Poste à soudure

Les caractéristiques du poste à soudure à l'arc selon le type : MMA, MIG, MAG, TIG.

Le poste à soudure à l'arc est un transformateur électrique, mais pas seulement. Selon le type de soudage à effectuer, les caractéristiques des postes à souder permettront de meilleurs résultats et un confort accru.

Caractéristiques importantes du poste à soudure

Un poste à soudure à l'arc n'est pas qu'un simple transformateur électrique modifiant un courant d'entrée pour obtenir un courant électrique de soudage.

Des nombreuses caractéristiques distinguent entre eux les différents postes à souder :

• l'alimentation électrique,
• le courant de sortie (tension, puissance),
• le taux de fonctionnement,
• les capacités d'isolation et de refroidissement,
• les dispositifs supplémentaires,
• les critères de la torche à souder.

L'alimentation électrique du poste à souder

Le poste à souder est en général alimenté en énergie électrique par du courant provenant du secteur sauf pour le groupe autonome de soudure qui est équipé d'un groupe électrogène.

Le courant secteur alimentant un poste à soudure est soit du courant électrique monophasé en 220 V, soit du courant électrique en triphasé 380 V.

Selon la source de courant disponible sur le lieu habituel de travail, il faudra choisir quel type de poste à souder utiliser sachant que le triphasé en 380 V sera mieux adapté à la soudure à l'arc en raison d'une plus grande puissance disponible.

Un poste à souder monophasé délivre une intensité de soudage généralement inférieure à 200A alors que les postes à soudure triphasés délivrent généralement au-delà de 200A (400 à 600A). Cependant un poste à soudure monophasé est capable de moins de puissance pour travailler en continu alors que le triphasé pourra travailler plus longtemps, car la puissance est supérieure.

Dans ce cas, l'intensité du courant est comparable à la pression d'un jet d'eau et la puissance au débit. Un jet d'eau à grande hauteur est possible avec peu de puissance, mais pendant moins longtemps et avec moins de débit qu'avec plus de puissance.

Avant de brancher un poste à soudure sur un groupe électrogène, il faut s'assurer que la puissance en kVA délivrée par le groupe est de deux fois la puissance de soudage délivrée par le poste : exemple pour 200A d'intensité de soudage, le groupe électrogène de 4 kVA est requis (notamment pour le soudage TIG).

Poste à soudure : le courant de sortie

Le courant de sortie délivré par le poste à soudure est caractérisé par la puissance de soudage en ampères (A), la tension à vide en Volts (V) et le type de courant continu (CC ou DC) ou alternatif (CA ou AC).

• L'intensité du courant de soudage : elle varie en fonction du procédé de soudage et augmente avec la taille de l'électrode :
  • Pour le soudage à l'électrode enrobée (MMA), un diamètre de l'électrode de 4,0 mm nécessite environ 200A de puissance de soudage pour un poste monophasé, au-delà de 5,0 mm de diamètre d'électrode, il faut plus de 200A et le poste triphasé est requis, car l'intensité de soudage requise se monte à 400A pour une électrode de 6,3 mm.
  • Pour le soudage TIG, ou MIG-MAG, 150A est un minimum d'intensité de soudage, mais 200A au moins sont recommandés.
• La tension à vide : c'est la tension électrique en Volts mesurée aux bornes du poste à souder avant qu'il ne débite le courant de soudage.
  • La tension à vide détermine la stabilité de l'arc électrique et facilite l'amorçage.
  • Elle devra se situer entre 40/45V pour le soudage MMA à électrode rutile et 70/80 V pour les électrodes spéciales (TIG).
• Le type de courant de soudage : Alternatif (CA ou AC) ou continu (CC ou DC)
  • Le courant alternatif est le plus fréquent car délivré par des postes à souder à transformateurs statiques. Le courant alternatif permet d'utiliser la presque totalité des électrodes, mais n'est pas utilisable avec toutes les électrodes ni tous les procédés de soudure à l'arc.
  • Le courant continu est généralement celui débité par les postes de soudure de nouvelle génération intégrant une électronique de régulation de puissance «  poste à souder inverter ». Le courant continu permet de fondre tous les types d'électrodes.

Poste à soudure et taux de fonctionnement

La délivrance d'un arc électrique implique une importante montée d'intensité du courant de soudure (puissance).

• Au fur et à mesure que l'on soude, le poste chauffe et perd de sa capacité à fournir une puissance importante de courant.
• C'est pourquoi la puissance du poste à souder s'exprime selon sa capacité à fournir un courant à 100 % de la puissance demandée pendant un certain cycle.

Le taux de fonctionnement dépend donc de la construction du poste à souder et de la présence d'un refroidissement.

Le taux de fonctionnement ou facteur de marche est exprimé Ampères et en pourcentage d'une période de 10 minutes toujours à température de 40 °C. 250 A à 40 % signifient qu'en cycle stabilisé en température, la source de courant pourra fournir 250 A pendant 6 minutes (60 % de 10 minutes) de soudage et 4 minutes d'arrêt (40 % de 10 minutes) à 40 °C de température.

Les capacités du poste à souder

L'isolation

Le poste à souder est un transformateur électrique produisant un courant pouvant être dangereux pour le soudeur.

Pour éviter les électrisations et les électrocutions, le poste à souder est isolé au moins en catégorie IP23 (voir norme soudure).

La limitation des harmoniques

La norme EN 61000-3-12 encadre la limitation des harmoniques dans les réseaux électriques pouvant être générées par l'utilisation d'un poste à souder à l'arc en raison du fort écoulement de courant vers la terre.

Le refroidissement

Le refroidissement est un avantage important des postes à souder dès lors que l'on veut souder autrement que quelques points et réaliser des cordons de soudure sans (trop) d'interruptions.

La ventilation du poste à souder permet d'augmenter considérablement le taux de fonctionnement et la puissance de soudage. On distingue désormais :

• les postes à souder ventilés dans lequel un simple ventilateur tourne en permanence pour refroidir le transformateur ;
• les postes à souder turbo-ventilés dans lesquels une turbine généralement régulée automatiquement ventile plus ou moins le poste à souder afin de le conserver à sa température optimale de fonctionnement.

Poste à soudure : les dispositifs supplémentaires

Le confort et la sécurité de soudage sont sans cesse améliorés par la mise en place de dispositifs supplémentaires :

• Arc Force : stabilisation de la qualité de l'arc.
• Hot Start : démarrage et amorçage faciles.
• Antistick : shunt automatique au collage qui limite l'endommagement des électrodes ;
• Soudage pulsé : facilite le soudage sur tôles fines et évite l'effondrement du bain. Le soudage pulsé permet un dépôt régulier du métal d'apport et améliore la pénétration.
• Amorçage HF : sur les postes TIG, l'amorçage Haute Fréquence est déclenché à la gâchette de la torche par le soudeur qui évite l'amorçage au gratté susceptible de contaminer l'électrode.

Les torches à souder

Sur les torches ce sont principalement des dispositifs de gestion du gaz qui facilitent le travail :

• Prégaz : purge les canalisations avant amorçage.
• Postgaz :
  • protection de la pièce et de l'électrode tungstène ;
  • refroidissement à l'air ou à l'eau des torches à souder ;
  • torche orbitale pour la soudure des canalisations et tuyaux.