Deux décisions font la réussite ou l'échec d'une soudure en titane : choisir le bon fil d'apport ERTi pour la nuance de base, et empêcher l'oxygène d'atteindre la soudure jusqu'à son refroidissement. Le titane est soudé avec un fil d'apport classé selon AWS A5.16, où chaque numéro ERTi correspond à une nuance de titane de base. Choisissez le métal d'apport pour qu'il corresponde à la base, ou une nuance en dessous pour une soudure plus ductile, puis protégez le bain de fusion et la soudure en cours de refroidissement avec un gaz inerte. Si l'un de ces deux éléments est mal maîtrisé, le joint devient fragile, quelle que soit la composition du métal d'apport indiquée sur la bobine.
Faire correspondre le métal d'apport à la nuance de base
La norme AWS A5.16 couvre les baguettes et électrodes de soudage en titane et en alliages de titane. La désignation ERTi suit la nuance de base, la règle de départ est donc simple : faire correspondre le métal d'apport au métal à assembler, ou descendre d'une nuance en résistance pour gagner en ductilité.
| Nuance de titane de base | Métal d'apport AWS A5.16 typique | Remarques |
|---|---|---|
| Grade 1 / Grade 2 (CP) | ERTi-1, ERTi-2 | Commercialement pur, le plus ductile, le plus facile à souder ; pour le service anticorrosion |
| Grade 3 (CP) | ERTi-2 ou ERTi-3 | Un métal d'apport de nuance inférieure augmente la ductilité de la soudure par rapport à une correspondance exacte |
| Grade 7 (Ti-Pd) | ERTi-7 | Au palladium, pour les acides réducteurs et les chlorures ; faire correspondre pour conserver le comportement à la corrosion |
| Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) | ERTi-9 | Pour les tubes en Grade 9 |
| Grade 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) | ERTi-12 | Résistance améliorée à la corrosion caverneuse |
| Grade 5 (Ti-6Al-4V) | ERTi-5, ou ERTi-23 (ELI) | ERTi-5 correspond ; ERTi-23 ELI est choisi lorsque la ténacité de la soudure importe |
La raison de choisir un métal d'apport de nuance inférieure à la base est qu'une soudure et sa zone affectée thermiquement sont généralement moins tolérantes que le métal de base, un métal d'apport légèrement plus tendre et plus ductile résiste donc mieux à la fissuration. Pour les nuances anticorrosion comme le Grade 7, faites correspondre le métal d'apport afin que la soudure conserve le même comportement à la corrosion que la base. Pour le Ti-6Al-4V, l'ERTi-5 est le métal d'apport correspondant, tandis que l'ERTi-23 (la nuance à très faible teneur en éléments interstitiels) donne une soudure plus tenace lorsque la fatigue ou la ténacité à la rupture dicte la conception. Le métal d'apport ne délivre ses propriétés nominales que si la soudure reste propre, ce qui constitue la seconde moitié du travail.
Pourquoi les soudures en titane nécessitent une protection totale
Le titane est inerte à température ambiante grâce à son film d'oxyde, mais un bain de fusion n'est pas à température ambiante. Au-delà d'environ 500 C, le titane absorbe l'oxygène, l'azote et l'hydrogène de l'air, et ces éléments interstitiels fragilisent la soudure. La protection à l'argon du seul arc visible ne suffit pas ; le bain, l'envers du joint et la soudure pendant son refroidissement doivent tous être protégés.
| Point de sélection | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Protection de torche | argon de qualité soudage, ou un mélange argon-hélium pour plus de chaleur, couvrant l'arc et le bain (AWS A5.32 classe SG-A ou SG-He). |
| Purge envers | gaz inerte du côté envers, indispensable pour les tubes et tout joint à pénétration totale, afin que l'envers ne s'oxyde pas. |
| Protection traînante | une lentille à gaz ou une buse traînante qui maintient l'argon au-dessus de la soudure et de la zone affectée thermiquement jusqu'à ce que le métal soit refroidi en dessous de la température à laquelle il capte l'oxygène. |
La métallurgie de cette fragilisation correspond au même mécanisme de couche alpha qui se forme à la surface des barres et pièces forgées à chaud ; le contexte est détaillé dans couche alpha sur le titane.
Propreté et manipulation du métal d'apport
La plupart des défauts de soudage du titane ont pour origine une contamination, et non par un problème de composition chimique du métal d'apport. Les hydrocarbures, l'humidité et les saletés d'atelier se décomposent dans l'arc et introduisent de l'hydrogène et du carbone dans la soudure.
| Exigence de nettoyage et de manipulation |
|---|
| Dégraissez le joint et le fil d'apport avec un solvant propre, et manipulez-les tous deux avec des gants propres non pelucheux, jamais à mains nues. |
| Préparez le titane avec des outils dédiés, jamais ceux utilisés sur l'acier, pour éviter toute contamination par le fer. |
| Gardez l'extrémité chaude de la baguette d'apport à l'intérieur de la protection gazeuse. Si la pointe perd son aspect brillant, elle s'est oxydée ; coupez-la avant de continuer. |
| Stockez le fil d'apport propre et sec, dans son emballage marqué de la nuance, afin que l'alliage et la coulée restent traçables. |
Lire la couleur de la soudure comme contrôle qualité
La couleur laissée sur une soudure en titane refroidie est un indicateur direct de la qualité de la protection. Un argenté brillant ou une paille claire signifie que la protection a tenu ; un bleu foncé, un gris ou une poudre blanche signifient que l'oxygène a atteint le métal chaud et que le joint est probablement fragilisé et doit être rejeté. L'échelle complète des couleurs et la signification de chaque teinte figurent dans couleur de soudure et teinte de recuit du titane.
