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Quelles sont les électrodes réfractaires de tungstène pour le soudage TIG et le PLASMA ?

Publié: le 22/02/2019 à 21:10 Dernière mise à jour: le 22/02/2019 à 21:10 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 5299
Cet article technique explique les choix possibles d'électrodes réfractaires de tungstène pour le soudage en TIG et en PLASMA selon l'application, le type de courant de soudage, la nature de l'électrode et le diamètre de l'électrode.
La norme de référence est la NF EN ISO 6848 de mai 2005.

1 - La codification, la composition et la couleur de repérage

La codification des électrodes réfractaires de tungstène est réalisée selon la composition :
- La première lettre définie le composant principal de l'électrode
- La deuxième lettre définie l'addition d'oxyde

CODIFICATION ET COMPOSITION D' UNE ÉLECTRODE REFRACTAIRE
codification % oxyde Nature oxyde Impuretés % Tungstène % Couleur repère
WP / / <0,50% 99,5% vert
WT 4 0,35 à 0,55% ThO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde bleu
WT 10 0,80 à 1,20% ThO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde jaune
WT 20 1,70 à 2,20% ThO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde rouge
WT 30 2,80 à 3,20% ThO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde violet
WT 40 3,80 à 4,20% ThO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde orange
WZ 3 0,15 à 0,50% ZrO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde brun
WZ 8 0,70 à 0,90% ZrO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde blanc
WL 10 0,90 à 1,20% LaO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde noir
WL 15 1,30 à 1,70% LaO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde or
WL 20 1,70 à 2,20% LaO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde bleu
WC 20 1,80 à 2,20% CeO[SUB]2[/SUB] <0,50% solde gris

2 - Les diamètres des électrodes réfractaires



[*]1,0 mm
[*]1,6 mm
[*]2,0 mm
[*]2,4 mm
[*]3,2 mm
[*]4,0 mm
[*]5,0 mm
[*]6,3 mm
[*]8,0 mm
[*]10 mm


3
- Les intensités admissibles en courant continu

FOURCHETTE D' INTENSITÉ PAR DIAMÈTRE D' ÉLECTRODE
COURANT CONTINU (polarité directe ou négative)
Diamètre électrode Tungstène pur Tungstène thorié
Ø 1,0 mm 10 à 70 ampères 10 à 80 ampères
Ø 1,6 mm 50 à 100 ampères 50 à 120 ampères
Ø 2,0 mm 80 à 160 ampères 80 à 190 ampères
Ø 2,4 mm 100 à 200 ampères 100 à 240 ampères
Ø 3,2 mm 140 à 260 ampères 150 à 300 ampères
Ø 4,0 mm 200 à 400 ampères 300 à 450 ampères
Ø 5,0 mm 400 à 550 ampères 500 à 650 ampères


Formule mnémotechnique : 60 A par millimètre de diamètre pour du tungstène pur
Formule mnémotechnique : 80 A par millimètre de diamètre pour du tungstène thorié

4 - Les intensités admissibles en courant alternatif

FOURCHETTE D'INTENSITÉ PAR DIAMÈTRE D' ÉLECTRODE
COURANT ALTERNATIF (Soudage de l'aluminium)
Diamètre électrode Tungstène pur Tungstène thorié
Ø 1,0 mm 10 à 50 ampères 20 à 70 ampères
Ø 1,6 mm 40 à 80 ampères 50 à 100 ampères
Ø 2,0 mm 60 à 110 ampères 70 à 180 ampères
Ø 2,4 mm 80 à 150 ampères 90 à 200 ampères
Ø 3,2 mm 100 à 200 ampères 150 à 250 ampères
Ø 4,0 mm 150 à 250 ampères 200 à 350 ampères
Ø 5,0 mm 200 à 350 ampères 300 à 450 ampères


5 - La protection de l'électrode réfractaire

L'électrode de tungstène doit être constamment protégée par un courant de gaz inerte (argon ou hélium) juste avant l'amorçage de l'arc (pré gaz ou pré-gaz), pendant le soudage et après l'extinction de l'arc électrique (post gaz ou post-gaz) jusqu'à son refroidissement.
Le bout de l'électrode doit toujours être brillant et de couleur blanc argent après le refroidissement complet.
Dans le cas contraire, il faut augmenter le temps de post gaz.

