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PROCÉDÉ DE SOUDAGE EXPLIQUÉ EN DÉTAIL

MMA/ARC

Le soudage à la baguette, également connu sous le nom de soudage manuel à l'arc métallique (MMA), fait référence à une méthode de soudage dans laquelle une tige de métal d'apport dans le porte-électrode sert d'électrode de soudage. L'arc brûle entre la tige et la pièce ouvrée. La différence par rapport aux autres méthodes de soudage est que la tige de métal d'apport qui sert d'électrode de soudage se réduit constamment pendant la progression du soudage MMA.

Dans le soudage TIG et MIG/MAG, la distance entre la torche et la pièce ouvrée doit rester constante à tout moment. Toutefois, en soudage MMA, le porte-électrode doit continuellement être rapproché de la pièce ouvrée afin de préserver la distance entre l'électrode et la soudure en fusion. Cela présente des défis particuliers pour le soudage MMA.

Le soudage MMA peut être utilisé dans presque toutes les conditions, c'est donc une méthode assez universelle dans l'industrie du soudage. Il est couramment utilisé dans les chantiers d'installation où une bonne accessibilité est requise pour les postes à souder et où le travail est souvent effectué en extérieur. Le soudage MMA est une méthode de soudage courante, par exemple dans les conduites d'usine et dans d'autres sites de soudage de tuyaux. C'est également la méthode de soudage préférée des bricoleurs et des petits ateliers de réparation. Il peut également être appliqué au soudage sous-marin, où des métaux d'apport spécialement conçus pour les environnements sous-marins sont utilisés.

Le soudage MMA nécessite une alimentation électrique, un câble de masse et un câble de soudage équipé du porte-électrode. Il n’y a pas de gaz de protection puisque l’électrode de soudage est revêtue d’un matériau qui produit un gaz de protection et un laitier sur le bain de soudure en fusion. De nombreux postes à souder TIG conviennent également au soudage MMA. Les petits postes à souder à onduleur d'aujourd'hui favorisent encore plus la mobilité et l'accessibilité. L'alimentation peut, par exemple, être branchée sur un générateur doté de longs câbles de branchement, afin de placer le poste à souder à proximité de la pièce ouvrée. Les plus petits postes à souder ne pèsent actuellement que 5 kg (10 lb).Le soudage MMA est plutôt populaire chez les bricoleurs, car les seules pièces requises sont le poste à souder et les tiges du matériau d'apport. Aucun gaz de protection n'est requis et les appareils fonctionnent généralement avec du courant obtenu à partir d'une prise de courant résidentielle ordinaire.

MIG/MAG

En soudage MIG/MAG, l'outil du soudeur est une torche de soudage. Celle-ci permet d'alimenter la pièce ouvrée en fil d'apport, en gaz de protection et en courant de soudage. Les problèmes les plus importants liés au soudage MIG/MAG sont la position de soudage, l'angle de la torche de soudage, la longueur de fil libre, la vitesse de soudage et la forme du bain de soudure en fusion.

L'arc est amorcé avec une gâchette dans la torche, et cette dernière se déplace ensuite à une vitesse de soudage constante le long de la rainure de soudage. La formation du bain de soudure en fusion doit être contrôlée. La position et la distance de la torche de soudage par rapport à la pièce doivent être maintenues constantes.

Le poste à souder crée l'arc via la torche de soudage, entre le fil à souder et la pièce ouvrée. L’arc fond le matériau à souder et le fil d'apport, ce qui crée la soudure. L’alimentation en fil est assurée par le dévidoir de la torche. La torche de soudage fournit également un gaz de protection à la soudure.

Les méthodes de soudage MIG et MAG diffèrent l'une de l'autre en ce que le soudage MIG (gaz inerte métallique) utilise un gaz de protection inerte qui ne participe pas au procédé de soudage, tandis que le soudage MAG (gaz actif métallique) utilise un gaz de protection actif qui participe au procédé de soudage.

Le gaz de protection contient généralement du dioxyde de carbone actif ou de l'oxygène, et par conséquent, le soudage MAG est de loin plus courant que le soudage MIG. En fait, le terme soudage MIG est souvent utilisé accidentellement en relation au soudage MAG.

