Quel gaz de protection utiliser pour le brasage à l’arc ?

L’argon pur convient toujours. Pour le CuSi3 et les bronzes à l’étain en brasage MIG, l’argon avec un peu de CO₂ ou d’O₂ est souvent meilleur ; pour les métaux d’apport contenant de l’aluminium comme le CuAl8, on s’en tient à l’argon ou à l’argon-hélium sans part active.

Selon DVS 0938-1, on brase habituellement sous argon (groupe I1 selon ISO 14175) ou sous des mélanges à base d’argon auxquels on ajoute de faibles parts de CO₂ ou d’O₂. Le gaz protège le métal d’apport et la tôle de l’air et remplace le flux qui serait nécessaire en brasage à la flamme.

Métal d’apport / procédé Gaz de protection ISO 14175 Remarque
CuSi3Mn1, MIG argon ou argon avec un peu de CO₂ ou d’O₂ I1, M12, M13 la part active calme l’arc et réduit les porosités, mais apporte plus de chaleur
Métaux d’apport CuSn, MIG argon ou argon avec un peu de CO₂ ou d’O₂ I1, M12, M13 comme CuSi3
CuAl7 (CuAl8), MIG argon ou argon-hélium, sans part active I1, I3 sans part active selon DVS 0938-1
Brasage TIG argon I1 l’électrode de tungstène ne tolère aucune part active
Brasage plasma argon comme gaz de protection et gaz plasmagène I1 gaz plasmagène selon DVS 0938-1 environ 0,9 l/min

Correspondance selon DVS 0938-1:2012, section 5.3.2. Les groupes ISO 14175 sont des exemples : I1 argon, I3 argon avec hélium, M12 argon avec 0,5 à 5 % de CO₂, M13 argon avec 0,5 à 3 % d’O₂.

Quel est l’effet du dioxyde de carbone et de l’oxygène dans le gaz de brasage ?

De faibles parts de CO₂ ou d’O₂ stabilisent l’arc, réduisent la tendance aux porosités et abaissent la tension superficielle du bain de brasage. En contrepartie, la chaleur dans le matériau de base augmente.

  • Arc plus calme : le pied d’arc saute moins, surtout sur une surface galvanisée avec des vapeurs de zinc.
  • Meilleur mouillage : selon DVS 0938-3, les composants actifs permettent de réduire la tension superficielle du bain de brasage. Cela aide lorsque le métal d’apport s’étale mal ou que le joint est trop bombé.
  • Plus de chaleur : c’est le prix à payer. Sur les tôles minces ou en cas de tendance à la fissuration au brasage, on s’en tient donc à la plus petite part active qui garde l’arc calme.

À titre indicatif : dans les essais de la SLV de Munich sur la fissuration au brasage, le CuSi3 a été brasé sous argon avec 2,5 % de CO₂, le CuAl8 et tous les brasages TIG sous argon pur (Aicher et Cramer, DVS-Berichte 244, 2007).

Quel gaz pour le CuAl8 ?

De l’argon ou de l’argon-hélium, sans dioxyde de carbone ni oxygène. C’est ce que recommande DVS 0938-1 pour les métaux d’apport contenant de l’aluminium, et c’est ainsi que le CuAl8 a été brasé dans les essais de la SLV de Munich.

L’hélium rend l’arc plus chaud et plus large, ce qui améliore l’étalement du métal d’apport en bronze d’aluminium. L’argon pur convient également. En brasage TIG et plasma, le CuAl8 n’est de toute façon pas adapté, voir Brasage TIG et plasma.

Azote et hydrogène : à quoi faut-il faire attention ?

Ni l’un ni l’autre n’a normalement sa place dans le gaz de brasage. L’azote stabilise certes l’arc et élargit le joint, mais il peut provoquer des porosités très importantes. L’hydrogène augmente la vitesse, mais entraîne lui aussi des porosités.

Pour le brasage d’assemblages hétérogènes avec du cuivre pur, en particulier avec du cuivre désoxydé au phosphore Cu-DHP, il ne faut pas utiliser de gaz contenant de l’hydrogène selon DVS 0938-1.

Quelle quantité de gaz faut-il ?