RÉGLAGE DE LA TEMPORISATION DU POST-GAZ DU GÉNÉRATEUR
INTENSITÉ DE SOUDAGE DURÉE DE POST-GAZ
50 Ampères 5 secondes
100 Ampères 10 secondes
150 Ampères 15 secondes
200 Ampères 20 secondes
250 Ampères 25 secondes
300 Ampères 30 secondes

L'électrode ne doit jamais rentrer en contact avec le bain de fusion et/ou le métal d'apport. Dans le cas contraire, il est nécessaire de meuler la zone défectueuse du cordon de soudure et de réaffûter la pointe.

6 - L'affûtage de l'électrode infusible pour le soudage TIG

La préparation géométrique de la pointe de l'électrode infusible est une variable importante.
L'affûtage est exécuté à l'aide d'une meuleuse à grain fin avec récupération des poussières métalliques. L'affûtage de l'électrode est réalisé par un cône avec un angle compris entre 30 et 60 degrés.
La hauteur du cône est d'environ 1,5 fois le diamètre de l'électrode.
Les stries d'usinage ou de meulage doivent être dans le sens longitudinal de l'électrode.
La pointe d'extrémité du cône doit être adoucie pour supporter les densités de courant.
L'électrode de tungstène peut être mise à longueur selon le type de bouchon utilisé sur la torche. La coupe se réalise par meulage avec un disque fin à tronconner.



7 - Les extrémités de l'électrode de tungstène



ELECTRODE A
Cette électrode de tungstène pur (WP) présente une "boule" brillante en extrémité.
Cette électrode de tungstène pur a été utilisée avec une source de courant alternatif sur de l'aluminium.
Notez la forme uniforme et l'apparence "brillante" qui caractérise une bonne protection et une bonne pratique.

ELECTRODE B
Cette électrode de tungstène est thoriée à 2% (WT20).
L'extrémité de l'électrode est affûtée en forme de cône avec la pointe d'extrémité adoucie.
Cette électrode de tungstène a été utilisée correctement avec un courant continu électrode négative.

ELECTRODE C
Cette électrode de tungstène est thoriée à 2%.
Cette électrode de tungstène a été utilisée avec un courant alternatif.
Notez les projections oxydées sur la pointe.

ELECTRODE D
Cette électrode de tungstène pur a été utilisé avec une source à courant alternatif sur de l'aluminium.
La balance du courant est réglée sur un décapage excessif qui a échauffé excessivement et détruit l'extrémité.

ELECTRODE E
Cette électrode de tungstène pur (meulée en pointe) a été utilisée avec une source de courant continu polarité négative à l'électrode.
Il faut éviter d'utiliser du tungstène pur en courant continu et des extrémités pointues sur les électrodes en tungstène pur

ELECTRODE F
Cette électrode réfractaire a été gravement contaminée par des contacts répétés avec du métal d'apport sur la pointe de l'électrode.
Il est indispensable de réaffûter l'extrémité de l'électrode de tungstène.

ELECTRODE G
Cette électrode de tungstène n'a pas été suffisamment protégé par le gaz de protection inerte du post-gaz.
Notez la surface mate et oxydée de l'extrémité de l'électrode.
La temporisation du post-gaz doit permettre un refroidissement complet de l'électrode de tungstène sous un flux de gaz inerte.
L'aspect de la pointe doit toujours être brillante.

