Utilisée surtout dans divers secteurs d’activité comme l’industrie automobile, l’aéronautique ou navale, le bâtiment et autres, le soudage sert à rassembler deux morceaux métalliques. Pour cause, il est impossible de les maintenir collés, le soudage étant l’unique moyen permettant de les garder assemblés. En effet, ce procédé agit au niveau atomique et relie les 2 pièces de manière à ce qu’elles ne forment qu’une. Différentes technologies de soudure sont utilisées pour cela et leur choix dépend d’un certain nombre de critères, dont la nature des métaux et leur épaisseur.
Les 2 principales techniques de soudure qui servent à fusionner des métaux : la soudure et la brasure
Il existe 2 principales techniques pour souder les métaux : la soudure et la brasure. Certes, les deux procédés sont quasi similaires, mais se différencient sur quelques points.
Le soudage
La soudure électrique est utilisée quand on souhaite fusionner 2 morceaux métalliques de même nature, ce, à l’aide d’un métal d’apport. On se sert de ce procédé pour souder de l’acier par exemple, mais il faut que le métal d’apport soit également en acier. Cependant, les extrémités des 2 pièces doivent être préalablement rassemblées avant de travailler le métal de raccordement.
Le brasage
Le brasage est le moyen le plus simple qui permet de rassembler 2 morceaux de métal de différentes compositions en se servant d’un métal d’apport tout aussi différent. Grâce à ce procédé, on peut par exemple assembler une pièce en zinc à une autre en cuivre en se servant d’un étain. Les 2 extrémités des 2 pièces n’ont pas besoin d’être préalablement fusionnées, ce qui rend plus facile cette technique. Seul, le métal d’apport, dès qu’il entre en fusion, les fixera. Aussi, tous les métaux existants peuvent être rassemblés avec la brasure, à condition que leur température de fusion reste en dessous de celle du métal d’apport.
Les critères de choix d’une technique de soudure
Il y a certains paramètres à prendre en compte pour choisir entre la soudure ou le brasage. On en cite la solidité des morceaux de métal à fusionner et l’endroit où effectuer la soudure, dans un atelier ou sur chantier. Il y a aussi l’accès au joint et la position adoptée pour réaliser la soudure. En effet, l’équipement de soudage et la tête de soudure doivent atteindre la partie à rassembler. Pour une soudure verticale ou une soudure au plafond, surtout sur chantier, le procédé MMA, est le plus indiqué. Il faut aussi considérer la composition du morceau de métal, les aciers ne contenant qu’une infime quantité de carbone n’ont, par exemple, pas besoin de niveaux de préchauffages élevés.
Les technologies de soudure existantes
Passons maintenant aux technologies de soudure existantes proprement dites. Il y en a 9 que nous allons expliquer une à une ci-dessous.
La soudure autogène ou au chalumeau
La soudure autogène ou au chalumeau est la plus connue et qui consiste à produire une flamme avec un chalumeau à l’aide de 2 gaz différents. Le premier peut être du propane, du méthane, du C2H2, ou du butane, et le second, de l’oxygène, de l’H2 ou du gaz naturel. L’oxygène sert de carburant et l’acétylène ou le propane, de combustibles qui fournissent la flamme quand on allume la torche. Cependant, pour obtenir une température élevée qui faciliterait la fusion immédiate des métaux, les soudeurs utilisent généralement de l’oxy-acétylène ou de l’oxy-propane. Quoi qu’il en soit, cette méthode sert à rassembler des morceaux de métal en acier ou en fer. Ce sont les professionnels en ferronnerie, en métallerie et les fabricants de meubles qui s’en servent surtout. Si parfaitement réalisée, elle fournit des résultats lisses, droits et réguliers, mais dans la plupart des cas, elle laisse une petite surépaisseur au niveau des points d’assemblage.
L’oxycoupage
L’oxycoupage est un autre type de soudure autogene, donc réalisée avec un chalumeau, et qui consiste à découper à très haute température des matériaux très épais. Le procédé se sert pour cela d’un gaz combustible tel que le C2H2, et l’O2, comme comburant, les deux générant une flamme permettant de commencer et de réaliser la coupe du matériau. Le jet d’oxygène dégage une forte chaleur au contact du métal et permet de découper facilement et avec précision celui-ci. Grâce à cette technique, on peut couper des matériaux très épais, jusqu’à plusieurs dizaines de centimètres d’épaisseur comme les buses en métal entre autres. Le soudage plasma ou le soudage laser, eux, sont réservés aux matériaux relativement fins ou très fins.
