TIG :

TIG est un acronyme de Tungsten Inert Gas où Tungsten (Tungstène) désigne l'électrode et Inert Gas (Gaz inerte) désignent le type de gaz plasmagène utilisé. Ce procédé de soudage entre dans la catégorie des procédés de soudage à l'arc avec une électrode non fusible. L'arc se crée entre l'électrode réfractaire (- du générateur) et la pièce (+ du générateur) sous un flux gazeux ; de façon générale, il s'agit d'un gaz ou d'un mélange de gaz rares (argon en général).

L'amorçage se fait grâce au gaz circulant dans la buse qui entoure une grande partie de l'électrode. Le soudage s'effectue en polarité directe (pole - du générateur relié à l'électrode) pour la majorité des métaux et alliages (aciers, inox, cuivreux, titane, nickel...) sauf dans le cas des alliages légers d'aluminium ou du magnésium où l'on soude en polarité alternée (pendant un laps de temps, l'électrode est reliée au pôle + du générateur). Souder de façon continue en polarité inverse (pôle + relié à l'électrode) détruit cette électrode en la faisant fondre.

Micro-plasma :

Comme pour le TIG, la fusion du métal est assurée par l’éclatement d’un arc électrique entre la torche de soudage et la pièce, en polarité directe. Le procédé plasma s’en distingue néanmoins par la constriction de l’arc électrique par un moyen mécanique: celle-ci résulte en effet du passage du gaz plasmagène ionisé « porteur » de l’arc électrique dans une tuyère dont l’orifice de sortie est rétréci. L’arc plasma formé possède une grande énergie, supérieure à celle d’un arc libre de même intensité, du fait de l’augmentation de la tension due au confinement de la colonne d’arc qui conduit à une énergie cinétique élevée des électrons. En outre, la densité d’énergie est également supérieure du fait de la constriction.

Avantages :

• Possibilité de souder des pièces de très faible épaisseur (0,05 mm dans le cas du micro plasma) ;
• Procédé automatisé : qualité et précision dimensionnelles des soudures réalisées ;
• Aspect exceptionnel des cordons de soudure ;
• Possibilité d'obtenir de faibles valeurs de pénétration.

Brasage :

Le brasage est l’assemblage de deux matériaux à l’aide d’un métal d’apport ayant une température de fusion inférieure à celle des métaux à assembler et mouillant, par capillarité, les surfaces qui ne participent pas par leur fusion à la constitution du joint brasé. C'est un assemblage dit « hétérogène ».

Le chauffage de la zone à braser peut se faire par un fer à souder, de l’air chaud, une flamme (chalumeau), un arc électrique, un inducteur ou au laser.

Le brasage peut se faire aussi au four (à air, sous atmosphère contrôlée, sous vide).

Le métal d’apport peut être un alliage d’or, d’étain, de cuivre, d’argent, d’aluminium, de nickel, ou autres alliages de métaux précieux. Très fréquemment des flux de brasage sont utilisés afin de permettre le mouillage du métal d’apport par destruction de la couche d’oxyde à la surface des métaux à assembler.

Sablage-Microbillage :

Le sablage et le microbillage sont une technique industrielle de nettoyage des surfaces en utilisant un abrasif projeté à grande vitesse à l'aide d'air comprimé au travers d'une buse, sur le matériau à traiter.

Effets du sablage

La projection de sable à haute pression sur un métal a pour effets :

• de décaper, d’enlever une couche superficielle fragile ;
• avec les impacts de provoquer une déformation plastique et modifier donc la surface (écrouissage, création de contraintes de compression) ;
• de créer des aspérités, qui peuvent faciliter l'accrochage d'une couche.
• de ternir et griser une surface

Effets du microbillage

La projection de microbilles de verre a pour effets :

• idem au sablage
• de brillanter une surface

Différent abrasifs

Il est impératif de choisir soigneusement l'abrasif à projeter, selon le but recherché.

• Le terme sablage vient du fait qu'à l'origine on utilisait du sable comme abrasif : anciennement en frottant la pièce avec, puis en le projetant sur la pièce. Parfois de l'eau est ajoutée au sable, principalement dans le but de limiter la production de poussières.
• Le sable n'est presque plus utilisé dans le sablage, à cause de la silice libre qui est hautement cancérigène. On utilise en sablage des scories vitrifiées, du corindon et d'autres types de produits plus techniques en fonction de ce que l'on recherche à obtenir.

Un cycle de traitement par microbillage de pièces en inox est généralement suivi d'une passivation, afin de reformer la couche passive protectrice d'oxyde de chrome.

Passivation :

La passivation ou passivité représente un état des métaux ou des alliages dans lequel leur vitesse de corrosion est notablement ralentie par la présence d'un film passif naturel ou artificiel, par rapport à ce qu'elle serait en l'absence de ce film.

