Qu'est-ce que la porosité en soudage ?

Si vous souhaitez une réponse directe à ce qui cause la porosité en soudage , cela résulte généralement de l’emprisonnement de gaz dans le métal en fusion avant que la passe ne soit complètement solidifiée. Ce gaz piégé laisse des petites cavités, des micro-pores ou des vides dans la soudure. En termes simples, si vous devez définir la porosité en soudage , il s'agit d'un défaut de soudure lié aux gaz, pouvant apparaître en surface ou rester caché en dessous.

La porosité correspond à un gaz emprisonné à l’intérieur d’une soudure pendant le refroidissement et la solidification du métal.

Les recommandations techniques de TWI la décrivent comme des cavités formées lorsque le gaz libéré par le bain de fusion se fige dans le métal en cours de solidification. Le fabricant précise également que des trous arrondis constituent une manifestation visible courante, tandis que des défauts allongés peuvent apparaître sous forme de « vers » ou de « conduits ».

Ce que signifie la porosité dans une soudure

Pour les débutants qui se demandent qu'est-ce que la porosité en soudage , imaginez-la comme des espaces vides là où du métal solide aurait dû se trouver. Ces cavités sont importantes, car elles peuvent réduire la surface effective de la soudure, nuire à l’apparence, créer des chemins de fuite et entraîner un meulage supplémentaire, des réparations ou même le rejet de la pièce, selon le code applicable et les conditions de service. Les pores en surface ne sont pas toujours uniquement cosmétiques. Dans certains cas, une porosité visible peut indiquer une piégeage gazeux plus étendu en profondeur dans la soudure.

Pourquoi les gaz piégés créent-ils des zones faibles

Plus techniquement, la porosité se forme lorsque de l'azote, de l'oxygène ou de l'hydrogène pénètrent dans le bain de fusion et n'arrivent pas à s'en échapper à temps. Une protection insuffisante permet à l'air d'entrer dans la zone d'arc. Des contaminants tels que l'huile, la graisse, la peinture, la rouille, l'apprêt ou les revêtements de zinc peuvent générer des gaz lorsqu'ils sont chauffés. L'humidité présente sur la pièce à souder, sur le métal d'apport, sur les électrodes ou sur le flux augmente le risque d'hydrogène. Une technique instable, une distance excessive entre la buse et la pièce, une turbulence excessive du débit de gaz ou des courants d'air peuvent tous perturber la protection. Le TWI signale qu'une simple incorporation d'environ 1 % d'air dans le gaz de protection peut provoquer une porosité diffuse.

• Perte de couverture par le gaz de protection
• Métal de base sale ou recouvert
• Humidité dans les consommables ou sur la jointure
• Problèmes liés au débit de gaz, fuites ou courants d'air
• Technique qui déstabilise le bain de fusion

La disposition et l'emplacement de ces pores révèlent souvent davantage que le simple nom du défaut, ce qui fait de la cordon de soudure lui-même le premier indice diagnostique.

Types de porosité en soudage et ce qu'ils suggèrent

Une perle poreuse semble rarement vraiment aléatoire. La taille, l'espacement et l'emplacement des pores donnent généralement le premier indice de ce qui a changé dans la zone d'arc. Ça rend le diagnostic visuel utile avant que quelqu'un commence à tourner les boutons ou à blâmer le flux de gaz seul. Différent types de porosité de soudage les tests de détection des défauts sont souvent effectués sur des échantillons différents, même si le nom du défaut est similaire.

Les pores et leurs symptômes

Utilisez la perle comme une carte. Ce que vous voyez à la surface ne prouve pas la cause en soi, mais ça aide à affiner la recherche rapidement.

Comment les pores de surface révèlent des problèmes de soudure plus profonds

Les micropores visibles sont faciles à repérer, ce qui est utile, mais ils ne doivent pas être écartés trop rapidement. Selon les recommandations du TWI, les pores affleurants indiquent généralement une importante porosité répartie dans le volume. En d'autres termes, si un gaz a pu atteindre la surface, il se peut qu’il en soit piégé davantage juste en dessous. C’est pourquoi la porosité de surface peut constituer un avertissement relatif à la qualité, et pas seulement un problème d’aspect.

