Comprendre les cordons de soudure : types, formation et indicateurs de qualité

Qu'est-ce qu'un cordon de soudure ?

Un cordon de soudure est créé en appliquant du métal d'apport sur un joint entre deux pièces de métal. Un dépôt de métal d'apport provenant d'un seul passage de soudage, également appelé cordon de soudure.

Le cordon est déposé sur et dans la surface de travail lorsque le fil ou l'électrode fond et fusionne dans l'acier. Un cordon droit (stringer bead) est un cordon étroit avec seulement un mouvement de traînement ou une légère vibration, tandis qu'un cordon en vague (weave bead) est plus large avec plus de vibration.

Une bonne soudure est facile à repérer. Elle sera droite et régulière sans scorie, fissures ou trous. Il n'y a pas de ruptures dans le cordon. Il ne doit pas être trop fin et il ne doit pas y avoir de piqûres ou de cratères dans le cordon.

Lorsque vous faites fondre un matériau d'apport dans la pièce, le mouvement du chalumeau affecte la façon dont vous faites avancer le bain et le type de cordon que vous laissez dans le joint.

PLUS : Qu'est-ce que le soudage ?

Types de cordons de soudure

1. Cordons de soudure TIG

Les cordons de soudure TIG ressemblent généralement à une « pile de dimes » (stack of dimes). C'est parce que le soudeur ajoute des « touches » de métal d'apport espacées régulièrement de l'autre main pendant que l'arc TIG avance. Chacune de ces gouttes forme une forme circulaire lorsqu'elles s'empilent les unes sur les autres.

Le timing des touches peut grandement affecter l'apparence de la soudure. Une alimentation plus rapide du métal d'apport résulte en un espacement plus serré des « dimes » et vice versa. Les soudures TIG peuvent être parmi les plus belles en raison de leur apparence.

Les soudures TIG n'ont pas toujours cet aspect « pile de dimes ». Parfois, les soudeurs « marchent avec la buse » (walk the cup). C'est là où le fil fourré repose sur la pièce à souder. Le soudeur fait aller et venir la buse TIG pendant qu'il avance dans son cordon.

Cela fera fondre la baguette d'apport et l'étalera sur le cordon — pensez à mettre du fromage à la crème sur un bagel ! Cette technique est particulièrement populaire chez les soudeurs de tuyauterie. Parfois, 2 ou 3 baguettes d'apport sont utilisées en même temps pour augmenter la quantité d'apport. Imaginez faire avancer la buse en « vague » (weave) au lieu d'un cordon droit.

2. Cordons de soudure à la baguette (Stick)

Les soudures à la baguette peuvent avoir plusieurs propriétés de joint. La famille des électrodes bas-hydrogène est très polyvalente. Une baguette bas-hydrogène 7018 peut être tracée en cordon droit. Ce sont ce qu'on appelle des cordons « stringer » car ils sont réguliers et étroits.

C'est populaire pour le soudage à plat, horizontal et en plafond. Les soudures verticales 7018 peuvent bénéficier de l'utilisation d'un motif en vague (weave). En montant (uphill), le soudeur peut utiliser une variété de motifs pour disperser le métal d'apport dans le chanfrein. Le tissage est beaucoup plus facile sur les tests verticaux, mais parfois les inspecteurs (CWI) n'autorisent que des passes en stringer.

Ci-dessous notre tableau de référence des symboles de soudage préféré. Les icônes indiquent le type de soudure requis — ce qui détermine la taille et le style de votre cordon.

Les baguettes en cellulose, c'est-à-dire les 6010 et 7010, doivent être effectuées en utilisant une technique spéciale de « fouet et pause » (whip and pause). Le résultat final ressemble à une belle soudure TIG. Ces soudures n'ont généralement pas l'aspect aussi beau qu'une vraie soudure TIG — mais l'effet « dime » est encore visible.

Dans cette technique, le soudeur amorce un arc et maintient la baguette en place pour créer un « dime ». Il fouette ensuite vers l'extérieur et revient pour déposer le suivant. Pour les racines ouvertes sur tube et plaque, les baguettes cellulosiques 6010 peuvent être tirées comme une 7018 et fonctionnent très bien.

PLUS : Qu'est-ce que le soudage à la baguette (Stick) ?

3. Cordons MIG

Le MIG fil plein (hardwire) est très polyvalent car il existe de nombreuses techniques pour créer un bon cordon. Certains préfèrent pousser le bain et d'autres préfèrent tirer le bain. Il y a toujours eu un débat sur savoir si pousser ou tirer est plus fort. Comme le MIG fil plein ne nécessite pas d'enrobage de flux, l'utilisateur n'a pas besoin de traîner son bain.