Dans les valeurs indicatives de DVS 0938-1, c’est 12 l/min d’argon avec un fil de 1,0 mm, pour le brasage MIG comme pour le brasage plasma. En brasage plasma s’ajoutent environ 0,9 l/min d’argon comme gaz plasmagène.

Plus de gaz n’est pas mieux. Un débit trop élevé crée des turbulences et aspire de l’air dans la cloche de gaz, ce qui produit autant de porosités qu’un débit trop faible. Adapter le débit au diamètre de la buse et à la distance de la torche, et éviter les courants d’air au poste de travail. Paramètres de réglage pour le brasage MIG : Brasage MIG.

Des porosités malgré le gaz de protection : que vérifier ?

En cas de porosités, vérifier d’abord l’alimentation en gaz, puis la chaleur et le guidage de la torche. DVS 0938-3 cite toute une série de causes liées au gaz.

  • Vérifier que le tuyau de gaz ne présente ni fissures ni zones poreuses, et que les raccords sont étanches.
  • Sur les torches refroidies par eau, vérifier si de l’eau de refroidissement peut passer dans le gaz.
  • Éviter les courants d’air au poste de travail.
  • Ne pas régler un débit de gaz trop élevé, il crée des turbulences.
  • Choisir une buse de forme et de diamètre adaptés et la garder exempte de projections de brasage.
  • Optimiser la longueur d’arc et laisser au bain le temps de dégazer.

La source de porosités la plus fréquente lors du brasage de tôles galvanisées reste toutefois la vapeur de zinc, et non le gaz. Pour en savoir plus : Défauts et fissuration au brasage.

Questions fréquentes

Peut-on braser avec le gaz de mélange utilisé pour l’acier, par exemple de l’argon avec 18 % de dioxyde de carbone ?

Ce n’est pas recommandé. La forte part de CO₂ apporte beaucoup de chaleur dans la tôle et fait davantage se vaporiser le zinc. Pour le brasage, on n’utilise que de faibles parts actives.

L’argon pur suffit-il pour le CuSi3 ?

Oui. Les valeurs indicatives de DVS 0938-1 s’appliquent au CuSi3Mn1 sous argon pur. Une faible part de CO₂ ou d’O₂ peut calmer l’arc s’il brûle de façon instable sur une tôle galvanisée.

Faut-il un flux pour le brasage à l’arc ?

Non. Le gaz de protection protège le métal d’apport et la tôle, un flux n’est pas nécessaire.

Qui peut aider à choisir le gaz ?

DVS 0938-1 recommande de s’appuyer sur l’expérience des fournisseurs de gaz pour adapter le gaz à la tâche de brasage. Pour le métal d’apport adapté : Métaux d’apport et désignations normalisées, ML CuSi3, ML CuAl8.

Pour aller plus loin : articles sur le brasage à l’arc

La série suit l’ordre dans lequel les questions se posent en pratique : du procédé au joint terminé, en passant par le métal d’apport, le gaz et le matériau de base. Pour une vue d’ensemble, voir Le brasage à l’arc.

  1. Braser ou souder ?
  2. Les procédés en un coup d’œil
  3. Brasage MIG
  4. Brasage TIG et plasma
  5. Brasage laser et hybride
  6. Métaux d’apport et désignations normalisées
  7. Matériaux de base et revêtements
  8. Dévidage du fil
  9. Types d’assemblage et géométrie du joint
  10. Défauts et fissuration au brasage
  11. Contrôle, retouche, sécurité au travail

À propos de l’auteur

Robert Lahnsteiner, Ing., est ingénieur international en soudage (IWE) et gérant de MIGAL.CO GmbH. Après une formation en télécommunications et en électronique à la HTL de Braunau, il a travaillé dix-huit ans dans les techniques de soudage chez Fronius à partir de 1983. Depuis 2001, il dirige avec Martin Erl MIGAL.CO, le fabricant de fil de soudage en aluminium établi à Landau an der Isar. Ses domaines de prédilection sont les métaux d’apport en aluminium, la fabrication et le dévidage du fil ainsi que la surveillance des procédés de soudage. Au sein du DVS, il participe depuis une trentaine d’années au comité technique FA03 « Soudage à l’arc » et préside le groupe de travail 2.4.4 « Soudage MIG de l’aluminium ».

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