Comprendre les projections de soudage : causes et techniques de réduction efficaces

Qu'est-ce que les projections de soudage ?

Les projections de soudage sont des gouttelettes de métal en fusion ou de matériaux non métalliques qui sont dispersées ou projetées pendant le processus de soudage. Ces petites particules chaudes peuvent voler et retomber sur l'établi ou le sol, tandis que d'autres peuvent adhérer au métal de base ou à tout matériau métallique environnant. Elles sont faciles à identifier car elles deviennent des substances sphériques, petites et arrondies une fois solidifiées.

Les projections se produisent principalement dans le soudage à l'arc sous gaz (GMAW/MIG). En excès, elles peuvent être recyclées dans un four pour produire des structures solides.

La qualité du matériau soudé influence considérablement la quantité de projections générées. Cela va de la composition du métal à son revêtement, en passant par la propreté de sa surface.

Les projections sont le cauchemar de nombreux soudeurs, et bien qu'il soit impossible de les éliminer totalement, on peut les réduire significativement. En lisant chaque cause, appliquez les solutions proposées pour minimiser leur impact et obtenir une expérience de soudage plus sereine.

Quelles sont les causes des projections de soudage et comment les réduire ?

Les projections sont généralement causées par la perturbation du bain de fusion. Ces particules nuisent à la conception technique car elles altèrent la surface du métal de base lorsqu'elles y adhèrent.

Elles peuvent aussi causer des blessures en atelier si le soudeur ne respecte pas les précautions de sécurité. Les projections sont dangereuses dans les industries manipulant des huiles. Les causes les plus courantes incluent :

• Arc de soudage trop long
• Arc de soudage trop court
• Propreté de la surface du métal de base
• Choix du gaz de protection (le CO2 génère plus de projections)
• Angle de soudage incorrect
• Déséquilibre entre tension et intensité
• Vitesse d'avance du fil incorrecte

Les marques, dommages, fissures ou pores laissés sur la surface du métal de base peuvent initier la corrosion.

1. Composition du métal

Certains métaux ne sont pas conçus pour le soudage. Ils contiennent des éléments ajoutés aux résistances variables qui n'incluent pas la soudabilité. D'autres sont vendus comme métaux soudables mais fabriqués le plus économiquement possible, avec des additifs bon marché dans le mélange de base.

Si vous êtes préoccupé par les projections, évitez ces deux types de métaux. Bien que les matériaux bon marché soient attrayants, les contaminants et composants non soudables qu'ils contiennent provoquent souvent des projections excessives.

Prévention : Ces matériaux sont de mauvais choix pour le soudage. Trouver un autre métal est le seul moyen de minimiser les projections dans ce cas. Si vous devez absolument les utiliser, suivez la section « autres solutions » pour réduire leur impact sur votre projet.

2. Revêtement du métal

Si le bon type de matériau est crucial pour minimiser les projections, certains projets exigent un revêtement spécifique avant le soudage. Cela inclut les revêtements galvanisés, tout placage métallique comme le zinc (électrogalvanisation), le chrome, la peinture, le caoutchouc, et tout autre revêtement de surface.

En substance, plus le matériau soudé est pur, plus le soudage sera propre, générant moins de projections. Certains revêtements comme l'acier pré-apprêté du commerce sont conçus sans contaminants de soudage, donc ils n'aggravent pas les projections, mais la majorité rendront la tâche difficile s'ils ne sont pas traités.

Prévention : Meulez le revêtement sur la zone de soudage. La couche fondrait pendant le soudage, mais la meuler au préalable offre une surface pure, produisant beaucoup moins de projections. Meulez au moins 2 cm autour de la zone de soudure. La chaleur intense consumera tout ce qui se trouve à proximité, générant des projections excessives même si ce n'est pas directement dans la soudure.