Les pores cachés compliquent le diagnostic. La radiographie et les essais ultrasonores sont couramment utilisés pour détecter la porosité sous-jacente, et le TWI précise que la radiographie est généralement plus efficace pour caractériser la porosité. Si la passe de soudure semble acceptable, mais que l’inspection révèle tout de même des cavités arrondies, la recherche de la cause première ramène habituellement aux mêmes facteurs suspects : la protection gazeuse, la contamination, l’humidité ou la vitesse de solidification du bain de fusion.

Lorsque les « vers » (wormholes) et la porosité linéaire modifient le diagnostic

Le défaut de type « vers » (wormhole) en soudage compte car sa forme modifie le diagnostic. Au lieu de quelques poches de gaz isolées, les galeries suggèrent qu’un volume plus important de gaz a été généré et piégé pendant la solidification de la soudure. Le TWI relie les galeries à une contamination superficielle importante, à une peinture ou une sous-couche épaisse, ainsi qu’à des conditions d’assemblage présentant des recoins où le gaz peut être piégé plus facilement, notamment dans les soudures d’angle en T.

Porosité linéaire pointe dans une direction différente. Lorsque les pores apparaissent en ligne ou lorsque porosité en conduit présente des caractéristiques allongées suivant le sens de la soudure, le problème est souvent répétitif plutôt que aléatoire. Le matériau le long d’une section de la jointure peut être contaminé, ou la protection gazeuse peut être perturbée de la même manière sur toute la longueur du passage. Les catalogues de défauts de Xiris relient également les motifs linéaires et en galeries à des défaillances de procédé constantes, à des contaminations et à des problèmes de couverture gazeuse.

C'est la vraie valeur de lire la perle. Le motif réduit le champ, mais il laisse encore plusieurs voies possibles ouvertes, et la porosité provient souvent de plus d'une d'entre elles en même temps.

Causes de la porosité des soudures dans tous les procédés de soudage

Une fois que le motif des pores vous indique la bonne direction, le vrai travail commence à la source. Dans la plupart des méthodes de soudage, le causes de la porosité de la soudure les produits de consommation sont généralement classés en quatre grandes catégories: métaux de base sales, mauvaise couverture des gaz, consommables humides ou dégradés et interférences environnementales. Dans la pratique, ces deux éléments se chevauchent souvent. Une perle peut présenter des pores parce que la jointure est légèrement huileuse, que la buse a des éclaboussures et qu'un ventilateur fait circuler l'air sur la zone de travail en même temps. C'est pourquoi le dépannage intelligent commence par des vérifications de base avant les changements majeurs de paramètres.

Contamination qui retient le gaz dans la piscine de soudage

La contamination est l'une des causes les plus courantes de raisons de la porosité dans le soudage lorsque la peinture, la graisse, l’huile, la colle, la rouille, la calamine, les résidus de placage ou l’humidité sont chauffés par l’arc, ils peuvent libérer des gaz dans le bain de fusion. Le constructeur précise notamment que le soudage sur calamine ou rouille peut générer des gaz de décomposition, tandis que des revêtements tels que le zinc peuvent se vaporiser rapidement et provoquer une importante libération de gaz.

• Vérifiez la présence de peinture, d’apprêt, d’huile, de graisse, de colle, de rouille et de calamine à proximité de la zone de soudage.
• Portez votre attention au-delà de la pièce à souder. Un fil d’apport sale, un fil d’apport TIG contaminé, voire des gants sales, peuvent introduire des contaminants.
• Examinez l’utilisation d’anti-splatter. Un excès de produit peut bouillir et se transformer en gaz, contaminant ainsi le bain de fusion.
• Si les pores sont localisés, inspectez d’abord précisément cette section du joint plutôt que de modifier l’ensemble du procédé.

Défaillances de la protection causées par le débit de gaz et les courants d’air

Nombreux les porosités en soudage provoquent revenir à un blindage insuffisant, mais pas toujours de façon évidente. Un cylindre vide, un flexible plié, une bague torique endommagée, un flexible calciné, une conduite de gaz contaminée, une buse obstruée ou une connexion qui fuit peuvent tous réduire la protection. Un débit de gaz trop élevé peut également créer des turbulences et aspirer de l’air extérieur dans la zone de soudage, un problème décrit à la fois dans OTC DAIHEN et dans les recommandations de The Fabricator.

