Le choix du bon système de refroidissement pour les torches TIG (GTAW) est crucial pour les soudeurs qui exigent des performances d’arc constantes, un confort d’utilisation et une fiabilité à long terme de leur équipement.
Les torches TIG sont généralement disponibles en deux configurations de refroidissement : refroidissement par air et refroidissement par eau, chacune offrant des avantages et des inconvénients distincts.
Cet article examine les principes qui sous-tendent chaque système, compare leurs caractéristiques de performance et fournit des conseils pour choisir la torche la mieux adaptée à vos applications de soudage spécifiques.
Comment les torches TIG sont-elles refroidies ?
Les torches TIG génèrent une chaleur considérable au niveau de l’électrode en tungstène et du corps de la douille pendant le soudage. Un refroidissement efficace empêche la surchauffe, qui peut dégrader les consommables, endommager les composants de la torche et augmenter la fatigue de l’opérateur.
- Les torches refroidies par air utilisent la convection naturelle et le flux d’air forcé (via le flux de gaz) pour dissiper la chaleur de la tête et de la poignée de la torche.
- Les torches refroidies par eau font circuler un liquide de refroidissement (généralement de l’eau ou un mélange d’eau et de glycol) dans des canaux situés dans le corps et la tête de la torche, éliminant activement la chaleur avant qu’elle ne puisse s’accumuler.
Torches TIG refroidies par air
Les torches refroidies à l’air dépendent du flux de gaz de protection (argon ou mélanges d’argon) qui traverse le corps de la torche pour évacuer la chaleur. De plus, la poignée en aluminium ou en fibre de verre et la tête de la torche sont conçues avec des ailettes ou des évents afin d’augmenter la surface et de favoriser la dispersion de la chaleur.
Avantages
- Simplicité et portabilité : sans tuyaux ni unité de refroidissement séparée, les torches refroidies à l’air sont plus légères et plus faciles à manœuvrer, ce qui les rend idéales pour les travaux en hauteur ou dans des espaces restreints.
- Coût initial réduit : les torches refroidies à l’air et les consommables associés sont généralement moins chers que leurs équivalents refroidis à l’eau.
- Entretien minimal : le nombre réduit de composants (pas de pompe de refroidissement, de réservoir ou de régulateurs de débit) signifie moins de points de défaillance potentiels et moins d’entretien courant.
Limitations
- Accumulation de chaleur en cas d’utilisation intensive : à des intensités élevées (généralement supérieures à 200-250 A), les torches refroidies par air peuvent devenir inconfortablement chaudes pour l’opérateur et nécessiter des pauses fréquentes pour refroidir.
- Durée de vie des consommables : les températures élevées de la tête de la torche accélèrent l’usure des pinces, des coupelles et de l’électrode en tungstène elle-même, ce qui augmente le coût des consommables.
- Contraintes liées au cycle de service : les fabricants évaluent souvent les torches refroidies par air pour des cycles de service plus courts que les unités refroidies par eau, ce qui limite le soudage continu à forte intensité.
Torches TIG refroidies à l’eau
Les torches refroidies à l’eau intègrent un circuit interne qui fait circuler le liquide de refroidissement provenant d’un refroidisseur externe ou d’une source d’alimentation de soudage avec refroidissement intégré. Le liquide de refroidissement absorbe la chaleur de la tête de la torche et de l’ensemble électrode, puis retourne au refroidisseur pour être refroidi et remis en circulation.
Avantages
- Gestion thermique supérieure : le refroidissement par eau élimine efficacement la chaleur, même à des intensités élevées (300 A et plus), ce qui permet de garder la tête et la poignée de la torche froides au toucher.
- Cycles de service prolongés : les systèmes refroidis par eau permettent un soudage continu pendant de longues périodes sans surchauffe, ce qui améliore la productivité dans les environnements industriels difficiles.
