11 procédés de soudage illustrés : guide complet

Il existe de nombreux procédés de soudage. Le soudage assemble deux pièces métalliques généralement par chaleur, parfois avec métal d'apport (renforçant le joint au-delà des métaux de base). C'est un procédé de fabrication unissant matériaux (métaux, thermoplastiques) par forte chaleur pour les fondre et les souder au refroidissement.

Classification des procédés de soudage

Deux grandes catégories : basses et hautes températures. Basses températures : brasage et soudure tendre (brasure/soldering) — métal de base non fondu. Hautes températures : métal d'apport souvent ajouté pour compenser/compléter le métal de base. L'apport peut être plus résistant que le métal de base. En haute température, pression souvent nécessaire avec la chaleur. L'apport doit être protégé de l'oxydation.

Le soudage est dangereux : brûlures, dommages oculaires, gaz toxiques, choc électrique, UV. Réalisé sous l'eau, dans l'espace, en air libre. Sources d'énergie variées.

Types de procédés de soudage

Soudage à l'arc (Arc welding)

Soudage à l'arc sous gaz protecteur (Shielded metal arc welding - SMAW)

Le plus courant. Arc électrique entre pièce et électrode métallique. Métal fondu transféré de l'électrode vers le joint. Courant continu ou alternatif.

Soudage à l'arc sous gaz (Gas-shielded arc welding)

Automatisés, haute efficacité, fort dépôt de matière.

Soudage TIG (Tungsten arc welding)

Électrode tungstène, courant continu ou alternatif. Métal d'apport ajouté au joint pour le renforcer.

Soudage MIG/MAG (Consumable electrode gas-metal arc welding)

Protection au CO₂, très utilisé pour l'acier.

Soudage à l'arc submergé (Submerged arc welding)

Similaire au gaz protecteur, mais flux minéral granulé au lieu de gaz. Matériau autour de l'électrode rend l'arc invisible.

Soudage plasma (Plasma arc welding)

Source de chaleur : plasma chaud. Similaire au TIG sous gaz mais plus grande concentration d'énergie, meilleur contrôle, arc plus stable.

Soudage thermochimique (Thermochemical welding)

Soudage au gaz (Gas welding)

Également utilisé que le soudage à l'arc métal. Source : mélange acétylène/oxygène → flammes carburante, neutre, oxydante. Flamme neutre pour éviter l'oxydation. Fil d'apport froid. Maintenant surtout pour tôlerie. Procédé lent.

Soudage aluminothermique (Aluminothermic welding)

Mélange aluminium/oxyde de fer → métal liquide surchauffé ~2800 °C. Soudage ferreux et non ferreux. Sections larges et compactes (rectangulaires, rondes).

Soudage par résistance (Resistance welding)

Soudure par points, lignes, projections, flash, haute/basse fréquence. Cadences très élevées.

Points et lignes : chaleur par résistance électrique à l'interface. Points pour tôles avec chevauchement. Temps court, tension/haut courant, deux électrodes avec force. Résistance selon taille/nombre de points.

Soudage par ligne (Seam welding)

Courant électrique sur surface à assembler → série de points chevauchants ou ligne continue. Structures où points insuffisants, conteneurs.

Soudage par projection (Projection welding)

Une pièce avec empreinte/relief. Multiples points simultanés.

Soudage flash (Flash welding)

Deux pièces serrées, bouts rapprochés puis écartés répétitivement jusqu'à chauffe de la zone de joint, puis forgeage sous pression jusqu'à solidification.

Soudage par résistance haute/basse fréquence

Tubes : joint longitudinal sur métal formé, bords joints. Chaleur contrôlée par courant et vitesse de roulement.

Soudage à froid (Cold welding)

Assemblage sans chaleur, par simple pression sur pièces préparées. Pression 35–90 % pour déformation aisée. Rouleau, outillage pneumatique, presses. Aluminium : 1,4–2,8 GPa. Autres métaux : pressions plus élevées.

Soudage par friction (Friction welding)

Pièces rapprochées sous charge, l'une en rotation rapide. Chaleur à l'interface jusqu'à état plastique. Rotation stoppée, charge augmentée → joint. Joints résistants par déformation plastique (variante du soudage sous pression). Auto-régulation : coefficient de friction diminue quand température monte, évite surchauffe.

Soudage laser (Laser welding)

Énergie lumineuse laser sur pièce pour fusion. Circuits électriques miniaturisés. Disponibilité limitée, usages restreints. Vitesse/épaisseur contrôlées par conductivité thermique et vaporisation surface. Finesse ~0,5 mm.

Soudage par diffusion (Diffusion bonding)

Pression à température élevée pendant un temps. Taux de déformation ~5 % sur pièces finies. Aérospatial : formes et matériaux complexes.

Soudage par faisceau d'électrons (Electron-beam welding)

Faisceau d'électrons haute vélocité → chaleur. Pièce en chambre vide (bon parcours électroniques), dispositif de focalisation. Chaleur intense → trou étroit et profond. Haute tension ~150 kV. Dispositif transverse automatique pour positionnement. Exemple : 13 mm d'épaisseur → 1 mm de large. Vitesse 125–250 cm/min.

Soudage ultrasons (Ultrasonic welding)

Pièces serrées sur enclume + sonde vibrante. Vibration → température interface → soudure. 0,08 s (fils fins) à 1 s (1,3 mm). Électronique : circuits intégrés, boîtiers transistors, canettes aluminium.

Soudage explosif (Explosive welding)

Deux plaques heurtées sous force explosive à haute vélocité. Une plaque sur acier lourd, l'autre à 5° avec explosif au-dessus. Chaleur par charnière des plaques, soudure par déformation plastique rapide à l'interface. Aspect ondulé par jet de métal entre plaques.

Soudage de forge (Forge welding)

Technique ancestrale du fer. Pression/martelage sur pièces chaudes. Au départ : petits fers assemblés en plus grands. Température de forge avant martelage. Forgerons : épées, chaînes.

Cet article a passé en revue 11 grands procédés de soudage avec leurs principes et applications.