Aujourd'hui, le soudage MIG/MAG est utilisé presque partout dans l'industrie du soudage. Les plus gros utilisateurs sont les industries lourdes et mi-lourdes, telles que la construction navale, la fabrication de structures en acier, de pipelines et de conteneurs sous pression, ainsi que dans les activités de réparation et d'entretien.

Le soudage MIG/MAG est également couramment utilisé dans l'industrie de la tôle, notamment dans l'industrie automobile, les ateliers de carrosserie et la petite industrie. Les amateurs et les utilisateurs à domicile possèdent également le plus souvent un poste à souder MIG/MAG.

L'équipement de soudage MIG et MAG se compose généralement d'un poste à souder, d'un dévidoir, d'un câble de mise à la terre, d'une torche de soudage, d'une unité de refroidissement liquide en option, ainsi que d'un réservoir de gaz de protection ou d'une interface de réseau de gaz.

Le dévidoir sert à alimenter le fil de soudage nécessaire au soudage, de la bobine à la torche de soudage.

Le dévidoir permet également de démarrer et d'arrêter le poste à souder et, lors de l'utilisation d'un poste à souder électronique, de contrôler la tension fournie par le poste à souder. La source d’alimentation et le dévidoir sont donc reliés par un câble de commande. En outre, le dévidoir contrôle le débit du gaz de protection. Le gaz de protection nécessaire au soudage est obtenu à partir d'un réservoir de gaz ou d'un circuit de gaz.

TIG

L'équipement de soudage TIG comprend un poste de soudage, un câble de mise à la terre, une torche de soudage et un réservoir de gaz de protection ou une interface de circuit de gaz. L'appareil peut également comporter une unité de refroidissement par liquide. Un dévidoir n'est pas nécessaire, car le matériau d'apport est alimenté manuellement.

En soudage TIG (Tungsten Inert Gas), l'arc de soudage se forme entre une électrode de tungstène réfractaire et la pièce ouvrée. Le gaz de protection est toujours un gaz inerte qui n'affecte pas le procédé de soudage. Habituellement, l'argon constitue le gaz de protection et il protège de l'oxygénation non seulement la soudure en fusion mais aussi l'électrode de la torche.

Le matériau d'apport peut ne pas être nécessaire pour le soudage TIG. L’assemblage des pièces peut également être réalisé par la fusion des bords. Si un métal d'apport est utilisé, il est alimenté manuellement dans la soudure en fusion et non par le biais de la torche de soudage, comme c'est le cas en soudage MIG/MAG.

Par conséquent, la torche de soudage TIG a une structure complètement différente d'une torche MIG/MAG.Diverses méthodes de soudage TIG incluent notamment la méthode de soudage TIG DC qui utilise un courant continu, le soudage TIG AC qui utilise un courant alternatif et le soudage TIG pulsé.

Les applications les plus importantes du soudage TIG sont le soudage de canalisations et de tuyaux. Il est toutefois utilisé dans de nombreuses industries, telles que l'aviation et l'aérospatiale, ainsi que dans les industries de la tôlerie, lors du soudage de matériaux particulièrement minces et de matériaux spéciaux tels que le titane. Le soudage TIG convient à la fois au soudage manuel et mécanisé ainsi qu'à l'utilisation de robots de soudage.

Le soudage TIG est utilisé dans les sites où l'aspect de la soudure est important. Ce critère présente des besoins particuliers de précision du soudage. En outre, le soudage TIG est plus exigeant que les autres méthodes car il nécessite de contrôler un plus grand nombre de paramètres. En soudage TIG, la torche est déplacée avec un bras tandis que l’autre bras déplace le matériau d’apport sur le bain de soudure en fusion. Un soudeur TIG doit donc contrôler avec précision les deux bras et l'un de ces derniers ne peut pas être utilisé pour supporter la torche comme dans le soudage MIG/MAG.

Ces exigences particulières rendent le soudage TIG plus difficile, en particulier au début. Toutefois, les bras s’habitueront vite à la précision du mouvement, et le soudage TIG deviendra rapidement une routine. Par conséquent, le soudage TIG exigeant est généralement effectué par un soudeur spécialisé dans ce type de soudage.