• Vérifiez que le cylindre n’est pas vide.
• Inspectez les flexibles afin de détecter des coupures, des pliures, des pincements ou des contaminations.
• Vérifiez l’ouverture de la buse pour détecter toute obstruction ou restriction due aux projections.
• Vérifiez la position de la torche ou du pistolet si la couverture gazeuse semble incohérente.
• Surveillez la présence d’ouvertures à la racine ou d’écarts au niveau des joints susceptibles d’aspirer de l’air par l’arrière.

Humidité, consommables et erreurs de préparation de surface

L'humidité est facile à négliger et souvent imputée trop tardivement. Des électrodes humides, des problèmes liés aux fils fourrés, l'absorption d'humidité par le flux utilisé en soudage à l'arc submergé (SAW), de la condensation sur une tôle froide ou de l'eau présente au niveau du joint peuvent tous introduire des gaz dans la soudure. Le constructeur signale que les électrodes pour le soudage manuel à l’arc (SMAW), les consommables pour le soudage à l’arc avec fil fourré (FCAW) et le flux utilisé en soudage à l’arc submergé (SAW) peuvent absorber de l’humidité s’ils sont mal stockés. Cela rend l’état des consommables tout aussi important que le nettoyage du métal.

• Vérifiez que le joint est propre et sec avant de souder.
• Examinez la manière dont les électrodes, les fils et le flux sont stockés entre les postes de travail.
• Inspectez l’état du métal d’apport avant de modifier la tension ou l’intensité du courant.
• Recherchez la présence de condensation sur les pièces épaisses, les joints recouverts ou les métaux amenés depuis des zones plus fraîches.
• Observez les ventilateurs, les portes ouvertes et tout autre mouvement d’air à proximité pouvant perturber la protection gazeuse.

Ce sont là les voies universelles à l’origine de la plupart des causes de porosité en soudage . La difficulté réside dans le fait que chaque procédé de soudage les révèle différemment : ainsi, un même pore présent sur le cordon peut avoir une signification différente selon qu’il apparaisse en soudage MIG/MAG (GMAW), TIG (GTAW), à l’arc manuel (SMAW) ou à l’arc avec fil fourré (FCAW).

Porosité dans le soudage MIG et autres procédés

Une porosité arrondie peut présenter le même aspect sur le cordon, mais le procédé à l’origine de ce défaut modifie le diagnostic. C’est pourquoi la porosité dans le soudage MIG ne doit pas être traitée de la même manière que la porosité dans le soudage TIG, à l’électrode enrobée, à fil fourré ou à l’arc submergé. La démarche de dépannage la plus rapide consiste d’abord à associer le défaut au procédé concerné. Chaque méthode protège la flaque de fusion différemment, utilise des consommables distincts et présente des points de défaillance prévisibles propres.

Pourquoi les soudures MIG développent-elles fréquemment de la porosité ?

Dans le cas du GMAW, l’enveloppe de gaz protecteur est exposée autour de la flaque fondue, donc La porosité dans le soudage MIG apparaît souvent à l’extrémité avant de la torche ou à un endroit quelconque du circuit gazeux. Miller cite notamment une couverture gazeuse insuffisante, un matériau de base sale, un angle excessif de la torche, des bouteilles humides ou contaminées, ainsi qu’une longueur excessive de fil dépassant de la buse parmi les causes courantes. Bernard et Tregaskiss ajoutent les buses obstruées ou sous-dimensionnées, l’accumulation de projections, les flexibles ou joints toriques endommagés, les gaines contaminées et le fil sale. En langage courant en atelier, soudures MIG poreuses sont souvent dues à une longueur de fil dépassant excessivement la buse, à une buse obstruée par des projections, à un mauvais recul de la buse de contact, à des fuites, à des courants d’air ou à une contamination transportée dans le bain de fusion par le fil lui-même.

Comment les causes de porosité diffèrent selon les procédés TIG, à l’électrode enrobée, à fil fourré et soudage à l’arc submergé

Le procédé TIG dépend toujours d’un gaz de protection, mais les points de défaillance probables changent. Le fabricant identifie comme causes probables de défauts dans le soudage TIG (GTAW) l’emploi d’un métal d’apport contaminé, le port de gants sales, un débit de gaz excessif provoquant des turbulences, des joints défectueux sur la buse de la torche, des fuites dans les flexibles et des courants d’air. Le soudage à l’électrode enrobée (SMAW) modifie à nouveau la recherche des causes, car il n’existe pas de buse de protection séparée délivrant du gaz à la torche. Dans ce cas, l’humidité présente dans les électrodes SMAW, l’entrée d’air par une racine ouverte et les courants d’air locaux revêtent une importance bien plus grande que la taille de la buse. Le soudage à fil fourré (FCAW) se divise en deux voies : le FCAW à gaz protecteur partage de nombreux risques liés à la couverture gazeuse avec le soudage MIG, tandis que le fil fourré lui-même peut absorber de l’humidité s’il est mal stocké. Le soudage à l’arc submergé (SAW) déplace le problème en aval, vers la manipulation du flux. Le fabricant souligne que le flux utilisé dans le soudage à l’arc submergé peut absorber l’humidité comme une éponge, rendant ainsi le stockage à sec et la couverture complète du flux des vérifications prioritaires.