En soudage, il y a un dicton : « S'il y a de la scorie, il faut traîner » (If there's slag, you gotta drag). C'est parce que dans la plupart des cas, quand on traîne une baguette ou un pistolet MIG fourré, la scorie se piège dans le cordon. Cela crée de la porosité. Avec les techniques de soudage à flux, la technique de traînement permet à la scorie de se former à l'arrière de votre bain et de durcir pendant que vous continuez d'avancer.

De nombreux soudeurs MIG ne font pas de vague (weave) n'utilisent pas de motif. Vous effectuez simplement un cordon droit (stringer). Bien que cela puisse créer une soudure solide, l'utilisation d'un motif en vague peut être bénéfique pour les joints larges et les soudures verticales. Cela étale le métal d'apport davantage, résultant en un cordon plus plat.

Une tendance plus récente est le « MIG comme TIG ». C'est là où certains réglages MIG peuvent résulter en un cordon qui ressemble aux « dimes » TIG mentionnés ci-dessus. Cela est aussi largement dû à une technologie spéciale avec une vitesse de fil basse.

Ces cordons ne sont pas aussi forts car la faible chaleur pénètre le métal beaucoup moins que la normale. Cependant, ils sont devenus standard dans la culture off-road car ce sont des cordons d'apparence très propre.

PLUS : Qu'est-ce que le soudage MIG ?

4. Cordons MIG fourrés (Flux Cored)

Le MIG fourré (surtout double protection / dual shield) peut déposer une tonne de métal d'apport en peu de temps. La plupart des cordons fourrés sont réalisés en stringers simples. Les soudures verticales fourrées nécessiteront généralement une vague pour gérer le bain.

Faire une vague sur un cordon fourré vous empêchera d'avoir une « goutte » (drip) à mi-chemin de votre cordon. C'est quand le cordon devient trop chaud et que le métal en fusion goutte de votre pièce de matériau sur le sol.

PLUS : Qu'est-ce que le soudage à l'arc fourré (Flux-Cored) ?

Types de techniques de cordons de soudure

En général, la manipulation du chalumeau est à peu près la même que vous alimentiez le bain de fusion avec une baguette d'apport séparée, un fil mécaniquement dévidé, ou une électrode enrobée. Mais il y a certaines techniques qui sont principalement utilisées avec un procédé. Principales techniques de cordons :

• Cordons stringer (cordons droits)
• Cordons en vague (weave beads)

1. Cordons stringer

Les cordons stringer déposés parallèlement au joint sont utilisés pour le soudage de tuyaux en acier inoxydable car il y a moins de tendance à la précipitation de carbures. Les cordons stringer sont recommandés pour l'avancement de tous les tuyaux en carbone et faiblement alliés en position verticale fixe.

Pour faire un cordon stringer, vous traînez votre électrode droit le long du joint. Il n'y a pas de vague ni de mouvement autre que le traînement ou le tirage.

Un cordon stringer s'oppose à un cordon en vague. En rechargement (surfacing), le cordon en vague produit moins de dilution car le bain de fusion est toujours en contact avec la partie du cordon produite lors de l'oscillation précédente plutôt qu'avec le métal de base.

2. Cordons en vague (Weave Beads)

Les cordons en vague, produits en tissant le chalumeau à travers le joint, peuvent être utilisés sur l'acier au carbone et faiblement allié en position roulée ou horizontale fixe. L'avantage d'utiliser des cordons en vague, en position roulée ou horizontale fixe, est qu'il faut moins de temps pour compléter les soudures.

Le soudage en vague est exactement ce que cela ressemble : vous faites un motif de tissage pour couvrir une plus grande surface. Vous utilisez ce mouvement pour faire des cordons de recouvrement sur des cordons stringer (soudage multipasse). En d'autres termes, vous utilisez cela quand vous superposez des cordons. C'est utilisé quand vous faites deux ou plus de cordons sur le même joint.

Problème potentiel d'un mauvais tissage : vous pouvez sous-couper (undercut) le bord du cordon ainsi que avoir une mauvaise fusion.

Limitation du tissage :

Le tissage est généralement autorisé seulement trois fois l'épaisseur du diamètre de l'électrode. Supposons que vous utilisiez une électrode de 3,2 mm, vous ne pouvez déplacer votre électrode que de 9,6 mm maximum, selon les spécifications de procédure de soudage standard.

Dans ce cas, comment pouvons-nous innover dans notre opération de soudage est une question.

S'il est fait correctement, le tissage empêche la scorie d'être piégée et réduit la possibilité de pores en donnant un peu plus de temps aux gaz pour sortir du bain en fusion pendant qu'il gèle. Le tissage aide et permet aussi une meilleure fusion aux bords du cordon. Le métal doit être fait ou renforcé le long de toute ligne désirée selon le tissage utilisé.

Le volume de tissage est généralement limité à 2,5 à 3 fois le diamètre de l'âme de l'électrode. Un tissage excessif peut résulter en des cordons poreux. Le tissage augmente l'affaiblissement du métal d'apport avec le métal d'origine et doit être minimisé lors du soudage d'aciers alliés.