Le soudage TIG se fait avec un mouvement de torche poussant. Le matériau d’apport peut être alimenté sur la soudure en goutte à goutte ou en continu, en maintenant le fil d’apport constamment dans le bain de soudure en fusion.

Les différents type de gaz

Oxygène :

L’oxygène est principalement utilisé dans les procédés oxy-combustibles, ainsi que dans bon nombre d’autres applications.

A l’état gazeux :

-soudage, brasage, chauffage, formage, décapage, métallisation, trempe.

-lance thermique (forage ou coupage de tous les matériaux)

-oxycoupage, gougeage, décriquage

-suroxygénation de flamme

-industrie chimique et électronique

Plusieurs techniques et procédés de soudage existent :

La méthode de soudage utilisée est choisie en fonction des matériaux à souder et de l'épaisseur du matériau, de l'efficacité de production requise et de la qualité visuelle souhaitée de la soudure. Les méthodes de soudage les plus couramment utilisées sont soudage MIG/MAG, soudage TIG et soudage à la baguette (arc métallique manuel).

Les plus connus sont le soudage manuel à l’arc électrique (MMA) également connu sous le nom de soudage à l’arc électrique sous protection (SMAW) ou soudage à l’électrode enrobée, le soudage Tungstène Inerte Gaz (TIG) également connu sous le nom de soudage TIG, le soudage Métal Inerte Gaz (MIG) / Métal Actif Gaz (MAG) également connu sous le nom de soudage MIG-MAG (GMAW)

Chaque procédé a ses propres avantages et doit être adapté à l’application.

L’oxygène, combiné avec un gaz combustible tel que l’acétylène ou le propane, peut être utilisé pour différents procédés comme le soudage, le coupage et le brasage. Seul le gaz combustible à base d’acétylène est adapté pour le soudage.

Lors du coupage, tous les gaz de combustion peuvent être utilisés avec l’oxygène pour couper des métaux ferreux

L’acétylène est le seul gaz combustible couramment utilisé permettant différentes configurations des bords dans la préparation des chanfreins sur les plaques et tubes.

Le découpage repose sur une réaction chimique entre l’oxygène et le fer dans l’acier. Une flamme préchauffée est utilisée pour augmenter la température de la surface du métal jusqu’à l’atteinte de la température à laquelle la réaction a lieu. La chaleur issue de la réaction fait fondre le métal qui est éjecté de la coupe par un jet d’oxygène.

Acetylène :

L’acétylène est utilisé dans tous les procédés employant la flamme oxyacétylénique.

-soudage, brasage, chauffage, formage, décapage, métallisation, trempe superficielle, oxycoupage à la poudre de fer, gougeage, décriquage, redressage.

-industries chimiques et pharmaceutiques

Argon :

L’argon est un gaz de l'air neutre utilisé comme : Gaz de protection contre l’oxydation par l’air ambiant

En soudage TIG :

-En courant alternatif, de l’aluminium et des alliages légers.

-En courant continu, des aciers inoxydables, cuivre et alliages cuivreux, ainsi que des aciers ordinaires en soudage.

En soudage MIG :

-De l’aluminium et des alliages légers ainsi que le cuivre et ses alliages

Azote :

A l’état gazeux :

-Atmosphère protectrice

-Désoxygénation de liquides alimentaires (huile, vin)

-Contrôle d’atmosphère, réactions chimiques, électronique, appareils électriques installés en zone dangereuse.

-Atmosphère de traitements thermiques métallurgiques

-Conditionnement de produits alimentaires sous atmosphère neutre (chips, aliments précuits, etc)

En Soudage :

-Protection envers des soudures aciers et inox

-Gaz plasmagène en coupage plasma

Dioxyde de carbone :

Le Dioxyde de Carbone est présent dans l’air mais en faible quantité

A l’état gazeux :

-Gaz de protection en soudage semi-automatique (MAG) des aciers de construction, qui n’est plus utilisé que très rarement pur. En effet, le CO2 ne permet pas le soudage en pulvérisation axiale (spray arc) aux intensités traditionnelles. Il est donc utilisé en mélange binaire avec de l’argon et parfois, selon les applications, en mélange ternaire ou plus.