Vérifications spécifiques au procédé permettant de résoudre le problème plus rapidement

Avant de modifier aléatoirement la tension, l’intensité ou la vitesse de déplacement, inspectez les éléments les plus susceptibles de tomber en panne dans ce procédé spécifique.

Un diagnostic fondé d’abord sur le procédé élimine une grande part de tâtonnement. Même ainsi, un seul paramètre supplémentaire modifie à nouveau les probabilités : l’acier au carbone, l’acier inoxydable et l’aluminium ne réagissent pas de la même manière à la contamination et à l’entraînement de gaz, même lorsque le procédé de soudage reste strictement identique.

Pourquoi le type de métal modifie-t-il le diagnostic des porosités

La même forme de pore ne renseigne pas toujours sur la même cause première. En pratique, les porosités dans le métal doit être analysé à la fois au niveau du matériau de base et du procédé. L’acier au carbone, l’acier inoxydable et l’aluminium présentent des conditions de surface différentes dans l’arc, ce qui modifie l’ordre des éléments à inspecter en premier lieu. Les recommandations de Miller indiquent que l’aluminium est nettement moins tolérant que l’acier au carbone en cas de négligence dans le nettoyage ou le stockage. Hobart Brothers identifie l’hydrogène provenant de l’oxyde d’aluminium hydraté, des hydrocarbures et de l’humidité comme facteur déterminant principal de la porosité des soudures d’aluminium.

Pourquoi l’acier au carbone, l’acier inoxydable et l’aluminium se comportent-ils différemment

L’acier au carbone vous oriente généralement d’abord vers la rouille, la calamine, les revêtements, l’huile ou les salissures d’atelier. The Fabricator signale que la rouille et la calamine peuvent générer des gaz de décomposition, tandis que les revêtements de zinc peuvent se vaporiser rapidement dans l’arc. C’est pourquoi la porosité de l’acier remonte souvent à l’état de la surface. L’aluminium est différent : sa couche d’oxyde peut absorber de l’humidité, se hydrater et libérer de l’hydrogène lorsqu’elle est chauffée, ce qui rend l’aluminium particulièrement sensible à la fois à la propreté et à la sécheresse. L’acier inoxydable suit toujours les mêmes règles générales de protection et de contamination, mais The Fabricator souligne également que les fils en acier inoxydable et à haut teneur en nickel sont particulièrement sensibles à l’attraction des contaminants, ce qui exige une attention accrue lors de la manipulation des matériaux d’apport.

Comment les oxydes, l’humidité et les films de surface affectent chaque métal

C’est pourquoi les mêmes piqûres peuvent conduire à des conclusions différentes. Si vous observez de la porosité sur le métal après avoir utilisé la même machine et le même procédé, l’acier au carbone vous oriente vers la rouille ou la calamine, tandis que l’aluminium vous oriente vers les oxydes et l’humidité.

Priorités de nettoyage avant le soudage de matériaux différents

Pour l'acier au carbone, concentrez-vous sur l'oxydation visible, la contamination en atelier et les revêtements. Pour l'acier inoxydable, veillez à ce que la zone de soudure et le métal d'apport soient exempts d'huiles transférées et de saleté. Pour l'aluminium, Miller recommande de s'assurer que le matériau est sec, de le dégraisser à l'aide d'un chiffon propre, puis d'éliminer la couche d'oxyde à l'aide d'une brosse en acier inoxydable avant le soudage. Miller signale également que le stockage vertical de l'aluminium permet de réduire l'humidité piégée entre les pièces.

Le type de matériau permet de restreindre rapidement le diagnostic, mais ne le conclut pas. Même un métal parfaitement nettoyé peut encore piéger des gaz si le paramétrage et la technique entrent en conflit avec l'enveloppe de protection gazeuse.

