Le soudage expliqué : définition, types et applications

Qu'est-ce que le soudage ?

Le soudage est un procédé de fabrication qui utilise la chaleur, la pression, ou les deux pour fusionner deux ou plusieurs pièces, formant un joint au refroidissement. Utilisé typiquement sur métaux et thermoplastiques, aussi sur bois. Le joint soudé final est appelé weldment (assemblage soudé).

Certains matériaux exigent procédés et techniques spécifiques. Certains sont « insoudables » (unweldable) — terme absent des dictionnaires mais utile et descriptif en ingénierie.

Les pièces jointes sont le métal de base (base material). Le matériau ajouté pour former le joint est le métal d'apport (filler ou consumable). Selon leur forme : plaque de base, tube, fil fourré, électrode consommable (soudage à l'arc), etc.

Les consommables sont généralement choisis de composition proche du métal de base → soudure homogène. Exceptions : fonte cassante, où un apport de composition très différente est utilisé. Ces soudures sont appelées hétérogènes.

L'assemblage soudé final peut être appelé weldment.

Définition du soudage

Procédé de fabrication où deux ou plusieurs pièces sont fusionnées par chaleur, pression, ou les deux, formant un joint au refroidissement. Utilisé sur métaux, thermoplastiques, bois. Joint final = weldment.

Comment fonctionne le soudage ?

Le soudage joint deux matériaux directement, sans matériau d'apport séparé à bas point de fusion (contrairement au brasage et soudure tendre).

La plupart des soudages actuels relèvent de deux catégories : soudage à l'arc et soudage au chalumeau.

Soudage à l'arc utilise un arc électrique pour fondre les métaux de base et le métal d'apport (baguette/électrode). Implique : fil de masse sur la pièce ou surface métallique ; fil d'électrode sur la pièce à souder. En écartant l'électrode, un arc électrique se génère (étincelles comme câbles de démarrage sur batterie). L'arc fond les pièces et l'apport qui les joint.

L'apport du métal d'apport dans le joint demande main stable et œil exercé. À mesure que la baguette fond, le soudeur l'avance en petits mouvements réguliers d'aller-retour. Ces mouvements donnent l'aspect caractéristique du cordon. Trop vite/lent, arc trop près/loin = soudures médiocres.

Soudage à l'arc sous gaz de protection (SMAW / baguette enrobée), MIG (GMAW), TIG (GTAW) illustrent le soudage à l'arc.

Chaque méthode a avantages/inconvénients uniques. Soudage à la baguette : peu coûteux, facile à apprendre, mais plus lent et moins polyvalent. TIG : difficile à apprendre, équipement élaboré, mais soudures haute qualité, soude des matériaux impossibles autrement.

Soudage au chalumeau (Torch welding) : autre méthode populaire. Chalumeau oxyacétylénique pour fondre métal de base et baguette. Le soudeur contrôle torche et baguette simultanément → grand contrôle. Moins courant en industrie, mais fréquent en maintenance/réparation et sculpture.

Types de soudage

Quatre types principaux : MIG (GMAW), TIG (GTAW), Baguette (SMAW), Fourré (FCAW). Détail de chacun :

1. Soudage MIG ou GMAW

Le plus courant pour débutants. Auto : réparation échappements ; construction : maisons, bâtiments. Arc avec fil continu (électrode) + gaz de protection traversant la torche contre contamination.

Deux variantes : fil nu (fils nus) et fourré (flux core). Fil nu : jonction pièces minces. Fourré : extérieur, sans débitmètre ni alimentation gaz. MIG = choix des bricoleurs/amateurs sans budget pour équipement cher.

2. Soudage TIG ou GTAW

Comme MIG, utilise l'arc, mais technique plus difficile. Électrode tungstène (métal très dur, ne se consume pas).

TIG par fusion (fusion), avec ou sans métal d'apport. Gaz externe : argon ou hélium.

Deux mains requises : une guide la baguette, l'autre tient la torche TIG (chaleur + arc). Soude acier, inox, chromoly, aluminium, alliages nickel, cuivre, cobalt, titane.

