Qu’est-ce que le soudage orbital ?
Bienvenue dans le monde fascinant du soudage orbital ! Cette technique ingénieuse fait tourner un outil de soudage autour d’une pièce fixe sur 360° (ou 180° pour le soudage double). Conçue pour éliminer les erreurs humaines dans le soudage TIG ou GTAW. Cette méthode permet d’obtenir une soudure uniforme autour des tuyaux et tubes, ce qui peut être difficile à réaliser avec des procédés de soudage manuels.
Origines et Développement du Soudage Orbital
Le soudage orbital a vu le jour dans les années 1960 grâce à Roderick Rohrberg de North American Aviation, qui l’a développé pour résoudre les problèmes de fuites de carburant et de liquide hydraulique dans l’avion de recherche X-15. Il a fallu attendre les années 1980, et notamment les progrès technologiques dans les systèmes de contrôle, la portabilité ont permis de transporter facilement les machines de soudage orbital sur les chantiers.
Comment Fonctionne le Soudage Orbital ?
Pour commencer, il est important de comprendre que le soudage orbital utilise une machine spécialisée qui fixe le tube ou le tuyau à souder pendant que l’arc de soudage tourne autour de la pièce. Les paramètres de soudage sont réglés par un ordinateur, permettant de les stocker et de les réutiliser. Cette caractéristique rend le processus hautement répétable et fiable. Il est principalement utilisé pour deux applications : le raccordement tube à tube / tuyau à tuyau et le raccordement tube à plaque tubulaire.
Précisions sur le fonctionnement du Soudage Orbital
Imaginons que vous fixez un tube dans une machine. L’arc de soudage tourne autour de ce tube en suivant un trajet prédéfini. Vous pouvez choisir d’utiliser une électrode consommable, qui fournit le métal pour l’arc via un dévidoir, ou une électrode non consommable, utilisant des électrodes de tungstène et un gaz inerte. Chacune de ces méthodes présente des avantages spécifiques.
Process et maintenance autour du Soudage orbital
Le soudage de tubes pour des applications de haute pureté nécessite l’utilisation d’une tête de soudage entièrement fermée. Pour une répétabilité complète, il est également important de vérifier la tête de soudage afin de s’assurer que les pièces internes ne se sont pas encrassées avec des dépôts de carbone pouvant court-circuiter le flux de courant. La tête de soudage nécessite un nettoyage et une maintenance pour éviter l’usure des pièces.
Bien que ce soit un processus hautement automatisé, des ingénieurs sont encore nécessaires pour faire fonctionner la machine efficacement. Malgré les paramètres de soudage prédéfinis dans la machine, des contraintes variables peuvent nécessiter une action corrective par le soudeur. Cela inclut l’inspection périodique des échantillons ou coupons pour vérifier la pénétration de la soudure. Ces coupons sont généralement préparés au début d’un quart de soudage ainsi qu’à chaque fois que des ajustements ou changements sont effectués. Ces coupons doivent continuer à montrer une pénétration complète et une largeur de cordon constante.
Quand Utiliser le Soudage Orbital ?
Le soudage orbital excelle dans les situations où le soudage manuel est difficile, comme dans les positions à plat ou en hauteur. Cette technique automatise le processus, minimisant ainsi les erreurs dues à l’accès restreint et aux contraintes physiques que rencontrent les soudeurs.
Équipement Nécessaire pour le soudage orbital
Les principales parties d’un système de soudage orbital sont l’alimentation (incluant un contrôle informatique intégré), la tête de soudage et, si nécessaire, un système d’alimentation en fil. En outre, certaines tailles de pièces ou de matériaux nécessiteront également l’utilisation d’un système de refroidissement par eau ou par air.
- Alimentation Programmable : L’alimentation programmable permet de définir une gamme de paramètres différents, y compris l’intensité du courant, la fréquence des impulsions, le débit du gaz de protection, la vitesse de déplacement de la tête de soudage et les options d’alimentation en fil. Idéalement, l’alimentation devrait être suffisamment légère pour être transportée par une personne, capable de contrôler au moins quatre axes et compacte.