Porosité du cordon de soudure due à des erreurs de paramétrage et de technique

Même après un nettoyage correct du métal, la porosité du cordon de soudure peut tout de même apparaître si le paramétrage ou le mouvement de la main perturbe la protection gazeuse autour du bain de fusion. C'est pourquoi la porosité du cordon de soudure n’est pas toujours un problème de préparation de la surface. Dans de nombreux cas, l’enveloppe gazeuse devient instable, l’arc perd en régularité ou le bain de fusion se solidifie avant que les gaz puissent s’échapper proprement.

Problèmes liés au débit de gaz, à la longueur d’arc et à la saillie

Le débit du gaz de protection doit être stable, sans être excessif. Un débit trop faible laisse le bain de soudure exposé à l’air ambiant. Un débit trop élevé peut être tout aussi néfaste, car il peut provoquer des turbulences capables de réintroduire de l’air extérieur dans la zone protégée. Pour les travaux de soudage MIG en intérieur, l’Académie Emin indique une fourchette courante de 15 à 25 CFH (pieds cubes par heure) et précise qu’un débit excessif peut engendrer des turbulences. La saillie est également un paramètre important. Tikweld recommande une extension constante de l’électrode comprise entre 1/4 et 3/8 de pouce pour de nombreuses applications de soudage MIG. Lorsque le fil dépasse trop, la stabilité de l’arc et le contrôle du gaz de protection se dégradent tous deux.

• Vérifiez d’abord le débitmètre, puis assurez-vous que les flexibles, les raccords et les joints toriques ne présentent aucune fuite.
• Inspectez la buse afin de détecter toute accumulation de projections qui pourrait restreindre ou dévier le flux de gaz.
• Si la torche semble trop éloignée de la pièce à souder, réduisez la saillie et effectuez un nouveau test avant de modifier le fil ou le gaz.
• Si la porosité est apparue après une augmentation du débit de gaz, réduisez plutôt la turbulence au lieu d’augmenter à nouveau le débit de gaz.

Erreurs liées à l’angle de la torche, à la vitesse de déplacement et à la distance buse-pièce

La position du pistolet peut exposer une flaque de soudure propre aussi facilement qu’un joint sale. Emin Academy met en garde contre des angles de torche supérieurs à environ 20 degrés, susceptibles de perturber la protection par gaz, tandis qu’un angle de poussée plus maîtrisé, compris entre 10 et 15 degrés, contribue à maintenir cette protection en soudage MIG. Une distance excessive entre la buse et la pièce disperse le gaz trop largement et laisse la flaque vulnérable. La vitesse de déplacement modifie à nouveau la situation. Miller montre que déplacer la torche trop rapidement produit un cordon étroit et irrégulier, avec une pénétration insuffisante, tandis qu’un déplacement trop lent ajoute une chaleur excessive et élargit le cordon. Chacune de ces conditions peut piéger le gaz différemment, car la flaque ne se comporte plus de façon prévisible.

• Vérifiez si la buse reste constamment proche du joint sur toute la longueur de la passe.
• Réduisez les angles de poussée ou de traînage excessifs qui exposent la partie avant de la flaque.
• Si la cordon de soudure est étroit et irrégulier, essayez une vitesse de déplacement légèrement plus lente et plus stable.
• Si le cordon de soudure est excessivement large et lent, révisez l’apport de chaleur et évitez de stationner trop longtemps au même endroit.

Indices relatifs à la tension, à l’intensité et à l’équilibre thermique

Lorsque les gens demandent ce qui provoque la porosité dans une soudure après un nettoyage qui semble correct, des réglages d’arc instables font souvent partie de la réponse. Miller signale que la tension trop basse peut entraîner des amorçages d’arc défectueux et un mauvais contrôle, tandis qu’une tension excessive peut créer une baignoire de fusion turbulente et une pénétration incohérente. En soudage MIG, la vitesse d’alimentation du fil influence également l’intensité ; ainsi, des réglages trop élevés ou trop bas modifient la forme du cordon et le comportement de la baignoire. Si celle-ci se solidifie trop rapidement, les gaz risquent de ne pas s’échapper. Si elle devient trop instable, la protection gazeuse se dégrade et de l’air peut s’y mélanger.