Applications : cadres vélo, tondeuses, poignées, ailes, etc. Aérospatial, auto, autres marchés industriels. Utile pour agriculteurs (châssis remorques, ailes, équipement vital).

3. Soudage à la baguette (Stick) ou SMAW

Avantage majeur : portable. Construction, maintenance/réparation, pipelines sous-marins, fabrication industrielle. Soudage à l'arc sous gaz de protection = baguette enrobée.

Méthode « à l'ancienne ». Plus difficile que MIG, mais équipement peu cher pour essai domestique. Baguette électrode consommable protégée. La baguette fond et lie les métaux par arc électrique entre électrode enrobée et pièce. En fondant, l'enrobage fond aussi, protégeant la zone de l'oxygène et gaz atmosphériques.

4. Soudage à l'arc fourré (FCAW)

Similaire au MIG. Soudeuses MIG font souvent double emploi FCAW. Fil-électrode/apport passe dans la torche. Différence : fil à fourré flux formant gaz de protection autour de la soudure → pas de gaz externe nécessaire.

Mieux pour métaux épais/lourds (haute température). Réparations équipement lourd. Procédé efficace, peu de déchets. Sans gaz externe = rentable. Reste des scories à nettoyer pour finition soignée.

5. Soudage à l'arc plasma (PAW)

Technique de précision, courante en aérospatial pour épaisseurs 0,015 po (~0,38 mm). Exemple : aube de moteur, joint d'étanchéité d'air. Très proche du TIG, mais électrode rentrante et gaz ionisés dans l'arc génèrent la chaleur.

Gaz typique : argon (plasma), argon + 2–5 % H₂ (protection). Hélium possible pour plasma, mais plus chaud → ampérage buse réduit.

En savoir plus : article dédié.

6. Soudage laser (Laser Beam Welding)

Métaux ou thermoplastiques. Laser comme source de chaleur. Aciers carbone, inox, HSLA, titane, aluminium. Facilement automatisable par robotique → industrie manufacturière (ex: auto).

7. Soudage faisceau d'électrons (Electron-Beam Welding)

Faisceau d'électrons à haute vitesse utilise énergie cinétique pour générer chaleur et souder. Forme exigeante, réalisée mécaniquement, meist sous vide.

8. Soudage au gaz (Gas Welding)

Rare, largement remplacé par TIG. Chalumeau oxyacétylénique, très portable. Encore utilisé pour réparer échappements auto.

9. Soudage à l'hydrogène atomique (Atomic Hydrogen Welding)

Soudage à chaleur extrême, anciennement Arc Atomique. Deux électrodes tungstène sous hydrogène. Température > chalumeau acétylène. Avec ou sans apport. Forme ancienne, remplacée par MIG récemment.

10. Électroescouage (Electroslag)

Procédé avancé pour joindre verticalement les bords minces de deux plaques. Soudure non à l'extérieur du joint mais entre les bords des deux panneaux.

Fil électrode cuivre passé dans tube guide consommable (métal d'apport). Courant appliqué → arc créé, soudure démarre en bas du joint et remonte lentement, créant la soudure au lieu de la jointure. Processus automatisé par machine.

Types de cordons de soudure

1. Soudures d'angle (Fillet Welds)

Jointure de deux pièces perpendiculaires ou à angle. Communément : joints en T (pièces perpendiculaires) ou joints à recouvrement (pièces chevauchantes, soudées sur les bords).

Cordon triangulaire, surface concave, plate ou convexe selon technique. Utilisées : raccordement brides-tuyaux, sections transversales d'infrastructures, quand boulons insuffisants/usure rapide.

Joint à angle droit approximatif. Sous-types :

• Soudure d'angle pleine (Full fillet weld). Taille soudure = épaisseur pièce la plus mince.
• Soudure d'angle intermittente décalée (Staggered intermittent). Deux lignes de soudures intermittentes décalées des deux côtés du joint.
• Soudure d'angle intermittente en chaîne (Chain intermittent). Deux lignes de soudures intermittentes approximativement opposées de part et d'autre d'un joint en T.

