Différence entre les procédés de soudage MMAW et GMAW

Le soudage, ainsi que la fixation, sont largement utilisés à diverses fins d'assemblage industriel et domestique. Le soudage est un type de processus d'assemblage par lequel deux composants solides ou plus peuvent être assemblés de manière permanente par formation de coalescence avec ou sans application de métal d'apport, de chaleur et de pression. Avec le développement de la technologie de soudage, de nos jours, elle a largement remplacé les autres techniques d'assemblage permanent, y compris le rivetage. Le soudage peut être appliqué pour assembler efficacement et économiquement des métaux, des plastiques, des céramiques et des composites. S'il est effectué correctement avec un ensemble optimal de paramètres, il peut produire des joints solides et fiables avec une résistance similaire à celle des composants parents. Il existe un grand nombre de procédés de soudage, qui peuvent être largement classés en soudage par fusion et soudage à l'état solide.

Les procédés de soudage par fusion sont ceux où les surfaces de contact du métal de base sont fusionnées en appliquant de la chaleur pour former une coalescence pour la réalisation de l'assemblage ; alors qu'aucune discussion de fusion de ce type n'a lieu dans les procédés de soudage à l'état solide. Tous les procédés de soudage à l'arc, de soudage au gaz, de soudage par résistance et de soudage à énergie intense sont essentiellement des procédés de fusion. En soudage à l'arc , un arc électrique est constitué entre les composants parents et l'électrode en fournissant une différence de potentiel suffisante entre eux. Cet arc est la principale source de chaleur (énergie thermique) pour faire fondre les plaques de base et le mastic. Là encore, il existe différents procédés de soudage à l'arc; par exemple, MMAW ou SMAW, GMAW (MIG et MAG), GTAW ou TIG, SAW, FCAW, ESW, etc. Chacun d'eux offre certains avantages par rapport aux autres.

Soudage manuel à l'arc métallique (MMAW) , également appelé soudage à l'arc sous protection (SMAW) , est un procédé de soudage par fusion où un arc électrique est constitué entre une électrode et des plaques de base. Ce soudage est principalement effectué manuellement et d'où le nom. L'électrode consommable est recouverte d'un flux approprié qui se désintègre pendant le soudage pour produire un gaz de protection et une couche de laitier, qui aident à protéger l'arc et le bain de métal en fusion contre l'oxydation ou la contamination. Ainsi, il ne nécessite pas l'application de gaz de protection séparément. Soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW) est également un procédé de soudage par fusion où l'arc est constitué entre l'électrode consommable et les composants parents. L'électrode, sous forme de fil, est alimentée en continu vers la zone de soudage à partir d'une bobine de fil à l'aide d'un système mécanisé et, en même temps, un gaz de protection approprié est fourni à partir d'une source externe pour protéger l'arc et les régions environnantes. GMAW est un processus très rapide avec un taux de dépôt de charge élevé. Les différentes différences entre les procédés de soudage à l'arc manuel (MMAW) et de soudage à l'arc sous gaz (GMAW) sont présentées ci-dessous sous forme de tableau.

Table :Différences entre les procédés de soudage MMAW et GMAW

Processus intermittent et continu : Une tige de petit diamètre (0,5 à 2,0 mm) d'une longueur de 30 à 50 cm et recouverte d'un flux approprié est utilisée comme électrode dans le soudage manuel à l'arc. Comme cette électrode est consommable, sa longueur diminue avec le temps de soudage en raison de son dépôt sur le cordon de soudure. Ainsi, après un certain intervalle (lorsque la pièce revêtue de flux est terminée), l'électrode doit être remplacée par une nouvelle pour effectuer le soudage. Ainsi, MMAW nécessite des arrêts fréquents et est un processus intermittent. Au contraire, une électrode consommable (sous forme de fil) est alimentée en continu à partir d'un pool de fils dans le soudage à l'arc sous gaz. Cette piscine de fil peut stocker une longueur de fil suffisante (elle est généralement mesurée par son poids). Ainsi, la GMAW peut être effectuée pendant une durée plus longue sans aucune pause pour le changement d'électrode.