Beiyu fournit du fil d'apport en titane dans les nuances courantes : fil de soudage ERTi-7, fil de titane pour soudage TIG, fil de titane pour soudage MIG, polyvalent fil de soudage en titane et fil 6Al-4V ELI, avec la nuance, la classification AWS et la coulée traçables sur le certificat matière. Pour le choix de la nuance, consultez le guide de comparaison des nuances de titane, et pour le contexte de soudage, consultez travailler avec le Ti-6Al-4V. Envoyez la nuance de base, le diamètre et la quantité avec la Demande de prix.
FAQ
Quel métal d'apport utiliser pour le titane Grade 2 ?
L'ERTi-2 correspond au titane commercialement pur Grade 2. L'ERTi-1 peut être utilisé lorsqu'une soudure plus tendre et plus ductile est souhaitée. Les deux conservent le comportement à la corrosion du titane CP.
Puis-je souder le Grade 5 (Ti-6Al-4V) avec de l'ERTi-23 ?
Oui. L'ERTi-5 est le métal d'apport correspondant pour le Ti-6Al-4V ; l'ERTi-23 est la version à très faible teneur en éléments interstitiels et donne une soudure plus tenace et plus ductile, c'est pourquoi il est choisi pour les joints critiques en fatigue et exigeants.
Pourquoi ma soudure en titane est-elle devenue bleue ou grise ?
La soudure chaude a capté de l'oxygène car la protection était incomplète. Le bleu, le gris ou le blanc indiquent une contamination et une fragilisation ; visez un argenté brillant ou une paille claire, et ajoutez une purge à l'envers et une protection arrière.
Faut-il toujours faire une purge à l'envers ?
Pour les tubes et tout joint à pénétration totale, oui. L'envers atteint la même température réactive que l'endroit, donc sans purge inerte à l'envers, le dessous s'oxyde même si le dessus paraît propre.
Argon ou hélium pour le titane ?
L'argon de qualité soudage est la protection standard. Un mélange argon-hélium ajoute de la chaleur pour les sections plus épaisses ou des vitesses de déplacement plus élevées. Les deux doivent être de qualité soudage ; la priorité est une couverture complète du bain et de la soudure en cours de refroidissement.
Ce que le choix du métal d'apport laisse à définir dans la commande
Faire correspondre le métal d'apport à la nuance du métal de base répond à la question métallurgique. La commande doit encore indiquer le diamètre avec sa tolérance, le mode de fourniture du fil et ce qui figure sur le certificat, et aucun de ces éléments ne découle de la correspondance de nuance.
| Champ | Ce qu'il contrôle | Où elle s'applique |
|---|---|---|
| Diamètre avec tolérance | Comportement d'alimentation dans la torche ou le dévidoir | Indiqués ensemble, et non le diamètre seul |
| Forme de fourniture | Longueurs de coupe droites, couronne ou bobine | Ligne distincte dans la commande |
| État de surface | Propreté au niveau de l'arc, qui détermine la qualité de la soudure | Indiquée séparément de l'état de livraison |
| Périmètre des informations rapportées | Ce qui apparaît sur le certificat au-delà des résultats exigés | Indiqué dans la commande |
Comment sont obtenues les valeurs de composition justifiant un choix de métal d'apport
| Ce qui est rapporté | Méthode à laquelle la spécification fait référence |
|---|---|
| Oxygène et azote | ASTM E1409 |
| Hydrogène | ASTM E1447 |
| Carbone | ASTM E1941 |
| Composition de l'alliage | ASTM E539 et ASTM E2371 |
La désignation d'une méthode établit comment une valeur a été produite. Elle n'ajoute pas un examen que la commande n'a pas demandé. Beiyu fournit du fil de soudage en titane avec un certificat de réception 3.1 selon EN 10204 et une traçabilité par numéro de coulée.
Détails des spécifications avec sources
La sélection du métal d'apport pour le titane repose autant sur les valeurs d'éléments interstitiels que sur les noms de nuance. La logique du choix de ERTi-23 plutôt que ERTi-5 reflète la distinction entre métaux de base, où Grade 5 standard présente un plafond d'oxygène de 0,20 pour cent selon ASTM B348 et la variante ELI est spécifiée selon une fenêtre d'interstitiels plus serrée, un oxygène plus bas achetant de la ductilité et de la tenacité de soudure au prix d'une résistance modérément moindre. Du côté des gaz, l'AWS A5.32 classe les gaz de protection que les notes de mode opératoire de cette page appellent, et sa classe d'argon de soudage correspond à une pureté minimale de 99,997 pour cent, une ligne qu'il vaut la peine d'écrire sur le mode opératoire de soudage à côté de la classification du métal d'apport, car les défaillances de protection sont généralement des problèmes de pureté ou de couverture plutôt que des problèmes de composition du métal d'apport.
Beiyu Titanium étire à froid son fil de soudage et le livre avec une finition brillante ou décapée à l'acide, en fournissant du fil en couronne de 0.8 à 12 mm de diamètre et du fil sur bobine de 0.01 à 6.35 mm, l'extrémité fine de cette plage alimentant les travaux TIG mécanisés et orbitaux. La fiche de fil de l'usine associe chaque nuance étirée à sa classification ERTi comme le fait le tableau ci-dessus, y compris le fait que le fil Grade 3 est indiqué avec ERTi-2, et une offre Beiyu indique ensemble la nuance de base et la classe ERTi afin que le métal d'apport quitte l'usine avec une documentation correspondant au métal qu'il assemblera.