Maîtriser le Soudage TIG sur Magnésium : Guide Sécurisé Étape par Étape

Comment Souder le Magnésium au TIG en 6 Étapes

Le soudage du magnésium n'est pas quelque chose que beaucoup de soudeurs que je connais sont prêts à tenter, même si c'est possible. Le magnésium a tendance à s'enflammer s'il est trop chauffé et que Dieu vous aide pour éteindre un feu de magnésium une fois qu'il a commencé.

Le magnésium a un point d'éclair de 473 °C (883 °F) et brûle à une température de 2 200 °C (4 000 °F). Ce genre de chaleur transforme l'eau et même le dioxyde de carbone en carburant, donc peu de gens sont prêts à essayer de souder le magnésium.

Étape 1 : Identification du Métal de Base

Il est souvent difficile de déterminer sur quel métal vous travaillez car ils se ressemblent plus ou moins tous. Et il est encore plus difficile de distinguer le magnésium de l'aluminium car ils sont structurellement et visuellement similaires.

C'est un gros problème. Les méthodes pour le soudage TIG du magnésium et de l'aluminium sont complètement différentes. Par conséquent, appliquer la mauvaise méthode sur l'un d'eux pourrait entraîner des résultats catastrophiques.

En fait, toutes ces hélicoptères et avions que vous voyez de temps en temps, les parties intégrantes des engrenages internes et des cadres de telles structures sont faites d'alliages d'aluminium et de magnésium. Et pourquoi ? Parce qu'ils ont une construction légère mais une forte intégrité structurelle.

Donc, il n'est pas logique de laisser de tels métaux précieux partir en fumée sans raison, n'est-ce pas ? Précisément. C'est la raison principale pour laquelle vous devez toujours vérifier le métal de base avant de procéder au soudage.

Et ne vous inquiétez pas. Vous pouvez facilement déterminer quel métal est lequel par quelques astuces super simples. Et nous élaborerons sur ce point pleinement avec des instructions séparées dans un instant. Découvrons d'abord le mécanisme de soudage réel.

Étape 2 : Identification de l'Alliage Composite

Seulement identifier si le métal est de l'aluminium ou du magnésium ne suffit pas pour le soudage TIG. Vous devez vérifier minutieusement la composition de l'alliage du métal.

Puisque le magnésium est un métal hautement réactif par nature, il est rarement trouvé sous forme libre. Par conséquent, il est toujours mélangé à d'autres métaux comme l'aluminium, le zinc, le zirconium, le thorium, etc. Et ces combinaisons spéciales sont ce qu'on appelle les alliages de magnésium.

Dans la nature, on trouve plusieurs types d'alliages de magnésium comme ceux-ci. Encore une fois, la pièce de base sur laquelle vous travaillez pourrait aussi être du magnésium pur. C'est une occurrence rare mais pas impossible.

Ainsi, après avoir identifié la pièce de soudage comme du magnésium, votre prochain travail est d'identifier le bon alliage du métal. C'est une étape très importante car l'identification du bon alliage déterminera directement votre prochaine étape.

Rappelez-vous comment vous ne pouvez pas utiliser la même méthode de soudage pour l'aluminium et le magnésium ? La même chose vaut pour les alliages. Car avec les composites d'alliage, vous aurez besoin d'utiliser des métaux d'apport dans les étapes ultérieures.

Et selon le métal combiné, le choix du métal d'apport continuera à changer. Tous ces métaux d'apport ne peuvent pas supporter la même température. Par conséquent, il est super important de savoir avec quel composite d'alliage travailler avant de préchauffer le mélange.

En fait, pas seulement la température de chauffe, vous déterminerez aussi les réglages de tension appropriés et le type d'électrode. Inutile de dire à quel point ces deux facteurs sont importants pour des choses comme le soudage et la découpe des métaux et minéraux.

Mais comment pouvez-vous déterminer ou identifier le bon type de composite d'alliage ? Eh bien, contacter le fabricant d'origine devrait vous donner une idée appropriée. Puisqu'ils sont ceux qui vous ont fourni le composite, ils devraient avoir toutes sortes d'historique à son sujet.

Et cet historique vous aidera non seulement à déterminer le type d'alliage mais aussi l'équipement approprié. Tout matériel de soudage est livré avec des directives qui spécifient quoi utiliser et quoi ne pas utiliser. Donc, vous devez lire attentivement ces instructions avant de commencer.

