Qu'est-ce que le soudage ? Définition, types et fonctionnement des processus

Le soudage est un processus utilisé dans la fabrication métallique, la construction, la fabrication et bien plus encore.

De la réparation de machines à la construction de véhicules, le soudage joue un rôle crucial dans de nombreuses industries britanniques. Dans ce guide, nous aborderons le soudage, son fonctionnement, les processus et les assemblages courants, ainsi que son utilité.

Que vous soyez apprenti ou que vous souhaitiez simplement en savoir plus, notre guide est un excellent point de départ.

Qu'est-ce que le soudage ?

Le soudage est le processus d’assemblage de matériaux – généralement des métaux – à l’aide de chaleur, de pression ou des deux. Il existe différents types de soudage, tels que MIG/MAG, TIG ou à électrode enrobée, chacun ayant ses propres avantages et utilisations idéales.

Définition du dictionnaire

• Unir (des pièces métalliques) en chauffant et en laissant les métaux fusionner ou en les martelant ou en les comprimant avec ou sans chauffage préalable
• Unir (les plastiques) de manière similaire en chauffant
• Réparer (quelque chose) par cette méthode
• Produire ou créer comme si cela résultait d’un tel processus

Si vous êtes soudeur, vous pouvez utiliser ces techniques pour une large gamme de tâches de fabrication ou de réparation.

Comment fonctionne le soudage ?

Assemblage de matériaux

Le soudage fusionne deux ou plusieurs matériaux pour former un joint solide. Les matériaux assemblés sont appelés matériaux de base. Parfois, un métal d'apport ou un consommable est utilisé pour renforcer la liaison.

Les soudures peuvent être classées en :

• Soudures homogènes – Le métal d'apport est le même que le matériau de base
• Soudures hétérogènes – Le métal d'apport est différent du matériau de base
• Soudures autogènes – Aucun métal d’apport n’est utilisé, seuls les matériaux de base sont fusionnés

Utilisation de la chaleur ou de la pression

Le soudage par fusion (comme le soudage MIG, TIG ou à électrode enrobée) utilise la chaleur pour faire fondre ensemble les matériaux de base et d'apport.

Le soudage par pression assemble les matériaux par friction ou par force, parfois avec de la chaleur appliquée en parallèle.

Le processus de soudage produit un matériau en fusion, appelé bain de fusion, qui se solidifie pour créer une liaison. Dans certaines soudures, un gaz de protection est utilisé pour protéger la liaison des défauts ou des contaminants présents dans l’environnement.

Types de processus de soudage

Voici quelques-unes des techniques de soudage les plus courantes, chacune adaptée à différents matériaux ou situations.

Soudage à l'arc

Qu'est-ce que le soudage à l'arc ?

Dans ce guide, nous nous concentrerons sur le soudage à l’arc. Les soudages MIG/MAG, TIG et à électrode enrobée sont tous des sous-types de soudage à l'arc.

Le soudage à l'arc est un procédé de soudage courant qui utilise un arc électrique pour créer de la chaleur, ce qui fait fondre les matériaux de base et le métal d'apport pour former une liaison solide. Il peut être utilisé pour assembler une grande variété de métaux.

Ce type de soudage est souvent utilisé pour les constructions lourdes, car la chaleur élevée peut déformer les matériaux minces.

Soudage MIG/MAG

Le soudage MIG utilise une alimentation continue en fil-électrode qui fond lorsque l'arc électrique chauffe les matériaux de base.

MIG signifie Metal Inert Gas, soit un soudage aux gaz inertes métallique, et il s'agit de l'un des deux sous-types de soudage à l'arc métallique (MIG/MAG ou GMAW). L'autre est le soudage aux gaz actifs métallique (MAG, Metal Active Gas), qui utilise des gaz actifs comme l'hélium plutôt que des gaz inertes comme l'argon.

Comment fonctionne le soudage MIG/MAG ?

Dans les deux types, le processus fonctionne avec une torche de soudage, ou « pistolet ». Lorsque la gâchette de la torche est enfoncée :

1. La torche commence à alimenter le fil de soudage à partir d'une unité de dévidage de fil enroulé.
2. Un arc électrique est créé entre le fil de soudage et la pièce à souder.
3. Cela chauffe la pièce à souder, fait fondre le fil et le fusionne avec la zone d'assemblage.
4. La torche libère un flux de gaz de protection pour protéger la jonction et le fil.

Le procédé utilise un gaz de protection (inerte pour le MIG, actif pour le MAG) pour protéger la soudure de la contamination.

A quoi sert le soudage MIG ?

