Soudage à la baguette (Stick) expliqué : équipement, processus et guide pas à pas

Le soudage à la baguette (Stick) est effectué en amorçant un arc électrique entre une électrode métallique et la pièce. Un courant électrique passe à travers l'électrode et la fond dans la pièce en formant un bain de fusion. L'électrode est recouverte d'une couche de flux qui fond et protège le bain de fusion de la contamination par l'atmosphère.

Le flux forme une couche de scorie sur le dessus du cordon de soudure qui devra être écaillée et brossée une fois le cordon terminé. C'est une procédure simple qui est populaire chez les soudeurs extérieurs car elle n'est pas affectée par le vent — contrairement au MIG et TIG qui utilisent des bouteilles de gaz.

Qu'est-ce que le soudage à la baguette (SMAW) ?

Le soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW), également connu sous le nom de soudage à l'arc manuel avec électrode enrobée (MMA ou MMAW), soudage à l'arc sous flux, ou familièrement comme soudage à la baguette (stick welding), est un procédé de soudage à l'arc manuel qui utilise une électrode consommable enrobée de flux pour déposer le cordon.

Un courant électrique, sous forme de courant alternatif ou continu provenant d'une source d'alimentation de soudage, est utilisé pour former un arc électrique entre l'électrode et les métaux à assembler. La pièce et l'électrode fondent formant un bassin de métal en fusion (le bain de fusion) qui refroidit pour former un joint.

Au fur et à mesure que le cordon est déposé, l'enrobage de flux de l'électrode se désintègre, dégageant des vapeurs qui servent de gaz de protection et fournissant une couche de scorie, les deux protégeant la zone de soudure de la contamination atmosphérique.

En raison de la polyvalence du procédé et de la simplicité de son équipement et de son fonctionnement, le soudage à l'arc avec électrode enrobée est l'un des premiers et des plus populaires procédés de soudage au monde.

Il domine les autres procédés de soudage dans l'industrie de la maintenance et de la réparation, et bien que le soudage à l'arc fourré gagne en popularité, le SMAW continue d'être utilisé extensively dans la construction de structures en acier lourd et dans la fabrication industrielle. Le procédé est principalement utilisé pour souder le fer et les aciers (y compris l'acier inoxydable) mais l'aluminium, le nickel et les alliages de cuivre peuvent aussi être soudés avec cette méthode.

De quoi avez-vous besoin pour commencer à souder ?

1. Équipement de sécurité

Quand on soude, la considération la plus importante est toujours votre sécurité. Vous devez lire et suivre toutes les informations de sécurité et instructions fournies avec le manuel pour tout équipement que vous utilisez en soudage à la baguette.

Quand vous soudez, vous aurez besoin de protection corporelle pour vous protéger de la chaleur, des rayons ultraviolets et des étincelles produites par l'arc. Des vêtements à manches longues ignifuges protégeront votre corps, et des lunettes de sécurité et un casque de soudage protégeront votre tête et vos yeux.

Le soudage ne doit être effectué que lorsqu'il y a une ventilation adéquate en raison des fumées émises. Si vous êtes dehors avec une brise, vous irez bien, mais si vous êtes à l'intérieur, vous avez besoin de ventilation. L'extraction est le meilleur moyen d'éliminer les fumées de la zone.

2. Poste à souder à la baguette (Stick Welder)

Vous ne pourrez faire aucun soudage à la baguette sans poste. Vous pouvez soit utiliser un poste multi-procédés qui vous permettra d'effectuer plus d'un type de soudage, par exemple MIG, TIG & Stick. Soit vous pouvez utiliser un poste Stick seulement, qui est beaucoup moins cher.

Il y a beaucoup de postes sur le marché. Vous pouvez voir notre guide complet sur le choix d'un poste à la baguette pour plus d'aide sur ce sujet.

3. Pince de masse (Ground Clamp)

Votre pince de masse viendra généralement avec le poste. Elle doit être branchée sur le poste à la baguette et serrée sur la pièce.

4. Outils d'enlèvement de scorie

Le soudage à la baguette produit de la scorie sur votre cordon. Pour cette raison, vous aurez besoin de nettoyer le cordon après l'avoir fait. Il est préférable d'utiliser un marteau à pointer et un ciseau à scorie pour écailler la scorie, et de suivre cela en frottant avec une brosse métallique.