Cependant, il n'est pas toujours possible de contacter le fabricant pour des raisons inévitables. Il devient beaucoup plus difficile d'identifier correctement la composition de l'alliage quand cela arrive. Mais cela dit, ce n'est pas impossible si vous avez les compétences.

Le principal obstacle pour identifier un alliage de magnésium sans instructions appropriées est de trouver des pièces accessibles. Si vous effectuez les expériences à grande échelle, vous pourriez finir par détruire la majeure partie de la pièce de soudage elle-même.

C'est pourquoi il est important de chercher des pièces expendables sur lesquelles vous pouvez travailler facilement. Il est préférable d'avoir des chutes, c'est-à-dire des morceaux et des pièces à côté du bloc principal. Mais, si vous n'en avez pas, vous devrez très probablement casser une petite partie pour continuer l'expérience.

De telles expériences incluent - déterminer le rapport résistance/poids, les différences de poids moléculaire des composés, etc. Encore une fois, vous pouvez également effectuer plusieurs réactions pour voir comment chaque alliage réagit avec un certain composé.

Dans l'ensemble, c'est une connaissance de base assez élémentaire pour un soudeur à avoir dans son arsenal. Mais si vous avez besoin d'aide pour vous les rappeler correctement, vous pouvez contacter la American Welding Society.

Ils possèdent toute la bibliothèque des Manuels de Soudage pour aider les soudeurs avec chaque situation possible qu'ils peuvent rencontrer. Alors, n'hésitez pas à utiliser ces manuels si vous êtes bloqué soudainement pendant le processus de soudage.

Étape 3 : Confirmation de la Zone de Soudage

Maintenant que toutes les questions de métal et d'alliage sont enfin résolues, passons au soudage réel ! Et la première étape pour préparer le magnésium au soudage est de confirmer la zone de soudage spécifique.

Cela aide à nettoyer et préparer correctement la pièce de métal de soudage. Ainsi, vous pouvez avoir une idée claire de la partie sur laquelle travailler et comment progresser systématiquement. En bref, c'est comme cette petite carte qui vous guidera plus tard dans la période de traitement ultérieure.

Vous pouvez soit créer une carte mentale pour la zone spécifique si vous êtes assez expérimenté. Soit, vous pouvez prendre un marqueur pour métal et simplement tracer autour des bords sur lesquels vous travaillerez plus tard. Vous pouvez aussi utiliser des marqueurs pour tableau blanc puisqu'il s'agit d'une carte temporaire.

N'utilisez simplement pas de marqueur permanent ou quoi que ce soit de ce genre. Ceux-ci peuvent provoquer des réactions chimiques indésirables, y compris la corrosion passive et autres. De plus, c'est un autre tracas si vous ne pouvez pas simplement essuyer le marquage. Donc, il est généralement préférable de s'abstenir d'utiliser de tels marqueurs.

Étape 4 : Meulage de la Zone de Soudage

Après avoir choisi la zone sur laquelle vous travaillerez, il est temps de sortir l'artillerie lourde. Maintenant, vous pouvez commencer à meuler la zone, ce qui est une étape importante de la procédure de soudage. Cela vous aidera à affiner la zone ou à déposer des cordons sur la base.

Cependant, au lieu de meuler, certains soudeurs préfèrent fendre la surface audacieusement. Et puis ils procèdent à remplir ou couvrir la fissure avec le métal d'apport ou des perles de magnésium. Mais, nous recommandons vivement de ne pas emprunter cette voie car ce n'est pas aussi infaillible que le simple meulage.

Beaucoup peuvent être en désaccord mais le meulage est en fait meilleur que de fendre la surface. Parce que pendant que vous fendez audacieusement, vous ne pouvez pas garantir une force égale sur tous les points de la surface. En conséquence, certaines parties sont écrasées un peu trop profondément tandis que d'autres, pas tant.

D'un autre côté, vous avez une meilleure chance de distribution égale de la pression pendant le meulage. Ainsi, tous les points de surface sont plus ou moins frappés de manière égale et il n'y a pas d'irrégularités visibles.

De plus, il est plus facile de remplir la base quand on commence par meuler. Comme mentionné ci-dessus, la fissuration entraîne des ouvertures impropres. Et puisque le magnésium est le métal structurel le plus léger, il ne peut pas remplir correctement les gros espaces.