Polyvalence et bas coût → parmi les joints les plus utilisés. Applications typiques :

• Raccordement brides-tuyaux
• Liaisons de contreventement
• Écrous de cisaillement (shear tabs)
• Plaques de recouvrement
• Bases de colonnes
• Soudures continues et par points (seam and stitch)

2. Soudures en gorge (Groove Welds)

Ouverture entre deux éléments de joint contenant le métal. 2e type le plus utilisé après fillet. Cordon déposé dans une gorge entre deux éléments à joindre. Type de soudure détermine la préparation de surface/joint/surface.

Permet jointure dans le même plan par dépôt de cordon dans gorge. Types de base :

• Gorge à biseau évasé (Flare-bevel)
• Gorge en V évasé (Flare-V)
• Gorge à biseau simple (Single-bevel groove)
• Gorge en J simple (Single-J groove)
• Gorge en U simple (Single-U groove)
• Gorge en V simple (Single-V groove)
• Gorge carrée (Square groove)

Plus long, plus difficile, nécessite généralement chanfreinage spécial sur une ou les deux surfaces. Mais : inspection facile, haute résistance, bon contrôle de la distorsion. Applications :

• Liaisons moment
• Épissures de colonnes
• Liaisons profilés creux (HSS)

3. Revêtement de surface (Surfacing Weld)

Un ou plusieurs cordons (cordons droits ou en zigzag) déposés sur surface intacte pour obtenir propriétés ou dimensions désirées.

Revêtement = dépôt d'une couche dure, résistante à l'usure sur surfaces/arêtes de pièces usées. Méthode économique pour conserver et prolonger vie de machines, outils, équipements de construction.

Cordon de revêtement = un ou plusieurs cordons droits/zigzag. Revêtement (hard facing / wear facing) : reconstitution d'arbres, engrenages, arêtes de coupe usés.

Types courants :

• FCAW revêtement
• Fusion four
• GMAW revêtement
• GTAW revêtement
• Oxyacétylénique surface
• Plasma surfacage
• SAW revêtement
• SMAW revêtement

Utilisé pour ajouter couche résistante à l'usure, renforcer surface ou reconstruire zones usées. Métal plus résistant à l'usure que le métal de base. Technique très rentable pour protéger/prolonger vie d'équipements en applications agressives, forte usure. Peut compléter joints bout à bout carrés pour améliorer qualité finale.

4. Soudure par point (Plug Weld) / Rosette

Deux métaux fusionnés par soudures dans petits trous circulaires. Typique : deux métaux chevauchants, le supérieur percé pour le dépôt.

Alternative au pointage (spot welding) quand accès insuffisant pour pinceau pointage. Restauration auto DIY : remplace pointage sur brides panneaux originellement pointés.

Bien faite, plus résistante que pointage d'origine. Constructeurs rallye l'utilisent. Accepté au contrôle technique UK (MOT) comme alternative au pointage sur vieilles voitures.

Autres applications :

• Tiges d'armature dans tuyau
• Jonction métaux épaisseurs différentes
• Fabrication/réparation carrosserie auto

5. Soudure en fente (Slot Weld)

Jointure d'une surface à une autre par trou allongé. Trou ouvert à une extrémité, rempli partiellement ou totalement de métal d'apport.

Soudure dans trou allongé d'un élément d'un joint à recouvrement ou en T, joignant cet élément à la surface de l'autre exposée par le trou. Trou ouvert à une extrémité, rempli partiellement/totale.

Différence plug/slot : plug = diamètre ; slot = diamètre + longueur.

Selon spécifications : une extrémité ouverte, ou trou partiellement/totale rempli.

Utile quand la conception exige chevauchement entre deux surfaces. Usages :

• Transmission effort de cisaillement en joints à recouvrement
• Prévention flambage pièces chevauchantes

6. Soudage flash (Flash Weld)

Soudage par résistance sans métal d'apport. Courant appliqué → résistance entre deux surfaces à joindre. Au contact par points, courant fond le matériau.

Matière fondue expulsée en projections fondues → action flash distinctive. Oxydes/contaminants éliminés de l'interface, zone ramollie par chaleur aux extrémités.