• Analysez le cordon de soudure avant de modifier simultanément plusieurs paramètres.
• Vérifiez la présence de courts-circuits (« stubbing »), d’un comportement irrégulier de l’arc ou d’un éclaboussement excessivement violent.
• Ajustez un seul paramètre à la fois, puis comparez la forme du cordon, le son émis et le motif des pores.
• Réinspectez la livraison du gaz et la position de la torche, ainsi que la tension et la vitesse d’alimentation du fil, sans les examiner séparément.

C'est pourquoi porosité dans une soudure provient souvent de plusieurs petites erreurs de réglage qui s’accumulent. Un ordre d’inspection rigoureux permet généralement d’identifier la cause réelle plus rapidement qu’un ajustement aléatoire.

Procédure de dépannage des défauts de porosité en soudage

Cordon poreux incite à la spéculation. Résistez-y. Lorsqu’un défaut de porosité en soudage apparaît en production, la solution la plus rapide provient habituellement d’une vérification systématique du système de soudage, plutôt que de modifier simultanément la tension, la vitesse d’alimentation du fil et la vitesse de déplacement. Selon les notes du TWI, les pores affleurant à la surface indiquent souvent une porosité distribuée importante ; ainsi, le premier pore visible ne constitue peut-être qu’une partie du problème.

Les trois premiers éléments à inspecter lorsque des pores apparaissent

Commencez là où les défaillances se produisent le plus fréquemment et le plus soudainement :

Premièrement, vérifiez la livraison du gaz. Assurez-vous que le cylindre n'est pas vide, que le détendeur et le débitmètre fonctionnent correctement, et que le circuit gazeux ne présente aucune fuite, aucun tuyau coupé, aucune bague torique endommagée, aucune ligne pincée ou aucune connexion défectueuse. Le Fabricator signale également les électrovannes défectueuses et les tuyaux contaminés comme causes réelles.

Deuxièmement, vérifiez la protection gazeuse à l’arc. Les ventilateurs, les portes ouvertes, les mouvements d’air environnants, une distance excessive entre la buse et la pièce, un mauvais angle de la torche, ainsi qu’un débit gazeux trop élevé peuvent tous perturber la couverture et entraîner l’aspiration d’air dans la zone de soudage.

Troisièmement, inspectez la buse, les pièces consommables et la surface de la jointure. Les buses obstruées par des projections, les électrodes ou les flux humides, le fil d’apport sale, l’huile, la graisse, la rouille, la sous-couche, le zinc et l’humidité présents sur la pièce font tous partie des causes les plus fréquentes.

Procédure étape par étape, de la distribution du gaz à la préparation de la surface

1. Vérifiez l’alimentation en gaz de protection. Assurez-vous que le gaz approprié est disponible et qu’il parvient effectivement à la torche ou au pistolet.
2. Vérifiez le circuit gazeux afin de détecter d’éventuelles fuites ou restrictions. Inspectez les tuyaux, les raccords, les joints, les buses et les composants situés à l’avant de l’appareil avant de modifier les paramètres de la machine.
3. Éliminer les courants d'air et les turbulences. TWI signale qu'une incorporation d'air d'environ 1 % peut déjà provoquer une porosité répartie. Un débit de gaz plus élevé n'est pas toujours meilleur s'il génère de la turbulence.
4. Vérifier la position et la technique de la buse. Si la buse est trop éloignée de la flaque ou si l'angle est trop prononcé, le gaz de protection se disperse et l'air peut pénétrer par l'arrière.
5. Vérifier l'état des consommables. Rechercher toute absorption d'humidité par les électrodes, les flux ou les flux pour soudage à l'arc submergé (SAW), ainsi que toute contamination du métal d'apport ou du fil.
6. Vérifier à nouveau le nettoyage et l'état de la jointure. Supprimer la peinture, l'huile, la graisse, la rouille, la calamine et les revêtements dans la zone de soudage et à proximité. Prêter une attention particulière aux racines ouvertes et aux interstices pouvant aspirer ou piéger des gaz.
7. Ajuster les paramètres en dernier lieu, et un seul à la fois. L'instabilité de l'arc, la solidification rapide et une mauvaise technique d'arrêt dans le cratère peuvent aggraver le phénomène. porosité des soudures , mais ils doivent être examinés après les vérifications évidentes de fuites de gaz et de contamination.

Lorsque la porosité visible signale un risque accru de reprise

Si des pores sont visibles à la surface, ne supposez pas que le défaut est uniquement cosmétique. Vérifiez son étendue avant tout polissage, peinture ou envoi de la pièce en aval.