Seule la surface supérieure est à peu près remplie et le reste pas tant que ça car le métal est trop léger. Donc, comme vous pouvez déjà le comprendre, cela crée une sorte de déséquilibre structurel. Et ce n'est pas bon pour la pièce de soudage à long terme car elle devient vulnérable.

Pendant ce temps, puisque tous les espaces sont plus ou moins égaux en dimension après le meulage, le remplissage devient plus facile. Le métal d'apport peut facilement atteindre tous les recoins sans effort supplémentaire. Par conséquent, il peut correctement se lier à la base et devient structurellement sain.

Étape 5 : Utiliser le Temps Correctement

Le soudage demande effectivement beaucoup de concentration et, avec cela, beaucoup de temps. Donc, tout le monde cherche des moyens de ne pas rendre la procédure si fastidieuse et chronophage. Et c'est là qu'ils font une énorme erreur. En essayant de faire le travail plus rapidement, ils finissent par compromettre la qualité du travail.

Encore une fois, certains peuvent finir par sauter certaines étapes complètement, ce qui entraîne un échec complet. De cette façon, non seulement les pièces de soudage sont détruites dans le processus, mais ils doivent aussi recommencer tout le processus à neuf. En conséquence, ils finissent par avoir à faire le double du travail.

La morale de l'histoire - n'utilisez pas de raccourcis dont vous n'êtes pas sûr à 100 % qu'ils fonctionneront. Aussi, ne compromettez en aucun cas le travail lui-même. Vous pouvez faire quelques erreurs lors de vos premiers essais, ce qui est complètement normal.

Mais utiliser délibérément des raccourcis qui réduisent la qualité du soudage est complètement déconseillé. Parce que la solidité structurelle d'un cadre est directement corrélée à la qualité du soudage. Maintenant, voyez-vous pourquoi nous recommandons le meulage au lieu de simplement fendre la surface ?

Précisément. La fissuration peut prendre moins de temps et d'efforts mais ce n'est pas une méthode fiable à long terme. C'est pourquoi même si le meulage peut prendre beaucoup plus de temps et un niveau de concentration plus élevé, c'est la seule voie à suivre.

Cependant, il existe en effet des méthodes éprouvées pour réduire le temps avec la procédure de meulage. Les soudeurs professionnels au fil des âges ont essayé de manière complexe ces méthodes et ont lentement perfectionné l'application pour réduire la période de meulage.

Par exemple - vous pouvez utiliser une fraise en carbure grossière pendant le meulage du métal. Ainsi, vous couvrirez un espace suffisant en une seule passe pendant le meulage. L'utilisation d'une fraise plus petite augmentera votre ratio meulage/espace et finira par prendre beaucoup plus de temps.

Encore une fois, vous pouvez prendre quelques minutes pour nettoyer soigneusement le métal avant de commencer à meuler. Parce que le magnésium est en fait assez poreux en raison de sa structure légère. Donc, si vous ne le nettoyez pas à l'avance, vous pourriez le trouver difficile à naviguer pendant le meulage.

Vous pouvez utiliser une solution d'acide chromique pour nettoyer le métal rapidement. Voici les composants que vous pouvez inclure dans la solution de nettoyage :

• Acide chromique (24 oz / ~710 ml)
• Nitrate de sodium (40 oz / ~1,18 L)
• Fluorure de calcium (⅛ oz / ~3,5 g)
• Eau (50/60 oz / ~1,5-1,8 L)

Fondamentalement, utilisez assez d'eau pour faire un gallon (environ 3,8 L) de cette solution de nettoyage spéciale. Cette quantité suffit pour tremper et nettoyer le métal en profondeur. Vous pouvez laisser la mixture tremper le métal pendant environ une heure pour vous assurer qu'elle fait effet.

Et si vous voulez que la réaction se produise plus vite, voici un excellent conseil. Préchauffez le métal de soudage à l'avance dans un four approprié pendant quelques minutes. La haute température accélérera considérablement le taux de la réaction globale.

Par conséquent, lorsque vous appliquez la mixture sur une pièce de magnésium préchauffée, elle sera nettoyée beaucoup plus vite. Cependant, assurez-vous de porter des gants de protection pour les mains et les yeux pendant cette opération car la mixture est assez corrosive. Et ne manipulez pas le magnésium chauffé directement.