-Luttes contre l’incendie

-Durcissement des moules en fonderie

A l’état liquide :

-Fabrication de tampons de glace pour intervention sur des canalisations (procédé Jet Freezer) en utilisant des bouteilles à tube plongeur.

-Liquide et solide cryogénique

Hélium 4.5 :

L’Hélium est utilisé comme gaz de protection contre l’oxydation de l’air ambiant.

En soudage TIG et MIG, des alliages légers de fortes épaisseurs pour favoriser la vitesse, la pénétration et le mouillage des cordons de soudure.

L’Hélium peut être utilisé en mélange avec de l’argon à différentes teneurs (voir Hélion).

En laboratoire :

-Gaz vecteur en chromatographie

-Détecteur de fuites, permet la détection de micro-fuites Applications diverses

-Gonflage des ballons

-Pneus d’avions

-Ballons dirigeables publicitaires, etc…

L’Hélium est le moins soluble de tous les gaz dans les liquides il est employé comme gaz de pressurisation.

Mison 2 :

Utilisé comme gaz de protection en soudage semi-automatique sur aciers inoxydables (MAG). Il permet le soudage des aciers inoxydables, le cordon de soudure obtenu présente un bel aspect, peu oxydé, et a un bon mouillage.

Mison 8 :

Utilisé comme gaz de protection en soudage semi-automatique sur aciers alliés (MAG).

Il permet le soudage des aciers au carbone avec les différents régimes d’arc, ainsi qu’en pulsé et dans toutes les positions.

La composition chimique du MISON® 8 favorise le régime de pulvérisation axiale (spray arc) à basse intensité. Les joints soudés sont de bel aspect, bien mouillés et avec peu de silicates.

Mison 12 :

Mélange de soudage polyvalent utilisé comme gaz de protection en soudage semi-automatique sur aciers alliés (MAG).

Permet le soudage des aciers au carbone avec les différents régimes d’arc, ainsi qu’en pulsé et dans toutes les positions.

La composition chimique du MISON® 12 favorise le régime de pulvérisation axiale (spray arc) à basse intensité.

Les joints soudés sont de bel aspect, bien mouillés et avec peu de silicates. Convient particulièrement aux soudages MAG des inox en fils fourrés.

Corgon 18 :

Utilisé comme gaz de protection pour le soudage semi-automatique des aciers alliés (MAG).

Permet d’obtenir un arc très stable, tant en régime pulvérisation axiale (spray arc) qu’en régime court-circuit (short arc).

De fait, toutes les épaisseurs de tôles peuvent être assemblées avec le CORGON 18. La large plage de réglage possible permet de pallier aux défauts de préparation.

Les cordons obtenus sous CORGON 18 sont de bel aspect et d’une excellente compacité en soudage par court circuit (qualité radio).

Peut être utilisé pour le soudage avec fils fourrés.

Gamme laser :

Il s’agit généralement d’azote, d’oxygène et d’argon de haute pureté pour la découpe et d'argon, d'azote ou d'hélium pour le soudage.

-Laser Azote

-Laser Oxygène

-Laser Argon

-Laser Helium

Ces gaz sont utilisés avec les lasers CO2 ou les lasers à solide (à fibre ou à disque). Le type de gaz et la pression utilisés dépendent de l’application, du matériau et de la machine.

Sécurité :

-Ni huile, ni graisse sur raccords et robinets

-Ne jamais utiliser de raccords intermédiaires

-Ne pas peindre les bouteilles

-Ne pas ôter les chapeaux de protection

-Ne pas soulever les bouteilles par le chapeau

-Ne pas souder sur les bouteilles

-Ne pas utiliser les bouteilles d’acétylène couchées au sol

-Ne pas exiger d’une bouteille d’acétylène un débit supérieur à 1/10è de sa capacité

-Refermer les robinets lorsque les bouteilles sont vides

-Ne jamais tenter de transvaser un gaz d’une bouteille dans une autre

-N’utiliser que le type de détendeur adapté au gaz ou mélange choisi

-Les raccords de sortie des robinets de bouteilles sont de différents types selon la nature du gaz

-Avant le montage du détendeur, ouvrir légèrement le robinet de la bouteille et refermer aussitôt. Cette manœuvre chasse les poussières pouvant se trouver dans le robinet.