Différence entre les procédés de soudage GMAW et GTAW

Le soudage est l'une des techniques d'assemblage populaires qui peuvent assembler de manière permanente deux matériaux ou plus avec ou sans application de chaleur, de pression et de matériau de remplissage. Le soudage par fusion est ce groupe de procédés de soudage où les surfaces de contact du composant parent sont fusionnées par chauffage afin de former une coalescence. Le soudage à l'arc est le procédé de soudage par fusion le plus populaire où la chaleur est appliquée au moyen d'un arc électrique constitué entre deux électrodes en présence d'une différence de potentiel suffisante. Il existe différents procédés de soudage à l'arc pour assembler une variété de matériaux de diverses manières. Le soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW) et le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) sont deux de ces procédés de soudage à l'arc qui offrent certains avantages uniques.

Soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW) est un procédé d'assemblage économique dans lequel la coalescence est formée en faisant fondre les surfaces de contact et le métal d'apport au moyen d'un arc électrique constitué entre l'électrode consommable et le métal-mère conducteur. Étant donné que l'électrode est un consommable, elle est alimentée en continu à une vitesse constante au moyen d'un dévidoir mécanisé. Il ne peut donc pas être effectué en mode autogène car l'électrode consommable fait partie intégrante du processus. Un gaz de protection approprié (inerte ou actif) peut être utilisé pour protéger le lit de soudure contre la contamination. Cependant, le métal d'apport peut être déposé plus rapidement sur le cordon de soudure et ce procédé est donc productif et économique. S'il est effectué correctement en utilisant un ensemble optimal de paramètres, il peut produire un joint solide et fiable.

Soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) , populairement connu sous le nom de soudage au gaz inerte au tungstène (TIG), est un procédé de soudage par fusion sophistiqué où l'assemblage est réalisé par formation de coalescence due à la fusion des surfaces de contact. Ici, l'arc électrique est constitué entre le matériau de base conducteur et l'électrode de tungstène non consommable. Étant donné que l'électrode n'est pas consommable, le matériau de remplissage doit être appliqué séparément lorsqu'il existe un espace racinaire suffisant. Il est également favorable au mode de soudage autogène où aucune charge n'est appliquée. Un gaz de protection, de préférence un gaz inerte comme l'argon, est également appliqué pour protéger le bain de métal chaud pendant le soudage de l'oxygène atmosphérique. Bien que le processus soit comparativement plus lent, sa capacité à assembler divers métaux et à produire des joints solides et fiables en fait un processus favorable dans de nombreuses applications. Un bel aspect du cordon de soudure et un joint sans défaut sont également deux avantages importants. GMAW diffère de GTAW à bien des égards et leurs différences sont présentées ci-dessous sous forme de tableau.

Table :Différences entre les procédés de soudage GMAW et GTAW

Soudage à l'arc sous gaz et métal (GMAW)	Soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW)
GMAW utilise une électrode consommable. Ainsi, le matériau de l'électrode fond et se dépose sur le cordon de soudure.	Le soudage GTAW ou TIG utilise une électrode non consommable et donc le matériau de l'électrode n'est pas déposé sur le cordon de soudure.
La composition métallurgique du matériau d'électrode est similaire à celle du composant parent.	L'électrode est en tungstène (avec des éléments d'alliage mineurs) uniquement.
Il ne peut pas être effectué en mode autogène car le dépôt de matériau d'électrode est inhérent à ce processus.	C'est un procédé de soudage à l'arc favorable pour le soudage en mode autogène.
Étant donné que l'électrode fournit le matériau de remplissage nécessaire pour combler l'espace radiculaire, aucun matériau de remplissage externe n'est appliqué.	Le matériau de remplissage, si nécessaire, est appliqué à l'extérieur, généralement sous la forme de tiges de petit diamètre.
Le procédé GMAW peut utiliser un gaz de protection inerte ou actif.	Le procédé GTAW utilise principalement un gaz de protection inerte.
Le processus GMAW est beaucoup plus rapide car l'électrode (ou la charge) est alimentée en continu par un système mécanisé.	GTAW est un processus relativement plus lent. Il n'est donc pas économiquement avantageux.
Le procédé GMAW produit des projections, même si un ensemble optimal de paramètres est utilisé pour le soudage.	GTAW est un procédé de soudage sans projections.
L'apparence du cordon de soudure n'est pas très bonne.	Il fournit un cordon de soudure apparemment splendide.
C'est un processus relativement plus facile à réaliser.	Un soudeur expérimenté et attentif est souhaité pour effectuer ce processus.

Électrode consommable et non consommable : Pendant le soudage à l'arc, l'arc électrique est établi entre une électrode et des matériaux de travail conducteurs. La densité de chaleur élevée de cet arc fait fondre les surfaces de contact des composants parents ainsi que le métal d'apport s'il est appliqué. Lorsqu'une électrode fusionne et se dépose par conséquent sur le cordon de soudure pendant le soudage, elle est appelée électrode consommable. En d'autres termes, lorsque l'électrode est consommée pour fournir une charge, elle est appelée électrode consommable. Dans le soudage à l'arc sous gaz et métal (GMAW), l'électrode est de type consommable car elle fond en raison du chauffage à l'arc et se dépose ensuite sur le cordon de soudure. Contrairement à cela, dans le processus de soudage à l'arc au tungstène au gaz (GTAW), l'électrode reste intacte sous un chauffage à l'arc intense. Puisqu'il ne fond pas pour déposer le métal d'apport nécessaire, il s'agit donc d'un type non consommable. Par conséquent, la durée de vie de l'électrode GTAW est supérieure à celle de l'électrode GMAW.

