Soudage à l'arc à fil fourré (FCAW) : Guide complet du processus et des applications

Qu'est-ce que le soudage à l'arc à fil fourré (FCAW ou FCA) ?

Le soudage à l'arc à fil fourré (FCAW ou FCA) est un procédé de soudage à l'arc semi-automatique ou automatique. Le FCAW nécessite une électrode tubulaire consommable alimentée en continu, contenant un flux, ainsi qu'une source d'alimentation en tension constante ou, plus rarement, en courant constant.

Un gaz de protection externe est parfois utilisé, mais souvent le flux lui-même assure la protection nécessaire contre l'atmosphère, produisant à la fois une protection gazeuse et un laitier liquide protégeant le cordon. Ce procédé est largement utilisé dans la construction en raison de sa vitesse de soudage élevée et de sa portabilité.

Le soudage à l'arc à fil fourré (FCAW), également appelé soudage double protection, est un procédé de soudage à l'arc semi-automatique similaire au soudage MAG (Metal Active Gas). Le FCAW utilise une électrode filaire continue, une source d'alimentation en tension constante et un équipement similaire au soudage MAG.

Le procédé a été développé pour la première fois dans les années 1950 comme alternative au soudage à l'arc manuel (MMA), aussi appelé soudage à l'électrode enrobée. Le FCAW surmonte de nombreuses restrictions du MMA grâce à son électrode filaire alimentée en continu.

Le soudage à l'arc à fil fourré utilise généralement un gaz de protection similaire à celui du soudage MAG, mais peut également être réalisé sans gaz de protection. Il est plus productif que le soudage MAG.

Comment fonctionne le soudage à l'arc à fil fourré ?

Le soudage à l'arc à fil fourré utilise la chaleur générée par un arc électrique pour fusionner le métal de base dans la zone de joint. Cet arc est établi entre la pièce métallique et le fil fourré tubulaire consommable alimenté en continu, le fil et la pièce fondant ensemble pour former le joint de soudure.

Cela ressemble au soudage MAG, sauf que le FCAW utilise une électrode creuse tubulaire remplie de flux au lieu d'une électrode métallique pleine. Le procédé FCAW se divise en deux types selon la méthode de protection : l'un utilise un gaz de protection externe, l'autre repose uniquement sur le cœur de flux pour protéger la zone de soudure.

Le gaz de protection, lorsqu'il est utilisé, protège le bain de fusion de l'oxydation et est généralement fourni externement depuis une bouteille à haute pression. Le métal de soudure est également protégé par la formation de laitier issue de la fusion du flux. C'est pourquoi le procédé est familièrement appelé soudage « double protection » et a été développé principalement pour le soudage d'aciers de structure.

Les gaz de protection les plus couramment utilisés sont le dioxyde de carbone ou des mélanges d'argon et de dioxyde de carbone. Le mélange le plus fréquent est 75 % d'argon et 25 % de dioxyde de carbone. Cette méthode double protection est privilégiée pour le soudage de matériaux épais ou en position.

Dans des conditions identiques, ce procédé produit des soudures aux propriétés mécaniques plus constantes et avec moins de défauts que les procédés MMA ou MAG. L'électrode tubulaire alimentée en continu permet également des taux de production plus élevés que les fils pleins ou les électrodes enrobées.

Cependant, la méthode à gaz de protection peut ne pas convenir en conditions venteuses, car la perturbation du gaz de protection pourrait réduire les propriétés du métal de soudure.

La seconde version du procédé n'utilise pas de gaz de protection externe mais repose sur la protection offerte par l'électrode à cœur de flux elle-même. Cette electrode fournit une protection gazeuse et forme un laitier qui recouvre et protège le métal en fusion dans le cordon.

Le cœur du fil fourré contient des agents de flux formant le laitier et des matériaux produisant des gaz de protection lorsqu'ils sont brûlés par la chaleur de l'arc de soudage. Ce flux de protection permet d'utiliser facilement ce procédé en extérieur, même par temps venteux, sans gaz de protection externe. Cela rend le procédé extrêmement portable et donc adapté aux applications de soudage en extérieur.

Applications

Voici les principales applications du FCAW :

• Ce procédé de soudage à l'arc est important dans l'industrie navale car il permet d'économiser d'énormes coûts de main-d'œuvre.
• Il est également utilisé dans de nombreuses industries de la construction pour les opérations de soudage.
• Il est largement applicable dans les industries mécaniques.
• Le FCAW peut être utilisé sur les aciers au carbone ordinaires, alliés, inoxydables et duplex.
• Il est utilisé pour le rechargement et le surfacage.

Avantages et inconvénients du soudage à l'arc à fil fourré (FCAW)

Avantages

Voici les avantages du FCAW :

• Différentes façons d'alimenter le gaz de protection
• Applicable à toutes les positions de soudage
• Gaz de protection non nécessaire pour certains fils, utilisables en conditions venteuses
• Taux de dépôt élevé
• Risque de porosité très faible
• Moins de nettoyage du métal de base requis

Inconvénients

Malgré les grands avantages du FCAW, certains inconvénients persistent. Voici les limites du soudage à l'arc à fil fourré dans leurs diverses applications :

• Production de laitier, qui doit être éliminé après soudage
• Production de plus de fumées, dangereuses pour le soudeur
• Coût du fil appliqué
• Procédé complexe et plus coûteux
• Production de plus de projections

Vidéo sur le soudage à l'arc à fil fourré