La formation de gaz est un sujet complexe, c'est pourquoi je fournirai quelques informations préliminaires dans cette section, puis j'aborderai la partie soudure la prochaine fois.
Ne voulez-vous pas dire "formique" ?
Le gaz de formation est un mélange d'hydrogène (H2) et d'un gaz inerte (généralement de l'azote, N2) qui est utilisé pour réduire en eau les oxydes présents sur les surfaces métalliques. Ne le confondez pas avec l'acide formique (HCO2H), que j'espère aborder dans un autre article plus tard dans l'année.
Sécurité
La dilution de l'hydrogène par le gaz inerte a pour but de maintenir l'hydrogène en dessous de 5,7 % (en volume), car c'est le point au-dessus duquel l'hydrogène peut s'enflammer spontanément. Les compagnies de gaz telles que Linde et Air Products considèrent la formation de gaz à un niveau inférieur à ce seuil comme un mélange inerte, de sorte que les raccords utilisés pour la fixation des bouteilles de gaz sont du type standard CGA580 utilisé pour l'azote, l'argon, l'hélium, etc. Selon le fournisseur de gaz, il peut autoriser un maximum de 5,0 % ou de 4,0 % d'hydrogène, afin de s'assurer que les marges de sécurité sont respectées.
Malgré tout, des fours fonctionnant à 100 % à l'hydrogène sont utilisés dans le monde entier dans toute une série de processus différents, et j'ai également vu des processus de brasage dans le monde entier où l'on utilisait 10 % et même 20 % de gaz formant de l'hydrogène ou de l'azote. Je ne dis pas qu'il est impossible d'utiliser >5% de H2/N2 en toute sécurité, mais il faut être prudent.
Approvisionnement en gaz
Il existe trois façons de fournir du gaz pour former des procédés de brasage à base de gaz :
1/ Mélange d'hydrogène et d'azote dans un panneau spécial. Parfois, ce panneau peut également incorporer un réacteur catalytique qui fait réagir les traces d'oxygène dans les ppm avec l'hydrogène pour former de l'eau : l'eau est ensuite éliminée par adsorption. Ce processus permet d'obtenir un gaz de formation très "propre" qui possède des propriétés réductrices optimales. En général, l'azote provient de N2 cryogénique vaporisé et l'hydrogène d'un cylindre ou d'un "tube".
2/ Alimentation des bouteilles. Une seule bouteille, ou une batterie de bouteilles avec collecteur, peut être utilisée pour fournir le gaz sous forme de mélange. En général, celui-ci est utilisé tel quel, sans être nettoyé.
3/ Craquage de l'ammoniac. En gros, NH3 -> 3N2 + H2. Cette méthode est réalisable, mais elle aboutit à un rapport fixe de 3:1 entre N2 et H2, et n'est jamais utilisée (à ma connaissance) dans le domaine du brasage. Elle est également extrêmement inefficace en termes de coûts et de consommation d'énergie pour produire l'ammoniac, et l'ammoniac a généralement un taux d'humidité beaucoup plus élevé qu'un mélange gazeux d'azote et d'hydrogène.
Quel est son rôle dans la soudure ? J'y reviendrai la prochaine fois : Je parlerai de thermodynamique et de cinétique, et il y aura un test.
Santé ! Andy
