Au soudage de tubes inox, le cordon extérieur n'est que la moitié de l'histoire – la racine à l'intérieur du tube a besoin d'être protégée de l'oxygène, sinon des couleurs de revenu apparaissent et la résistance à la corrosion s'effondre. C'est le rôle de la protection envers (purge racine) : inonder l'intérieur du tube de gaz protecteur avant et pendant le soudage.
Pourquoi les couleurs de revenu dépassent l'esthétique
L'inox doit sa résistance à la couche passive d'oxyde de chrome. À partir d'environ 250 °C, sous l'effet de l'oxygène, cette couche croît de façon incontrôlée et appauvrit le métal sous-jacent en chrome – visible en couleurs de revenu du jaune paille au bleu en passant par le brun. Plus la couleur est sombre, plus l'appauvrissement en chrome est fort et plus la zone est sensible à la corrosion par piqûres. Dans le pharmaceutique et le semi-conducteur, la règle est donc en général : racine métalliquement brillante, au plus jaune paille clair.
La question de l'oxygène résiduel
Les repères de la pratique : à 50 ppm d'O₂, la racine de la plupart des aciers austénitiques reste sans revenu ; sous 20 ppm, on est du côté sûr ; les spécifications semi-conducteurs et pharma exigent souvent ≤ 10 ppm. Au-dessus de 200–500 ppm, des colorations nettes apparaissent. On mesure à l'oxygène-mètre résiduel à la sortie – pas à l'entrée, car ce qui compte est ce qui arrive réellement au point de soudure.
Temps de purge : calculer plutôt que deviner
De l'air (209 000 ppm d'O₂) à 20 ppm, il faut environ 9,3 renouvellements de volume – pour un tube DN50 sur 10 m, cela fait à peu près 20 litres de volume à purger. À 10 l/min de gaz, cela signifie : purger près de 20 minutes avant d'amorcer le premier arc. Qui commence après 5 minutes soude à plusieurs milliers de ppm. Le Calculateur de temps de purge pour lignes de gaz le calcule pour toute géométrie de tube ; pour contrôler l'humidité du gaz, le Calculateur point de rosée en ppm (humidité des gaz) aide.
Quel gaz de protection envers ?
L'argon 4.6 est le polyvalent – plus lourd que l'air, il remplit par le bas. Les mélanges azote-hydrogène (90/10) sont moins chers et l'hydrogène agit en réducteur, mais ils ne conviennent ni aux aciers ferritiques et duplex (fragilisation par l'hydrogène) ni au titane. L'azote pur convient aux austénitiques mais est tabou pour les matériaux sensibles à l'azote. Dans le doute : argon.
Les erreurs de purge les plus fréquentes
- Souder trop tôt : temps de purge non respecté ou jamais calculé – le classique
- Débit trop élevé : la turbulence aspire de l'air par le jeu de racine ; purger, c'est un flux doux (5–12 l/min selon la section) en légère surpression, pas un soufflage
- Arrêt trop précoce : maintenir la purge jusqu'à ce que le cordon soit refroidi sous env. 250 °C – sinon les couleurs apparaissent après le soudage
- Obturateurs fuyards : les bouchons en papier et ruban adhésif au lieu d'obturateurs solubles ou de chambres de purge laissent rentrer l'air
- O₂ mesuré au mauvais endroit : toujours à la sortie près de la soudure ; ne souder que lorsque la valeur cible est stable
Conclusion
La protection envers, c'est de l'arithmétique de purge appliquée plus de la patience : déterminer le volume, calculer les renouvellements, mesurer l'oxygène résiduel, laisser couler le gaz après soudage. En respectant ces quatre points, on obtient des racines brillantes reproductibles – et on s'épargne le décapage ou, au pire, la découpe du cordon.
