entre celles donnant les transferts par court-circuit et par pulvérisation axiale, c'est-à-dire typiquement entre 22 V pour 200 A et 28 V pour 280 A, les gouttes de métal se formant à l'extrémité du fil d'apport ont une croissance lente. L'intensité du courant n'étant pas suffisante pour avoir un effet de pincement provoquant le détachement, la goutte devient grosse, c'est-à-dire de taille supérieure au diamètre du fil considéré. Le transfert se fait soit par court-circuit, quand la goutte touche le bain, soit par détachement de la goutte sous l'effet de la pesanteur. La goutte suit alors une trajectoire qui n'est pas toujours dans l'axe de l'arc. Ce mode de transfert est instable, ne permet d'atteindre que de faibles pénétrations de soudage et engendre de nombreuses projections de gouttelettes métalliques. A ces trois régimes principaux, il faut ajouter trois régimes de transfert qui nécessitent des paramètres de soudage non conventionnels, à savoir : - le régime arc court ou « short arc » forcé. Le transfert par court-circuit ne permet pas de souder à courant élevé, alors qu'une augmentation de l'intensité de soudage entraîne un transfert globulaire engendrant d'importantes projections adhérentes et un temps de parachèvement aussi important. Le transfert par court-circuit forcé ou arc-court forcé permet, avec une énergie d'arc normalement située dans le domaine globulaire, de maintenir un transfert par court-circuit. Ce régime permet d'accroître les vitesses de soudage et n'engendre que de fines projections limitant le temps de parachèvement. Le court-circuit forcé s'obtient avec des postes de soudage transistorisés dont les formes d'ondes permettent de maintenir un court-circuit régulier. - le régime pulsé. A l'origine, le régime pulsé a été mis au point pour pallier aux inconvénients du régime globulaire qui de par son mode de transfert instable et son caractère projetant, ne permettait pas d'augmenter la productivité dans des conditions de soudage acceptables. En régime pulsé, on soude en courant pulsé en choisissant les paramètres de pulsation de telle sorte qu'il y ait, pour chacun des pulses, un transfert de type pulvérisation axiale avec une seule goutte par pulse. Le régime est ici forcé, c'est à dire que l'on impose la forme du courant en choisissant soigneusement les paramètres de la pulsation afin que le résultat soit probant. Typiquement, les fréquences de pulsation vont de 50 à 300 Hz suivant la vitesse d'avance du fil. Cela nécessite des générateurs, à transistors par exemple, pour lesquels on peut imposer la forme du courant en fonction du temps. - le transfert par veine liquide tournante (ou VLT). Aux très fortes énergies de soudage, c'est-à-dire environ 40 V pour 450 A, le transfert par pulvérisation axiale est soumis à des forces électromagnétiques importantes. Sous l'effet de ces forces, le métal liquide en transfert se met à tourner formant une veine liquide rotative. Donnant une productivité élevée, ce régime apparaît à des intensités de l'ordre de 500 A et des tensions de 45 à 50 V. La forme de pénétration arrondie est propice au remplissage de chanfrein et permet une bonne compacité. Or, d'une façon générale, le transfert dépend de la vitesse de fil et de la tension. Si la vitesse de fil est suffisamment élevée, le transfert évolue d'instable à pulvérisation axiale, puis vers une veine liquide tournante, en augmentant la tension. La forme du cordon résulte alors du transfert appliqué. Ainsi, les morphologies de cordons obtenus avec les différents modes de transferts susmentionnés sont illustrées en Figure 1. Comme on peut le voir sur la Figure 1, chaque transfert conduit à une forme de cordon particulière. Ainsi : - le régime globulaire se traduit par une pénétration lenticulaire avec présence de grosses projections adhérentes. - le régime instable est caractérisé par un cordon bombé, non mouillé, avec une pénétration légèrement pointue pour les vitesses de fil basses. La forme pointue s'accentue avec l'élévation de la vitesse fil. - le régime pulsé permet d'avoir des types de morphologies de cordon variés grâce à la grande amplitude de réglages qu'offrent ses formes d'onde. Aux hautes vitesses-fil l'obligation d'augmenter fortement la fréquence des pulses de courant ainsi que l'intensité pic conduit à un comportement très proche du spray. Ce transfert se traduit au niveau du cordon par une géométrie très proche de celle que procure un transfert spray en courant lisse. - le régime par pulvérisation axiale conduit à une pénétration en forme de doigt de gant d'autant plus prononcée que la vitesse fil est élevée. Le mouillage est bon. - la veine liquide tournante ou VLT engendre des pénétrations de cordon à fond plat en forme de cuvette. Dans le cadre de la présente invention, le mode de transfert préféré est le transfert de type veine liquide tournante ou VLT.