3. Métal sale

Tout comme les composants internes du métal et les revêtements de surface causent des problèmes de soudage, la saleté est un contributeur majeur aux projections. Qu'il s'agisse d'huile, de graisse, de traits de feutre ou de poussière, cela ne fusionnera pas bien avec votre soudure, causant des projections.

Prévention : Nettoyez avant de souder. Le soudage est un processus simple qui devrait produire peu de projections si tout le travail préparatoire est fait, et le nettoyage en est un aspect crucial. Cela ne prend pas beaucoup de temps. Un coup de chiffon rapide avant de chauffer aidera à assurer une soudure lisse et à minimiser les projections.

4. Métal d'apport soudable

Un matériau de qualité crée des soudures de qualité, et des soudures de qualité ont peu de projections. Si vous achetez le bon métal mais pas un fil ou des baguettes d'apport de qualité, vous revenez au point de départ avec les problèmes de projections.

Métal d'apport de basse qualité

On en a pour son argent, et si vous voulez éliminer les projections, il vaut la peine de choisir un métal d'apport de qualité. Quelle que soit la discipline de soudage, les consommables doivent avoir la bonne composition pour produire des soudures propres.

Comme pour les métaux de base, il est moins cher pour les entreprises de créer des produits d'apport en ajoutant des composants sans rapport avec le soudage. Ils servent toujours leur but en étant soudables et en ajoutant du matériau, mais les projections excessives sont un résultat typique de ce compromis.

Prévention : Renseignez-vous sur la qualité des métaux d'apport envisagés avant d'acheter. N'achetez pas le moins cher pour économiser, ni le plus cher en pensant avoir le meilleur. Étudiez les différents types et assurez-vous que votre achat est un produit de qualité, pour qu'il produise le moins de projections possible.

Métal d'apport contaminé

Les soudeurs laissent souvent leurs consommables à découvert. Ils se contaminent par l'huile, la saleté, la poussière, et peuvent rouiller par inactivité. La saleté et la rouille entrant directement dans la soudure causent des projections excessives.

Prévention : Protégez vos consommables en les gardant couverts quand ils ne sont pas utilisés. Les baguettes d'apport en acier inoxydable sont moins critiques car elles ne rouillent pas, mais si elles sont laissées à l'air, essuyez-les avant de souder. La poussière d'acier peut toutefois faire rouiller les baguettes inox et contaminer les soudures. Si vous meulez de l'acier, tenez les baguettes inox à l'écart.

Même si la plupart des bobines de fil MIG sont couvertes, le fil doit toujours être dans un sac quand il n'est pas utilisé, sauf usage fréquent ou couvercle hermétique. L'humidité peut s'accumuler sur la bobine si elle reste découverte trop longtemps, causant de la rouille.

Les électrodes SMAW (soudage à l'arc/baguette) sont moins critiques, car le flux sur l'électrode a une façon unique d'éliminer les contaminants comme l'air et autres impuretés. Cependant, des électrodes mouillées ou huileuses produiront beaucoup plus de projections, donc il vaut quand même la peine de les garder dans un sac ou un contenant.

5. Réglages du poste à souder

Si vous achetez de l'acier de qualité, avec les meilleurs consommables, nettoyez tout impeccablement et commencez à souder en pensant que tout ira bien, vous pourriez encore avoir de terribles projections. Aussi nécessaire que soit la qualité des matériaux, si les réglages du poste sont mauvais, vous aurez le même problème.

Réglages MIG

Une cause courante des projections en MIG est une vitesse d'avance du fil excessive ou irrégulière. Les projections se produisent quand le fil d'apport entre dans le bain de fusion. Le fil solide fond rapidement sous l'effet de la chaleur extrême. En fondant, il devient liquide, créant le bain.

Si le fil est assez chaud avant d'atteindre l'acier, il fondra dans le bain en douceur avec très peu de projections. S'il est trop froid, le fil frappe le bain avant de fondre et l'éclabousse, causant un « pop » et des projections qui jaillissent.

