Soudage TIG pulsé : courant de pointe Ip, courant de base Ib et fréquence
Comprendre le réglage du courant pulsé et son influence sur le bain de fusion
Résumé
En soudage TIG pulsé, l’intensité ne reste pas constante. Elle alterne périodiquement entre un courant de pointe Ip, destiné principalement à assurer la fusion et la pénétration, et un courant de base Ib, plus faible, qui maintient l’arc tout en réduisant temporairement l’apport thermique.
Cette alternance permet au soudeur de mieux contrôler le volume et le comportement du bain, notamment sur les faibles épaisseurs, les passes de racine et les soudures en position.
Le TIG pulsé ne doit cependant pas être réglé uniquement pour obtenir un cordon visuellement régulier. Le courant de pointe doit rester suffisant pour assurer la fusion correcte des rives et la pénétration recherchée.
1. Principe du soudage TIG pulsé
En soudage TIG conventionnel, le courant reste approximativement constant pendant le soudage.
En soudage TIG pulsé, le générateur alterne entre deux niveaux :
Ip = courant de pointe
et
Ib = courant de base
Pendant la phase de pointe, l’énergie transmise au joint augmente. Le bain s’agrandit et la fusion des rives se développe.
Pendant la phase de base, le courant diminue. L’arc reste établi, mais le bain reçoit moins d’énergie et peut se contracter partiellement.
Cette succession :
fusion → refroidissement relatif → fusion → refroidissement relatif
permet au soudeur de mieux contrôler un bain difficile à maintenir avec un courant continu constant.
2. Les paramètres fondamentaux
Les principaux paramètres du soudage TIG pulsé sont :
| Paramètre | Signification | Fonction |
|---|---|---|
| Ip | Courant de pointe | Fusion et pénétration |
| Ib | Courant de base | Maintien de l’arc avec apport thermique réduit |
| tp | Temps de pointe | Durée pendant laquelle Ip est appliqué |
| tb | Temps de base | Durée pendant laquelle Ib est appliqué |
| T | Période | Durée d’un cycle complet |
| f | Fréquence | Nombre de cycles par seconde |
La période est :
T = tp + tb
et la fréquence :
f = 1 / T
Votre dossier maître définit ces paramètres selon cette logique.
3. Courant de pointe Ip
Le courant de pointe constitue la phase énergique du cycle.
Il doit être suffisamment élevé pour :
- établir correctement le bain ;
- fondre les deux rives ;
- assurer la pénétration ;
- permettre l’incorporation correcte du métal d’apport.
Un courant de pointe trop faible peut produire un cordon régulier en surface mais laisser subsister :
- un manque de fusion ;
- une pénétration insuffisante ;
- une liaison imparfaite entre les rives.
À l’inverse, un Ip trop important peut provoquer :
- un bain trop volumineux ;
- une perforation sur faible épaisseur ;
- des déformations ;
- une difficulté à contrôler la racine.
Le réglage du courant de pointe doit donc être déterminé en fonction de la fusion réelle obtenue et non de l’aspect du cordon.
4. Courant de base Ib
Le courant de base ne correspond pas à une extinction de l’arc.
Il doit conserver une valeur suffisante pour maintenir un arc stable entre les impulsions.
Pendant cette phase :
- l’apport énergétique diminue ;
- le bain se contracte ;
- le risque d’effondrement peut diminuer ;
- le soudeur récupère davantage de contrôle sur le bain.
Ib trop faible
On peut rencontrer :
- arc moins stable ;
- transitions irrégulières entre les impulsions ;
- bain qui se solidifie excessivement entre les pointes.
Ib trop élevé
Le bain refroidit peu entre deux impulsions.
L’effet recherché du pulsé devient alors moins marqué.
5. Temps de pointe et temps de base
Deux réglages possédant les mêmes valeurs Ip et Ib peuvent donner des résultats très différents selon la durée passée à chaque niveau.
Si le temps de pointe augmente :
- l’énergie moyenne augmente ;
- le bain reste plus longtemps en fusion active ;
- la pénétration peut augmenter.
Si le temps de base augmente :
- le bain dispose de davantage de temps pour se contracter ;
- l’énergie moyenne diminue.
Il faut donc considérer ensemble :
Ip + Ib + tp + tb
et non simplement la valeur maximale affichée par le générateur.
6. Le rapport cyclique
Le rapport cyclique indique la proportion de la période pendant laquelle le courant reste au niveau de pointe.
Par exemple :
Ip = 100 A
Ib = 30 A
temps de pointe = 40 %
Le courant reste à 100 A pendant 40 % du cycle et à 30 A pendant les 60 % restants.
Ce paramètre influence directement le comportement thermique du bain.
7. Exemple simple
Prenons comme exemple :
Ip = 100 A
Ib = 30 A
fréquence = 2 Hz
temps de pointe = 40 %
À 2 Hz :
T = 1 / 2 = 0,5 seconde
Le courant restera donc approximativement :
0,20 seconde à 100 A
puis :
0,30 seconde à 30 A
avant de recommencer un nouveau cycle.
Le courant moyen arithmétique est approximativement :
Imoy = (0,40 × 100) + (0,60 × 30)
soit :
58 A
Cette valeur reste toutefois une indication. Elle ne représente pas à elle seule l’énergie réellement transmise au joint, car interviennent également la tension d’arc et la vitesse d’avance.
8. Influence de la fréquence
La fréquence indique combien de cycles sont produits chaque seconde.
Elle joue un rôle important dans la façon dont le soudeur perçoit et contrôle le bain.
Pulsation lente
À faible fréquence, chaque impulsion est clairement perceptible.