C’est ici que beaucoup de défauts de soudage liés à la porosité décisions sont prises de façon erronée. Le TWI indique que les pores affleurants à la surface indiquent généralement une porosité distribuée importante, et précise également que la radiographie est généralement plus efficace que l’inspection par ultrasons pour détecter et caractériser ce défaut. Si vous devez décider entre réparation ou rejet, suivez le code applicable, la procédure de soudage (WPS), le plan d’inspection et les exigences du client, plutôt que des limites d’acceptation arbitrairement définies. Autrement dit, lorsque l’on demande quelles sont les causes de la porosité dans les soudures , la question plus pertinente est : quel contrôle a échoué en premier, et ce même échec est-il susceptible de se reproduire sur la pièce suivante, à moins que le procédé lui-même ne soit renforcé ?

Comment prévenir la porosité en production de soudage

Cette discipline est primordiale avant même que la pièce suivante ne soit installée. Si vous vous demandez comment éviter la porosité en soudage , la réponse n’est pas un réglage magique unique. Il s’agit d’un plan de contrôle reproductible qui maintient une couverture gazeuse stable, des surfaces propres, des consommables secs et des inspections suffisamment fréquentes pour détecter rapidement toute dérive. Les recommandations de ABICOR BINZEL et Mecaweld conduisent systématiquement au même constat : la plupart des cas de porosité en soudage apparaissent lorsque la contamination, l’humidité, le flux d’air ou la distribution du gaz sont autorisés à varier.

Élaboration d’une liste de vérification pour la prévention de la porosité

• Préparation du matériau : Supprimez l’huile, la rouille, la peinture, les écailles, les revêtements et l’humidité superficielle avant le soudage. Ne comptez pas sur le gaz de protection pour compenser un joint sale.
• Stockage des consommables : Conserver les fils, les baguettes d’apport, les électrodes et les flux au sec et protégés. Remplacer les consommables humides ou visiblement dégradés plutôt que d’essayer de souder malgré le problème.
• Vérification du circuit gazeux : Vérifier l’alimentation en bouteille, la lecture du détendeur, les flexibles, les joints, le purgeage de la torche et l’état de la buse. À la fois un débit trop faible et un excès turbulent de débit peuvent provoquer des soudures poreuses .
• Cohérence des dispositifs de maintien : Maintenir stable la position des pièces, leur assemblage (ajustage) et l’accès de la torche afin que le comportement du gaz de protection ne change pas d’un cordon de soudure à l’autre.
• Contrôle des paramètres : Verrouiller les paramètres qualifiés et éviter les modifications occasionnelles de la longueur hors-buse, de la longueur d’arc, de la vitesse de déplacement ou de l’angle de la torche pendant la production.
• Rigueur de l’inspection : Surveiller l’apparition précoce de micro-pores, les buses sales, une contamination répétée au même endroit ou des modifications du flux d’air à proximité de la zone de soudage. Procéder d’abord à des contrôles visuels, puis recourir aux essais non destructifs lorsque l’application l’exige.

Lorsque les équipes de production ont besoin de systèmes de soudage contrôlés

Les travaux à haut volume et critiques pour la sécurité augmentent le coût de chaque pore. Dans les cellules robotisées et automatisées, ABICOR BINZEL souligne que des problèmes simples tels qu’une buse sale, un désaccord entre régulateurs, un circuit gazeux obstrué ou même un léger courant d’air peuvent réapparaître constamment jusqu’à ce que l’ensemble du système soit contrôlé. C’est là que les dispositifs de serrage standardisés, les vérifications documentées et la surveillance deviennent plus précieux que des ajustements répétés par essais et erreurs.

Pour les constructeurs automobiles, Shaoyi Metal Technology constitue un exemple pratique de cette approche de production. Ses informations publiées sur l’entreprise décrivent des procédés de soudage à l’arc, à l’arc sous gaz protecteur et au laser, combinés à des lignes d’assemblage automatiques, à un système qualité IATF 16949 et à des méthodes d’inspection telles que l’essai par ultrasons (UT) et l’essai radiographique (RT). Les équipes qui nécessitent un soudage reproductible sur des pièces de châssis peuvent examiner ses capacités de soudage sur mesure pour l'acier, l'aluminium et d'autres métaux, comme un exemple de la façon dont une production contrôlée permet de réduire les variations à l'origine de la porosité. En fin de compte, la prévention consiste moins à réagir face à un seul cordon défectueux qu'à mettre en place un procédé garantissant la reproductibilité de cordons sains.