Les réglages doivent être assez chauds pour que le fil fonde avant d'atteindre le bain à un rythme sain. S'ils sont trop chauds, le fil fondra trop loin du bain, causant des projections à cause de la grande distance entre le bain et le métal liquéfié se dirigeant vers lui. Cela peut aussi créer une buse collante quand le fil fond près d'elle.

Des résidus s'accumulent, causant un débit irrégulier car le fil colle. Cela entraîne davantage de projections. Notez que la chaleur de votre soudure est déterminée par l'augmentation ou la diminution de l'intensité et de la tension.

Réglages SMAW

Le même principe s'applique au soudage SMAW. Votre chaleur doit être adaptée au diamètre des baguettes et à l'épaisseur du métal. Si votre soudage est trop froid, il n'y aura pas de consistance lisse. Il alternera entre soudage et collage, causant des projections excessives, une soudure laide, et une frustration générale.

Si votre soudage est trop chaud, vous pouvez créer une soudure consistante, mais vous devrez avancer beaucoup plus vite pour éviter le percement ou la création d'un méplat. Une vitesse excessive augmente les projections. Maintenir une chaleur constante parfaite pour l'épaisseur de la tôle et les baguettes produira la soudure la plus propre.

Prévention : Pour vous assurer que votre poste ne contribue pas aux projections, pratiquez sur de la ferraille propre pour ajuster vos réglages MIG et SMAW jusqu'à les affiner. Il est utile de connaître les réglages recommandés par le fabricant du poste ou des consommables (indiqués sur le poste ou l'emballage), mais ne vous fiez pas aveuglément si les projections persistent. En soudage, les variables réelles font que vos propres essais et erreurs sont souvent la meilleure option quand les choses ne vont pas.

6. Technique du soudeur

Quand j'ai commencé en atelier, mon patron avait réglé le poste avec les paramètres idéaux. J'avais préparé toutes mes pièces soigneusement et les avais nettoyées impeccablement. Pourtant, en me lançant confiant dans le projet, la soudure a projeté partout, faisant un désordre sur la structure.

J'avais tout bon sauf la technique de soudage. La leçon apprise : ne pas oublier que la racine fondamentale d'une bonne technique de soudage est aussi cruciale que la préparation.

Techniques MIG

Si vous soudez au MIG avec un angle de 20° ou plus, attendez-vous à des projections. Bien régler l'angle change non seulement la pénétration et la forme de la soudure, mais c'est aussi un facteur crucial dans la quantité de projections. L'angle de progression est utile, mais plus l'angle est raide au-delà de 15°, plus vous aurez de projections.

Comme mentionné, la constance de la vitesse du fil minimise les projections. De même, la constance de la vitesse de progression, associée à une main stable, assure une soudure propre. Plus vous êtes constant dans la technique requise, moins il y aura de projections. Trouvez le bon angle, la bonne vitesse et la bonne trajectoire, puis maintenez-les.

Assurez-vous que la technique utilisée est correcte pour le type de soudure et de matériau. Un exemple est le fait de pousser ou tirer le bain de fusion. Quand votre soudure requiert un apport de chaleur élevé et constant, tirer la soudure (avancer avec la torche inclinée en arrière par rapport à la direction de progression) est la méthode.

Si la soudure requiert plus de dispersion de chaleur plutôt qu'un apport localisé, pousser (incliné vers la direction de progression) est la voie. Utiliser la mauvaise technique pour les besoins de votre soudure produira des projections excessives.

Techniques SMAW

Contrairement au MIG, il y a moins de techniques SMAW qui déterminent les projections, mais tirer crée plus de projections que pousser. Quand vous pouvez pousser, poussez, mais ne vous cantonnez pas à une technique sous prétexte qu'elle crée généralement moins de projections. La bonne méthode pour la bonne soudure est aussi cruciale en SMAW pour moins de projections.