En transfert VLT, pour les énergies de soudage très élevées, c'est-à-dire d'au moins 40 V pour 450 A, et sous l'effet des forces électromagnétiques en présence, on observe la formation d'une veine liquide présentant un mouvement de rotation.

Ce régime VLT nécessite la mise en oeuvre d'un couple tension-courant élevé, i.e. supérieure à 40 V et 450 A, délivrée par un (ou plusieurs) générateur de puissance dont l'enveloppe de puissance couvre cette plage d'énergie , étant donné que couramment on trouve des générateurs qui ne délivrent pas plus de 400 A, et d'une vitesse de fil comprise entre 20 et 40 m/mn en fonction du diamètre de fi d'apport utilisé, lequel fil doit en outre avoir toujours une partie terminale libre d'au moins 25 mm. Pour ce faire, on utilise habituellement un dévidoir à double vitesse, à savoir des vitesses pouvant atteindre 50 m/mn, qui permet, dans un premier régime à vitesse de fil conventionnelle, d'assurer le bon déroulement des phases de démarrage et d'arrêt, et dans un second régime, d'autoriser le passage au régime haut taux de dépôt qui nécessite des vitesses de fil élevées. Par ailleurs, la buse de soudage délivrant le fil et la protection gazeuse doit être particulièrement bien refroidie par circulation d'eau. Enfin, la protection gazeuse appliquée lors d'un soudage MI/MAG en régime VLT, est particulièrement importante car elle conditionne l'obtention de cordons de soudage de 15 plus ou moins bonne qualité.

Exemples Au vu de cela, les inventeurs de la présente invention ont cherché à mieux comprendre l'intérêt et l'influence de différents gaz entrant dans la composition de mélange 20 gazeux servant de gaz de protection de manière à tenter d'améliorer le procédé de soudage MIG/MAG avec transfert par veine liquide tournante à niveau d'énergie bas, c'est-à-dire moins de 325A et de 40 V. Ils se sont tout particulièrement intéressés à l'hélium, l'oxygène, le CO2 et l'argon, et ont réalisés les essais comparatifs consignés ci-après. 25 En fait, l'hélium est employé pour sa plus grande conductivité thermique. En effet, on peut considérer que pour toute position le long de l'axe entre le fil et la pièce à souder, une grande partie de l'énergie électrique apportée par la source est contenue dans l'enthalpie du plasma étant donné qu'une partie du gaz de protection est ionisée pour former l'arc électrique, à savoir : IV pAhAvAA 30 où : - I est le courant de soudage, - V est la différence de potentiel entre l'électrode et la projection suivant l'axe du fil sur la pièce à souder, - pA est la densité moyenne du plasma, 35 - vA est la vitesse moyenne du plasma et - A est la surface de l'arc. La densité de flux d'énergie est alors donnée par pAhAVA , donc une caractéristique matérielle essentielle du plasma est le produit ph ou pcp puisque : cp = dh/dT.

D'après l'équation ci-dessus, pour les mêmes valeurs de I et de V, une augmentation de la valeur de cp et donc de l' enthalpie h résulte en une surface d'arc A réduite et donc en un arc constricté. Un deuxième effet est que la surface réduite de l'arc produit une densité de courant 5 plus élevé et donc des forces magnétiques plus importantes. On peut également noter qu'une plus grande vitesse vA produit une plus petite valeur de A et un arc constricté. Cet effet est appelé l'effet « pinch » thermique. Par ailleurs, le rôle de l'argon est quant à lui de faciliter l'amorçage de l'arc puisqu'il s'ionise facilement. 10 En outre, l'oxygène et le CO2 ont un effet stabilisant sur l'arc mais aussi pour l'aspect tensio-actif qui va permettre d'obtenir une veine liquide à l'extrémité du fil consommable qui présentera une plus grande fluidité et qui sera plus facilement mise en mouvement par les forces magnétiques.

15 En définitive, l'objectif visé était de réussir à obtenir, pendant le soudage MIG/MAG d'acier inoxydable, en particulier d'une configuration en bords soyés (Figure 3), un transfert VLT identique ou similaire à celui schématisé en Figure 2, à niveau d'énergie bas. Pour ce faire, ont été testées différentes compositions gazeuses ternaires, en particulier des mélanges ternaires Ar/He/02 et Ar/He/CO2 comme détaillé dans les Essais 20 ci-après.