8 - Aptitude d'emploi des électrodes réfractaires selon le type de courant

APTITUDE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES
Nature du métal Courant continu négatif Courant continu positif Courant alternatif
Aluminium et alliages
Magnésium et alliages
Cuivre
Cupro-aluminium
Cupro-silicium
Cupro-nickel
Nickel et alliages
Tantale
Titane
Zirconium

: Courant de soudage donnant les meilleurs résultats

: Courant de soudage donnant des résultats acceptables

: Courant de soudage non recommandé voir impossible à utiliser


9 - Aptitude d'emploi des électrodes réfractaires selon le type de matériau

Sans être une règle absolue, voici ci-dessous le domaine d'emploi des électrodes infusibles de tungstène :

Tungstène pur ou dopé au zirconium pour l'aluminium et alliages légers
Tungstène thorié pour l'acier, l'inox et les métaux spéciaux
Tungstène cérium pour l'acier, l'inox et les métaux spéciaux
Tungstène lanthane pour tous les métaux avec d'excellents résultats en amorçage d'arc.



10 - Recommandations d'utilisation de l'électrode réfractaire



[*]Ne jamais souder avec une électrode réfractaire avec l'extrémité mal affûtée
[*]Ne jamais souder avec une électrode réfractaire oxydée ou contaminée
[*]Ne jamais souder avec une électrode réfractaire mal serrée dans le porte-électrode
[*]Le dépassement de l'électrode doit être compris entre 3 mm et 10 mm de la buse
[*]Vérifier la qualité et le diamètre de votre pince porte électrode
[*]Ne jamais souder avec une électrode réfractaire sans protection gazeuse à la torche
[*]Utiliser une affûteuse avec récupération des poussières métalliques (pour le thorium)
[*]Ne pas dépasser l'intensité maximale admissible ou bien changer le diamètre


11 - Informations importantes sur l'électrode de tungstène thorié



[*]Les électrodes de tungstène thorié sont radioactives
[*]Les doses de rayonnement peuvent dépasser la valeur limite de 1 mSv / an pour le public
[*]L'affûtage de ce type d'électrode doit être réalisé avec une machine spéciale à récupération de poussières
[*]Le personnel doit avoir un suivi de dosimétrie individuelle
[*]L'entreprise doit posséder un instrument de mesure de la radioactivité
[*]L'utilisation de ce type d'électrode de tungstène thorié n'est plus justifiée aujourd'hui


12 - Comparaison de l'aptitude d'emploi entre électrodes WT20, WS2 et WL20

Cette comparaison a été réalisé par SLV-MUNCHEN pour le compte de BÖHLER afin de vérifier l'aptitude des électrodes WS2 et WL20 à remplacer les électrodes WT20.
Les électrodes de tungstène sont fabriquées par WOLFRAM INDUSTRIE.

COMPARAISON ENTRE ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES WT20, WS2 et WL20
Nature du métal Électrode WT20
(Thorium 2%)
Électrode WS2
(Terres rares)
Électrode WL20
(Lanthane 2%)
Caractéristiques d'amorçage pour une électrode neuve
Comportement lors du réamorçage après plus de 30 minutes de soudage
Stabilité de l'arc électrique
Géométrie de la pointe après 60 amorçages et 1 minute de soudage à chaque fois
Observations
Géométrie de la pointe après un soudage en continu pendant une heure et 3 interruptions de soudage à 15 minutes d'intervalles
Observations

: Très bon

: Bon

: Correct

: Mauvais

13
- Influence de la géométrie de la pointe des électrodes de tungstène

INFLUENCE DE LA GÉOMÉTRIE DES ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES
Paramètres de géométrie Influence du paramètre
Diamètre de l'électrode Aucune influence sur l'aspect du bain de fusion de soudure
Tension d'arc de soudage La tension d'arc augmente lorsque le cône est aigu. Une électrode aiguë fournit une énergie incidente importante.
Pression d'arc La pression d'arc qui favorise la pénétration du bain de fusion est maximum lorsque l'angle d'affûtage est de 45°
Troncature de la pointe d'électrode La troncature augmente la durée de vie de l'électrode mais est néfaste à la pénétration avec une perte allant jusqu'à 30%
Pénétration du cordon La pénétration diminue lorsque l'angle d'affûtage augmente
Température La température cathodique diminue avec l'angle de cône d'affûtage

Les soudeurs choisissent des électrodes relativement aiguës, d'angle au sommet compris entre 15° et 45°.
Pour les procédés automatisés industriels, les angles d'affûtage sont choisis pour garantir une durée de vie et une stabilité d'arc électrique optimale du procédé de soudage.
Les angles d'affûtage les plus utilisés sont compris entre 45° et 90°.