Dans la plupart des cas (aluminium, acier, acier inoxydable, titane...), ce film passif apparait spontanément par oxydation, parce que l'oxyde formé sur la surface est insoluble et constitue un obstacle qui ralentit les processus ultérieurs. La formation de ce film est liée à un domaine de potentiel électrochimique ainsi qu'à un domaine de pH dans lesquels l'oxyde est stable.

La courbe « intensité-potentiel à venir » représente le courant de dissolution du métal en fonction du potentiel électrochimique. Celui-ci s'accroit exponentiellement en l'absence de film lorsque le potentiel augmente, puis à partir d'un certain potentiel dit "de passivation", on observe une chute drastique du courant de dissolution, généralement de plusieurs ordres de grandeur. Ce phénomène manifeste l'apparition du film passif, très généralement causé par la formation d'un oxyde protecteur non poreux. Ce film ralentit une des étapes clé du processus de corrosion, soit le transport de matière jusqu'à l'interface métallique, soit le transport d'électrons nécessaire à l'oxydation parce que le film est peu conducteur. En augmentant encore le potentiel, on observe une zone ou le courant varie peu avec le potentiel, appelé "domaine de passivité". Puis, au-delà d'une certaine valeur, le courant augmente à nouveau rapidement. Le film passif est devenu instable à ce potentiel et sa protection disparait. On a atteint le domaine "transpassif".

La présence du film passif est aussi liée à un domaine de stabilité en pH. Généralement, le film devient instable vers les milieux acides, en deçà d'un pH qui dépend du matériau, ainsi que vers les milieux très basiques. Les diagrammes thermodynamiques potentiel-pH du métal permettent de prévoir avec une approximation suffisante ces domaine de stabilité (figure 2, à venir)

On peut aussi obtenir la passivation de manière artificielle, par le traitement avec un produit approprié qui permet d'obtenir une couche barrière(habituellement, un produit alcalin) d'un métal désoxydé préalablement avec un acide pour l'empêcher de se réoxyder rapidement.

Pour désoxyder une pièce de métal, on procède à une dissolution de l'oxyde à l'aide d'une attaque avec un acide adapté. Il en résulte une ionisation H+ de la surface de cette pièce (pH <7 : acide).

Au contact de l'air, les ions H+ se combinent avec les ions OH- et favorisent donc une réoxydation de la pièce.

On procède donc à un traitement, par exemple avec un produit alcalin (H-), pour éliminer cette ionisation et donc empêcher cette recombinaison. Ce traitement est nommé passivation.

Dans le cas de l'acier inoxydable, la passivation est une opération qui consiste à éliminer les composés de fer étrangers à la surface de ce métal par dissolution chimique afin que le fer, sensible à l'oxydation, soit éliminé de la surface de la pièce.

Décontamination :

Une surface inox est potentiellement contaminée suite à : mise en forme, soudure, meulage, pliage, échauffement, usinage, etc...Cette contamination ou appauvrissement en oxyde de chrome de la couche superficielle engendrera plus ou moins rapidement un début de corrosion. Pour décontaminer une pièce en inox et lui rendre ses propriétés, il est impératif de la soumettre à une décontamination, qui provoquera une dissolution de la couche superficielle polluée ou appauvrie en oxyde de chrome, et ainsi éliminera toute source génératrice de corrosion. Elle élimine toute trace de dépôts organiques (corps gras brulés, etc…), d’oxydes ( alumine, etc…) ainsi que les résidus de sablage-microbillage.

Les surfaces après traitement sont propres et blanchies.

Polissage électrolytique :

Procédé électrochimique de dissolution préférentielle des aspérités superficielles de la matière par passage d’un courant électrique continu allant de l’anode (pièce à traiter) à la cathode (électrode spécifique), dans une électrolyte adaptée. On obtient ainsi une amélioration de l’état de surface (rugosité) ainsi qu’un aspect brillant.
L’amélioration de la rugosité est variable en fonction de sa valeur initiale.
L’aspect brillant est variable en fonction de la rugosité, parfois de la nuance de l'acier.

Cas d' application :

• Recherche de rugosité : circulation de fluide, absence de rétention micro ou nanoscopique, facilité de nettoyage, etc.…. (pharmacie, chimie, alimentaire.)
• Recherche de brillance : pièce de géométrie complexe ne pouvant être traitée autrement que chimiquement, pièce de présentation, articles en fil etc.…. (alimentaire, décoration, finition propre).
• Elimination des contaminations superficielles.

Désoxydation :

Comme son nom l’indique, ce traitement élimine toutes traces d’oxydes de fer sur la matière. La contamination est en général provoquée par contact ou par un traitement thermique inadapté.