Quand assez de matière fondue, force appliquée pour joindre les surfaces → joint bout à bout sans matière fondue résiduelle.

Rapide, économique, soude métaux dissemblables points de fusion différents. Applications :

• Jonction rails lignes principales (ferroviaire)
• Pièces épaisses : chaînes, tubes
• Tôles, barres, profilés

7. Soudure continue (Seam Weld)

Jonction de deux matériaux similaires/dissemblables au joint par courant électrique et pression. Possible grâce à résistance de contact entre les deux métaux. Courant passe → chaleur au petit jeu.

Principalement métaux (conductivité électrique, supportent pressions élevées). Électrodes maintiennent/contrôlent le flux électrique.

Deux méthodes :

• Soudage continu par résistance. Adaptation du pointage : roues motorisées au lieu de baguettes fixes pour électrodes. Usages : tôlerie, composants auto (réservoirs, radiateurs, fûts acier).
• Soudage continu par friction. Chaleur par friction au lieu d'électrodes. Fusion en phase solide → pas d'interdiffusion. Préféré pour matériaux difficiles au soudage à l'arc traditionnel.

Avantages : Soudures robustes, durables ; relativement facile ; idéal pour réservoirs étanches liquides/gaz.

8. Pointage (Spot Weld)

Soudage par résistance par points. Principalement : assemblage de plusieurs tôles par pression et chaleur d'un courant électrique sur zone de soudure.

Fonctionne : électrodes alliage cuivre sur surfaces tôles → pression + courant → chaleur par passage courant dans matériaux résistifs (acier bas carbone).

Relativement facile et peu coûteux → choix populaire dans secteurs clés :

• Automobile
• Aérospatial
• Construction
• Électronique
• Mobilier métallique
• Ferroviaire

9. Soudage par refoulement (Upset Weld) / Butt welding par résistance

Technique produisant coalescence simultanée sur toute la surface d'aboutement ou progressivement le long d'un joint, par chaleur de résistance au courant électrique dans la zone de contact.

Pression appliquée avant chauffage, maintenue pendant. Équipement similaire au flash welding. Utilisable seulement si pièces égales en section transversale.

Surfaces d'aboutement doivent être soigneusement préparées pour chauffage correct. Différence avec flash : pièces serrées dans la machine, force les rapprochant fermement.

Courant fort passé dans le joint → chauffe surfaces d'aboutement. Température de forgeage atteinte → force de refoulement appliquée, courant coupé. Haute température + haute pression = coalescence. Refroidissement → force relâchée, soudure terminée.

Avantages distincts :

• Soudures haute qualité, moins de défauts de fusion
• Compatibilité large : matériaux standards et difficiles
• Équipement facile à contrôler, opérer, maintenir

Avantages du soudage

• Joint haute résistance, parfois > métal de base.
• Matériaux différents soudables.
• Soudage possible partout, sans jeu important.
• Aspect lisse, conception simple.
• Toute forme, toute direction.
• Automatisable.
• Joint complètement rigide.
• Ajout/modification structures existantes faciles.

Inconvénients du soudage

• Distorsion possible par chauffage/refroidissement inégaux.
• Joint permanent : démontage = rupture soudure.
• Investissement initial élevé.

Applications du soudage

Largement utilisé pour : vaisseaux sous pression, ponts, structures bâtiments, aéronefs/engins spatiaux, voitures ferroviaires, construction navale, automobile, électrique, électronique, défense, pipelines, voies ferrées, installations nucléaires.

• Fabrication tôlerie.
• Industries auto et aéro.
• Jonction métaux ferreux/non ferreux.
• Jonction métaux minces.

FAQ

Qu'est-ce que le soudage ?

Procédé de fabrication où deux ou plusieurs pièces sont fusionnées par chaleur, pression ou les deux, formant un joint au refroidissement. Métaux, thermoplastiques, bois. Joint final = weldment.

Comment fonctionne le soudage ?

Joint deux matériaux sans liant séparé à bas point de fusion. Contrairement au brasage/soudure tendre, le soudage joint directement les deux pièces.

Quels sont les 4 types de soudage ?

MIG (GMAW), TIG (GTAW), Baguette (SMAW), Fourré (FCAW).

