Procédé de soudage expliqué : types, techniques et applications pratiques

Dans cet article, vous apprendrez ce qu'est le soudage : 10 types de procédés de soudage avec leur fonctionnement, avantages, inconvénients, applications, et plus. PDF téléchargeable à la fin.

Qu'est-ce que le soudage ?

Le soudage est un procédé d'assemblage permanent où deux pièces métalliques forment une seule pièce par chauffage jusqu'à leur point de fusion. Un métal d'apport (métal d'apport) est ajouté pendant le chauffage pour lier les deux pièces.

En général : deux pièces similaires ou dissemblables jointes par chauffage à température suffisante pour fondre les métaux, avec ou sans pression, avec ou sans métal d'apport.

Machine à souder

Une machine à souder crée la chaleur et applique le métal d'apport. Fourni soit par l'électrode, soit par métal d'apport séparé. Température : 6000–7000 °C. Voyons les différents procédés et leur usage industriel.

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Types de procédés de soudage

Selon le mode de génération de chaleur :

1. Soudage MIG
2. Soudage à l'électrode enrobée (Stick)
3. Soudage TIG
4. Soudage plasma (Plasma Arc)
5. Soudage faisceau d'électrons (Electron beam)
6. Soudage faisceau laser (Laser beam)
7. Soudage au gaz (Gas welding)
8. Soudage à l'anima flux (Flux cored arc)
9. Soudage hydrogène atomique (Atomic hydrogen)
10. Soudage électro-laitier (Electroslag)

1. Soudage MIG

MIG = Metal Inert Gas. Aussi : soudage à l'arc sous gaz protecteur (GMAW) ou soudage fil.

Fil mince = électrode, dévidé d'une bobine sur pistolet par tube flexible, sort par buse. Fil alimenté en continu quand gâchette pressée.

2. Soudage à l'électrode enrobée (SMAW)

Aussi : soudage à l'arc manuel, soudage à l'arc sous flux, ou « stick welding ». Arc entre baguette/électrode (enrobée flux) et pièce. Surface baguette et pièce fondent → bain de fusion.

Fusion simultanée de l'enrobage flux → gaz + laitier protègent le joint de l'environnement. Procédé polyvalent : aciers ferreux/non ferreux, toutes épaisseurs, toutes positions.

3. Soudage TIG

TIG = Tungsten Inert Gas. Aussi GTAW (American Welding Society). Dit aussi soudage au gaz.

Électrode tungstène (point de fusion élevé). Électrode chauffe mais ne fond pas → électrode non consommable. Non consommable ≠ durée infinie, mais ne fond pas et ne fait pas partie du cordon.

4. Soudage plasma (PAW)

Plasma Arc Welding (PAW) : arc entre électrode tungstène non consommable et pièce (arc transféré) ou buse réfrigérée constrictrice (arc non transféré).

Plasma = mélange gazeux ions positifs, électrons, molécules neutres. Arc transféré → jets plasma haute densité énergétique → soudage/coupage rapides : céramiques, alliages cuivre, aciers, aluminium, nickel, titane.

5. Soudage faisceau d'électrons (EBW)

Electron Beam Welding : chaleur par faisceau d'électrons haute énergie. Électrons heurtent pièce → énergie cinétique → thermique → bords fondus → joint après solidification.

EBM = soudage état liquide. Joint métal-métal en état liquide/fondu. Accepte énergie cinétique électrons pour joindre deux pièces.

6. Soudage faisceau laser (LBW)

Laser Beam Welding : chaleur par faisceau laser haute énergie sur pièce. Laser chauffe/fond les extrémités → joint.

Joint = série de points chevauchants ou cordon continu. Électronique, communications, aérospatial, équipements médicaux/scientifiques, petits composants.

7. Soudage au gaz

Fusion des bords par flamme gaz + métal d'apport → joint continu solide au refroidissement.