FAQ : Causes et correctifs de la porosité en soudage

1. Quelle est la cause principale de la porosité en soudage ?

La cause principale est la présence de gaz piégé dans la flaque de soudure avant que le métal ne soit complètement solidifié. Ce gaz peut provenir d’un blindage insuffisant, d’un métal de base souillé, d’un fil ou d’électrodes humides, d’humidité présente à la surface ou d’une technique exposant la flaque en fusion à l’air ambiant. Dans de nombreux cas, la porosité n’est pas due à un seul facteur isolé. Une petite fuite de gaz, une légère contamination et une mauvaise position de la torche peuvent se combiner pour produire le même défaut. C’est pourquoi les premières vérifications à effectuer portent sur le circuit de gaz, l’état de la buse, les courants d’air locaux et la propreté de l’assemblage.

2. Un excès de gaz de protection peut-il provoquer de la porosité ?

Oui. De nombreux soudeurs ne pensent qu’au débit de gaz faible, mais un débit excessif peut également causer des problèmes. Lorsque le gaz de protection circule trop violemment, il devient turbulent et aspire de l’air ambiant dans la zone de l’arc. Cela réduit la protection de la soudure au lieu de l’améliorer. Si des pores apparaissent après une augmentation du débit, vérifiez l’embout de la torche pour détecter d’éventuelles projections accumulées, assurez-vous que la torche n’est pas tenue trop loin de la pièce à souder, et recherchez la présence de courants d’air ou de fuites avant de modifier d’autres paramètres. Une couverture stable est plus importante qu’une simple augmentation du débit de gaz.

3. Pourquoi des pores apparaissent-ils lors du soudage MIG, même lorsque le métal semble propre ?

Un métal propre n'élimine pas nécessairement la porosité en soudage MIG. Le procédé GMAW développe souvent des pores en raison de problèmes situés à l’extrémité avant de la torche ou dans le système d’acheminement du gaz. Parmi les causes cachées courantes figurent une longueur excessive de fil dépassant de la buse (« stickout »), une buse obstruée, un mauvais recul de la bague de contact, des flexibles endommagés, des joints d’étanchéité fuyants, un fil sale ou un courant d’air à proximité de la zone de soudure. Même une configuration apparemment propre peut perdre son effet de protection gazeuse si l’angle de la torche est irrégulier ou si la buse est trop éloignée du bain de fusion. Pour le soudage MIG, il est généralement plus judicieux d’inspecter d’abord la torche, le circuit de gaz et l’état du fil, plutôt que d’accuser la tôle.

4. La porosité en surface constitue-t-elle un défaut de soudure grave ou simplement un problème cosmétique ?

La porosité de surface ne doit pas être automatiquement négligée. Des micropores visibles peuvent indiquer la présence de cavités gazeuses plus importantes situées sous le cordon de soudure, en particulier dans les ouvrages devant supporter une charge ou résister aux fuites. L’acceptabilité de la soudure dépend du code applicable, du plan d’inspection et des exigences liées à l’utilisation, et non uniquement de son apparence. Avant tout meulage, peinture ou expédition de la pièce vers l’étape suivante, vérifiez l’étendue du défaut et corrigez-en la cause première. Sinon, le même problème risque de réapparaître lors de la réparation et entraînera davantage de reprises.

5. Comment les fabricants peuvent-ils prévenir la porosité dans une production répétée ?

Les fabricants réduisent la porosité en maîtrisant l’ensemble du système de soudage, et non seulement les paramètres de la machine. La procédure la plus efficace comprend une préparation uniforme des surfaces, un stockage à sec des consommables, une alimentation en gaz vérifiée, des buses propres, un positionnement répétable des pièces, des paramètres stables et des inspections régulières afin de détecter précocement toute dérive. Les cellules automatisées peuvent contribuer à cette démarche, car elles maintiennent la position de la torche et le mouvement de soudage de façon plus constante que ne le permet la variation manuelle. Par exemple, des entreprises telles que Shaoyi Metal Technology mettent en avant des lignes de soudage robotisées et un système qualité IATF 16949 dans le cadre d’une approche de production plus contrôlée pour les pièces de châssis, ce qui favorise une meilleure reproductibilité et réduit le nombre de défauts de soudure liés au gaz.