Quels sont les 3 types de soudage ?

Trois plus courants : Arc, MIG (GMAW), TIG (GTAW). Pour choisir le meilleur selon le travail, voici ce qu'il faut savoir sur chacun. Arc = plus ancien des trois.

Combien gagne un soudeur par an ?

29 000 $ à 117 000 $/an, médiane ~58 000 $. Expérience et éducation influencent le salaire. Compétence et expérience excellentes → rémunération supérieure.

Le soudage est-il difficile ?

Modérément à très difficile à apprendre (compétence manuelle > lecture). Très difficile à maîtriser : années de pratique par-dessus l'apprentissage.

Le soudage est-il une bonne carrière ?

Excellente carrière. Soudeurs louent leur métier et ses avantages. Si vous supportez conditions extrêmes, longues heures, fumée/feu réguliers : carrière gratifiante.

Le soudage est-il un travail facile ?

Facile d'accès. Pas d'éducation formelle requise, parfois même pas d'expérience. Plus on sait, mieux c'est, mais excellent métier : début en atelier, apprentissage sur le tas.

Quel soudage est le plus résistant ?

TIG = cordons plus propres, plus précis que MIG ou autres arcs → le plus résistant. Mais selon le travail, d'autres méthodes peuvent être requises. TIG généralement plus fort/qualitatif, mais MIG ou autre si le travail l'exige.

Quel soudage apprendre en premier ?

MIG. Meilleurs pour débutants : fil-électrode sur bobine, vitesse préréglée, alimenté par torche. Semi-auto/auto, GMAW/MIG = plus facile à apprendre.

Un soudeur peut-il gagner 100k $ ?

Compétences spécialisées + risques → soudeurs contractuels > 100 000 $/an.

Peut-on s'auto-former au soudage ?

La plupart apprennent les bases seuls pour fabrications basiques et réparations courantes (recherche sources fiables + beaucoup de pratique). Mais pour visées professionnelles, niveau expert inatteignable vite sans encadrement d'experts.

Quel soudage est le plus difficile à apprendre ?

TIG = plus difficile. Processus lent, temps d'adaptation. Pédale pour avancer l'électrode et contrôler l'ampérage variable tout en gardant main stable à la torche.

Quels sont les 5 types de soudures ?

• MIG : plus facile pour débutants.
• Baguette (Arc) : méthode traditionnelle.
• TIG.
• Plasma Arc.
• Faisceau d'électrons et Laser.
• Gaz.

Quels sont les 7 types de base de soudage ?

• MIG – GMAW
• TIG – GTAW
• Baguette – SMAW
• Fourré – FCAW
• Faisceau d'énergie (EBW)
• Hydrogène atomique (AHW)
• Gaz tungstène-arc
• Plasma Arc

Quel type de soudage est le meilleur ?

SMAW (Baguette) = plus populaire. Le plus polyvalent, équipement le plus simple. Électrode fine/légère + porte-électrode = espaces très étroits ou plusieurs centaines de pieds de l'alimentation.

Quelles sont les bases du soudage ?

Jointure de deux objets par chaleur + métal d'apport. Apport fondu → s'accumule entre les deux objets → joint fort (soudure).

Quel soudage est meilleur : TIG ou MIG ?

TIG : métaux fins, petits projets (cordons précis, propres). MIG : gros projets, métaux épais, passes longues continues. MIG = plus facile à contrôler, mieux pour débutants. Coût : TIG > MIG.

Quels sont les 4 indispensables avant de souder ?

Équipement sécurité avant tout : lunettes, gants, casque à obscurcissement auto (protection yeux flash), veste ignifugée.

Que signifie G en soudage ?

F = fillet weld (soudure d'angle) ; G = groove weld (soudure en gorge). Fillet = joint 2 pièces perpendiculaires/angulées. Groove = gorge entre pièces/bords. Système : 2G = gorge en position horizontale.

Comment choisir un type de soudage ?

Facteurs typiques :

• Type de matériau (voir tableau)
• Épaisseur
• Position de soudage
• Source d'alimentation et courant disponible
• Délais
• Conditions de travail