Le soudeur peut éventuellement coordonner :
impulsion → métal d’apport → avance
Cela peut être particulièrement intéressant pour :
- les faibles épaisseurs ;
- certaines passes de racine ;
- le soudage en position ;
- les travaux demandant un contrôle très précis du bain.
Votre dossier indique qu’en pulsation lente, l’opérateur peut percevoir chaque impulsion et synchroniser l’apport de la baguette.
9. Fréquence intermédiaire
Lorsque la fréquence augmente, le soudeur distingue moins nettement chaque impulsion.
Le pulsé agit alors davantage comme un moyen de contrôler :
- le volume du bain ;
- sa stabilité ;
- la pénétration ;
- la répartition thermique.
Le soudeur n’a plus nécessairement intérêt à synchroniser chaque apport de baguette avec chaque impulsion.
10. Pulsation rapide
À fréquence élevée, les impulsions individuelles deviennent pratiquement imperceptibles.
Selon le générateur et les paramètres utilisés, l’arc peut devenir plus rigide et plus concentré.
Il faut néanmoins éviter une règle simpliste du type :
« plus la fréquence est élevée, meilleure est la soudure ».
Le bon réglage reste celui qui permet :
- la fusion complète ;
- la pénétration requise ;
- un bain contrôlable ;
- une vitesse compatible avec le travail manuel.
11. Soudage TIG pulsé et tôles fines
C’est l’une des applications les plus intéressantes.
Sur une faible épaisseur, un courant continu suffisamment élevé pour obtenir la fusion peut rendre le bain difficile à contrôler.
Le pulsé permet de conserver un courant de pointe capable de fondre correctement les rives, tout en réduisant périodiquement l’intensité.
Le soudeur dispose donc d’une fenêtre de contrôle plus importante.
Cela peut contribuer à diminuer :
- le risque de perforation ;
- les déformations ;
- la taille excessive du bain.
Mais le pulsé ne garantit pas automatiquement une faible énergie de soudage : l’ensemble des paramètres doit rester cohérent.
12. Soudage TIG pulsé et passe de racine
En passe de racine, le pulsé peut être particulièrement intéressant.
Pendant Ip :
- les lèvres fondent ;
- la pénétration se développe ;
- la racine se forme.
Pendant Ib :
- le bain se contracte partiellement ;
- le soudeur peut mieux contrôler son volume ;
- le risque d’effondrement peut être réduit.
Ce réglage est néanmoins très sensible à la préparation.
Un jeu irrégulier ou un talon variable ne peuvent pas être corrigés uniquement par le courant pulsé.
13. Synchronisation de la baguette
En pulsation lente, certains soudeurs préfèrent introduire le métal d’apport pendant ou à proximité de la phase de pointe.
Le geste peut devenir rythmé :
pointe → apport → avance → base
Cette coordination permet parfois une très bonne maîtrise du bain.
Mais il ne faut pas transformer cette régularité visuelle en objectif.
L’apport doit avant tout répondre aux besoins du bain.
14. Le piège du cordon en « écailles »
Un cordon TIG pulsé peut présenter un aspect très régulier.
Chaque impulsion peut laisser une empreinte visible, créant une succession d’écailles parfaitement espacées.
Cet aspect est esthétique.
Mais l’esthétique n’est pas une preuve de qualité métallurgique.
Un cordon visuellement parfait peut encore présenter :
- manque de fusion ;
- manque de pénétration ;
- défaut de racine.
Votre dossier insiste sur ce point : le courant de pointe doit rester suffisant pour assurer la fusion des rives et la pénétration exigée.
15. Ne pas modifier tous les paramètres simultanément
Pour régler le TIG pulsé, il est préférable de procéder méthodiquement.
Je recommande :
- établir d’abord un courant de pointe capable d’obtenir la fusion correcte ;
- régler ensuite le courant de base ;
- ajuster le temps de pointe ou le rapport cyclique ;
- régler ensuite la fréquence ;
- vérifier la vitesse d’avance ;
- observer réellement la fusion des rives et la racine.
Si plusieurs paramètres sont changés simultanément, il devient difficile de comprendre lequel a produit l’amélioration ou le défaut.
16. Paramètres à retenir
Pour reproduire un réglage TIG pulsé, noter au minimum :
Ip — courant de pointe
Ib — courant de base
fréquence
temps de pointe ou rapport cyclique
et :
vitesse de soudage lorsque celle-ci peut être contrôlée.
Dans le cadre d’une fabrication qualifiée, les paramètres définis par le DMOS/WPS restent prioritaires.
17. Retour d’expérience
En soudage TIG pulsé, je commence toujours par observer le comportement du bain.
Le courant de pointe doit réellement assurer la fusion.
Ensuite seulement, je cherche avec le courant de base et la fréquence à rendre ce bain plus facile à contrôler.
Le risque est de commencer par rechercher un rythme agréable ou un bel aspect visuel et de perdre de vue la fonction première du procédé : obtenir une fusion et une pénétration correctes.
Pour moi, la pulsation doit rester un outil au service du soudeur.
Elle ne doit jamais devenir un objectif en elle-même.
Conclusion
Le soudage TIG pulsé repose principalement sur quatre paramètres :
Ip → fusion et pénétration
Ib → maintien de l’arc avec apport thermique réduit
rapport cyclique → répartition du temps entre pointe et base
fréquence → rythme de la pulsation
Bien réglé, il permet au soudeur de mieux maîtriser le bain sur les faibles épaisseurs, les racines et certaines soudures en position.
Mais la règle fondamentale reste la même qu’en TIG conventionnel :
la qualité du réglage se juge sur la fusion et la pénétration obtenues, pas uniquement sur l’aspect du cordon.