Ce guide technique compare la soudabilité relative du titane commercialement pur et de plusieurs alliages de titane, puis présente des données pratiques relatives aux procédés de soudage à l'arc au tungstène sous gaz, de soudage à l'arc plasma et de soudage par faisceau d'électrons. Il aborde les types et dimensions de chanfreins pour le soudage GTAW, les dispositifs de protection du bain de fusion et de la zone affectée thermiquement, ainsi que des tableaux de paramètres pour le soudage manuel et automatique. Des tableaux supplémentaires récapitulent les réglages pour le soudage à l'arc plasma et au faisceau d'électrons en fonction de l'épaisseur de la pièce, notamment le courant, la tension, la vitesse d'avance, l'alimentation en fil d'apport, la taille de la buse et le débit d'argon. Les valeurs indiquées dans les tableaux se rapportent aux épaisseurs de pièces et aux conditions de procédé mentionnées, et ne constituent pas des limites de qualification universelles.
Le titane et les alliages de titane peuvent être assemblés par soudage à l'arc au tungstène sous gaz, par arc plasma et par faisceau d'électrons. La soudabilité des alliages varie, et la réussite du soudage dépend de la géométrie du joint, de la propreté des bords, d'une protection efficace du métal en fusion et de paramètres de procédé adaptés à l'épaisseur de la pièce. Les tableaux ci-dessous comparent la soudabilité et indiquent les dimensions de la rainure, le débit de gaz et les paramètres de soudage pour les conditions répertoriées.
| Alliage | Soudabilité relative |
| Titane commercialement pur | Excellente soudabilité |
| Ti-5Al-2,5Sn | Soudabilité satisfaisante |
| Ti-5Al-2.5Sn (très faible teneur en impuretés) | Excellente soudabilité |
| Ti-0.2Pd | Excellente soudabilité |
| Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | Soudabilité satisfaisante |
| Ti-3Al-8Mo-11Cr | Soudabilité satisfaisante |
| Ti-5Al-4V | Soudabilité satisfaisante |
| Ti-6Al-4V | Soudabilité satisfaisante |
| Ti-6Al-4V (très faible teneur en impuretés) | Excellente soudabilité |
| Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si | Mauvaise soudabilité ; réservée à des applications spécifiques |
| Ti-6Al-6V-2Sn | Mauvaise soudabilité ; réservée à des applications spécifiques |
Remarque : La chaleur dégagée au niveau d'un joint soudé dépend dans une large mesure de la rugosité de la surface de la rainure, de la propreté des bords et de la préparation préalable au soudage du titane.
| Type de chanfrein | Épaisseur de la pièce, δ/mm | Dimensions des chanfreins | ||
| Écart/mm | Talon de racine/mm | Angle/(°) | ||
| Chanfrein en I | 0.5~2.3 | 0 | – | – |
| 0.8~3.2 | 0~0.1 δ | – | – | |
| Chanfrein en V | 1.6~6.4 | 0~1.0 δ | (0.1~0.2) δ | 30~60 |
| 3.0~13 | 30~90 | |||
| Chanfrein en X | 6.4~38 | 30~90 | ||
| Chanfrein en U | 6.4~25 | 15~30 | ||
| Chanfrein en double U | 19~51 | 15~30 | ||
[ESPACE RÉSERVÉ À L'IMAGE : Types et dimensions des rainures pour le soudage TIG du titane]
| Catégorie | Zone protégée | Mesure de protection | Utilisation et caractéristiques |
| Protection gazeuse locale | Bain de fusion et zone environnante | Utilisez une buse cylindrique ou elliptique offrant une protection efficace et augmentez le débit d'argon en conséquence. | Convient aux pièces présentant une géométrie de soudure régulière et une structure simple ; facile à utiliser et très polyvalent. |
| Soudure et zone affectée thermiquement à des températures ≥ 400 °C |
|
||
| Racine de soudure et zone affectée thermiquement à des températures ≥ 400 °C |
|
||
| Protection dans une enceinte remplie d'argon | Pièce entière |
|
Convient aux pièces de conception complexe et difficiles d'accès pour le soudage. |
| Refroidissement optimisé | Soudure et zone affectée thermiquement |
|
À utiliser en complément d'autres mesures de protection afin d'améliorer celle-ci. |
| Épaisseur de la pièce à usiner / mm | Type de chanfrein | Diamètre de l'électrode en tungstène / mm | Diamètre du fil d'apport (mm) | Nombre de passes de soudure | Courant de soudage/A | Débit d'argon (L/min) | Diamètre de l'orifice de la buse (en mm) | Remarques | ||
| Face avant | Bouclier arrière | Côté racine | ||||||||