En raison de sa rapidité, de sa polyvalence et de sa facilité d'automatisation, le soudage MIG/MAG est l'un des procédés de soudage les plus utilisés dans les environnements industriels. Cependant, il peut être difficile à exécuter à l'extérieur, car le gaz peut s'envoler.

Les utilisations courantes incluent :

• Automobile et fabrication – Utilisé pour les châssis de voitures, les systèmes d'échappement et les machines
• Construction et fabrication de structures – Idéal pour les poutres en acier, les tuyaux et les tôles
• Construction navale et aérospatiale – Assure des soudures solides, propres et précises dans les grandes structures

Vous pouvez en savoir plus sur le soudage MIG ici, dans notre guide du débutant sur la technique et ses utilisations.

Soudage TIG

Bien que partageant certaines similitudes, il existe quelques différences clés entre le soudage TIG et MIG/MAG.

Comment fonctionne le soudage TIG ?

Le soudage TIG (Tungsten Inert Gas, ou gaz inerte au tungstène) utilise une électrode en tungstène pour générer un arc qui fait fondre le métal de base, créant ainsi un bain de fusion. Contrairement au soudage MIG/MAG, l’électrode en tungstène ne fond pas.

Au lieu de cela, une baguette d'apport séparée est introduite manuellement dans le bain de fusion si nécessaire. Le gaz de protection est utilisé pour protéger la soudure.

A quoi sert le soudage TIG ?

Le soudage TIG est un processus de soudage plus lent que le MIG, mais il produit une soudure plus solide et plus esthétique lorsqu'il est réalisé par un soudeur qualifié. Il faut manipuler avec précision le bain de fusion et introduire le fil d'apport manuellement.

Les utilisations courantes incluent :

• Soudage d'une grande variété de métaux – tels que les aciers faiblement alliés, les aciers inoxydables et l'aluminium
• Des soudures qui doivent être solides et esthétiques – le soudage TIG offre plus de contrôle sur le processus
• Soudures nécessitant un processus propre – Aucune étincelle, projection ou laitier n'est généré avec le soudage TIG

Le soudage TIG peut être effectué à partir de diverses positions, où la précision et la qualité sont plus importantes que la vitesse. Il est particulièrement utile pour l’aérospatiale, les équipements alimentaires, le traitement de haute pureté et les sports automobiles.

Vous pouvez en savoir plus sur le soudage TIG ici, dans notre guide complet sur ce processus de soudage.

Soudage à électrode enrobée

Le soudage à électrode enrobée est également connu sous le nom de soudage MMA (Manual Metal Arc, ou manuel métallique à l'arc). C'est l'un des plus anciens types de soudage.

Comment fonctionne le soudage à électrode enrobée ?

Au lieu d'utiliser du gaz de protection, le soudage à électrode enrobée utilise une électrode fusible recouverte de flux pour créer un arc et souder le métal. Lors du soudage à électrode enrobée, le revêtement de flux brûle l'électrode, créant une couche de laitier protectrice.

Une fois le bain de fusion refroidi, la couche de laitier doit être éliminée pour exposer la soudure propre.

À quoi sert le soudage à électrode enrobée ?

Contrairement aux soudages MIG/MAG et TIG, le soudage à électrode enrobée ne requiert pas de gaz en bouteille. Cela en fait un bon procédé de soudage pour les environnements difficiles ou extérieurs. Il fonctionne bien pour les matériaux épais qui n'ont pas besoin d'avoir une apparence parfaite.

Les utilisations courantes incluent :

• Soudures de construction et à usage intensif - Utilisées pour l'acier de construction, les ponts et les pipelines
• Réparation et entretien - Par exemple, la réparation d'équipements agricoles, de machines ou de pièces industrielles
• Soudage extérieur et à distance : peut fonctionner mieux que le soudage MIG/TIG dans des conditions humides et venteuses

Gardez à l’esprit que le soudage à l’arc nécessite un temps supplémentaire pour éliminer la couche de laitier. Bien qu'il ne soit pas aussi précis que le soudage TIG, ni aussi rapide que le soudage MIG, le soudage à l'arc est abordable, portable et idéal pour les métaux sales.

Vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement du soudage à l'arc ? Consultez notre guide sur les bases du soudage à l’arc .