14 - Comment couper proprement une électrode de tungstène en deux

Pour pouvoir couper proprement une électrode de tungstène en deux morceaux distincts, il faut entailler sur plus de la moitié l'électrode de tungstène avec un disque à tronçonner de 1 mm à 1,6 mm d'épaisseur puis vous cassez l'électrode en deux.

15 - Quelques articles techniques utiles

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Par: Dominique ADMIN

Commentaires (21)

20/08/2012 12:37:29 - rachide30
bonjour

je suis inscrit depuis hier soir forum très instructif a recommander.

11/12/2012 18:02:05 - GeoA62
Bonjour à tous , je suis nouveau sur le site Soudeurs.com et déja mes connaissances sont accrues, car la soudure est un large domaine de compétence technique au quel j'ai besoin d'être initié

23/01/2013 15:53:17 - ashoul09
Bonjour,

Je n'ai pas accès à une éventuelle évolution de la norme EN ISO 6848 (j'ai la version 1984), est-ce que quelqu'un aurais une nouvelle version ou l'on pourrait trouver au même titre que Wth20, WLa15, l'électrode notée E3 (qui serais de couleur mauve).

Merci.

23/12/2013 21:54:15 - thierry_thv
Bonjour,

Je viens de découvrir cet article très intéressant.

Mais il y a beaucoup de mots qui ont disparu dans le texte, et sa lecture en devient un peu difficile. Ce serait sympa que l'auteur le retravaille pour que sa lecture soit plus fluide et agréable.

Merci.

23/12/2013 22:01:08 - Dominique ADMIN
Bonsoir thierry_thv,

Je ne vois pas de quoi vous parlez ?
Tous les mots sont visibles et lisibles sur ma tablette ou sur mon ordinateur
Veuillez faire une copie écran de l'article technique à partir de votre ordinateur pour se rendre compte et comprendre votre problème.

Cordialement,

23/11/2014 16:09:53 - nono31gaure
une mine d'or cet article technique
merci encore

31/08/2015 17:49:25 - ironman
tous les renseignements se trouvent la
toujours parfait
merci

08/09/2015 17:32:28 - micke007
Merci Dominique
Article bien fait , très utile , et les électrodes WS2 c'est quel couleur
Cordialement micke007

08/11/2015 18:52:46 - soudareff
merci pour l article

22/03/2016 16:13:09 - gennetier
Merci, Article très instructif.

25/08/2016 19:21:01 - hearly
Bonjour, et merci pour ces infos...
mais pour moi aussi il manque de nombreux mots ???
Ex: dans le tableau APTITUDE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES il y a 3 Cupro-????

ou ELECTRODE G
Cette de tungstène n'a pas été suffisamment protégé par le inerte du .
Cdlt

25/08/2016 20:08:52 - Dominique ADMIN
Bonjour,

Je pense que vous lisez les articles du site avec une tablette type Androïd non compatible

Cordialement,

07/09/2016 22:49:58 - hearly
Envoyé par Dominique
Bonjour,

Je pense que vous lisez les articles du site avec une tablette type Androïd non compatible

Cordialement,


Merci pour votre réponse, mais je consulte internet exclusivement sur mon PC i7 Windows 10.
En fait le problème viens des mots ou groupe de mots qui donnent lieu à des "liens"...
Cordialement.

22/12/2016 10:16:10 - Laloyaurelien
Superbe article très instructif merci

11/10/2017 21:45:11 - sophie5
j'ai appris beaucoup de chose. Comme toujours sur le site.
Merci.