Mélanges oxyacétylène très utilisés, place prépondérante. Flamme oxyacétylène : ~3200 °C zone la plus chaude. Oxyhydrogène : ~1900 °C.

8. Soudage à l'anima flux (FCAW)

Quasi identique au MIG. Soudeurs MIG font souvent FCAW. Fil avec anima flux → gaz protecteur autour du cordon. Moins de gaz externe nécessaire.

Mieux pour métaux rugueux, épais : fort apport thermique. Réparation engins lourds. Peu de déchets. Pas de gaz externe → coût réduit.

9. Soudage hydrogène atomique

Forme température extrême = soudage arc-atomique. Gaz hydrogène protège deux électrodes tungstène. Températures > chalumeau acétylène. Avec ou sans métal d'apport.

10. Soudage électro-laitier (Electroslag)

Procédé avancé : joint bout à bout vertical de deux pièces minces. Soudure non à l'extérieur mais entre les deux bouts.

Fil électrode cuivre dans tube guide métallique = métal d'apport. Sous tension → arc → amorçage sous joint, remontée lente → cordon en place du joint.

Types de positions de soudage

Quatre positions principales :

1. Position à plat (1G, 1F)
2. Position horizontale (2G, 2F)
3. Position verticale (3F, 3G)
4. Position au plafond (4G, 4F)

1. Position à plat

La plus évidente, dite « position main basse ». Soudage sur le dessus du joint. Métal fondu tiré vers le bas par gravité. Soudure plus rapide et facile.

1G/1F : 1 = plat, G = gorge (groove), F = angle (fillet).

2. Position horizontale (2G, 2F)

Plus difficile, plus de compétence. 2G : gorge, axe soudure plan horizontal. Face du cordon ~ plan vertical. 2F : angle, soudure face supérieure de surfaces ~ horizontales contre surface ~ verticale. Chalumeau ~ 45°.

3. Position verticale (3F, 3G)

Pièce et cordon verticaux. 3F/3G = angle/gorge verticaux.

Gravité pousse métal fondu vers le bas → tendance à s'empiler. Contremesure : position verticale montante ou descendante.

Montante : flamme vers le haut, 45° à la pièce. Soudeur dépose métal des parties basses vers le haut contre gravité.

4. Position au plafond (4G, 4F)

Soudage par le dessous du joint. Position la plus complexe et difficile. 4G/4F = gorge/angle.

Métal déposé → trou dans pièce, cordon avec bourrelet haut. Éviter : garder bain fondu petit. Si trop long, couper flamme un instant pour refroidir.

Avantages du soudage

1. Bon cordon > métal de base en résistance
2. Plus rapide que rivetage et moulage
3. Joints complètement rigides
4. Applicable à tous métaux/alliages
5. Formes difficiles réalisables
6. Équipement portable, maintenance aisée
7. Pas de bruit (contrairement au rivetage)
8. Espace de travail réduit vs rivetage
9. Tout espace de joint réalisable

Inconvénients du soudage

1. Rayonnements, fumées, projections nocives
2. Joints plus fragiles → résistance fatigue < pièces jointes
3. Distorsion et contraintes résiduelles
4. Gabarits/fixations nécessaires pour maintien
5. Main-d'œuvre qualifiée et électricité requises
6. Inspection plus difficile/coûteuse que rivetage

Applications du soudage

Applications vastes : pas d'industrie métallurgique ni branche d'ingénierie sans soudage. Principalement fabrication.

Exemples :

• Construction navale
• Wagons ferroviaires
• Châssis et carrosserie automobile
• Caisses d'engins de terrassement
• Volets, portes, portails
• Tous travaux de fabrication

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Conclusion

Le soudage est un procédé d'assemblage fort : deux pièces → une par fusion. Certains procédés machine nécessitent équipement spécialisé coûteux. Plus rapide que rivetage/moulage.

Nous espérons avoir clarifié le procédé de soudage. Questions sur les types de procédés de soudage ? Contactez-nous ou commentez.

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