- Durée de vie plus longue des consommables : le maintien d’une température plus basse de la tête ralentit l’usure des pinces, des buses et des électrodes, ce qui réduit la fréquence de remplacement et les coûts à long terme.
Limitations
- Complexité et installation : nécessite une source de liquide de refroidissement (refroidisseur ou source d’alimentation avec refroidisseur intégré), des tuyaux et des raccords. L’installation et le démontage prennent plus de temps, et les conduites d’eau ajoutent du poids.
- Investissement initial plus élevé : les torches elles-mêmes coûtent plus cher, tout comme l’équipement de refroidissement associé.
- Exigences en matière d’entretien : le niveau et la qualité du liquide de refroidissement doivent être surveillés, le système doit être rincé périodiquement et les pompes ou les refroidisseurs doivent être entretenus.
Comparaison directe
| Caractéristiques | Refroidi par air | Refroidi à l’eau |
|---|---|---|
| Plage d’intensité | Jusqu’à environ 200-250 A | Jusqu’à 400 A et plus |
| Poids et maniabilité | Léger, très facile à transporter | Tuyaux plus lourds, moins faciles à transporter |
| Cycle de service | Cycle de service réduit | Cycle de service continu élevé |
| Consommables d’usure | Usure plus rapide à haute température | Usure plus lente grâce à un refroidissement constant |
| Complexité de la configuration | Prêt à l’emploi | Nécessite un refroidisseur/une installation |
| Coût | Coût initial réduit | Coûts initiaux et d’entretien plus élevés |
| Entretien | Minimal | Contrôles réguliers du liquide de refroidissement et entretien |
Choisir la torche adaptée à votre application
- Travaux de fabrication légère et d’entretien
- Implique généralement un soudage intermittent à des intensités inférieures à 200 A.
- Recommandation : torche refroidie par air pour une installation rapide et une manipulation aisée.
- Soudage industriel lourd et production
- Soudage continu à haute intensité (200 A+) dans les secteurs de la fabrication, de la construction navale ou de l’aérospatiale.
- Recommandation : torche refroidie à l’eau pour maintenir des températures basses, optimiser le cycle de service et réduire la consommation de consommables.
- Service sur site et soudage mobile
- Travaux dans des endroits éloignés ou des espaces confinés exigeant une grande portabilité.
- Recommandation : torche refroidie à l’air, sauf si un soudage à haute intensité prolongé est nécessaire, auquel cas il convient d’envisager des refroidisseurs portables.
- Soudage de précision ou de longue durée
- Projets nécessitant des soudures longues et ininterrompues pour des raisons de précision ou d’esthétique.
- Recommandation : torche refroidie à l’eau pour garantir la stabilité de l’arc et le confort de l’opérateur.
Considérations relatives à la maintenance et à la sécurité
- Torches refroidies à l’air :
- Inspectez régulièrement les évents ou les ailettes pour vous assurer qu’ils ne sont pas obstrués par des débris.
- Remplacez les consommables de manière proactive afin d’éviter les pics de chaleur qui pourraient endommager la torche.
- Torches refroidies à l’eau :
- Utilisez de l’eau distillée ou déionisée mélangée à des inhibiteurs de corrosion pour éviter l’entartrage et la prolifération bactérienne.
- Vérifiez l’étanchéité des tuyaux et des raccords ; une fuite d’eau dans la tête de la torche peut provoquer des courts-circuits ou endommager la machine à souder.
- Vidangez et rincez le système conformément aux recommandations du fabricant, généralement tous les 3 à 6 mois.
- Sécurité générale :
- Portez toujours un EPI approprié, notamment des gants résistants à la chaleur et une protection faciale.
- Assurez-vous que la torche et l’unité de refroidissement sont correctement mises à la terre.
- Formez les opérateurs aux particularités de chaque système, telles que la surchauffe des torches refroidies par air ou la manipulation du liquide de refroidissement pour les unités refroidies par eau.