| 0.5 | Assemblage bout à bout à rainure en I | 1.5 | 1.0 | 1 | 30~50 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | Jeu au niveau du joint bout à bout : 0.5 mm |
| 1.0 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 40~60 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | ||
| 1.5 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 60~80 | 10~12 | 14~16 | 8~10 | 10~12 | ||
| 2.0 | 2.0~3.0 | 1.0~2.0 | 1 | 80~110 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 2.5 | 2.0~3.0 | 2.0 | 1 | 110~120 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 3.0 | Assemblage bout à bout à rainure en V | 3.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | Écartement du chanfrein : 2~3 mm ; talon de racine : 0.5 mm. Une plaque d'appui en acier est placée sous la soudure, et l'angle de la rainure est compris entre 60°~65°. |
| 3.5 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | ||
| 4.0 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 2 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 5.0 | 4.0 | 3.0 | 2~3 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 18~20 | ||
| 7.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| 8.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 3~4 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| Épaisseur de la pièce à usiner / mm | Diamètre de l'électrode en tungstène / mm | Diamètre du fil d'apport (mm) | Courant de soudage/A | Tension d'arc/V | Vitesse de déplacement (m/min) | Vitesse d'alimentation du fil (m/min) | Type de chanfrein | Nombre de passes de soudure | Débit d'argon (L/min) | ||
| Face avant | Côté racine | Bouclier arrière | |||||||||
| 0.5 | 1.5 | – | 25~40 | 8~10 | – | – | – | 1 | – | – | – |
| 0.8 | 1.5 | – | 45~55 | 0.2~0.4 | – | 1 | 8~12 | 2~4 | 10~15 | ||
| 1.0 | 1.6 | – | 50~65 | 0.3~0.5 | – | 1 | |||||
| 1.2 | 2.0 | – | 75~90 | 10~12 | 0.15~0.45 | 0.25~0.45 | – | 1 | 10~15 | 3~6 | 12~18 |
| 1.5 | 2.0 | 1.2~1.6 | 90~120 | – | 1 | ||||||
| 2.0 | 2.5 | 1.6~2.0 | 140~160 | 10~14 | 0.15~0.40 | 0.25~0.60 | – | 1 | |||
| 2.5 | 3.0 | 1.6~2.0 | 180~220 | 0.25~0.75 | – | 1 | |||||
| 3.0 | 3.0 | 2.0~3.0 | 200~240 | 14~16 | 0.30~0.33 | 0.30~0.85 | – | 1 | 12~14 | 10~12 | 16~18 |
| 4.0 | 3.0 | 3.0 | 200~260 | – | écart de 12 mm | 2 | 14~16 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0 | 240~280 | 14~18 | 0.30~0.35 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | |
| 10 | 4.0 | 3.0 | 200~260 | 0.15~0.20 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | ||
| Épaisseur de la pièce à usiner / mm | Diamètre de l'orifice de la buse (en mm) | Courant de soudage/A | Tension de soudage/V | Vitesse de déplacement (m/min) | Vitesse d'alimentation du fil (m/min) | Diamètre du fil d'apport (mm) | Débit d'argon (L/min) | |||
| Gaz de plasma | Gaz de protection | Bouclier arrière | Côté racine | |||||||
| 0.2 | 0.8 | 5 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 0.4 | 0.8 | 6 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 1 | 1.5 | 35 | 18 | 12 | – | – | 0.5 | 12 | 15 | 2 |
| 3 | 3.5 | 150 | 24 | 23 | 60 | 1.5 | 4 | 15 | 20 | 6 |
| 6 | 3.5 | 160 | 30 | 18 | 68 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 8 | 3.5 | 172 | 30 | 18 | 72 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 10 | 3.5 | 250 | 25 | 9 | 46 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| Épaisseur de la pièce à usiner / mm | Tension d'accélération/V | Courant du faisceau d'électrons / mA | Vitesse de déplacement (m/min) | Remarques |
| 1.0 | 13 | 50 | 2.1 | – |
| 1.3 | 85 | 4 | 1.52 | – |
| 2.0 | 18.5 | 90 | 1.90 | – |
| 3.0 | 20.0 | 95 | 0.80 | – |
| 5.08 | 12.5 | 8 | 0.46 | Haute tension |
| 28 | 180 | 1.27 | Haute tension | |
| 9.5~11.4 | 36 | 220~230 | 1.4~1.52 | – |
| 12.7 | 37 | 310 | 2.29 | Pénétration complète |
| 19 | 80 | 2.29 | Surface de soudure | |
| 16.0 | 30 | 260 | 1.50 | – |
| 25.0 | 40 | 350 | 1.30 | – |
| 25.4 | 23 | 300 | 0.38 | – |
| 50.0 | 45 | 450 | 0.70 | – |
| 50.8 | 46 | 495 | 1.04 | Pénétration complète |
| 19 | 105 | 1.04 | Surface de soudure | |
| 57.2 | 48 | 450 | 0.76 | Pénétration complète |
| 20 | 110 | 0.76 | Surface de soudure |
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