Essai A (essai comparatif) Un premier essai de soudage à l'arc sur acier inoxydable a été effectué pour observer le comportement de l'arc avec un mélange gazeux oxydant de composition suivante (% en 25 volume) : 87 % Ar + 10 % He + 3 % 02. Le procédé mise en oeuvre est un procédé de soudage MAG robotisé avec apport de fil fusible avec robot Arcmate 120i de la société FANUC, générateur DIGI@WAVE 500, dévidoir de type DVR 500 et torche PROMIG 441 W de Air Liquide Welding. Le soudage est opéré en pleine tôle sur une pièce en acier inox X2CrNi18 9 ayant 30 une épaisseur de 4 mm. La composition du fil faisant office de métal d'apport est de type Inox G 19 9L Si (ER 308L Si) et 1 mm de diamètre. Les autres paramètres de soudage sont les suivants : - tension de soudage : 31 V 35 - intensité : 275 A - distance tube-contact/pièce : 24 mm - débit de gaz : 25 Fmin - vitesse de soudage (Vs) : 160 cm/min - vitesse fil (Vf) : 20 m/min - l'axe de la torche forme un angle d'environ 45° avec la surface de la pièce. Les résultats obtenus avec ce mélange oxydant (3% 02) montrent que si un arc rotatif, c'est-à-dire une veine liquide tournante (VLT), s'établit, la hauteur d'arc est bien trop importante et il en résulte des projections importantes et adhérentes en périphérie du bain de soudure. De plus, on observe une forte oxydation du cordon. Le premier mélange testé conduit donc à des résultats qui ne sont pas acceptables au plan industriel.

Essai B (essai comparatif) Suite aux résultats obtenus lors de l'Essai A, d'autres essais de soudage de l'inox ont été effectués avec un second mélange gazeux contenant davantage d'hélium, à savoir un mélange gazeux de composition suivante : Ar + 20% He + 3% 02. Durant l'Essai B, les paramètres sont globalement les mêmes que dans l'Essai A, à 15 l'exception de l'adoption des paramètres suivants : - Distance tube-contact / pièce : 25 mm. - Vs : 60 cm/min - tension de soudage : 33,8 V - intensité : 278 A 20 Les résultats obtenus montrent, comme précédemment, un taux de projection important et une forte oxydation du cordon. Le transfert VLT est stable mais la hauteur d'arc est encore trop importante. Le cordon présente une relativement bonne compacité mais une trop faible pénétration. La mise en oeuvre d'une injection d'un flux de gaz inerte (argon), c'est-à-dire un 25 « traînard » d'argon, en arrière du bain de soudure n'engendre pas de différence notable. Le deuxième mélange testé conduit donc, lui aussi, à des résultats qui ne sont pas acceptables au plan industriel et ce, avec ou sans trainard d'argon.

30 Essai C (essai comparatif) L'Essai C est analogue à l'Essai B, à l'exception de la mise en oeuvre de paramètres de soudage légèrement différents, à savoir : - tension de soudage : 32,2V - intensité : 249 A 35 - Vfil : 18 m/min Les résultats obtenus montrent, comme précédemment, un taux de projection important dû à la force centrifuge exercée lors de la rotation de l'arc, et une forte oxydation du cordon. Le transfert VLT ne s'établit pas et l'arc est totalement instable.

Essai D (invention) Les résultats des Essais A à c confirment que l'utilisation d'un mélange gazeux à base d'oxygène n'est pas adaptée au soudage de l'acier inoxydable.

Afin de vérifier que l'aspect très oxydé du cordon est causé par un caractère trop oxydant des mélanges gazeux testés (i.e. 3% en volume 02), d'autres cordons de soudure sont réalisés en réduisant le pouvoir oxydant du gaz employé afin de tenter d'améliorer l'aspect de surface du cordon et de diminuer la fluidité de la veine liquide. Pour ce faire, l'oxygène a été remplacé par du dioxyde de carbone (CO2). Le gaz 10 testé a alors la composition suivante : 81% Ar + 18% He + 1% CO2. Les conditions de soudage sont analogues à celles des essais précédents (fil inox, tôle...) mis à part les paramètres mis en oeuvre qui sont donnés dans le Tableau A suivant.

Tableau A Vf (m/min) I (A) U(V) Vs Dtp (mm) Angle* (cm/min) (°) 21.4 300 38.5 80 25 5 15 * Angle d'inclinaison de la torche par rapport à la verticale, en soudage on parle de position «pousser à 5° ». Les cordons obtenus présentent les caractéristiques suivantes: - largeur de cordon : 15,3 mm - pénétration : 1,9 mm 20 - surépaisseur : 2,1 mm - surface totale 42,1 mm2 - surface pénétrée : 31,5 mm2 - angle de mouillage : 155,3° Ces résultats montrent que le gaz testé est parfaitement compatible avec les critères 25 recherchés pour l'utilisation de la VLT en soudage des aciers inoxydables. En effet, l'aspect du cordon est bon, le taux de projection est faible et l'oxydation de surface a été considérablement réduite.