5. Choisir votre électrode

Il y a des centaines de types différents d'électrodes enrobées, et vous devrez choisir la bonne qui correspond à votre projet de soudage. Les plus populaires sont 6010, 6011, 6012, 6013, 7014, 7024 et 7018.

Quand vous travaillez sur de l'acier doux, n'importe quelle électrode E60 ou E70 fera l'affaire. Les 7018 sont probablement l'électrode la plus populaire de toutes celles-ci et produisent des cordons vraiment solides mais les 6013 sont un bon choix pour les débutants.

Pour comprendre quelle électrode choisir, vous devez comprendre ce que signifient chacun des 4 chiffres.

• Les deux premiers chiffres indiquent la résistance à la traction minimale. Par exemple, une électrode de résistance à la traction de 60 000 psi commencera par 60. Cela devra correspondre aux propriétés de résistance du métal de base.
• Le troisième chiffre indique dans quelles positions l'électrode peut être utilisée en soudage. Le chiffre 1 représente la capacité d'être utilisée en toutes positions, tandis que le chiffre 2 ne peut être utilisé qu'en position plate.
• Le quatrième chiffre vous dit le courant que vous pouvez utiliser pour l'électrode, et l'enrobage sur l'électrode. Nous avons un tableau de référence pour cela ci-dessous.

6. Configuration du soudage à la baguette

Le soudage à la baguette est une configuration assez simple. Rappelez-vous que vos réglages de polarité dépendront de l'électrode que vous utilisez, alors assurez-vous de vérifier si c'est CA/CC-/CC+. Pour commencer, essayez quelques électrodes 6013 en CC- sur une plaque d'acier de 3/16 pouce (≈ 4,8 mm).

Comment déposer votre premier cordon à la baguette

Donc, vous avez tout configuré, maintenant vous êtes prêt à déposer un cordon. Assurez-vous que vos réglages sont tous corrects et prenez quelques pièces de métal de rebut et placez-les en joint bout à bout (butt joint). Le soudage à la baguette nécessite un peu de compétence, donc il est toujours préférable de pratiquer sur du métal de rebut d'abord avant de sauter dedans et d'essayer de souder sur un vrai projet.

Amorcer l'arc (Striking the Arc)

Une fois l'électrode complète dans le porte-électrode, allumez le poste. Pour amorcer l'arc, placez le bout de l'électrode sur le métal, et tirez-la rapidement comme si vous allumiez une allumette. Si l'arc se forme, relevez l'électrode très légèrement et vous pouvez alors la tirer le long du métal.

L'électrode colle au métal, cassez-la en lui donnant un léger tour. Si l'arc s'éteint, c'est que vous avez relevé l'électrode trop haut de la surface et devriez la tenir plus bas. Une fois l'arc allumé, il devrait faire un bruit comme du bacon qui frire, s'il sonne fort et agressif, vous devez baisser l'amperage.

Déplacer l'électrode

Une fois que vous avez allumé l'arc, vous devez déplacer l'électrode à travers le joint pour effectuer la soudure. Avant de déplacer l'électrode, vous devez l'avoir au bon angle qui est entre 15 et 30 degrés par rapport à la verticale.

Angle de soudage à la baguette

Une fois que vous l'avez au bon angle, vous devez tirer lentement l'électrode vers vous. Vous ne pouvez pas pousser l'électrode car la scorie sera piégée dans le bain de fusion et causera de la porosité.

Vous devrez garder une main ferme alors essayez de poser votre autre coude sur la table et de tenir votre main qui tient l'électrode pour la stabiliser. Testez quelques fois et dépannez en utilisant la section de dépannage à la fin de cet article.

Autres positions de soudage

Si vous faites une soudure d'angle (fillet) sur un T inversé, vous devriez ajuster l'angle à environ 35 degrés au-dessus de l'horizontale. C'est parce que le cordon va commencer à tomber légèrement à cause de la gravité si l'angle n'est pas ajusté pour aider à repousser le cordon vers le haut contre la force de gravité.

Plus il y a de scorie créée, plus l'angle devra être grand. Si votre angle est trop petit, la scorie tombera dans votre bain de fusion et causera des défauts de soudure.

Erreurs courantes et comment les réduire

Quand vous commencez le soudage à la baguette, il est probable que vous fassiez des erreurs, même si vous êtes expérimenté en MIG ou TIG. Les erreurs les plus courantes que je vois sont : avoir un arc trop long, avoir un mauvais angle de traînement, souder à la mauvaise vitesse, et la mauvaise température.