La soudure à l’arc électrique
Comme son nom l’indique, la soudure a l’arc électrique se sert d’un arc électrique pour élever, jusqu’au niveau de fusion des métaux, la température. On parle du courant électrique visible dans une matière isolante telle que le gaz et qui fournit l’énergie nécessaire pour fusionner les métaux à rassembler. Leur résistivité, quand ils sont en contact avec l’électricité de l’arc, élève en effet la température au point de soudure pour fusionner les métaux. Bon nombre de procédés de soudage s’en servent ainsi comme moyen de fusion, car la chaleur émise est intense alors que facile à maîtriser. On en cite ainsi l’arc court ou le court-circuit, l’arc intermédiaire, la soudure en spray, l’arc long et l’arc pulsé.
La soudure MIG/MAG
La soudure MIG/MAG ou Metal Inert Gas et Metal Active Gas fait partie des méthodes de soudure à l’arc électrique. C’est une technique de soudure semi-automatique qui se sert de la chaleur d’un arc électrique pour chauffer le morceau de métal à souder et le métal d’apport, ce, jusqu’à leur point de fusion. Le procédé est protégé de l’oxydation par un gaz spécifique, du gaz inerte comme l’Argon ou l’Hélium qui ne réagit pas avec le métal en fusion pour le MIG. On utilise par contre du gaz actif mélangé comme de l’Argon/CO2 ou de l’Argon/Oxygène pour le MAG, celui-ci réagissant avec le métal fondu. La soudure MIG/MAG permet ainsi d’obtenir un soudage en continu ou d’épais cordons comme pour les charpentes métalliques.
La soudure MIG Pulsé et Double Pulsé
Le soudage MIG Pulsé est également une technique de soudure automatique ou semi-automatique dans laquelle le courant fourni par le générateur varie. Cela engendre une forme d’onde particulièrement précise durant la soudure. Grâce à elle, les risques de déformation s’amenuisent, car l’énergie dégagée est minime. Cela en fait une méthode de soudage adaptée aux tôles de petite épaisseur comme celles de 2, 5 mm d’épaisseur par exemple.
La soudure TIG
La soudure TIG ou Tungsten Inert Gaz est le procédé le plus utilisé pour souder les principaux métaux existants comme l’acier, l’aluminium et l’inox. Elle se sert pour cela d’une électrode non fusible, le Tungsten, avec un métal d’apport ou non. Elle utilise aussi un gaz inerte dont le rôle consiste à protéger le processus de soudage et à transmettre de manière ciblée la chaleur. Cela peut être de l’argon ou des mélanges à l’argon, combiné à l’hélium par exemple, pour optimiser l’énergie de l’arc et accélérer le processus de soudure. On peut aussi utiliser de l’hydrogène qui, mélangé à l’argon, fournit de belles performances, ce gaz facilitant la pénétration de la fusion. Pour souder des aciers complexes, le mélange d’argon et d’azote est plus indiqué.
La soudure Plasma
La soudure Plasma fait également partie des méthodes de soudure à l’arc électrique, effectuée sous protection de gaz inerte. Elle utilise de l’argon pur ou du mélange d’argon et hélium, argon et azote ou argon et hydrogène pour cela. Elle se sert aussi d’une électrode en tungstène non fusible, et parfois d’un métal d’apport ou non. Ce procédé permet d’atteindre facilement les 10 000°C pour souder l’inox et les aciers noirs. Cette performance est la raison pour laquelle il est très plébiscité en construction mécanique. Grâce à sa précision, il permet aussi d’obtenir des résultats de qualité, avec des points de soudure moins apparents, même sur les pièces métalliques de très fine épaisseur.
On distingue 2 types de soudure plasma : la soudure plasma à arc soufflé et la soudure plasma à arc transféré, les deux nécessitent l’usage d’une torche adaptée. Pour la première, le contact entre l’électrode et l’intérieur de la tuyère d’alimentation en gaz crée l’arc électrique. Pour la seconde, c’est le contact entre l’électrode et le matériau à souder qui crée l’arc électrique.
La soudure laser
Comme son nom l’indique, c’est le faisceau laser qui élève rapidement la température des matériaux à assembler dans le soudage laser. Les points de jonction sont également quasi invisibles avec cette méthode. Cela en fait un procédé privilégié dans l’industrie automobile, l’industrie médicale et dans l’orfèvrerie.
La soudure orbitale
La soudure orbitale, elle, se réalise avec un arc électrique qui tourne en continu à 360° autour d’une pièce de forme cylindrique. En effet, il est difficile de souder manuellement les pièces en métaux de forme cylindrique, la raison pour laquelle on utilise ce procédé pour le faire. Mécanisée, avec des paramètres de soudure programmés, la soudure orbitale permet de maîtriser l’opération et d’en obtenir de bons résultats. Quasiment tous les métaux peuvent être soudés avec la soudure orbitale, même les aciers les plus durs, les aciers au carbone peu alliés ou non alliés, le titane, l’aluminium, le cuivre, le nickel et leurs alliages, etc.