27/01/2018 15:54:27 - papocible
le seul problème ..... ou pas de ce forum !
lorsque vous passez des heures et des heures ( c'est un minimum ) à consulter l'aspect technique de la soudure afin de vous orienter sur un type de matériel en fonction de vos besoins et bien , vous multipliez pas 2.5/3 votre investissement . j'ai fais de cette façon et je pense que tout va bien se passer .
tout ça pour dire que la soudure n'est pas du bricolage mais ça peut vite devenir du bricolage .
j'ai volontairement écarté le mig pour ce risque de collage toujours possible . d'ailleurs aujourd'hui , certaines soudures lâchent alors qu'elles sont d'aspect parfait !! expérience vécue sur un plateau de débroussailleuse auto-portée dont un des supports à lâché au bout de deux années alors que la soudure ( différence d'épaisseur ) très jolie n'a pas fondue sur le plateau .

27/01/2018 16:58:06 - corinne81
Très bon article
Pouvez vous me dire si le tungstène couleur violet s'utilise pour l'alu?
Cordialement

27/01/2018 17:01:16 - Yann
Envoyé par papocible
le seul problème ..... ou pas de ce forum !
lorsque vous passez des heures et des heures ( c'est un minimum ) à consulter l'aspect technique de la soudure afin de vous orienter sur un type de matériel en fonction de vos besoins et bien , vous multipliez pas 2.5/3 votre investissement . j'ai fais de cette façon et je pense que tout va bien se passer .
tout ça pour dire que la soudure n'est pas du bricolage mais ça peut vite devenir du bricolage .
j'ai volontairement écarté le mig pour ce risque de collage toujours possible . d'ailleurs aujourd'hui , certaines soudures lâchent alors qu'elles sont d'aspect parfait !! expérience vécue sur un plateau de débroussailleuse auto-portée dont un des supports à lâché au bout de deux années alors que la soudure ( différence d'épaisseur ) très jolie n'a pas fondue sur le plateau .

Bonjour,
Passer SEULEMENT "des heures et des heures (c'est un minimum) " pour apprendre un métier me semble un beau raccourci quand d'autres y ont passé des années.
Une bonne soudure (celle qui tiendra dans le temps) ne se juge pas à son aspect esthétique mais à sa pénétration entre autres. Son aspect visuel c'est la cerise sur le gâteau.
Yann

28/01/2018 21:14:30 - Dominique ADMIN
Réponse à corinne81

ACIER/INOX - TUNGSTÈNE E3 (BOUT LILAS)Composées de tungstène et d'oxyde de terres rares.
Les caractéristiques des électrodes de type E3 sont proches de celles de l'électrode thoriée.
Elles se distinguent par une grande qualité d'amorçage même en cas de réamorçage avec une électrode chaude et assurent une bonne régularité dans la réalisation du cordon.
Particulièrement adaptées pour le soudage de l'acier, de l'inox, du cuivre et du laiton dans des ampérages faibles ou moyens.
Adaptées pour le soudage automatique.
Les électrodes E3 vous garantissent les meilleurs résultats sans radioactivité.

28/09/2018 21:41:54 - jpgeo912
bonjour. je viens de découvrir cet article très bien fait.je possède un tig depuis 18ans je ne suis pas soudeur,mais je ressoude beaucoup de pièces cassées. comme j'ai quelques lacunes je viens chercher des infos sur ce site génial

02/07/2019 15:27:19 - precisoud
Envoyé par Yann
Bonjour,
Passer SEULEMENT "des heures et des heures (c'est un minimum) " pour apprendre un métier me semble un beau raccourci quand d'autres y ont passé des années.
Une bonne soudure (celle qui tiendra dans le temps) ne se juge pas à son aspect esthétique mais à sa pénétration entre autres. Son aspect visuel c'est la cerise sur le gâteau.
Yann

Tu a tout a fait raison !! il ne suffit pas de lire , mais il faut Pratiquer et s'entrainer de longues heures ou kms de cordons , et une formation pratique est essentielle !