Composition du matériau d'électrode : Dans GMAW, la composition métallurgique de l'électrode (ou de la charge) est plus ou moins la même que celle des composants parents, qui doivent être assemblés. GTAW utilise toujours une électrode pointue en tungstène, quelle que soit la composition du matériau parent. Cependant, quelques éléments d'alliage (par exemple le thorium, l'oxyde de lanthane, l'oxyde de cérium, la zircone, etc.) sont également ajoutés au tungstène pour améliorer diverses caractéristiques de soudage comme l'émissivité électronique, l'érosion des électrodes, etc.

Possibilité d'effectuer en mode autogène : Un mode de soudage autogène est réalisé sans apport de métal d'apport. Ici, l'écart racinaire est maintenu au minimum, généralement nul. Pendant le soudage, seules les surfaces de contact sont fusionnées par chauffage via un arc électrique et sont autorisées à refroidir. Le matériau fondu des deux surfaces se mélange et lors du refroidissement, il crée le cordon de soudure. Le procédé GMAW dépose intrinsèquement du métal d'apport sur le cordon de soudure car il utilise une électrode consommable. Il ne peut donc pas être effectué en mode autogène. Le soudage TIG utilisant une électrode non consommable, il peut donc être avantageusement réalisé en mode autogène. En fait, c'est un procédé de soudage préféré pour assembler en mode autogène.

Application de métal d'apport à l'extérieur : Aucun métal d'apport ne doit être appliqué à partir d'une source externe dans le procédé GMAW car l'électrode elle-même agit comme métal d'apport. Dans le soudage TIG, cependant, le mastic peut être appliqué séparément si vous le souhaitez. Bien que le TIG soit préféré pour l'assemblage en mode autogène, il peut également être réalisé en mode homogène ou en mode hétérogène. La charge sous la forme d'une tige de petit diamètre peut être introduite dans la zone de soudure sous l'arc électrique à une vitesse constante prédéterminée. Cette tige de remplissage fond en raison du chauffage à l'arc et dépose la charge nécessaire. La composition de cette tige de remplissage peut être similaire à celle du matériau de travail ou peut être différente ; cependant, il doit être compatible avec le métal de base, sinon un joint défectueux sera produit.

Gaz de protection inerte et actif : Le gaz de protection est utilisé pour protéger le cordon de soudure chaud de l'oxygène atmosphérique en créant une couche protectrice entourant toute la zone de soudure. Il aide également, directement ou indirectement, à réduire le niveau de projection, à stabiliser l'arc et à améliorer les propriétés du cordon de soudure. Ce gaz de protection peut être inerte ou également un gaz actif. Un gaz de protection actif peut montrer une meilleure capacité dans certaines situations. De tels gaz peuvent également induire des éléments chimiques sur le cordon de soudure pour améliorer diverses propriétés mécaniques du joint. Le procédé GMAW peut utiliser les deux types de gaz de protection ; et en conséquence, il peut être classé en deux groupes - gaz inerte métallique (MIG) et gaz actif métallique (MAG). MIG utilise uniquement des gaz inertes comme l'argon, l'hélium, etc. MAG utilise des gaz actifs comme le dioxyde de carbone, l'oxygène, etc., généralement mélangés à des gaz inertes dans des proportions différentes. D'autre part, le procédé de soudage GTAW ou TIG utilise uniquement du gaz inerte, principalement de l'argon.

GMAW est un processus plus rapide que TIG : Dans le procédé GMAW, l'électrode sous forme de fil de petit diamètre et enroulée dans une piscine est alimentée en continu par un agencement mécanisé approprié. Ainsi, la charge peut être déposée plus rapidement et, par conséquent, ce processus de soudage est très productif par rapport au soudage TIG.

Niveau et apparence des projections : Les éclaboussures sont de petites gouttelettes de métal d'apport fondu qui sont produites en raison de la dispersion de l'arc et sortent de la zone de soudage. Ces projections provoquent une perte de métal d'apport et donc un taux de dépôt de charge non uniforme qui conduit parfois à divers défauts de soudage, notamment un renforcement négatif et une imprécision dimensionnelle. Il nuit également à l'apparence et nécessite un meulage après soudage pour son élimination. De nombreux procédés de soudage à l'arc produisent des projections, y compris GMAW. Il ne peut pas être effectué sans éclaboussures, même si un ensemble optimal de paramètres de processus est utilisé et qu'une technique de soudage appropriée est utilisée. Le soudage TIG ne produit généralement pas de projections à moins que la surface du matériau de travail ne soit pas propre. Le cordon de soudure produit par le soudage TIG est lisse et superficiellement attrayant.

Compétence du soudeur : GMAW est assez facile à réaliser car la plupart des mouvements sont automatisés. Même le mouvement de la torche peut être automatisé en utilisant un agencement approprié. L'établissement de l'arc est également plus facile. Par rapport à cela, le soudage TIG est un processus sophistiqué et nécessite donc un soudeur expérimenté pour effectuer le soudage en douceur sans soufflage d'arc ni arrêt d'arc indésirable. L'établissement de l'arc est assez crucial car l'électrode de tungstène peut coller à la surface de travail, entraînant un défaut d'inclusion de tungstène.

Une comparaison scientifique entre le soudage à l'arc au gaz métal (GMAW) et le soudage à l'arc au tungstène au gaz (GTAW) est présentée dans cet article. L'auteur vous suggère également de parcourir les références suivantes pour une meilleure compréhension du sujet.

• Soudage au tungstène sous gaz inerte (TIG ou GTA) par TWI-Global.com.
• Gas Metal Arc Welding Handbook par W. H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).
• Basic TIG &MIG Welding (GTAW &GMAW) par I. H. Griffin, E. M. Roden et C. W. Briggs (3 ^rd édition, Delmar Cengage Learning).