Essai E (invention) 30 Au vu des résultats de l'essai D, des essais complémentaires ont été réalisés dans les mêmes conditions que l'Essai D mais avec des teneurs variables de CO2. Les gaz testés contiennent de 0,5 à 3% de CO2, 20% d'hélium et de l'argon pour le reste, comme donné dans le Tableau B suivant. Tableau B Teneur en CO2 Vfil U I Vs (% en volume) (m/min) (V) (A) (cm/min) 0,5 25 33,6 322 80 1 25 34,2 322 80 1,5 25 35,4 322 80 2 25 36,6 320 80 2,5 25 38,4 322 80 3 25 39 322 80 Après examen des macrographies obtenues, on constate qu'au-delà de 2% en CO2, un régime spray apparaît conduisant à un résultat non acceptable. Les projections (voisinage et sur tôle) sont très limitées jusqu'à environ 1,5% en CO2 mais deviennent très importantes et totalement inacceptables dès 2,5% de CO2. L'aspect du cordon se détériore progressivement avec l'augmentation de la teneur en CO2. Les meilleurs résultats sont obtenus pour des teneurs en CO2 inférieures à 1,5%, de préférence de l'ordre de 1%. Dans tous les cas, le mélange ayant donné les meilleurs résultats est le mélange de composition suivante : 20% He + 1% CO2 + 79% Ar, en particulier du fait de l'excellent mouillage auquel il conduit et d'une oxydation bien moins important du cordon par rapport au même mélange mais avec de l'oxygène en lieu et place du CO2. Il est à noter que ces résultats ont été validés lors d'essais complémentaires opérés sur un assemblage en en bords soyés, à savoir deux viroles en acier inoxydable soudées 15 l'une à l'autre, comme illustré sur la Figure 3. Au final, ces essais permettent de conclure qu'un mélange formé d'environ 20% d'hélium, d'environ 1% de CO2 et d'argon pour le reste est parfaitement adapté à un soudage MAG avec veine liquide tournante, c'est-à-dire à l'arc rotatif, des aciers inoxydables, en particulier des assemblages à bords soyés.

20 Le procédé de soudage MIG/MAG selon l'invention est bien adapté au soudage des assemblages en bords soyés, notamment les ballons de chauffe-eau, les corps d'extincteurs, les cuves..., de pièces en acier inox mais aussi au soudage en angle de toute construction en inox basée sur des poutrelles de faible épaisseur, typiquement inférieure à 5 mm, par exemple les remorques de camion qui ne travaillent qu'en fatigue et pour lesquelles la 25 profondeur de pénétration en racine n'est pas le critère principal. Toutefois le mélange gazeux considéré autorise évidemment un transfert spray efficace. Il permet donc d'être polyvalent si la pénétration en racine est recherchée.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Mélange gazeux ternaire formé d'argon, d'hélium et de CO2, caractérisé en ce qu'il est constitué de 19 à 21 % d'hélium, de 0,8 à 1,2 % de CO2 et d'argon pour le reste 5 (% en volume).
2. 2. Mélange gazeux selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il contient au moins 19,5% d'hélium, de préférence au moins 19,8% d'hélium, de préférence encore au moins 19,9% d'hélium.
3. 3. Mélange gazeux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient au plus 20,5% d'hélium, de préférence au plus 20,3% d'hélium.
4. 4. Mélange gazeux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 15 qu'il contient au moins 0,9% de CO2, de préférence au moins 0,95% de CO2.
5. 5. Mélange gazeux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient au plus 1,10% de CO2, de préférence au plus 1,05% de CO2. 20
6. 6. Mélange gazeux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient de 17,95 à 18,05 % d'hélium, de 0,98 à 1,02% de CO2 et de l'argon pour le reste.
7. 7. Mélange gazeux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 25 qu'il est constitué de 20% d'hélium, de 1% de CO2 et de 79% d'argon.
8. 8. Procédé de soudage à l'arc électrique avec protection gazeuse, caractérisé en ce que la protection gazeuse est formée d'un mélange gazeux ternaire selon l'une des revendications 1 à 7 pour souder une ou plusieurs pièces en acier inoxydable.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est de type MIG/MAG et met en oeuvre un fil d'apport fusible.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'arc est 35 rotatif et le fil d'apport fusible est fondu par l'arc de manière à obtenir un transfert de métal par veine liquide tournante. 10 30
11. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les pièces soudées sont en configuration de type à bords soyés.
12. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les 5 pièces soudées comprennent des extrémités cylindriques se chevauchant l'une l'autre.
13. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les pièces soudées sont des éléments constitutifs d'un appareil sous pression de type ballon d'eau chaude, extincteur, compresseur, appareil réfrigérant ou bouteille de gaz.