• Beaucoup de projections : Il y a beaucoup de causes pour obtenir trop de projections quand vous soudez, l'une des plus courantes est d'avoir l'arc trop long. Vous devriez tenir l'électrode seulement très légèrement au-dessus de la pièce, sinon l'arc ne pourra pas se concentrer et sautera erratiquement au lieu d'être lisse. S'il y a des projections et que l'arc laisse un son strident aigu, vous avez probablement l'amperage trop haut et devriez le baisser.
• Porosité : Une des causes principales de porosité dans un cordon à la baguette est d'avoir l'électrode à un angle trop raide. Si vous ne gardez pas la scorie à l'arrière du bain de fusion en tirant l'électrode en arrière à un angle, la scorie se mélangera dans le bain et causera de la porosité.
• Sous-coupe (Undercut) : La sous-coupe est avoir un petit cratère à l'orteil du cordon entre le cordon et la plaque de métal, ce qui rend le cordon plus faible. Si vous avez de la sous-coupe et que le cordon a l'air brûlé, essayez de baisser l'amperage car c'est trop chaud.
• Cordon fin : Le cordon idéal à la baguette sera d'environ 2,5 fois le diamètre de l'électrode. Si le cordon est vraiment étroit, il n'aura pas une pénétration suffisante. Essayez de ralentir d'environ la moitié de la vitesse à laquelle vous tiriez initialement l'électrode et vous devriez voir de meilleurs résultats.
• Cordon bosselé (Lumpy) : Si vous tirez l'électrode trop lentement, le métal d'apport s'empilera et sera bosselé. Une autre cause est d'avoir l'amperage trop bas ce qui limitera la pénétration et fera que le métal d'apport restera juste assis sur le joint.
• Difficulté à amorcer l'arc : Si vous avez du mal à amorcer l'arc, ce sera parce qu'il est trop froid ce qui cause un arc faible. Essayez de l'augmenter de 15 ampères ou plus et voyez si c'est plus facile.

Cinq étapes pour améliorer votre technique de soudage à la baguette

Pour beaucoup de gens, surtout ceux qui sont nouveaux ou qui ne soudent pas tous les jours, le soudage à la baguette, aussi connu sous le nom de soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW), est l'un des procédés les plus difficiles à apprendre. Les soudeurs expérimentés qui peuvent prendre un porte-électrode, y mettre une électrode, et déposer de beaux cordons encore et encore peuvent inspirer une grande admiration au reste d'entre nous. Ils font ça paraître facile.

Le reste d'entre nous peut lutter avec ça, cependant. Et nous n'avons pas à le faire, pas si nous prêtons attention à cinq éléments de base de notre technique : réglage du courant, longueur de l'arc, angle de l'électrode, manipulation de l'électrode, et vitesse de progression, ou CLAMS pour faire court (Current, Length of arc, Angle, Manipulation, Speed). Aborder correctement ces cinq domaines de base peut améliorer vos résultats.

1. Pré-preparation

Bien que le soudage à la baguette soit le procédé le plus indulgent sur métal sale ou rouillé, n'utilisez pas cela comme excuse pour ne pas nettoyer correctement le matériau. Utilisez une brosse métallique ou une meuleuse pour enlever la saleté, la crasse ou la rouille de la zone à souder.

Ignorer ces étapes nuit à vos chances de faire un bon cordon du premier coup. Des conditions sales peuvent mener à la fissuration, la porosité, le manque de fusion ou les inclusions. Pendant que vous y êtes, assurez-vous d'avoir un bon point pour la pince de masse. Une bonne connexion électrique solide est importante pour maintenir la qualité de l'arc.

Positionnez-vous pour avoir une bonne vue du bain de fusion. Pour la meilleure vue, gardez votre tête sur le côté et hors des fumées de soudage pour vous assurer que vous soudez dans le joint et maintenez l'arc sur le bord d'attaque du bain. Assurez-vous que votre stance vous permet de soutenir et manipuler l'électrode confortablement.

Ne vous découragez pas ! Il y a une courbe d'apprentissage avec le soudage à la baguette, ce que beaucoup croient avoir obtenu son nom parce que quand on apprend à souder, tout le monde colle (stick) l'électrode à la pièce.