Étape 6 : Remplissage des Espaces

Enfin, vous devez remplir l'espace causé par le meulage avec le métal d'apport. Vous pouvez utiliser plusieurs métaux d'apport pour cette partie. Mais vous trouverez la plupart des soudeurs utilisant la baguette d'apport AG 92 A à cet effet.

La raison pour laquelle cette baguette est utilisée est qu'elle est généralement un apport polyvalent. Donc vous ne pouvez pas vraiment vous tromper avec elle pendant le soudage. Et elles sont assez raisonnablement prixées aussi.

De toute façon, pendant le chauffage de la zone de soudage, il est important de se rappeler que le magnésium chauffe facilement. Il commence à fondre autour de 427-443 °C (800-830 °F) et va jusqu'à 650-700 °C (1200-1300 °F).

Donc, souvenez-vous de régler la température correctement avant de commencer à souder. Et utilisez des gaz inertes, de préférence l'Argon comme tampon car les gaz ou métaux réactifs s'enflammeront à cette température. Et bien sûr, n'oubliez pas d'utiliser le courant alternatif pour le soudage du magnésium.

Précautions de Sécurité Supplémentaires pour le Soudage TIG du Magnésium

Le magnésium peut être un métal traîtresse et difficile à travailler. Les raisons en sont que :

• Le magnésium est un métal inflammable, une fois qu'il s'enflamme, le métal brûle à 2 200 °C (4 000 °F), ce qui est assez chaud pour briser les liaisons moléculaires de H₂O en libérant l'oxygène et le transformant immédiatement en carburant pour le feu, la même chose vaut pour le CO₂. Souvent, pour éteindre un feu de magnésium, la seule option est de le priver d'oxygène via du sable, de la poudre de ciment, ou des extincteurs de classe D recommandés par l'OSHA.
• Le magnésium est un métal poreux, ce qui signifie que sa structure microscopique est remplie de pores minuscules. En raison de l'utilisation massive de la coulée de magnésium dans les pièces de machines et de sa porosité inhérente, une coulée de magnésium absorbera souvent de grandes quantités d'huile. Cela augmente le risque d'incendie, et il est difficile d'obtenir un bon contact avec le métal pour établir une soudure solide.
• Le magnésium, comme l'aluminium, peut se présenter sous une variété d'alliages différents, parfois ce sont des alliages de zinc. De plus, les deux métaux ont tendance à développer une couche d'oxyde sur leur surface, rendant les deux métaux difficiles par moments à identifier.
• Parce que le magnésium est inflammable, les copeaux du meulage et du nettoyage du métal peuvent facilement s'enflammer. Après le meulage et la préparation du métal pour le soudage, il est de bonne pratique d'essuyer le poste et de balayer la zone, pour que les arcs ou étincelles errants ne provoquent pas d'incendie.
• Les alliages de magnésium, comme l'aluminium, qui ont été traités thermiquement pour améliorer la résistance sont sensibles à devenir trop chauds. Si vous chauffez trop ces alliages, cela réduira la résistance du matériau.

Conseils pour le soudage des coulées en magnésium

• Nettoyez aussi bien que possible avec de l'acétone et une fraise en carbure... Une fraise grossière qui ne se chargera pas.
• Souvent, le choix de la baguette d'apport est régi par une procédure écrite selon la composition de l'alliage de magnésium du métal de base... Mais si vous avez l'option, utilisez la baguette d'apport AZ101.
• Préchauffez les pièces épaisses à environ 150 °C (300 °F).
• Utilisez les mêmes réglages de machine TIG que pour l'aluminium, sauf qu'un mélange 50/50 argon/hélium fait une énorme différence.
• Amorcez et augmentez l'ampérage jusqu'à ce qu'il à peine forme un bain. S'il ne forme pas un bain propre, arrêtez, fraisez, brossez métallique, répétez autant de fois que nécessaire pour obtenir un bain propre.
• L'huile pénètre dans les pores de ce matériau et il faut parfois un certain temps pour en sortir assez pour souder proprement.
• Utilisez une longueur d'arc beaucoup plus courte que pour l'aluminium... si proche que vous pensez que c'est trop proche.
• Soudez de petits cordons et nettoyez entre eux avec votre meuleuse pneumatique 90° et une fraise en carbure puis une brosse métallique inoxydable.

Vidéo sur le Soudage du Magnésium