- Têtes de Soudage Orbitale : Des têtes de différentes tailles peuvent être nécessaires pour différentes applications, mais dans tous les cas, la tête de soudage doit maintenir l’électrode en place, gérer le flux du courant de soudage, maintenir une température optimale et appliquer une pression sur les pièces à souder.
- Dévidoir : Lorsque nécessaire, le dévidoir peut être intégré à la tête de l’appareil ou faire partie d’un système séparé.
- Système de Refroidissement par Eau/Air : Utilisant soit de l’air soit de l’eau, le système de refroidissement empêche l’équipement de soudage de surchauffer, tout en protégeant l’opérateur de la chaleur du processus.
Matériaux utilisés
Le soudage orbital peut être réalisé sur une gamme de métaux, y compris les aciers à haute résistance, haute température et résistance à la corrosion, les aciers au carbone non alliés et faiblement alliés, les alliages de nickel, le cuivre, le titane, l’aluminium et ses alliages associés.
Parce que le soudage orbital est effectué dans une atmosphère inerte, les résultats sont très propres avec peu de particules indésirables et aucun éclaboussement.
Pour des résultats optimaux, utilisez des matériaux de haute qualité. Nous pouvons prendre comme exemple le soudage de pièces inox, du 316L. En termes de gaz, un argon à une pureté minimale de 99,9995 % pour le gaz de protection et de soutien.
Les diverses applications du Soudage Orbital
Grâce à sa capacité à produire des soudures de haute pureté, le soudage orbital est utilisé dans la fabrication de composants pour les salles blanches dans l’industrie des semi-conducteurs, ainsi que dans de nombreux autres secteurs comme les industries de l’automobile, de l’aérospatiale, de la biotechnologie, du génie chimique, de la transformation des aliments, de la pharmacie, de l’énergie et de la construction navale, entre autres.
Exemples Concrets d’Utilisation
- Industrie Alimentaire : Les composants doivent répondre à des normes de sécurité strictes, et le soudage orbital permet d’obtenir des soudures lisses et bien pénétrées.
- Semi-conducteurs : Le soudage orbital garantit des soudures efficaces et propres, minimisant la contamination.
- Aérospatiale : Utilisé depuis des décennies, le soudage orbital crée des soudures capables de résister aux conditions extrêmes du vol.
Avantages du Soudage Orbital
- Productivité Accrue : Grâce à l’automatisation, le soudage orbital augmente considérablement la productivité par rapport au soudage TIG manuel.
- Qualité Consistante : Une fois les paramètres définis, ils peuvent être répétés avec précision, garantissant des soudures cohérentes et de haute qualité.
- Réduction des Coûts de Personnel : Avec une formation adéquate, les opérateurs peuvent gérer l’équipement avec des compétences moins élevées que celles requises pour le soudage manuel.
- Adaptabilité aux Conditions Difficiles : Le soudage orbital peut être effectué dans des environnements difficiles et avec un accès restreint.
- Sécurité Améliorée : Le soudage orbital peut offrir une sécurité améliorée en éloignant les soudeurs de l’espace de travail, leur permettant de surveiller le processus à distance.
Inconvénients du Soudage Orbital
Il est important de noter que le soudage orbital ne convient pas à tous les objets, et différentes têtes de soudage sont nécessaires selon les pièces à souder. De plus, l’équipement peut coûter entre 5 à 10 fois plus cher que le matériel de soudage conventionnel.
Tout ce qu’il faut savoir sur le Soudage Orbital
Le soudage orbital est une solution puissante pour obtenir des soudures répétables et fiables dans diverses industries. Bien que l’investissement initial soit élevé, les gains en productivité et en qualité en font un choix judicieux pour de nombreux secteurs. Explorez cette technique pour découvrir comment elle peut transformer vos processus de soudage !