Sources de gaz de protection : Le gaz de protection est indispensable dans les procédés de soudage à l'arc pour protéger l'arc et le bain de métal en fusion contre l'oxydation ou toute autre contamination. Pendant le soudage à l'arc, une épaisse couche de gaz de protection entoure toute la zone de soudage et empêche l'air atmosphérique d'entrer en contact avec le cordon de soudure et les zones chaudes environnantes. Dans le procédé MMAW, l'électrode est recouverte d'un flux qui se désintègre par la chaleur de soudage et produit suffisamment de gaz de protection pour recouvrir les zones chauffées. Ainsi, aucun gaz de protection n'est nécessaire pour fournir en plus. Mais dans GMAW, aucun revêtement de flux de ce type n'existe sur l'électrode. Ainsi, le gaz de protection est fourni à partir de sources supplémentaires (comme une bouteille de gaz) à l'aide d'un tuyau et d'une buse de distribution appropriés.

Dépôt de laitier et son élimination : MMAW utilise une électrode enrobée de flux et ce flux produit en fait le gaz de protection prévu pendant le soudage. Le flux produit également des scories qui se déposent sur la surface supérieure du cordon de soudure et le protège de la contamination. Mais cette couche de laitier doit être retirée une fois le soudage terminé afin d'améliorer l'apparence. Habituellement, le meulage est adopté pour un tel retrait. Cependant, si le laitier reste piégé dans le cordon de soudure et ne flotte pas à la surface, des défauts tels que l'inclusion de laitier sont observés. De tels défauts peuvent réduire la capacité de charge, la résistance des joints et les rendre vulnérables à la corrosion - tout cela réduit finalement la durée de vie. GMAW est exempt de scories car aucune électrode enrobée de flux n'est utilisée. Ainsi, il élimine les défauts liés aux scories et également les exigences de post-traitement pour l'élimination des scories.

Productivité : MMAW n'est pas très productif. Dans le soudage multi-passes, le laitier déposé sur le cordon de soudure doit être complètement éliminé après chaque passe afin d'éviter un défaut d'inclusion de laitier. De plus, l'électrode doit être changée fréquemment. Il ne convient donc pas si un volume élevé de métal en fusion doit se déposer sur le cordon de soudure. Ainsi, il n'est pas productif pour le soudage multipasse. GMAW est exempt de laitier et aucun changement d'électrode n'est également souhaité. Ainsi, il peut déposer un grand volume de charge en peu de temps. Ainsi, c'est un choix parfait lorsque l'espace entre les racines est plus important, le bord est préparé en forme de U ou de V et/ou l'épaisseur de la plaque est supérieure. De plus, le diamètre de l'électrode GMAW est plus petit que celui de la MMAW, ce qui augmente la densité du courant d'arc et donc le taux de dépôt de la charge.

Flexibilité du soudage : La flexibilité indique la capacité d'un processus de soudage à s'adapter à diverses formes pour se joindre de diverses manières dans différentes conditions. Indirectement, il fait référence à la capacité et à la faisabilité d'appliquer un processus particulier dans certaines conditions. GMAW nécessite une bouteille de gaz de protection, des canalisations et des accessoires pour sa livraison contrôlée. Il ne convient donc pas aux applications extérieures à petite échelle. MMAW peut être appliqué pratiquement pour chaque emplacement dans toutes les positions à la portée de l'électrode ; cependant, ses performances peuvent ne pas être au même niveau dans tous les scénarios. Même si MMAW n'est pas productif, il est très flexible et a des applications diverses.

Qualité du soudage et dépendance vis-à-vis du soudeur : Comme son nom l'indique, le soudage manuel à l'arc métallique est principalement effectué par des opérateurs humains. La qualité du soudage repose donc sur les compétences et l'expérience du soudeur. Il est également sensible aux erreurs humaines, y compris les erreurs aléatoires et fortuites. Contrairement à cela, le GMAW peut être automatisé et nécessite peu d'intervention de soudeur. Ainsi, il peut fournir des joints de meilleure qualité si des paramètres appropriés sont utilisés.

Une comparaison scientifique entre les procédés de soudage à l'arc manuel (MMAW) et de soudage à l'arc sous gaz (GMAW) est présentée dans cet article. L'auteur vous suggère également de parcourir les références suivantes pour une meilleure compréhension du sujet.

1. Procédés de soudage à l'arc par magmaweld.com.
2. Soudage à l'arc sous protection par W. L. Ballis (2011, Xulon Press).
3. Gas Metal Arc Welding Handbook par W. H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).