Assurez-vous que votre vitesse de progression est correcte, et avancez assez vite pour une soudure propre, mais rappelez-vous qu'avec plus de vitesse viennent plus de projections. Trouvez le bon rythme de soudage et tenez-le constamment pour les meilleurs résultats.

7. Gaz de soudage

Le gaz est un autre élément crucial dans les problèmes de projections. Le type de gaz utilisé peut avoir un effet immense sur la propreté de votre soudure, affectant la quantité de projections. Il existe divers gaz pour protéger le soudage MIG, mais l'argon et le CO2 sont les plus courants et les meilleurs.

CO2 pur : Le CO2 pur est un gaz moins cher. Il protège bien et permet une pénétration profonde, mais il est connu pour produire beaucoup plus de projections que l'argon.

Argon pur : L'argon pur est principalement utilisé pour le MIG sur aluminium (alliage avec peu de problèmes de projections) et pour le TIG sur inox. Il ne produit pas de soudures MIG de qualité sur l'acier et aura un effet similaire au CO2 pur avec de mauvaises projections.

Mélange Argon/CO2 : Divers mélanges conviennent à différents types de MIG, de 95% argon/5% CO2 à 80% argon/20% CO2, avec quelques combinaisons intermédiaires. Plus l'acier est épais, plus le pourcentage de CO2 doit être élevé. Si vous choisissez le bon mélange pour votre épaisseur, vous obtiendrez la soudure la plus lisse avec le moins de projections.

Comment nettoyer les projections ?

Bien que les solutions ci-dessus pour minimiser les projections donnent des résultats significatifs, il restera généralement quelques projections. Quel que soit le projet, les projections sont inesthétiques et doivent être enlevées.

Contrairement à l'aluminium, les projections d'acier et d'inox sont difficiles à enlever. Ces trois solutions finales n'empêcheront pas les projections, mais les empêcheront de gâcher votre travail ou de vous faire perdre du temps.

Anti-projections

Ce produit utile est un spray à base d'huile que vous appliquez sur votre zone de soudage. Il est conçu pour être soudé par-dessus sans affecter la qualité de la soudure. Il empêche les projections d'adhérer au métal, laissant principalement des billes lâches sur votre projet.

La plupart peuvent être brossées ou facilement écaillées. C'est un produit appréciable, mais pas parfait. Certaines projections peuvent encore fondre dans votre pièce.

Ruban de soudage

Ce ruban n'est pas du ruban plastique ordinaire. Il est généralement en aluminium et s'applique partout où vous voulez tenir les projections à l'écart, mais ne peut pas être utilisé directement sur la zone de soudure comme le spray anti-projections.

C'est une option coûteuse, mais pour les parties critiques d'un projet, comme une surface usinée ou toute partie qui ne peut être endommagée, c'est votre option idéale. Son prix varie selon les fournisseurs, mais il empêchera toutes les projections de fondre dans les zones où il est appliqué.

Vous pouvez utiliser d'autres rubans ou matériaux pour un coût inférieur. Gardez à l'esprit que la plupart fondront, brûleront, voire prendront feu sous les projections brûlantes. Le ruban aluminium, lui, ne laissera pas passer les projections.

Ciseau/Marteau à projections

Quand vous avez appliqué toutes les solutions pour une soudure parfaite, et qu'il reste encore quelques projections sur votre pièce, un ciseau/marteau à projections est la meilleure solution. Avec un ressort dans le manche et une tête de ciseau à froid, il écaillera facilement tout ce qui reste. C'est rapide, facile, et laisse peu de traces.

Meuleuse

La meilleure amie du soudeur avec un disque à lamelles est un autre excellent recours final. Elle n'éclatera pas les résidus comme un marteau à projections, mais les meulera pour une finition propre. Si vous devez faire des finitions sur le projet, il peut être rapide d'oublier le marteau et de passer un coup de meuleuse sur la surface affectée pendant que vous meulez déjà d'autres zones.