2. Réglage du courant

L'électrode que vous sélectionnez déterminera si votre machine doit être configurée en CC positif, CC négatif, ou CA. Assurez-vous de l'avoir correctement réglée pour votre application. (L'électrode positive fournit environ 10 % de pénétration en plus à un ampérage donné que le CA, tandis que le CC polarité directe, électrode négative, soude mieux les métaux plus minces.)

Le réglage d'amperage correct dépend principalement du diamètre et du type d'électrode que vous sélectionnez. Le fabricant d'électrodes indique généralement les plages de fonctionnement de l'électrode sur la boîte ou les documents inclus.

Sélectionnez votre amperage basé sur l'électrode (une règle générale est de 1 amp pour chaque 0,001 pouce de diamètre d'électrode), la position de soudage (environ 15 % moins de chaleur pour le travail en plafond comparé à un cordon à plat), et l'inspection visuelle du cordon fini. Ajustez votre poste par incréments de 5 à 10 ampères à la fois, jusqu'à ce que le réglage idéal soit atteint.

3. Longueur d'arc

La longueur d'arc correcte varie avec chaque électrode et application. Comme bon point de départ, la longueur d'arc ne devrait pas dépasser le diamètre de la partie métallique (âme) de l'électrode. Par exemple, une électrode 6010 de 1/8 pouce (3,2 mm) est tenue à environ 1/8 pouce du métal de base.

4. Manipulation de l'électrode

Chaque soudeur manipule l'électrode un peu différemment. Développez votre propre style en observant les autres, en pratiquant, et en notant quelles techniques produisent les meilleurs résultats. Notez que sur du matériau de 1/4 pouce (6,35 mm) et plus mince, tisser l'électrode n'est généralement pas nécessaire car le cordon sera plus large que nécessaire. Dans de nombreux cas, un cordon droit est tout ce qui est nécessaire.

Pour créer un cordon plus large sur du matériau plus épais, manipulez l'électrode de côté à côté, créant une série continue de cercles partiellement chevauchants en motif « Z », demi-cercle ou pas saccadé (stutter-step). Limitez le mouvement latéral à deux fois le diamètre de l'âme de l'électrode. Pour couvrir une zone plus large, faites plusieurs passes ou utilisez des cordons stringer.

En soudant en montée verticale (vertical up), si vous vous concentrez sur le soudage des côtés du joint, le milieu s'occupera de lui-même. Traversez le milieu du joint assez lentement pour que le bain de fusion puisse rattraper, et faites une légère pause sur les côtés pour assurer une liaison solide au paroi latérale. Si votre cordon ressemble à des écailles de poisson, vous avez avancé trop vite et n'avez pas tenu assez longtemps sur les côtés.

5. Vitesse de progression

Votre vitesse de progression devrait vous permettre de garder l'arc dans le premier tiers du bain de fusion. Progresser trop lentement produit un cordon large, convexe avec une pénétration faible et la possibilité de cold-lapping (soudage à froid), où le cordon semble simplement posé sur la surface du matériau.

Des vitesses de progression excessivement rapides diminuent aussi la pénétration, créent un cordon plus étroit et/ou hautement bombé, et possiblement un sous-remplissage ou une sous-coupe (undercut), qui est quand la zone en dehors du cordon est concave ou creusée. Notez vers la fin du cordon dans l'image ci-dessous comment le cordon apparaît incohérent comme si le bain essayait de rattraper.

Avantages du soudage à la baguette

• Le soudage à la baguette est portable. Un petit poste peut souder du métal épais, n'est pas très lourd, et vous n'avez pas besoin d'un dévidoir de fil ni d'équipement supplémentaire comme une bouteille de gaz.
• Le soudage à la baguette est le meilleur choix pour les conditions extérieures. Le soudage avec gaz ne produira pas de bons résultats dans des conditions venteuses.
• Il est plus facile à maîtriser que le TIG, mais nécessite quand même de la compétence.
• Vous pouvez souder sur du métal avec de la calamine ou de la rouille.

Inconvénients du soudage à la baguette

• Il nécessite plus de compétence que le MIG car vous devez maintenir l'électrode à une certaine distance du métal pendant qu'elle se consume.
• Il produit beaucoup plus de projections et de scorie.
• Le temps de nettoyage accru résulte en une efficacité diminuée.
• Le cordon ne sera pas aussi complexe ou de haute qualité que le TIG.