Autres types de soudage à l'arc

Les soudages MIG/MAG, TIG et à électrode enrobée sont des types de soudage pour lesquels notre matériel de soudage à la pointe de l'industrie peut vous aider. Toutefois, de nombreux autres types de soudage à l'arc (et processus de soudage) existent, parmi lesquels :

• Le soudage à l'arc au fil fourré (FCAW) est similaire au soudage MIG, mais il utilise un fil rempli de flux qui crée sa propre protection. Cela le rend idéal pour le soudage en extérieur ou intensif sans avoir besoin de gaz en bouteille.
• Le soudage à l'arc sous flux (SAW) consiste à immerger l'arc sous une couche de flux granulaire, ce qui empêche les projections et la contamination. Il est idéal pour les soudures de haute qualité sur des matériaux épais.
• Le soudage à l'arc plasma (PAW) est similaire au soudage TIG, mais utilise un arc resserré pour une haute précision et une pénétration profonde. Il est idéal pour les industries de haute technologie nécessitant des soudures ultra-propres et de haute qualité.

Maintenant que nous avons expliqué la définition du soudage et certains processus courants, examinons comment fonctionnent les joints de soudure.

Types de joints de soudure

Un élément clé du soudage consiste à choisir la manière d’assembler les matériaux. Les joints affectent la résistance, l’apparence et la durabilité de la soudure. Voici cinq types courants d'assemblages, leur fonctionnement et leur utilisation.

Lisez notre article de blog dédié aux types de base de joints de soudure et aux conseils utiles pour obtenir un résultat de haute qualité. En plus de ces joints populaires, différents types de soudures peuvent être utilisés pour créer des connexions solides et durables.

Par exemple, les soudures en rainure sont réalisées dans une rainure préparée entre deux pièces, souvent utilisées pour une pénétration complète dans le soudage structurel, les pipelines ou les récipients sous pression. Les soudures d'angle, qui prennent une forme triangulaire, sont courantes dans les assemblages en T et en angle, offrant une résistance économique avec moins de matériau d'apport que les assemblages bout à bout.

Parmi les autres procédés existants figurent les soudures en bouchon, qui remplissent des trous circulaires pour souder des matériaux qui se recouvrent, et les soudures sur entaille, qui utilisent des trous allongés pour répartir les contraintes de manière uniforme. Ils peuvent remplacer les rivets dans les applications automobiles et structurelles.

Il est important de choisir le bon procédé de soudage pour le travail, mais quelles sont certaines applications pratiques ?

Utilisations du soudage :

Le soudage joue un rôle crucial dans de nombreuses industries, de la construction de véhicules aux équipements d'énergie verte.

Véhicules et machines

Dans la fabrication, la réparation et la maintenance des véhicules et des machines, la résistance et la vitesse sont essentielles.

• Le soudage MIG/MAG est populaire pour la carrosserie des véhicules, en raison de son temps de production rapide et de sa finition relativement propre. Cependant, vous pouvez utiliser le soudage TIG pour des soudures plus propres et de haute précision sur des métaux plus fins.
• Lorsque le soudage est nécessaire à grande échelle, le soudage robotisé ou l'automatisation du soudage constituent une option.

Construction

Le soudage joue un rôle important dans la construction, notamment dans les bâtiments, les ponts et les pipelines. Dans la construction, les joints de soudure doivent être conçus pour supporter de lourdes charges et résister à des conditions météorologiques extrêmes.

• Le soudage à électrode enrobée (SMAW) est courant pour les structures en acier, en particulier lors du soudage en extérieur ou dans des conditions humides. Le soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) ne nécessite pas non plus d'alimentation en gaz externe, ce qui le rend adapté aux soudures intensives sur des matériaux épais sur les chantiers de construction, quelles que soient les conditions météorologiques.
• L’apparence est moins importante dans certaines applications de construction, mais la résistance et la durabilité des soudures sont primordiales. Le soudage à l'arc au fil fourré et à électrode enrobée produit du laitier, mais est rapide et résistant.

Réparations et entretien

Le soudage est souvent utilisé pour les réparations et l'entretien, par exemple pour réparer une pièce cassée ou une machine usée.

• Le soudage TIG est généralement utilisé pour les réparations, en raison de sa résistance, de sa précision et de son adéquation à une large gamme de métaux. Il produit des soudures propres et esthétiques, mais nécessite du temps et des compétences pour bien faire.
• Pour la rapidité pure, le soudage MIG/MAG est une autre option pour les réparations à grande échelle, surtout si le contrôle ou l'apparence ne sont pas une considération importante. Il peut également être plus facile de souder des métaux plus épais à l’aide du MIG.

Des domaines spécialisés comme l'aérospatiale utilisent également le soudage, nécessitant des soudures de la plus haute qualité sur des matériaux inhabituels.

Dans la construction sous-marine, le soudage à l'arc sous flux et à électrode enrobée est utilisé pour réaliser des soudures solides et durables sur des matériaux épais qui doivent résister à une pression élevée. Amateurs, artisans et sculpteurs recourent également au soudage.

Notre guide devrait vous avoir donné un aperçu de ce qu'est le soudage et du fonctionnement des différents procédés de soudage.

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